지진학

Seismology
2004년 인도양 지진에 의한 쓰나미 애니메이션
시리즈의 일부
지진
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종류들
원인들
특성.
측정.
예측
기타 토픽

Seismology (/saɪzˈmɒlədʒi, saɪs-/; from Ancient Greek σεισμός (seismós) meaning "earthquake" and -λογία (-logía) meaning "study of") is the scientific study of earthquakes and the propagation of elastic waves through the Earth or through other planet-like bodies.또한 쓰나미와 같은 지진 환경 영향 연구뿐만 아니라 화산, 지각, 빙하, 하천, 해양, 대기 및 폭발과 같은 인공적인 과정과 같은 다양한 지진 발생원에 대한 연구도 포함한다.지질학을 이용하여 과거의 지진에 대한 정보를 추론하는 관련 분야는 고지진학이다.시간의 함수로서 지구의 움직임을 기록하는 것을 지진도라고 한다.지진학자는 지진학을 연구하는 과학자이다.

역사

지진에 대한 학계의 관심은 고대로 거슬러 올라갈 수 있다.지진의 자연 원인에 대한 초기 추측은 밀레투스의 탈레스 (기원전 585년경), 밀레투스의 아나키메네스 (기원전 550년경), 아리스토텔레스 (기원전 340년경), 그리고 장 헝 (기원전 132년)의 저서에 포함되었다.

서기 132년, 중국 한나라의 장흥이 최초로 알려진 [1][2][3]지진계를 설계했다.

17세기에, Athanasius Kircher는 지진은 지구 내부의 통로 체계 내에서 불의 움직임에 의해 발생한다고 주장했다.마틴 리스터와 니콜라스 레머리 (1638년-1712년)는 지진은 지구 [4]내의 화학 폭발에 의해 발생한다고 주장했다.

1755년 리스본 지진은 유럽에서 과학의 일반적인 개화와 동시에 지진의 행동과 원인을 이해하기 위한 과학적 시도를 강화했다.가장 이른 응답에는 존 베비스(1757)와 존 미첼(1761)의 작품이 포함되어 있다.미첼은 지진은 지구 내에서 발생하며 "표면 [5]아래로 암석 덩어리가 이동하면서" 일어나는 움직임의 파동이라고 결론지었다.

1857년부터 로버트 말렛은 기계 지진학의 기초를 닦고 폭발물을 이용한 지진학 실험을 수행했다.그는 또한 "지진학"[6]이라는 단어를 만든 책임이 있다.

1897년, 에밀 비셰르트의 이론적 계산은 그가 지구의 내부가 [7]철심을 둘러싸고 있는 규산염의 맨틀로 이루어져 있다는 결론을 내리게 했다.

1906년 리처드 딕슨 올덤은 지진계에 P-파, S-파, 표면파가 따로 도달한 것을 확인했고 지구가 중심핵을 [8]가지고 있다는 최초의 명확한 증거를 발견했다.

1909년, 현대 지진학의 [9][10][11]창시자 중 한 명인 안드리야 모호로비치치는 모호로비치 [12]불연속성을 발견하고 정의했다.보통 "모호 불연속성" 또는 "모호"라고 불리는 이것은 지구의 지각과 맨틀 사이의 경계입니다.그것은 변화하는 [13]암석 밀도를 통과할 때 지진파 속도의 뚜렷한 변화로 정의된다.

1910년, 1906년 4월 샌프란시스코 지진을 연구한 후, 해리 필딩 리드는 "탄성 반등 이론"을 제시했는데, 이것은 현대 구조 연구의 기초가 되었다.이 이론의 발전은 탄성 물질과 수학의 [14]거동에 대한 초기의 독립적인 연구의 상당한 진전에 달려 있었다.

1926년, 해롤드 제프리스는 지진파에 대한 연구를 바탕으로 맨틀 아래에 지구의 핵이 [15]액체라고 주장한 최초의 인물이다.

1937년 잉게 레만은 지구의 액체 외핵 안에 고체 [16]내핵이 있다는 것을 알아냈다.

1960년대까지 지구과학은 지진사건과 측지운동의 [citation needed]원인에 대한 포괄적인 이론이 현재 잘 확립된 판구조론의 이론으로 합쳐질 정도로 발전했다.

지진파의 종류

주요 기사:지진파
Three lines with frequent vertical excursions.
지진 기록에는 지상 운동의 세 가지 요소가 나와 있습니다.빨간색 선은 P파의 첫 번째 도착을 나타내고 녹색 선은 S파의 늦은 도착을 나타냅니다.

지진파는 고체 또는 유체 물질로 전파되는 탄성파이다.재료의 내부를 통과하는 체파, 표면 또는 재료 사이의 인터페이스를 따라 이동하는 표면파, 그리고 정재파의 한 형태인 일반 모드로 나눌 수 있습니다.

