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地球的深處：你知道地震波如何穿透岩石嗎？
地震波的研究可追溯至19世紀以來的地震學發展，這打開了我們對地球內部結構的理解。地震波，特別是P波和S波的行為，為地球的速度結構提供了深刻的見解。速度結構是指地震波在地球內部不同層次中傳遞的速度分佈，該速度的變化反映了地下岩石的組成、密度及物理狀態等特徵。
地震波的傳播速度根據材料的種類和狀態（固體、液體或氣體）而變化，進而改變波的行徑。
地震波的工作原理
實際上，P波和S波的行為為科學家們提供了揭開地球內部奧秘的鑰匙。P波可通過所有物質，而S波只能通過固體。當這些波在不同介質間穿過時，其速度的變化可能給予我們有關地球內部的寶貴信息。
發現地球內部具有液態外核，那是因為S波無法穿透。
地球速度結構的分層
地球的內部結構可以劃分為不同層次，每一層都有其獨特的地震波速度特徵。地震波在各層中速度的變化是因為溫度、壓力和組成材料的不同。
地殼
地殼的厚度不同，主要分為大陸地殼和海洋地殼。這些地殼的地震波速度在6.0至7.0 km/s之間，依賴於岩石的密度及其組成。
上地幔
在上地幔中，P波速度可達7.5至8.5 km/s，隨著壓力的增加而增強。這層的物質主要以橄欖岩為主，通過不同的相變來促進波速的增加。
下地幔
下地幔的速度更快，可達10至13 km/s，壓力驅動下的岩石密度增加使得地震波以更快的速度移動。
外核與內核
外核是液體狀態，導致P波速度顯著降低，而S波則完全無法通過。相比之下，內核則是固體，並且其速度則可達到大約11 km/s，顯示出內部密度的加強。
內核的各向異性使得地震波的速度在不同方向上有所不同，這是由於地球旋轉影響了內核的晶體排列。
行星的速度結構
除了地球，行星如月球和火星的速度結構也吸引了科學家的注意。從阿波羅任務到火星探測器，這些探測所獲得的地震數據幫助我們理解這些天體的內部結構。
月球
月球的地殼由約60公里的冰殼和硅酸鹽岩組成，其P波速度在5.1至6.8 km/s的範圍內. 在月球探測的早期階段，地震數據顯示，月球上有四種主要的地震源。
火星
火星的地震研究則主要依賴於InSight任務，其收到的數據揭示了火星地殼的結構，P波的速度在3.5至5 km/s之間，並顯示出隨著深度的增加速度也將增加。
利用這些數據，科學家們能夠獲得火星地底結構的深刻見解，特別是其地幔的角色。
未來探索的可能性
將來，隨著技術的進步，科學家希望拓展地震波的探測至其他行星及衛星，例如土星的恩克拉多斯，其內部結構尚待進一步探索與確認。
地震波在揭示地球深處及其他行星內部結構方面扮演了不可或缺的角色。科學家們如何能利用這些知識，進一步探索宇宙中的其他隱秘呢？
