[해양기술사 기출문제 풀이] 132회 1교시 - 9. 지진파 P파와 S파

 
 지진은 지구 내부에서 발생하는 자연재해로, 지진파는 이러한 에너지가 전달되는 방식이다. 지진파는 크게 P파(Primary wave)와 S파(Secondary wave), 그리고 L파로 구분되지만 오늘 글에서는 P파와 S파에 대해서만 다루도록 하겠다. 두 파동은 발생 원리와 이동 속도, 영향을 미치는 방식에서 차이를 보이며, 지진의 규모와 피해 예측에서 중요한 역할을 한다. P파와 S파의 특징, 차이점, 그리고 이들이 지진 연구에서 가지는 중요성을 알아보도록 하겠다.
 
 

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| 지진파란, 

 지진파는 지구 내부의 단층이 갑작스럽게 움직이거나 화산 폭발 등으로 인해 방출된 에너지가 매질을 통해 전달되는 파동이다. 지진파는 매질의 특성에 따라 다양한 형태로 전파되며, 내부파와 표면파로 나뉜다. P파와 S파는 내부파로 분류되며, 지구 내부를 통해 전달됩니다. 표면파는 지표면을 따라 이동하며, 흔히 지진의 피해를 크게 만드는 원인으로 L파가 표면파에 해당한다.
 

P파와 S파 - 울산대학교

 
 

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| P파(Primary wave)

 P파는 지진파 중 가장 먼저 도달하는 파동이다. 또한, 매질의 입자가 파동의 진행 방향과 동일하게 진동하면서 에너지를 전달하는 종파에 해당한다. 
 
 

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|| P파의 주요 특징

1) 속도

 P파는 모든 지진파 중 가장 빠른 속도를 가지며, 고체, 액체, 기체를 모두 통과할 수 있다. 지각에서는 약 6~8km/s의 속도로 이동한다. 
 

2) 전달 방식

 매질을 압축하고 팽창시키며 진행하기 때문에, 사람은 P파를 느낄 때 짧고 강한 진동(흔히 ‘둔탁한 소리’)으로 인지한다고 한다.
 

3) 지진 발생 경보

 지진파 중 P파가 가장 빠르게 도달하기 때문에 지진 경보 시스템에서 초기 경고를 발령하는 데 사용된다. 상대적으로 파괴력이 강한 S파와 L파는 P파에 비해 전달속도가 느리기 때문에 S파, L파가 도착하기 전에 먼저 도착하는 P파를 활용하여 지진 경보를 발령한다.
 
 
 
 

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| S파(Secondary wave)란?

 S파는 P파에 이어 도달하는 횡파로, 매질의 입자가 파동의 진행 방향에 수직으로 진동하며 에너지를 전달한다.
 

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|| S파의 주요 특징

1) 속도

 S파는 P파보다 느리며, 지각에서 약 3~4km/s로 이동한다. P파가 빠르게 도달한 후 느린 S파가 뒤따라오기 때문에 ‘P파와 S파의 시간차’를 이용해 진앙지를 계산한다.
 

2) 전달 매질

 S파는 고체만 통과 가능하며, 액체와 기체를 통과하지 못한다. 따라서 액체상태인 외핵에서는 전달되지 않는다. 
 

3) 진동 방식

 S파는 횡파로, 매질의 입자가 파동의 진행 방향과 직각으로 진동한다. 이는 지표면에서 더 큰 진동을 만들어, P파에 비해 체감되는 흔들림이 크고, 더 큰 피해를 일으킨다.
 
 

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| P파와 S파 비교

특징	P파	S파
속도	6~8km/s (빠름)	3~4km/s (빠름)
매질	고체, 액체, 기체 모두 통과	고체만 통과
진동 방향	종파(파의 진행방향과 동일)	횡파(파의 진행방향과 직각)
체감 진동	짧고 강한 둔탁한 느낌	더 큰 흔들림과 파괴적인 진동
도달 순	가장 먼저 도달	P파 다음으로 도달

 
 

P파와 S파, L파의 전달속도 - 매일경제

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| P파와 S파의 중요성

 1. 진앙지 계산

 지진 발생 시 P파와 S파의 도달 시간 차이를 이용해 진앙지를 계산한다. 이러한 특성 및 진앙지 계산은 지진 대응과 피해 최소화를 위한 핵심 데이터로 활용된다.
 

2. 지구 내부 구조 연구

 P파와 S파의 속도와 매질 특성 등은 지구 내부의 구조를 이해하는 데도 활용된다.예를 들어, S파가 액체 상태의 외핵을 통과하지 못한다는 점은 외핵이 액체임을 증명하는 근거가 되었다.
 

3. 지진 경보 시스템

 P파의 빠른 도달 속도는 지진 경보 시스템에서 매우 중요한 역할을 한다. P파를 감지하고 나면 S파와 표면파 도달 전까지 몇 초에서 수십 초의 시간을 확보할 수 있어서 대피 시간을 제공할 수 있다.
 
 

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| P파와 S파가 만드는 지진의 영향

 P파는 초기 경고 신호를 제공하지만, 피해는 비교적 적고 S파는 느리게 도달하지만 더 큰 에너지를 전달하며, 건물 붕괴와 같은 주요 피해를 유발한다. 두 파동의 속성과 전달 매질의 차이는 지진 규모와 피해 분석, 그리고 구조물 설계 시 중요한 참고 자료로 활용된다.
 
 
 

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| 요약

 P파와 S파는 지진파의 주요 구성 요소로, 지구 내부를 이해하고 지진 피해를 최소화하기 위한 핵심 정보다. P파의 빠른 속도는 초기 경고를 가능하게 하며, S파는 지진의 강도를 나타내는 중요한 지표로 활용된다. 이 두 파동의 차이를 이해하면 지진 대비책 마련과 지진 연구에 중요한 데이터가 될 수 있다.