P波

P波は、地震学で地震波と呼ばれる2つの主要なタイプの弾性体波の1つです。 P波は他の地震波よりも速く移動するため、影響を受けた場所または地震計に到達する地震からの最初の信号です。 P波は、気体、液体、または固体を透過します。

命名法

P波という名前は、 圧力波 （圧縮と希薄化が交互に形成される）または一次波 （高速であるため、地震計で記録される最初の波）を表します。

地球の地震波

一次および二次波は、地球内を伝わる実体波です。地球内のPタイプとSタイプの両方の動きと挙動を監視して、地球の内部構造を調べます。深さの関数としての速度の不連続性は、位相または組成の変化を示しています。波が異なる経路をたどる結果としての地震のような地震イベントに由来する波の到達時間の違いは、地球の内部構造のマッピングを可能にします。

P波シャドウゾーン

地球の深い内部の構造で利用可能なほとんどすべての情報は、地震の実体波または通常モードの移動時間、反射、屈折、および相転移の観測から得られます。 P波は地球内部の流体層を通過しますが、半固体マントルと液体の外側コアとの間の移行部を通過するときにわずかに屈折します。その結果、地震の焦点から103°から142°の間にP波の「シャドーゾーン」があり、最初のP波は地震計に登録されていません。対照的に、S波は液体を通過しません。

地震警報として

破壊的な二次波やレイリー波よりも地球の地殻内をより速く移動する非破壊的な一次波を検出することにより、事前の地震警報が可能です。

事前警告の量は、P波と他の破壊波の到着間の遅延に依存します。通常、2011年東北地方太平洋沖地震などの深遠で大きな地震の場合、最大で約60〜90秒程度です。事前警告の有効性は、P波の正確な検出と、地域の活動（トラックや建設など）に起因する地上振動の拒否に依存します。緊急地震速報システムは、アラートの発行、最寄りの階でのエレベーターの停止、ユーティリティのスイッチオフなど、即時の安全措置を可能にするために自動化できます。

伝搬

速度

等方性で均質な固体では、P波は縦方向に直線で進みます。したがって、固体内の粒子は、波エネルギーの伝播軸（運動の方向）に沿って振動します。そのような媒体におけるP波の速度は、

vp = K +43μρ=λ+2μρ{\ displaystyle v_ {p} = {\ sqrt {\ frac {K + {\ frac {4} {3}} \ mu} {\ rho}}} = {\ sqrt {\ frac {\ lambda +2 \ mu} {\ rho}}}}

ここで、 Kは体積弾性率（非圧縮率）、 μ{\ displaystyle \ mu}はせん断弾性率（剛性率、 Gと呼ばれることもあり、2番目のラメパラメーターとも呼ばれます）、 ρ{\ displaystyle \ rho}は波が伝播する材料の密度。λ{\ displaystyle \ lambda}は最初のラメパラメーターです。

地球内部の典型的な状況では、密度ρの変動は通常Kまたはμよりはるかに小さいため、速度はこれら2つのパラメーターによってほとんど「制御」されます。

弾性率P波係数、M {\ displaystyle M}は、M = K +4μ/ 3 {\ displaystyle M = K + 4 \ mu / 3}となるように定義されています。

vp = M /ρ{\ displaystyle v_ {p} = {\ sqrt {M / \ rho}} \}

地震のP波速度の典型的な値は、5〜8 km / sの範囲です。正確な速度は、地球の内部の地域によって異なり、地球の地殻では6 km / s未満から、下部マントルでは13.5 km / s、内部コアでは11 km / sです。

岩石の種類速度速度非圧密砂岩4600-5200 15000-17000圧密砂岩5800 19000頁岩1800-4900 6000 -16000石灰岩5800-6400 19000-21000ドロマイト6400-7300 21000-24000硬石膏6100 20000花崗岩5800-6100 19000-20000ガブロ7200 23600

地質学者のフランシスバーチは、P波の速度と波が伝わる物質の密度との関係を発見しました。

Vp = a（M¯）+bρ{\ displaystyle V_ {p} = a（{\ bar {M}}）+ b \ rho}

後にバーチの法則として知られるようになりました。