Eine seismische Schattenzone ist ein Bereich der Erdoberfläche, in dem Seismographen ein Erdbeben nur knapp erkennen können, nachdem seine seismischen Wellen die Erde passiert haben. Wenn ein Erdbeben auftritt, strahlen seismische Wellen sphärisch aus dem Fokus des Erdbebens aus. Die primären seismischen Wellen werden vom flüssigen äußeren Kern der Erde gebrochen und werden nicht zwischen 104 ° und 140 ° (zwischen ungefähr 11.570 und 15.570 km oder 7.190 und 9.670 Meilen) vom Epizentrum aus detektiert. Die sekundären seismischen Wellen können den flüssigen äußeren Kern nicht passieren und werden nicht weiter als 104 ° (ungefähr 11.570 km oder 7.190 Meilen) vom Epizentrum entfernt detektiert. P-Wellen, die beim Verlassen des äußeren Kerns in S-Wellen umgewandelt wurden, können jenseits von 140 Grad detektiert werden.

Seismische Schattenzone (von USGS)

Der Grund dafür ist, dass die Geschwindigkeit für P-Wellen und S-Wellen sowohl von den unterschiedlichen Eigenschaften des Materials, durch das sie reisen, als auch von den unterschiedlichen mathematischen Beziehungen, die sie jeweils teilen, bestimmt wird. Die drei Eigenschaften sind: Inkompressibilität ( k {\displaystyle k} ), Dichte ( p {\displaystyle p} ) und Steifigkeit (u{\displaystyle u} ). Die P-Wellengeschwindigkeit ist gleich ( k + 4 3 u ) / p {\displaystyle {\sqrt {(k+{\tfrac {4}{3}}u)/p}}} während die S-Wellengeschwindigkeit gleich ( u/p ) {\displaystyle {\sqrt {(u/p)}} } und so hängt die Geschwindigkeit der S-Welle vollständig von der Steifigkeit des Materials ab, durch das sie sich bewegt. Flüssigkeiten haben jedoch Null Steifigkeit, daher immer die S-Wellengeschwindigkeit insgesamt Null und als solche S-Wellen verlieren alle Geschwindigkeit, wenn sie durch eine Flüssigkeit reisen. P-Wellen sind jedoch nur teilweise von der Steifigkeit abhängig und behalten als solche immer noch eine gewisse Geschwindigkeit bei (wenn sie stark reduziert sind), wenn sie sich durch eine Flüssigkeit bewegen. Die Analyse der Seismologie verschiedener aufgezeichneter Erdbeben und ihrer Schattenzonen führte den Geologen Richard Oldham 1906 dazu, die flüssige Natur des äußeren Erdkerns abzuleiten.