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穿过太平洋的比赛

类别:仪表|震动图|地震波|表面波

2010年7月19日

那是周日午夜,南太平洋国家巴布亚新几内亚。新不列颠岛是其岛屿之一,以其引人注目的自然美景、活火山和强烈地震而闻名。但岛上很少发生像周日那样在30分钟内发生两次强震的情况。到目前为止,尽管两场地震的震级分别为6.9级和7.3级,但尚未有重大损失的报道。他们的焦点都在海平面以下40多英里处,所罗门海板块俯冲到俾斯麦板块之下。对于每一次地震来说,第一波地震波在20分钟内传播了半个地球,但第一波的震动掩盖了许多第二波的到来。这使得地震学家很难确定第二次地震的确切位置和震级。

周日加州地震观测站记录的地震图。

周日加州地震观测站记录的地震图。(点击查看大图)

但在加州,双重地震灾难的地震记录有其独特之处——至少在我们这些心胸狭窄的地震学家眼里是这样。原因如下:一年前,这位博客描述了强地震产生的两种表面波(见2009年7月27日博客)。这两种波除了名称不同外——一种叫洛夫波,另一种叫瑞利波——它们传播的速度有本质的不同,而且每一种都使地面以其独特的方式振动。Love波只水平地震动地面,垂直于波传播的方向。瑞利波使地面粒子在与传播箭头平行的平面上作椭圆运动。

在大多数地震记录中,这两种表面波混合在一起,很难区分。但由于新不列颠在大圆上测量时几乎位于加利福尼亚的西部,这两种地震波在速度和粒子运动上的差异在周日的地震图上清晰地显示出来,就像这里显示的弗雷斯诺县塞拉山麓地震台的地震波一样。它显示了地面在三个正交方向上的运动:绿色轨迹表示上下运动,红色轨迹表示水平面上的南北运动,蓝色轨迹表示东西运动。

当波浪从西向东穿过我们的州时,Love波浪只在红色的痕迹上显示出来,代表着地面的南北移动,在这种情况下,地面垂直于波浪传播的方向。相比之下,由于瑞利波的椭圆运动,它们在垂直方向和东西方向的轨迹上表现得最为强烈。这种模式在第二次地震中重复出现。

在这两种情况下,Love波都先到达,因为它们以更快的速度传播。他们以每小时将近11000英里的速度穿越了我们的金州。瑞利波落在了后面,因为它要花近44分钟才能以每小时“仅”9000英里的速度横渡太平洋。(hra060)