Ｐ波のモホ面での反射について

質問

Ｐ波が臨界角でモホ面に達するとモホ面上を進行していくことはわかりますが、なぜそこから地上に向かってＰ波が戻っていくのでしょうか。しかも、モホ面上のどこからも屈折角がおなじでもどっていくのはさらによくわかりません。説明不足でわかりづらいかもしれませんがよろしくお願いいたします。

回答No.2

kamoshika333

波動というのは絵で表現しにくいので、ほとんどの本には、ある一本の→や複数の→で波動の伝達の様子を表現していますね。分かりにくいのはこの為だと思います。
こうに書かれてしまうと、どうしても、その→沿いのみに振動が伝播していくように錯覚してしまいがちです。

しかし、振動というは、常に四方八方に同心円状（均質物質ならば）に伝わっていくものです。
つまり地球の中心に向かって伝達していく振動は、一様に四方八方に伝達していき、そのうち、モホ面に対して臨界角以上の角度で入射した“部分”はそのまま深部まで伝わっていき、臨界角よりも小さい角度で入射した“部分”はその場で反射してしまいます。

ところが、モホ面に伝達した振動のうち、臨界角付近に相当する角度で入射した“部分”は、ちょうどモホ面を這うように進むわけです。勘違いし易いのは、あくまで『そういう方向にいく振動もある』という話で、地表から発生した振動が全てモホ面沿いを伝播していく訳ではありません。
糸電話で声を発した時に、糸を伝わっていく声もあれば、空気中を伝わっていく声もあるのと同じことです。

さらに、このモホ面を進む振動も、前述したように、決して→ではありません。常に四方八方に振動を伝達しながら進みます。だからモホ面に達した途端、すぐに地表に向かって反射していく“部分”もあれば、モホ面の下の方へ振動していく“部分”もあります。モホ面沿いの次の場所へ向かって振動する“部分”もあります。

本などで→で表現されているものが全てではありません。これはあくまで、震源から離れた地表のある点で観測した場合、そこに伝達してくる振動にはどんな経路をたどるものがあるのか、ということを表現したに過ぎません。
もし、全ての伝達方向を→で描こうと思えば、紙面は真っ黒です。

後半の“屈折角が同じ”というのも、言い換えれば、『ある観測地点に到達する振動のうち、もっとも速く到達するのは、入射角と同じ角度でモホ面から反射してきた“部分”である』ということに他なりません。

うまく説明できたでしょうか。

お礼

早速で、しかも丁寧な返信ありがとうございます。とてもわかりやすくて感動です。
一点わからないところがあります。「後半の“屈折角が同じ”というのも、言い換えれば、『ある観測地点に到達する振動のうち、もっとも速く到達するのは、入射角と同じ角度でモホ面から反射してきた“部分”である』ということに他なりません。」のところが？です。モホ面から地表に向かって反射するときに、モホ面から垂直真上のところが一番到達距離が短いので最も速く伝わるのではないでしょうか。入射角と同じ場合は、真上より距離が長くなり到達時間も真上より時間がかかると思うのですが、アドバイスいただければ幸いです。