與第三 波實(shí)際上是一種在地球介質(zhì)中的彈性波。討論波的問題，需要應(yīng)用彈性力學(xué)的理論。巖石的彈性性質(zhì)決定了彈性波的規(guī)律。物質(zhì)的彈性KE3(KE3(19Kμ3K,σ6KE為楊氏模為剪切模量為泊松比彈性波波動方波動方程的一般表達(dá)式2

(

u) 斯算子

2

2

2

2 對(1-1)式分別求散度（div）和旋度（rot）t2

（1-

（1-t2

u,

在地球會產(chǎn)生兩種體波：P波（Primarywaves）和S（Secondarywaves） S波跑的比P波慢，它只可以在固體。在S波時，質(zhì)點(diǎn)的縱波（P波）：質(zhì)點(diǎn)位移與方向一致，在固、液、氣中。橫波（S波）：質(zhì)點(diǎn)位移與方向垂直，只在固體中?？v波（Pwave）表現(xiàn)為上下跳動，橫波（Swave）表現(xiàn) 波大，破壞力大，橫波的水(2(2)/縱初至波primarywaves(first速度crust,6mantle,8core,centerofearth11/v/secondary剪切shear無體積變novolumecrust4mantle,4.5outercore,0becauseitisaliquidandshearwavescannottravelinliquidorgasinnercore,3.5km/s體波慢。最重要的面波有兩種：Rayleigh波（R波）和Love波（L波），它們名是為了紀(jì)念這些波的發(fā)現(xiàn)者，英國科學(xué)LordRayleighA.E.HLove面波從震中向外擴(kuò)展時，其振幅實(shí)質(zhì)上隨離開震中的距離的平方根成反比；而體波(縱波和橫波)的振幅與距離成反比。因此在地球表面離開震中較遠(yuǎn)的點(diǎn)上，面波與體波相比較，面波將相對地占優(yōu)勢，因而距離震中較遠(yuǎn)的振動主要是地面波。面波的強(qiáng)度隨離開地表的深度加深，而迅速減弱。Rayleigh沿界面時相互疊加的結(jié)果。LoveLove波（L波）時，質(zhì)點(diǎn)水平運(yùn)動，而且運(yùn)動運(yùn)動最大，越往深處運(yùn)動的幅度越小 巽他海峽發(fā)生Ms6.0級（S6.5°，E105.4°），這 臺（KIM，震中31.6°，方位角355.0°）的實(shí)際記錄.縱軸是動的移（單位：微米），橫軸是時間射斯斯奈Snell’slawinaflatsini1/v1=sini2/Henceray p=sini/isconstantalonga=inmedium=inmedium(x=whereAmediumC,hereassume1=Anglebetweenline(a,b)to2Anglebetweenline(b,c)tott1t2tt1t2abVVNowletsgetthechangeindistanceintermsofpointsa,bandSincewewanttheminimumtime,wehavetotaketheoftasafunctionofxandsetitequaltowithsomesimpletrigonometry,thebigmessintheLet’splugthisbackintopart3seewhat如圖示，界面R將彈性空間分為上、下兩部分W1和W2，波速為V1，V2t時刻：AB入射到Aˊ，入射角α，波前AˊBˊ，Aˊ為新震源，在W1W2中擾動t+△t:Bˊ到Q點(diǎn)。Aˊ波前：W1中，V1△t畫??；W2中，V2△t畫弧。反射波：波前QS在W1介質(zhì)中透射波：波前QT在W２介質(zhì)令A(yù)ˊBˊ、QS、QT同R的夾角為α、αˊ、β，據(jù)三角關(guān)系化簡得斯奈爾定律

sin

sinP式中：α―入射角、αˊ―反射角，β―透射角，P=sinαi/Vi（射線參量波的反射和透當(dāng)波投射到層狀介質(zhì)的分界面上時，就會發(fā)生反射和透射(見右圖),并滿足Snell定律：

