走時曲線(そうじきょくせん)とシャドーゾーン

近地(きんち)地震(じしん)を例(れい)に、震央(しんおう)からの距離(きょり)（震央(しんおう)距離(きょり)）と、P波(ぴーは)が届(とど)くまでの時間(じかん)（走時(そうじ)）の観測(かんそく)データをグラフに表(あらわ)したものを走時曲線(そうじきょくせん)という。

震央(しんおう)距離(きょり)が大(おお)きくなるほど走時(そうじ)も長(なが)くなるが、そのグラフは1本(ぽん)の直線(ちょくせん)ではなく、途中(とちゅう)で傾(かたむ)きが変(か)わる折(お)れ曲(ま)がりが生(しょう)じる。

この折(お)れ曲(ま)がりは、地震波(じしんは)の伝(つた)わる速(はや)さが深(ふか)さによって変化(へんか)し、モホロビチッチ不連続(ふれんぞく)面(めん)（新しいタブで開きます）のような境界(きょうかい)で地震波(じしんは)が屈折(くっせつ)（新しいタブで開きます）するために起(お)こる。折(お)れ曲(ま)がりの位置(いち)から、境界(きょうかい)までの深(ふか)さを推定(すいてい)できる。

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世界中(せかいじゅう)の観測(かんそく)点(てん)で震央(しんおう)距離(きょり)ごとの到達(とうたつ)時間(じかん)を集(あつ)めると、P波(ぴーは)は震央(しんおう)距離(きょり)およそ103°から143°の範囲(はんい)でほとんど観測(かんそく)されないことがわかる。この範囲(はんい)をシャドーゾーンという。

一方(いっぽう)、S波(えすは)は震央(しんおう)距離(きょり)103°より遠(とお)い観測(かんそく)点(てん)には全(まった)く届(とど)かない。これはP波(ぴーは)よりもはるかに厳(きび)しい制限(せいげん)で、S波(えすは)はシャドーゾーンの外側(そとがわ)すべてで観測(かんそく)されなくなる。

このように、地震波(じしんは)が届(とど)く範囲(はんい)・届(とど)かない範囲(はんい)の資料(しりょう)から地球(ちきゅう)内部(ないぶ)の構造(こうぞう)を推定(すいてい)する手法(しゅほう)を地震波(じしんは)トモグラフィーという。

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P波(ぴーは)のシャドーゾーンが生(しょう)じるのは、マントルから液体(えきたい)の外核(そとかく)に入(はい)るときに地震波(じしんは)の速度(そくど)が急(きゅう)に小(ちい)さくなり、波(なみ)が大(おお)きく屈折(くっせつ)してしまうためである。屈折(くっせつ)した波(なみ)は、ちょうど震央(しんおう)距離(きょり)103°〜143°の範囲(はんい)に届(とど)かない。

S波(えすは)が103°より遠(とお)くに全(まった)く届(とど)かないのは、S波(えすは)が固体(こたい)の中(なか)しか伝(つた)わらない波(なみ)であり、液体(えきたい)と考(かんが)えられる外核(そとかく)を通(とお)ることができないためである。

P波(ぴーは)とS波(えすは)でシャドーゾーンの範囲(はんい)が異(こと)なるこの違(ちが)いこそが、外核(そとかく)が液体(えきたい)であることを示(しめ)す重要(じゅうよう)な証拠(しょうこ)になっている。