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지진학적 방법

수많은 지진으로부터 지구 심부구조 연구에 유용한 지진자료를 얻을 수 있다.

이에는 자연지진이나 핵실험에 의한 P파와 S파, 원거리 지진으로 얻어지는 표면파의 분산, 대지진으로 발생하는 지구 전체의 자유진동(自由振動)이 있다. 지구 심부구조를 결정하는 주요방법은 지진파 기록을 세밀히 분석하는 것이다. 이런 분석을 통해 지구 내부에서의 지진파 속도, 밀도, 탄성 및 비탄성 요소들을 알아낼 수 있다. 이 방법의 주요과정은 P파·S파와 같은 다양한 종류의 지진파가 진원으로부터 출발하여 지진을 기록하는 관측소까지 도달하는 시간을 측정하는 것이다.

그러나 우선적으로 지구 내부를 통과하는 파의 경로에 따라 각 파를 구별하는 것이 선행되어야 한다(지진파선).

그림4에는 진원 F에서 출발한 많은 P파와 S파의 파선(波線) 경로들이 표시되어 있다. 지구 표면에서 반사된 파동에 상응하는 파선들은 PP, PPP, SS, SSS, PS, SP, PPS 등으로 표시된다.

예를 들어 PS는 진원에서 지표면에 도달하기 전까지는 P파로 전파되고 지표에서 반사된 후에는 S파로 변환되어 전파된 것이다. 또한 pPP, sPP, sPS로 표시되는 파선들의 p, s 기호는 P파나 S파가 진원 바로 위 표면으로 전파되는 것을 표시하며, 상대적으로 PdP는 P파가 지각 상부의 깊이 dkm에 존재하는 불연속면에서 반사된 것이다.

특히 중요한 파선은 맨틀과 핵의 경계면(지하 2,900km)인 불연속면에 관련된 것들이다. 이 불연속면에서 위로 반사하는 것을 표시할 때는 기호 c가 사용된다. 따라서 P파가 진원에서 나와 이 불연속면에서 반사되어 S파로 전파되면 관측소에서는 PcS 파선으로 기록된다. 유사한 방법으로 PcP, ScS, ScP가 기록된다.

기호 K는 외핵을 통과해 전파되는 파선을 기록하는 데 사용된다. 파선 SKS는 진원에서 나온 S파가 외핵으로 진입할 때 굴절되며, P파가 되어 들어가고 외핵에서 맨틀로 나올 때 굴절하여 다시 S파로 변해 나오는 파선을 표시한다.

PKKP와 같은 파선은 외핵의 경계부에서 내부 반사되는 것을 표시한다. 내핵의 발견 이후 외핵과 내핵의 경계부에서의 반사는 i로, 내핵을 통과하는 P파와 S파는 I와 J로 표시한다.