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體波

行經介質主體的震波,分為壓縮波與剪切波。壓縮波為震波經過時,傳波介質的質點運動方向為前後振動,以一密一疏的方式傳遞,亦稱為P波(Primary wave),速度最快,因振動方向與傳播方向相同,又稱為縱波。剪切波之質點運動方向為上下或左右方向振動,以搖擺的方式傳遞,亦稱為S波(Secondary wave),速度次之,因振動方向與傳播方向垂直,又稱為橫波。
因液體無法承受剪切作用,S波不能通過液體(例如地球內部之外核),P波則可。S波速度約為P波的0.58倍,振幅卻是P波的1.4倍以上。當地震波由地底往上傳播時,S波的振動方向平行於地表的分量較多,較容易水平拉扯建築物,而一般建築物垂直耐震力較強,水平耐震力較弱,故S波常是造成地震破壞之主因。近地表沖積層較為鬆軟,S波速度常降至每秒數百公尺,因單位面積及時間通過的震波能量守恆(此量正比於震波速度乘以振動位移的平方),故在鬆軟地層的S波振動位移量會放大,更容易造成破壞(稱為場址效應)。
地球並不是一個均勻的球體,地球內部因材料的分異,發生分層的現象,同一層材料較為一致,有一定範圍的P波及S波速度,但是,在地層地層的交界面上,因兩側物質之傳波速度不同,震波經過時,會發生反射、折射及透射的現象,兩側速度差別愈大,作用愈強。地殼底部之莫荷面(Moho)就是一個明顯的界面。
地震紀錄中,除了直接從震源來的P波及S波外,也包括許多經過地球內不同界面而回到地表的信號,形成複雜的地震紀錄。利用多個位置地震及測站所收到的不同信號到達時間,可以逆推地球內部速度構造(稱為速度構造斷層掃瞄,tomography)。地震紀錄中以最早到達的P波最容易辨認,故決定震源位置時,都以初達P波到時做為主要的計算依據。初達P波的振動方向(上動或下動)或波形,亦可用來逆推震源破裂的方向(震源機制)。
臺灣地殼厚度約35公里,P波速度從每秒4.4-7.0公里,平均約6.1公里。在35公里深的地函頂部,P波速度每秒7.5-7.8公里。

撰稿者:王乾盈
最後修訂日期:98年09月24日
參考資料:
1 Sheriff, R. E. 1992. Encyclopedic dictionary of applied geophysics. Tulsa, Okla.: Society of Exploration Geophysicists.
2 Lay, Thorne and Terry C. Wallace, eds. 1995. Modern Global Seismology. San Diego: Academic Press.
3 Shearer, Peter M. 1999. Introduction to Seismology. Cambridge, New York: Cambridge University Press.
4 4. Lowrie, W. 1997. Fundamentals of Geophysics. New York: Cambridge University Press.