V

V

VVV2>ABCREFLECTION&TRANSMISSIONDEPENDONVELOCITY(v)&DENSITYMediumMediumMediumIMPEDANCE=PulseincidentonjunctionbetweenstringsofdifferentgivestransmittedreflectedReflectedwaveinvertedbecauseimpedanceisgreaterintherightpulsehasasmallerlengthbecausevelocityislowerintherightstring.影響波振幅的因素（1）幾何擴(kuò)散：波能量（振幅）隨距離而衰減（2）波的透射損失：入射波每穿過一個彈性界面，能量損失一部。（3）吸收衰減：吸收衰減即大地濾波作用，濾去較高頻率成分，保留較低頻率成分，濾波后的子波延續(xù)時間加長，頻率降低，振幅減小。近震震相及走震相：就是在 圖上顯示的性質(zhì)不同或路徑不同的 波組。各種震相到時、波形、振幅、周期和質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動方式等方面都有自己的特征（二）走時方走時曲線:發(fā)生時，波經(jīng)由內(nèi)向外，波信號為觀測站所記錄，距離震源愈近的測站越早收到信由左圖可得

tOS當(dāng)

tV

2 22th整理后得th

0很明顯這是一個雙曲線方程當(dāng)h0或h時,tV是一條過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線2、反射tOAV

OS22(2H

t2Hh 20 20t整理后得t

(2H 因此反射波走時曲線也是一條雙曲但與直達(dá)波的雙曲線相比，其實(shí)半與虛半軸的長短不同3、折射波tOA

AB

hH/2/2VV1稱為USETRAVELTIMECURVESTOFINDSTRUCTUREVERSUS近震記錄的特征是：震相簡單，主要11n遠(yuǎn)震震相及走時Sphericalearthrayparameter-constantalongaraySEISMICRAYPATHSBENDASVELOCITYINCREASESiiSnell’slawforsphericalwithvelocityvatradiusRayturnstoincidenceangleisorayparameterpisconstantalongtherayTravelp=rsini/=dT/

dT/p=rsini/v=dT/dRapidcausesMultiplerayssamep=rsiniv=dT/Lowvelocityzonecausesshadowzone-noraysarrive遠(yuǎn)震震相多而且復(fù)雜，射線經(jīng)過的路程、從震源經(jīng)地幔到達(dá)臺站的折射波(P,S),、地表面反射波PP,SS,反射兩次用PPP,SSS表示,用PS或SP表示，可以有：PSP,PPS,SSP震源震源震臺折射折射直達(dá)地表反射pP、pP、ssSS等。小寫字母表示在地表反射之前的波，大寫是反射之后的波。、殼幔分界面的反射波PcP,PcS等、地核PKP、PKP2、PKS、SKP等等，K表示在外核的P波內(nèi)核 PKIKP、PKJKP等，I表示縱波，內(nèi)核 遠(yuǎn)震震相記震相名稱TRAVELTIME地球結(jié)地球結(jié)構(gòu)是指地球內(nèi)里，連地殼都沒有?？茖W(xué)家只能通過研究提示地球的。一般認(rèn)為地球有三個同獲得地球分層結(jié)構(gòu)的大事年 平均深度約為30km，稱為“莫霍界面”，也就是地殼的底 古老的石頭丹麥格陵蘭的巖石也只有39億年；而天文學(xué)家 地殼下面是地球的中間層，叫做“地?！?，厚度約體積最大、質(zhì)量最大的一層，平均密度為4.9g/cm3，占地球總體積的83.4%，約占總質(zhì)量的 地幔又可分成上地幔(35-670km)和下地幔(670- 地幔下面是地核，地核的平均厚度約3400公里，占地球總體積的16.3%，約占總質(zhì)量的1/3。地核還可分為外核和內(nèi)核三層，外核厚度約2250公里，物質(zhì)大致成液態(tài)，可流動內(nèi)核是一個半徑地核的溫度和壓力都很高，估計(jì)溫度在5000℃以上，壓力達(dá)1.32億千帕以上，密度為每13g/cm3.內(nèi)外核的速度階地核的發(fā)現(xiàn)者—奧爾姆(1858－1936年(下圖在研究記錄太平洋的圖時，發(fā)現(xiàn)不能用地球一般的模型解釋波。這種波的地球內(nèi)核的發(fā)現(xiàn)者—英格·萊曼(1888～1993年1996年中國旅美學(xué)者宋通過研究穿過地核的，推斷出內(nèi)核旋轉(zhuǎn)速度要比外核快，這個發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步加了人類對地球的認(rèn)識，他的研究成果登NTRE上，并被996年度十大科學(xué) 之一。 巖石圈70~150km，全球平均厚 軟流地球的主要分 5～11(莫霍面到150SOLID

