S波比P波持续时间长些,S波包括SV和SH波:前者在垂直平面上震动,后者在水平平面上震动。正好是S波之后或与S波同时,勒夫波开始到达。下一个是横过地球表面传播的瑞利波,它使地面在纵向和垂直方向都产生摇动。这些波可能持续许多旋回,引起“摇滚运动”。因为它们随着距离衰减的速率比P波或S波慢,在距震源距离大时感知的或长时间记录下来的主要是面波。勒夫波和瑞利波比P波和S波持续的时间长5倍多。第30页,共72页,星期日,2025年,2月5日面波波列之后构成地震记录的重要部分,称之为地震尾波。地震波的尾波事实上包含着沿散射的路径穿过复杂岩石构造的P波、S波、勒夫波和瑞利波的迭加。第31页,共72页,星期日,2025年,2月5日地震动对建筑物的破坏有三种方式:上下颠簸、水平摇摆、左右扭转。多数时候是三种方式的复合作用。纵波使建筑物上下颠簸,力量非常大,建筑物来不及跟着运动,使底层柱子和墙突然增加很大的动荷载,叠加建筑物上部的自重压力,若超出底层柱、墙的承载能力,柱、墙就会垮掉。底层垮掉后,上面几层建筑的重量就像锤子砸下来一样,又使第二层压坏,发生连续倒塌,整个建筑直接“坐”下来,原来的第三层瞬间变为“第一层”。第32页,共72页,星期日,2025年,2月5日横波使建筑物水平摇摆,相当于对建筑物沿水平方向施加了一个来回反复的作用力,若底部柱、墙的强度或变形能力不够,就会使整栋建筑物向同一方向歪斜或倾倒,在震区常常看到这种现象。第三种作用是扭转。引起扭转的原因是有的地震波本身就是打着“旋儿”过来的,也有的情况是因为面波到达建筑物两端早晚的时间差引起的。这种情况引起建筑物扭动,建筑物一般抗扭能力较差,很容易扭坏。震区有的房子角部坍塌,多属这种情况。第33页,共72页,星期日,2025年,2月5日3.4地震波的应用3.4.1地震波是打开地心之门的钥匙20世纪初,南斯拉夫地震学家莫霍洛维奇发现,在地下33千米的地方,地震波P波速度的传播速度猛然加快,由6.0km/s变为8.2km/s,横波速度则从4.2km/s增加到4.4km/s左右,这表明这里的物质密度很大,物质成分与地球表面不同。后来地球内部这个分界面,就被称为“莫霍面”。第34页,共72页,星期日,2025年,2月5日1914年美籍德裔学者古登堡(B.Gutenberg,1889-1960)发现,在地下约2900千米的地方,纵波速度突然减慢,其上部为13.6km/s,在其下部为7.8~8.0km/s;而横波速度从7.23km/s到突然消失。这说明,这里的物质密度变小了,固体物质也没有了,只剩下了液体和气体。这个深度,就被称为“古登堡面”,地下2885km深度到地心,称为地核。地球被莫霍面和古登堡面分成三层,分别是地壳、地幔和地核。地壳主要是岩石,地幔主要是含有镁、铁和硅的橄榄岩。地核是真正的地球之心,主要是铁和镍,那里的温度超过4000摄氏度。第35页,共72页,星期日,2025年,2月5日1936年丹麦地震学家—英格.莱曼(IngeLehmann)通过研究记录太平洋地震的地震图,认为在液态的地核中还有一个固态的地球内核。现在我们已经知道地球可以分为地壳、地幔和地核,地核又包括一个液态的外核和一个固态的内核。对地球内部的认识,都来源于天然地震资料和数据。1996年中国旅美学者宋晓东通过研究穿过地核的地震波,推断出内核旋转速度要比外核快,这个发现进一步加深了人类对地球的认识。第36页,共72页,星期日,2025年,2月5日3.4.2地震是一盏照亮地球内部的明灯人类目前无法利用电磁波探测地球深部,因为地球介质电导率很高,进入地球内部的电磁波很快就衰减掉了。地震波的传播在地球内部的衰减非常小,特别是在地球深部,几乎不发生地震波弹性能量向其他形式能量的转换。体波对地球内部结构比较敏感,因为体波在地球内部的不同部分传播速度不同。在分界面上发生的反射、折射和波型转换既影响体波的“行走时间”,又影响体波的振幅和形状。第37页,共72页,星期日,2025年,2月5日大地震时整个地球会发生自由振荡。这时,地球好像是一口铜钟被重重地敲击一下,余音缭绕,经久不绝。不同形状、不同结构的铜钟具有不同的音色;类似地,不同形状、不同结构的星球也具有不同的自由振荡的形式。地震学家就像一位钢琴调音师那样,通过倾听地球的“音乐”,辨认出地球内部的结构。第38页,共72页,星期日,2025年,2月5日震源发出的地震波会通过地球介质向各