체파

체파에는 압력파 또는 1차파(P파)와 전단파 또는 2차파(S파)의 두 종류가 있다.P파는 파동이 움직이는 방향으로 압축과 팽창을 수반하는 종파이며 고체를 통과하는 가장 빠르게 움직이는 파동이기 때문에 항상 지진계에 나타나는 첫 번째 파동입니다.S파는 전파 방향에 수직으로 움직이는 횡파입니다.S파는 P파보다 느리다.따라서 지진계에서는 P파보다 늦게 나타난다.유체는 전단 강도가 낮기 때문에 횡단 탄성파를 지탱할 수 없기 때문에 S파는 [17]고체에서만 이동한다.

표면파

표면파는 지구 표면과 상호작용하는 P파와 S파의 결과이다.이 파장은 분산되어 있기 때문에 주파수에 따라 속도가 다릅니다.두 가지 주요 표면파 유형은 압축 및 전단 운동을 모두 하는 레일리파와 순수 전단 운동을 하는 러브파입니다.레일리파는 P파와 수직 편파된 S파가 표면과 상호작용하여 발생하며 모든 고체 매체에 존재할 수 있습니다.사랑의 파동은 표면과 상호작용하는 수평 편파 S파에 의해 형성되며, 지진학적 응용에서 항상 그러하듯이 고체 매질에서 깊이의 탄성 특성에 변화가 있을 때만 존재할 수 있다.표면파는 P파나 S파보다 더 느리게 이동하는데, 이러한 파동이 지구 표면과 상호작용하기 위해 간접 경로를 따라 이동하는 결과이기 때문이다.이들은 지표면을 따라 이동하기 때문에 체파보다 에너지가 빠르게 감소하지 않고(1/거리 대 1/거리23) 표면파로 인한 흔들림이 체파보다 강하며 1차 표면파가 지진 기록에서 가장 큰 신호인 경우가 많다.표면파는 얕은 지진이나 지표면 근처의 폭발과 같이 지표면에 가까울 때 강하게 들뜨고, 깊은 지진의 [17]경우에는 훨씬 약하다.

통상 모드

다음 항목도 참조하십시오.지구의 자유 진동

물체와 표면파 모두 이동하는 파동이지만, 큰 지진은 지구 전체를 공명종처럼 울리게 할 수도 있다.이 호출음은 개별 주파수와 약 1시간 이하의 주기를 가진 일반 모드를 혼합한 것입니다.매우 큰 지진에 의한 정상 모드의 움직임은 [17]사건 발생 후 1개월까지 관찰할 수 있습니다.정상 모드의 첫 번째 관측은 1960년대에 이루어졌는데, 이는 20세기 1960년 발디비아 지진과 1964년 알래스카 지진 중 가장 큰 두 번의 지진과 일치하기 때문이다.그 이후로, 지구의 정상적인 모드는 우리에게 지구의 깊은 구조에 대한 가장 강력한 제약을 주었다.

지진

주요 기사:지진 및 지진 목록

지진에 대한 과학적 연구를 위한 첫 번째 시도 중 하나는 1755년 리스본 지진 이후였다.지진학에서 큰 발전을 일으킨 다른 주목할 만한 지진으로는 1857년 바실리카타 지진, 1906년 샌프란시스코 지진, 1964년 알래스카 지진, 2004년 수마트라-안다만 지진, 2011년 동일본 대지진이 있다.

제어된 지진원

참고 항목: 반사 지진학

폭발이나 진동 제어된 선원에 의해 생성되는 지진파는 지구물리학에서 지하탐사의 주요 방법 중 하나이다(유발 편파 및 자기장전극과 같은 많은 다른 전자기적 방법들).통제된 지진학은 석유가 함유된 암석, 단층, 암석 종류, 그리고 길게 매장된 거대 운석 분화구의 소금 돔, 배사선 및 다른 지질학적 함정을 지도화하는데 사용되어 왔다.예를 들어 공룡 멸종의 충격으로 생긴 칙술루브 크레이터는 백악기-팔레오겐 경계에서 분출물을 분석해 중앙아메리카에 국지화했고 석유 [18]탐사의 지진 지도를 이용해 물리적으로 존재함을 증명했다.

지진파 검출

아이슬란드 북부 고지대에 임시 지진 관측소 설치

지진계는 탄성파에서 발생하는 지구의 움직임을 감지하고 기록하는 센서이다.지진계는 지구 표면, 얕은 천장, 시추공 또는 수중 등에 배치될 수 있다.지진 신호를 기록하는 전체 계기 패키지를 지진계라고 합니다.지진계 네트워크는 지구 지진 및 기타 지진 활동의 근원의 모니터링과 분석을 용이하게 하기 위해 전 세계의 지면의 움직임을 지속적으로 기록합니다.지진의 위치가 빠르기 때문에 지진파가 쓰나미보다 상당히 빨리 이동하기 때문에 쓰나미 경보가 발령됩니다.지진계는 또한 폭발(핵 및 화학)에서 바람 또는 인공 활동의[19] 국지적 소음, 해저 및 해안에서 발생하는 끊임없는 신호(글로벌 미세 지진), 대형 빙산과 빙하와 관련된 저온 현상까지 다양한 비지진 발생원의 신호를 기록한다.지진계에 의해 4.2 × 1013 J(TNT의 10 kt의 폭발로 방출된 것과 동일)의 에너지를 가진 해양 위 운석 충돌은 수많은 산업 사고와 테러 폭탄 및 사건(법적 지진학이라고 불리는 연구 분야)과 마찬가지로 기록되었다.지구 지진 모니터링의 주요 장기적 동기는 핵실험의 탐지 및 연구였다.

