안녕하세요.
제주도에서 중·고등학생을 대상으로 개인&그룹 과학수업을 하고 있는 달빛과학 입니다.
지진이란 지구 내부의 갑작스런 변화로 그 에너지가 지표까지 전달되어 땅이 흔들리거나 갈라지는 현상입니다. 얼마전에도 포항 지역에서 지진이 일어나 큰 피해가 있었지요.
지진이 일어날 때 지진이 일어난 지구 내부의 지점으로부터 진동이 발생합니다. 이 진동을 '지진파'라고 합니다. 우리가 이번 단원에서 지진파에 대해서 알아보는 이유는 지진파를 분석해서 지구의 내부가 어떻게 되어 있는지 알아낼 수 있기 때문입니다.
그럼 지진파에 대해서 자세하게 알아봅시다.
*** 지진파 [seismic wave]
- 지진이 발생할 때 전달되는 진동
■ 지진파의 분류
지진파는 크게 나누어보면 '실체파(body wave)'와 '표면파(surface wave)'로 나뉩니다.
영어 이름을 보면 쉽게 구분하실 수 있습니다.
실체파는 지구의 몸(body)이라고 할 수 있는 지구 내부를 통해 전달되는 지진파이고, 표면파는 지구의 표면(surface)을 따라 퍼지는 지진파입니다.
이 중 우리는 '실체파(body wave)'에 대해 자세히 공부해보고, 이 지진파를 이용해 지구 내부를 조사하는 방법에 대해 공부해보겠습니다.
■ 지진파를 분석하는 이유
지진파는 하나의 진동이기 때문에 전달되는 중에 반사도 되고 꺾이기도(굴절) 합니다. 또한 지진파가 어떤 물질을 통과하느냐에 따라서 속도가 변하기도 하죠. 예를 들어 지진파가 고체를 통과하다가 액체를 만나면 방향도 바뀌고, 속도도 달라지게 되겠지요.
이런 지진파의 변화를 분석하면 직접 파보지 않아도 지구의 내부 구조를 알 수 있습니다. 간접적이고 효과적인 방법이죠.
■ 실체파의 종류와 특징
실체파는 두 가지 종류가 있습니다.
지진이 발생하고 가장 먼저(primary) 도착하는 P파(primary wave), 그리고 그 다음 두 번째(secondary)로 도착하는 S파(secondary wave)입니다.
이 두 가지 지진파에 대해서 자세히 알아봅시다.
▶ P파 [primary wave]
먼저 P파의 진행 모습을 동영상으로 보시죠.
P파는 진행 방향과 진동하는 방향이 평행합니다. 진행 방향이 오른쪽이라면 진동은 오른쪽↔왼쪽 이렇게 진동을 하면서 나아갑니다. 이렇게 파동 진행 방향과 진동 방향이 나란한 파동을 '종파(longitudinal wave, 縱波)라고 합니다. 종(縱)은 '세로'라는 뜻입니다.
그리고 P파는 먼저 도착한다고 해서 primary wave라 부른다고 했지요. P파의 전파 속도는 1초에 7km~8km를 이동할 수 있을 정도로 빠릅니다. 대신에 진동하는 폭은 작아요. 그래서 P파의 지진 피해 정도도 작습니다.
P파의 특징은 고체, 액체, 기체 상태의 물질을 모두 통과할 수 있다는 것입니다.
▶ S파 [secondary wave]
S파의 진행 모습도 동영상으로 보시겠습니다.
S파는 진행 방향과 진동하는 방향이 수직입니다. 진행 방향이 오른쪽이라면 진동은 위↔아래로 진동하면서 나아가죠. 이렇게 파동 진행 방향과 진동 방향이 수직인 파동을 '횡파(transverse wave, 橫波)라고 합니다. 횡(橫)은 '가로'라는 뜻입니다.
S파는 두 번째로 도착한다고 해서 secondary wave라고 합니다. S파의 전파 속도는 1초에 3km~4km 정도로 P파 보다 느립니다. 대신에 진동하는 폭이 큽니다. 그래서 S파의 지진 피해 정도는 비교적 큽니다.
S파는 P파와 다르게 고체 상태의 물질만 통과하고 액체, 기체 물질은 통과를 못합니다. 이 차이를 꼭 기억해주세요.
★ P파 vs S파
간단하게 표로 정리해서 알아두세요 ^^
■ 지진파의 기록
지진파를 기록하는 기계를 지진계(seismograph)라고 합니다.
이 지진계로 P파와 S파를 기록한 것을 간단하게 보시죠.
12초 정도에 P파가 도착하고 21초 정도에 S파가 도착하는 것을 기록으로 알 수 있습니다. 두 지진파 도착 시간 차이는 9초가 되겠죠. 이렇게 P파가 도착한 후 S파가 도착하기 까지의 시간을 'PS시'라고 하는데요, 지진이 일어난 곳에서 멀리 떨어질 수록 속도 차이가 커서 PS시도 길어지게 됩니다. 거꾸로 PS시를 측정해서 지진이 일어난 곳을 예측할 수도 있습니다.
지금까지 지진파의 종류 중에서 P파, S파에 대해 자세히 알아보았습니다. 다음 시간에는 이 지진파를 이용해서 지구 내부 구조를 조사하는 방법에 대해 공부해볼게요. P파와 S파의 특징과 차이점에 대해서 확실하게 암기하시길 바랍니다 ^^
*** 우리, 친하게 지내요
- 달빛과학을 찾아주시는 분들과 친해지고 싶습니다.
- 학습 자료에 대한 질문, 궁금한 점, 건의사항이 있으시다면 댓글, 방명록, 메일을 이용해 주세요.
- dalvitjeju@naver.com (달빛제주 at 네이버)
- 여러분의 관심과 응원이 더욱 좋은 학습 자료를 만드는데 힘이 됩니다.
*** 달빛과학 페이스북 페이지로 놀러오세요
- 달빛과학은 제주도에서 중·고등학생을 대상으로 개인&그룹 과학수업을 하고 있습니다.
- 달빛과학의 새로운 자료들은 발행되자마자 페이스북 페이지에 업로드 됩니다.
- 달빛과학 페이스북 '좋아요'를 클릭하시고 달빛과학의 새로운 자료들을 바로바로 받아보세요!