[궁금한 S] 지진파-파동에 대한 모든 것 / YTN 사이언스

[앵커]
과학에 대한 궁금증을 풀어주는 '궁금한 S' 시간입니다.

지진파는 지진에 의해 발생하는 진동의 움직임인데요.

이 지진파의 성질을 이용하면 지구 내부 구조를 유추할 수 있다고 합니다.

재미있는 지진파의 특징을 지금 바로 화면으로 만나보시죠.

[이효종 / 과학유튜버]
안녕하세요! 과학의 모든 궁금증을 해결하는 궁금한 S의 이효종입니다. 궁금한 S와 함께할 오늘의 이야기 만나볼게요.

이전 '궁금한 S'에서 우리는 지진이란 무엇이고, 어떻게 발생하는지에 대해 알아봤는데요.

오늘은 지진이 발생하면서 생성되는 파장인 '지진파'에 대해 알아보도록 하겠습니다.

우선 영상 하나를 보여드릴게요. 지금 보는 이 지진파는 진행 방향과 진동 방향이 평행하다는 걸 알 수 있습니다.

이렇게 진행 방향과 진동 방향이 나란한 파동을 '종파'라고 부르는데요.

지진에 의해 에너지의 이동속도가 빨라서 지표면까지 더 먼저 도착한다는 의미의 Primary wave의 약어인 'P파'입니다.

P파의 전파 속도는 1초에 약 6~8km를 이동할 수 있을 정도로 빠른데요. 대신 진동하는 폭은 작아요.

그래서 P파에 의한 지진 피해도 비교적 적은 편이죠. 대표적으로 이렇게 파원의 에너지를 전달하는 방식으로는 '소리'가 있습니다.

자, 그럼 P파 이후에 도착한다는 의미의 Secondary wave인 'S파'의 진행 모습을 한 번 볼까요? S파는 진행 방향과 진동하는 방향이 수직이라는 것을 알 수 있어요.

진행 방향이 오른쪽이라면 진동은 위에서 아래로 진동하면서 나아가게 되죠. 이렇게 파동 진행 방향과 진동 방향이 수직인 파동을 '횡파'라고 부릅니다.

S파는 1초에 약 3km~4km로 움직여 P파보다는 느리지만 진동하는 폭이 비교적 큰데요. 그래서 S파의 지진 피해 정도도 훨씬 크죠.

대표적으로 수면에 돌을 던졌을 때 일어나는 수면파나 줄의 진동을 예로 들 수 있습니다. 바로 이러한 특징 때문에 P파와 S파는 서로 다른 매질을 통과하면서 결정적인 차이를 가지게 되는데요.

P파는 매질과 관계없이 통과하는 반면, S파는 액체나 기체에서는 통과하지 못합니다. 그리고 이런 지진파를 분석한다면 우리 지구 내부가 어떻게 되어있는지 알아볼 수 있어요.

1909년 유고슬라비아의 지진학자인 '안드리야 모호로비치치'에 의해 획기적인 연구 결과가 밝혀지는데요. 크로아티아에서 일어난 지진기록을 검토하고 있던 모호로비치치는 지진계에 두 쌍의 지진파가 도착한 사실을 알고, 그 이유를 밝히기 위해 연구를 시작합니다.

그래서 내린 결론은 먼저 도착한 한 쌍의 P파와 S파는 밀도가 큰 깊은 곳을 나중에 도착한 P파와 S파는 밀도가 낮은 얕은 부분을 지나왔기 때문이라고 해석했는데요.

그림을 보면서 좀 더 자세히 설명해드릴게요. 진원에서 가까운 지진관측소 (1)에서는 한 쌍의 지진파가 관측되었지만, 먼 곳에 있던 지진관측소 (2)에서는 두 쌍의 지진파가 기록된 것인데요.

모호로비치치는 먼저 도착한 쌍의 지진파가 지하 깊은 곳의 지진파 속도가 빠른 지역 (B층)을 통과해 왔다고 해석한 것이죠. 즉 모호면은 A층과 B층의 경계면이라고 할 수 있습니다.

이처럼 밀도가 낮은 부분과 높은 부분의 경계를 발견자의 이름을 따서 모호로비치치 불연속면 (또는 모호면)이라고 부르며 불연속면의 윗부분을 지각, 그리고 아랫부분을 우리는 맨틀이라고 부르고 있습니다.

뿐만 아니라, 이러한 지진파의 속도 차이, 매질이 변할 때 발생하는 S파의 전달 불가능성, 그리고 관측 장소와 진원지의 거리에 따라 P파와 S파가 관측되지 않는 지역인 P파 암영대, S파의...

[YTN 사이언스 기사원문] https://science.ytn.co.kr/program/pro...