지구 내부 지도 제작

주요 기사:지구의 내부
Diagram with concentric shells and curved paths
지진파로 샘플링된 지구 내부의 지진 속도와 경계

지진파는 일반적으로 지구 내부 구조와 상호작용하면서 효율적으로 전파되기 때문에, 지구의 내부를 연구하기 위한 고해상도 비침습적 방법을 제공합니다.1906년 리처드 딕슨 올드햄에 의해 제안되고 1926년 해롤드 제프리스에 의해 확실히 증명된 가장 초기의 중요한 발견 중 하나는 지구의 바깥쪽 핵이 액체라는 것이었다.S파는 액체를 통과하지 않기 때문에, 액체핵은 직접적인 S파가 관측되지 않는 지진 반대편 행성의 "그림자"를 일으킨다.게다가, P-파는 맨틀보다 훨씬 더 천천히 외부 핵심을 통과합니다.

지진학자들은 지진 단층 촬영법을 사용하여 많은 지진계로부터 측정값을 처리하면서 지구의 맨틀을 수백 킬로미터의 분해능으로 지도화했다.이를 통해 과학자들은 대류 셀과 코어-망틀 [20]경계 근처의 큰 저전단-속도 영역과 같은 다른 대규모 특징을 확인할 수 있었다.

지진학과 사회

지진 예측

주요 기사:지진 예측

다가오는 지진 사건의 가능한 시기, 위치, 규모 및 기타 중요한 특징을 예측하는 것을 지진 예측이라고 한다.지진학자와 다른 사람들은 VAN 방법을 포함한 정확한 지진 예측을 위한 효과적인 시스템을 만들기 위해 다양한 시도를 해왔다.대부분의 지진학자들은 개별 지진에 대해 시기적절하게 경보를 제공하는 시스템이 아직 개발되지 않았다고 믿고 있으며, 많은 사람들은 그러한 시스템이 임박한 지진 사건에 대한 유용한 경고를 제공할 것 같지 않다고 믿고 있다.단, 보다 일반적인 예측에서는 통상적으로 지진 위험을 예측한다.이러한 예측은 특정 규모의 지진이 특정 시간 범위 내에 특정 위치에 영향을 미칠 확률을 추정하며, 지진 공학에서 정기적으로 사용된다.

이탈리아 당국이 2009년 4월 5일 이탈리아 라퀼라에서 발생한 규모 6.3의 강진과 관련해 지진학자 6명과 정부 관계자 1명을 과실치사 혐의로 기소하면서 지진예측 논란이 일고 있다.이번 기소는 지진 예측 실패에 대한 기소로 널리 인식돼[by whom?] 왔으며 미국과학진보협회와 미국지구물리학연합으로부터 비난을 받아왔다.기소는 지진이 발생하기 일주일 전 라퀼라에서 열린 특별회의에서 과학자들과 관계자들은 지진 위험과 [21]대비에 대한 충분한 정보를 제공하기 보다는 주민들을 진정시키는데 더 관심이 있었다고 주장했다.

공학 지진학

공학적 지진학은 [22]공학적 목적을 위한 지진학의 연구와 응용이다.일반적으로 지진 공학을 목적으로 현장이나 지역의 지진 위험 평가를 다루는 지진학 분야에 적용된다.그러므로 그것은 지구 과학과 토목 [23]공학 사이의 연결 고리이다.공학 지진학에는 두 가지 주요 구성요소가 있다.첫째, 한 지역에서 발생할 수 있는 지진과 그 특성 및 발생 빈도를 평가하기 위해 지진 이력(예: 지진성의 역사적[23] 및 기구적[24] 카탈로그)과 구조론을[25] 연구한다.둘째, 지진에 의한 강한 지반 운동을 연구하여 유사한 특성을 가진 미래의 지진에 의한 예상되는 흔들림을 평가한다.이러한 강한 지반 운동은 가속도계나 지진계의 관측일 수도 있고, 다양한 [26]기술을 사용하여 컴퓨터로 시뮬레이션한 것이 될 수도 있으며, 그런 다음 지반 운동 예측[27] 방정식(또는 지반 운동 모델)을 개발하는 데 자주 사용된다[1].

도구들

지진 계측기는 대량의 데이터를 생성할 수 있습니다.이러한 데이터를 처리하기 위한 시스템은 다음과 같습니다.

저명한 지진학자

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메모들

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레퍼런스

외부 링크

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