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Earthquakes
Section 1
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Earthquakes
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Objectives
Describe elastic rebound.
Compare body waves and surface waves.
Explain how the structure of Earth’s interior affectsseismic waves.
Explain why earthquakes generally occur at plateboundaries.
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How and Where Earthquakes Happen
earthquake a movement or trembling of the ground thatis caused by *
elastic rebound *
Earthquakes occur when rocks under stress suddenlyshift along a fault.
fault is a break in a body of rock along which one blockmoves relative to another.
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Why Earthquakes Happen
Elastic Rebound
Geologists think that earthquakes are the result of elasticrebound.
In this process, the rocks on each side of a fault aremoving slowly. If the fault is locked, the rock deforms,and stress in the rocks increases.
When rocks are stressed past the point at which theycan maintain their integrity, they fracture.
The rocks then separate at their weakest point along thefault and rebound, or *.
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Elastic Deformation and ElasticRebound
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Why Earthquakes Happen, continued
Anatomy of an Earthquake
focus *
epicenter *
Although the focus depths of earthquakes vary, 90% ofcontinental earthquakes have a shallow focus.
Earthquakes that have deep foci usually occur insubduction zones.
Earthquakes that cause the most damage usually haveshallow foci.
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Why Earthquakes Happen, continued
The diagram below shows the parts of an earthquake.
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Seismic Waves
body wave *
surface wave *
As rocks along a fault slip into new positions, the rocksrelease energy in the form of vibrations called seismicwaves.
Seismic waves travel outward in all directions from thefocus through the surrounding rock.
Each type of wave travels at a different speed andcauses different movements in Earth’s crust.
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Seismic Waves, continued
Body Waves
P waves and S waves are two types of body waves.
P wave a primary wave, or compression wave; a seismicwave that causes particles of rock to move in a back-and-forth direction parallel to the direction in which thewave is traveling
P waves are *
The more rigid the material is, the faster the P wavetravels through it.
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Seismic Waves, continued
Body Waves
S wave a secondary wave, or shear wave; a seismicwave that causes particles of rock to move in a side-to-side direction perpendicular to the direction in which thewave is traveling
S waves are *.
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Seismic Waves, continued
Surface Waves
Surface waves form from motion along a shallow fault orfrom the conversion of energy when P waves or S wavesreach Earth’s surface.
Although surface waves are the slowest-moving seismicwaves, they can cause the greatest damage during anearthquake.
Love waves are surface waves that cause rock to moveside-to-side and perpendicular to the direction of thewave.
Raleigh waves are surface waves cause the ground tomove with an elliptical, rolling motion.
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Seismic Waves and Earth’s Interior
By studying the speed and direction of seismic waves,scientists can learn more about the makeup and structureof Earth’s interior.
Earth’s Internal Layers
In 1909, Andrija Mohorovičić discovered that the speed ofseismic waves increases abruptly at about 30 km beneaththe surface of continents, where the crust and mantle meet.
By studying seismic waves, scientists have discoveredEarth’s three composition layers (the crust, the mantle, andthe core) and Earth’s five structural layers (the lithosphere,the asthenosphere, the mesosphere, the outer core, andthe inner core).
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Shadow Zones
shadow zone *
Shadow zones exist because the materials that make upEarth’s interior are not uniform in rigidity.
Seismic Waves and Earth’s Interior,continued
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Shadow Zones
When seismic waves travel through materials of differentrigidity, they change in both speed and direction.
S waves do not reach the S wave shadow zone becausecannot pass through the liquid outer core.
P waves do not reach the P wave shadow zone becauseof the way the P waves bend and they travel throughEarth’s interior.
Seismic Waves and Earth’s Interior,continued
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Seismic Waves and Earth’s Interior,continued
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The diagram below shows how seismic waves interact withEarth’s interior.
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Earthquakes and Plate Tectonics
Earthquakes are the result of stresses in Earth’slithosphere.
Most earthquakes occur at or near tectonic plateboundaries, where stress on the rock is greatest.
The three main types of tectonic settings are *
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Earthquakes and Plate Tectonics,continued
Convergent Oceanic Environments
At convergent plate boundaries, plates move towardeach other and collide.
The denser plate moves down, or subducts, into theasthenosphere under the other plate, causingearthquakes.
Convergent oceanic boundaries can occur between twooceanic plate or between one oceanic plate and onecontinental plate.
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Divergent Oceanic Environments
At the divergent plate boundaries that make up the mid-ocean ridges, plates are moving away from each other.
Earthquakes occur along mid-ocean ridges becauseoceanic lithosphere is pulling away from both sides ofthe ridge.
Earthquakes and Plate Tectonics,continued
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Continental Environments
Earthquakes also occur at locations where twocontinental plates converge, diverge, or movehorizontally in opposite directions.
As the continental plates interact, the rock surroundingthe boundary experiences stress, which causesearthquakes.
Earthquakes and Plate Tectonics,continued
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The diagram below shows the different tectonic boundarieswhere earthquakes occur.
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Earthquakes and Plate Tectonics,continued
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Fault Zones
fault zone *
Fault zones form at plate boundaries because of theintense stress that results when plates separate, collide,subduct, or slide past each other.
When enough stress builds up, movement occurs alongone or more of the individual faults in the fault zone andsometimes causes major earthquakes.
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Fault Zones, continued
Earthquakes Away from Plate Boundaries
Not all earthquakes result from movement along plateboundaries.
In 1811 and 1812 the most widely felt series ofearthquakes in United States history occurred in themiddle of the continent near New Madrid, Missouri.
In the late 1970s scientists discovered an ancient faultzone deep within the crust of the Mississippi Riverregion.