SOLIDINNER板塊學(xué)地球表面的運(yùn)動－－板塊構(gòu)板塊邊界類

發(fā)散邊界（Divergentboundaries）wherenewcrustisgeneratedastheplatespullawayfromeachother.匯聚或收斂邊（Convergentboundaries）crustisdestroyedasoneplatedivesunder轉(zhuǎn)換邊界（Transformboundaries）wherecrustisneitherproducednordestroyedastheplatesslidehorizontallypasteachother.邊界類兩側(cè)的板地貌特示發(fā)散邊海洋－海大洋中中陸地－陸裂東非裂匯聚邊海洋－海島弧和海西阿留申群海洋－大山脈和海海大陸－大造山喜馬拉雅轉(zhuǎn)換邊海洋－海錯斷的洋中太平洋中大陸－大板塊邊Plate圣安德烈斯斷大洋中匯聚型邊界：海洋－海缺乏古數(shù)據(jù)作為約板塊邊界的定義存在模糊板內(nèi)地殼動力學(xué)作用強(qiáng)烈大陸裂谷的孕育，板內(nèi)等，在板塊構(gòu)造學(xué)說的框架中都被擠壓到次要地位.勢。1963年TuzoWillson在解釋洋島鏈形成時首先 地幔柱的在D”層地幔柱從上升到巖石圈底部形成地幔柱頭，直徑約為1000m左右；一個地幔柱的約為106-107年地幔柱玄武巖漿中的氦同位素比值3He/4e大于空氣中此比值的十倍以上；地幔柱頭常造成正地形及重力高地幔柱常與層析圖中的低速異常對應(yīng)尾；柱尾包熱流體，促進(jìn)柱頭靠浮力上升（柱尾溫度高，因而粘度小，形狀窄）會產(chǎn)生這種變粗的頭部。塊拉張邊界不符，它們可分布在板塊，而且與由核幔邊界升起的地幔柱的頭部一定是熱的。然而，近年來的觀測表明，許多熱點(diǎn)下方的地幔并不熱。地球的局部放氣，會影響到同位素的比值。因此洋島型熱點(diǎn)上的玄武巖中，3e/4e的值并不都高。而且，此比值高的異常也不局限在熱點(diǎn)。因此用這類比值識別的所謂地幔柱是不可靠的。熱點(diǎn)下方的低速異 有幾個熱點(diǎn)下方的低速異常只延伸到300-400km。例子:黃石公園，低波速異常只存在 從低波速帶異常的形狀看，大多數(shù)地幔柱都不是蘑菇形狀。當(dāng)前，新板塊構(gòu)造學(xué)者在地幔柱假說認(rèn)地球組構(gòu)的非均勻性，也得到可與層地構(gòu)造物理學(xué)的深入發(fā)展。 原始地幔在形成的時候，含有大約700-750ppm的水:結(jié)晶水、 在MORB源的上地幔巖石中，H2O的含量約為100ppm，而OIB型的上地幔，H2O含量約為400ppm 橄欖石的正常含水量300ppm，以MgSiO4中Mg(OH)的形式 在輝石中含有的水，、火山爆發(fā)等自然作用加速放氣大洋板塊俯沖到地幔，使水進(jìn)入地 初始俯沖帶的海水和此帶中輝石的去水進(jìn)入了深410km的相變過渡帶，使過渡帶巖石中水的含8000ppm，從而使m間斷面上方常可見到波速降低的現(xiàn)象，這個低速過渡帶也常常對應(yīng)巖石低電阻率區(qū)，說明上地幔0km，甚至2m及60km的相變過渡帶都可能是地幔的富水層。 這個觀點(diǎn)是Dion等人在202年首先提出來的，他們在“Nature”上 文章說，大洋板塊俯沖到地幔，使水進(jìn)入地幔，又通過洋島上方發(fā)生火山爆發(fā)將水返回大洋，形成了上幔中流體運(yùn)動的循。地幔的某些部位是濕的，含水的。這些水可能來源于