지진파로 알 수 있는 것은?

피해의 이면으로 지진은 지구 내부를 들여다보는 창으로 작동한다

지진이 일어나면 지진관측소에서 지진파를 관측한다. 지진파를 통해서 여러 가지 정보를 얻을 수 있기 때문이다.

지진파는
P파, S파, Love파, Rayleigh파가 있다

P파, S파는 지구 속으로 전파되고, 나머지는 표변으로 전파된다.

지진파의 기록. 수평(동서남북), 수직 방향의 진동이 기록된다

각 파의 진동 방향은 아래 그림과 같다.

하나의 지진에 여러 유형의 지진파가 섞여서 전파된다

지진파를 통하여 지구 내부의 구조를 알 수 있다는 것은 앞에서 잠깐 다루었다. 또 무엇을 알 수 있을까?

지진은 주로
 지구 안에서
일어나는 현상이다

지진이 발생한 바로 그 위치를 진원이라 하고, 진원에서 수직 방방의 지표를 진앙이라고 한다.

진원과 진앙

지진관측소 한 곳에서 얻은 지진파 자료만으로도 진원까지의 거리를 알 수 있다. 지진이 처음 발생했을 때의 시각은 알 수 없다. 그래서 진원까지의 거리는 P파가 도착하고 난 후 S파가 도착할 때까지 걸리는 시간을 이용한다.

아래의 도표에서 P파와 S파의 간격이 클수록 먼 거리에서 발생한 지진이다.

P파와 S파 사이의 도착 시간 차이를 알면 진앙거리를 알 수 있다

한 지진관측소에서 지진이 발생한 곳까지의 거리를 알 수는 있지만 지진이 어느 방향에서 일어났는지는 알 수 없다. 이것을 알기 위해서는 최소 지진관측소 두 곳의 진파 자료가 있어야 하고, 정확한 곳을 알려면 세 곳의 자료만 있으면 된다.

그 원리를 그림으로 설명하면 다음과 같다. 각 지진관측소에게 얻은 지진파 자료로부터 지진 발생 거리를 반지름으로 하는 동심원을 그린다.

세 원이 만나는 곳이
 진원지나 진앙지가 된다

지표에서 발생한 지진이라면 세 원은 정확히 한 점에서 만날 것이다

세 관츨소의 자료를 이용하여 지진이 발생한 곳을 알아낸다

지진파가 지구 전체를 통과하여 이동한 자료를 연구한 결과, 진앙으로부터 지구의 중심과 이루는 각도가 105도에서 140도 사이에는 직접 오는 P파가 없고, 105도 이후로는 S파는 도달하지 않는다. 이것을 통해서 무엇을 갈게 되었을까?

S파는
 액체 상태의 물질을
 통과하지 못한다

이로부터 외핵이 액체 상태임을 알 수 있게 되었다.

S파가 통과하지 못하는 지점에는 액체로 된 부분이 있다

땅 속 깊이 직접 파고 들어가든지 하지 않는 한 지진파는 지구 내부를 들여다볼 수 있는 지금까지는 가장 강력한 도구이다.