امواج زلزله (موج زلزله) موجی است که از طریق زمین حرکت می‌کند، که اغلب سبب ایجاد زمین‌لرزه یا انفجار می‌شود. امواج زلزله توسط زلزله شناسان مطالعه می‌شوند، و توسط لرزه‌نگار و زلزله‌سنج اندازه‌گیری می‌شوند.

به‌طور کلی پس از اینکه در داخل زمین زلزله‌ای به وجود آمد و انرژی زمین آزاد شد، این انرژی آزاد شده به‌صورت امواج ارتعاشی در کلیه جهات منتشر شده و انرژی زلزله را با خود منتقل می‌نمایند.

امواج زمین‌لرزه با توجه به حرکتشان در داخل یا سطح زمین به دو دسته تقسیم می‌شوند:

امواج داخلی یا پیکری

دسته‌ای از امواج لرزه‌ای هستند که در درون زمین حرکت کرده و در تمامی جهات منتشر می‌شوند و با سرعتی بیش از موج‌های سطحی حرکت می‌نمایند. امواج داخلی نیز به دو گروه امواج طولی یا اولیه و امواج عرضی یا ثانویه قابل‌تقسیم هستند.

امواج سطحی

سرعت امواج سطحی از امواج عرضی کمتر است و شدت آن نسبت به عمق و نسبت به فاصله از مرکز به‌سرعت کاهش می‌یابد. این امواج در تحت شرایط خاص و در فصل مشترک دو محیط گازی و مایع، در اثر ارتعاشات ناشی از زلزله به وجود می‌آید.

بیشترین انرژی ناشی از تکان‌های کم‌عمق را دارا بوده و عامل اصلی خرابی‌های ناشی از زمین‌لرزه بخصوص در مناطق مسکونی می‌باشند. این گروه از امواج پس از تداخل موج‌های داخلی در امتداد حدفاصل‌ها، شروع به ارتعاش کرده و عمق نفوذ محدودی دارند، از این رو همواره در نزدیکی سطح‌های ناپیوستگی متمرکز می‌شوند. بدین‌جهت در محیط‌های همگن موج‌های سطحی نخواهیم داشت. این امواج که به نام‌های موج‌های محدودشده و یا موج‌های هدایت‌شده نیز معروف‌اند خود به گروه‌های مختلفی چون موج لاو و امواج رایلی تفکیک می‌گردند. حرکت این دو موج بسیار پیچیده و قدرت تخریبی این امواج و موج S بسیار زیادتر از امواج P است.

این امواج توسط ویژگی‌هایی چون سرعت، دامنه، طول‌موج، دوره تناوب و فرکانس از یکدیگر تمییز داده می‌شوند.

در فاصله‌ای در حدود ۱۲۰ کیلومتری مرکز زلزله، اولین موجی که از کانون زلزله (با عمق ۱۸ کیلومتر) به ایستگاه زلزله‌نگار می‌رسد موج P است. سرعت این موج ۶ تا ۶٫۵ کیلومتر است. بعد از آن موج s و سپس موج‌های L و R می‌رسند. سرعت امواج P در حدود ۱٫۷۳ برابر امواج S است.

بررسی انواع موج زلزله

در زیر به‌تفصیل به بررسی این چهار نوع موج می‌پردازیم:

امواج زلزله طولی (P):

این امواج باعث کشش‌ها و انقباض‌های متوالی حرکت موج می‌شود. سرعت انتشار این امواج زیادتر از امواج دیگر است و اولین امواجی هستند که به ایستگاه لرزه‌نگار می‌رسد.

امواج تراکمی از همه محیط‌هایی که توان تحمل فشار را دارند از جمله گازها، جامدات و مایعات عبور می‌کنند. ذراتی که تحت تأثیر موج P قرار می‌گیرند در جهت انتشار موج به جلو یا عقب نوسان می‌کنند. در صورتی که بخشی از یک فنر را جمع کرده و به‌طور ناگهانی رها کنیم، فشردگی تمام طول فنر را طی خواهد کرد تا به انتهای آن برسد. در این مثال فنر در راستای حرکت موج به ارتعاش درآمده است که بسیار شبیه به نحوه انتشار امواج P است. دلیل نام‌گذاری این امواج به نام امواج اولیه سرعت‌بالای این امواج می‌باشد، چرا که اولین موجی که از زلزله احساس می‌شود امواج P می‌باشد. این امواج با وجود سرعت بالای انتقال، چون بسیار سریع‌تر از سایر امواج دیگر میرا می‌شوند (یعنی انرژی خود را از دست می‌دهند) باعث ایجاد خرابی زیادی در زلزله نمی‌شوند.

امواج زلزله برشی (S):

این امواج باعث می‌شود که سنگ خم شود و شکل خود را از دست بدهد. این امواج فقط از جامدات می‌گذرند. تقریباً اثر تخریبی تمام زلزله‌ها بر اثر امواج برشی است و به این معنی که وقتی لحظه شکستن سنگ فرا برسد سنگ شکاف بر می‌دارد و نقاط مجاور شکاف به‌طور جانبی نسبت به هم حرکت می‌نمایند.

در این زمان است که دو نوع موج P و S ایجاد می‌شوند. این امواج تنها در محیط‌هایی که می‌توانند در برابر تغییر شکل جانبی مقاومت کنند – مانند محیط‌های جامد – منتشر می‌گردند. این امواج در مایعات و گازها نمی‌توانند منتقل شوند. در صورتی که یک طناب را به دیواری متصل کرده و سر دیگر آن را در دست گرفته و به صورت قائم حرکت دهیم، در طناب موجی ایجاد می‌شود شبیه امواج S می‌باشد.

در این امواج ارتعاش ذرات محیط عمود بر جهت حرکت موج می‌باشد. همان‌طور که مثال طناب دیده می‌شود، موج در امتداد طول طناب حرکت می‌کند در حالی که ذرات طناب در جهت عمود بر طول طناب ارتعاش می‌کنند.

امواج زلزله لاو (love):

حرکت زمین توسط موج لاو، تقریباً شبیه موج S است با این تفاوت که ذرات ماده به موازات سطح زمین و در جهت عمود بر انتشار موج حرکت کرده و ذرات در صفحه قائم حرکت ندارند. انتشار این امواج مانند تکان‌هایی است که بر اثر حرکت طناب به سمت چپ یا راست ایجاد می‌شود. موج‌های لاو قدری سریع‌تر از امواج رایلی حرکت کرده و زودتر بر روی لرزه‌نگاشت ظاهر می‌شوند.

امواج زلزله رایلی (LR):

این امواج به نحو خاصی حرکت می‌کنند. بدین ترتیب که حرکت ذرات در امتداد مدارهای دایره‌ای (یا بیضوی) صورت می‌گیرد. درست مانند حرکت امواج در سطح اقیانوس البته جهت حرکت دایره‌ها برخلاف حرکت امواج اقیانوس است به عبارتی حرکات ذرات سنگ، مدار بیضوی پسگرد را در صفحه قائمی به‌طرف منشأ زمین‌لرزه طی می‌کنند.

.

.