Una zona de sombra sísmica es un área de la superficie de la Tierra donde los sismógrafos apenas pueden detectar un terremoto después de que sus ondas sísmicas hayan pasado a través de la Tierra. Cuando se produce un terremoto, las ondas sísmicas irradian esféricamente desde el foco del terremoto. Las ondas sísmicas primarias son refractadas por el núcleo exterior líquido de la Tierra y no se detectan entre 104° y 140° (entre aproximadamente 11,570 y 15,570 km o 7,190 y 9,670 millas) desde el epicentro. Las ondas sísmicas secundarias no pueden pasar a través del núcleo externo líquido y no se detectan a más de 104° (aproximadamente 11.570 km o 7.190 millas) del epicentro. Las ondas P que se han convertido en ondas S al salir del núcleo exterior pueden detectarse más allá de los 140 grados.

Zona de sombra sísmica (de USGS)

La razón de esto es que la velocidad de las ondas P y las ondas S se rige tanto por las diferentes propiedades del material por el que viajan como por las diferentes relaciones matemáticas que comparten en cada caso. Las tres propiedades son: incompressibility ( k {\displaystyle k} ), la densidad ( p {\displaystyle p} ) y rigidez ( u {\displaystyle u} ). P-velocidad de la onda es igual a ( k + 4 3 u ) / p {\displaystyle {\sqrt {(k+{\tfrac {4}{3}}u)/p}}} mientras que el S-velocidad de la onda es igual a ( u / p ) {\displaystyle {\sqrt {(u/p)}}} y S-velocidad de la onda depende totalmente de la rigidez del material que viaja a través de. Los líquidos, sin embargo, tienen rigidez cero, por lo que siempre hacen que la velocidad de la onda S sea cero y, como tal, las ondas S pierden toda la velocidad cuando viajan a través de un líquido. Las ondas P, sin embargo, solo dependen parcialmente de la rigidez y, como tal, aún mantienen cierta velocidad (si se reducen en gran medida) cuando viajan a través de un líquido. El análisis de la sismología de varios terremotos registrados y sus zonas de sombra llevó al geólogo Richard Oldham a deducir en 1906 la naturaleza líquida del núcleo exterior de la Tierra.