地震で２つの波が生じるのは？

質問

地震のとき、Ｐ波、Ｓ波の２種類の波が生じるわけを教えて下さい。

回答No.5

noname#65504 · ベストアンサー

Ｓ波はせん断波と呼ばれます。
せん断変形というのは長方形が平行四辺形になったような変形を意味しています。
長方形でも平行四辺形でも面積は変わりません。
せん断変形は面積を変えず形状を変えて変形するものです。

Ｐ波は粗密波と呼ばれています。
これはコイルバネを想定してみてください。
コイルバネは押すと縮みます。縮むと今度は元に戻ろうとして力を出します。その力が隣にあるコイルバネを押して、隣のコイルバネが縮んでまた元に戻ってそのまた隣のコイルバネを・・・
という風に伝わる振動です。

上記の例は、２次元で考えた場合ですが、３次元でも予同様に、固体は力が加わったときに形状を変えるだけの変形と体積変化をする変形が生じます。この２つの変形がおこるために、Ｐ波とＳ波の２つの波が生じるのだと思います。

参考までにこのほかに有名ではないですが、ラブ波とかレーリー波といわれる波も地震により発生します。

お礼

お答えありがとうございました。せん断波は、引き裂くような力の成分に対して、固体物質を構成する粒子（原子、分子）が引き合ってもとの形の戻ろうとして発生し。粗密波は、圧縮するような力の成分に対して、固体物質を構成する粒子（原子、分子）が密度を一定に保とうとして発生する波。ではダメですかね。？

回答No.4

eria77

パンチで物をぶん殴ると、「衝撃波」と「振動波」が発生します。

お礼

お答えありがとうございました。衝撃波がＰ波、振動波がＳ波で、手と物の両方にですね。痛そう。

回答No.3

ruehas

こんにちは。
「Ｐ波」と「Ｓ波」の二種類が発生するのは、地震波の伝わる地面が「個体」だからです。

「Ｐ波」は進行方向に対して平行に振動する「粗密波」です。それに対して、「Ｓ波」というのは、波の進行方向に振動が直行する「ねじれ波」であり、これは「個体特有の現象」です。ですから、気体や液体の中では「Ｐ波（粗密波）」の一種類しか発生しませんし、「Ｓ波（ねじれ波）」は、空気や水の中を伝わることはできません。
因みに、我々の地球の内部（外部コア）が未だドロドロの液体であるというのは、これによって確かめられたんだそうです。人工地震を起こして測定した結果、地球内部にはＳ波の伝わらない部分があったからなんですね。
地震波はエネルギーの伝播です。Ｐ波とＳ波は伝わる速度が違うために、はっきりとふたつに分かれてしまうのではないでしょうか。

では、どうしてＳ波が個体特有の現象であるのか、ということになりますが、これはちょっと、私には難し過ぎてきちんと説明ができないのですが――、
取り敢えず、例えばハンマーで鉄板を叩くと、その叩き方や場所によって様々な振動が発生します。地震波というのはそのようなものだと思います。ですが、水面は何処を叩いても「Ｓ波（粗密波）」しか発生しませんよね。正確な説明でなくて申し訳ないのですが、イメージとしてはそんな感じです。

お礼

お答えありがとうございました。固体をつくっている粒子（分子）には、気体のそれとは大きく違って結合力もあるからＳ波も生じるのでしょうかね？

回答No.2

kamoshika333

すばらしい質問だと思います。
うまく答えられるかどうか自信がありませんが。

地震は地中で何らかの変形が『バキッ』と起こった時に生じるわけですが、それがどんな変形であったとしても、その変形は、『周りを押し広げる成分』と『周りをねじ曲げる成分』とに分けることが出来ます。

これらは、それぞれ別々に発生するものではなく、同じものなんです。言うなれば、ある方向の力が、X軸成分とY軸成分に分けられるようなものです。

そもそも『地震波にはP波とS波の2種類がある』なんていうから、分からなくなりますね。

うまく言えるかどうか分からないけど、

『周りを押し広げる成分』により生じる歪みと、
『周りをねじ曲げる成分』により生じる歪みは、
もともとは“同じ歪み”なんだけれども、
その“伝わり方”が違うため、
伝わっていく速度が異なり、
“結果的に”我々はP波（1番目の波）とS波（2番目の波）として捉えるわけです。

P波・S波の違いは割愛します。

お礼

お答えありがとうございました。「押し広げる成分」と「ねじ曲げる成分」に分けられる。とても分かりやすい表現です。

回答No.1

noname#215903

進行方向と同じ方向の波は速く進み、進行方向に対して横向きの波はゆっくり進みます。
震源では当然どの波も同時に発生しますが、震源から離れるにつれて、その差が広がっていきます。速い方の波がP波で遅い方がS波です。

お礼

お答えありがとうございました。横向きの波が遅いのは、くねくねして道のりが大きくなるからでしょうかね？