地球物理学家利用弹性波（地震波）研究地球内部的结构与性质，这种波动能够穿透大块岩石，为科学家揭示地球的内在奥秘提供了独特工具。相较于X射线等光学方法，弹性波是唯一能够深入地下并探测地球内部的工具。
地球物理学家的研究对象是地球及其局部的岩石，而地球内部的结构对于肉眼甚至常规的光学方法来说是无法触及的。然而，有一种能够穿透大块岩石的工具存在，那就是声波，也被称为弹性波或地震波。弹性波是在弹性介质中传播的一种机械波，地震波正是由天然地震或人工诱发地震时产生的波动。
为什么超声波无法穿透岩石层，而地震波却能够呢？这涉及到波携带的能量和波长两个因素。虽然超声波和地震波都属于弹性波，它们在地层中传播的速度是相同的，但由于频率不同，波长也不同。以地下岩层中的传播速度为例，超声波和地震波的速度都是4000米/秒，但超声波的频率为20000次/秒，其在岩层中的波长仅为0.2米，而频率仅为2次/秒的地震波的波长则达到2000米，两者相差了1万倍。
超声波携带的能量相对较弱，波长相对较短，因此在穿越岩石层时会很快耗尽能量。它的传播距离通常仅几米就消耗殆尽，无法穿透较大的岩石块。与之相反，地震波携带的能量远大于超声波，波长也相对较长。因此，地震波能够穿越几十甚至几百千米的岩石层，甚至频率低于1赫兹的地震波也能够穿透整个地球。
地震波在地球物理学中有广泛的应用。它们能够提供有关地球内部结构和性质的重要信息，为我们理解地球的演化历史和地壳运动提供了线索。利用地震波，科学家可以绘制出地球的地震层析成像，类似于医学上的CT扫描。这种成像技术利用地震波在地下的传播和反射情况，揭示了地下岩石的密度、速度和形态等特征，从而推断出地下的结构。
地震波还被用于勘探石油和矿产资源。地震勘探技术利用了地震波在地下岩石中传播和反射的特性，通过分析地震波的回波信号，可以判断出油气或矿产矿床的存在与性质。这种非侵入性的勘探方法可以在地表上进行，避免了对地下资源的直接破坏。
此外，地震波还被广泛用于地震监测和地震预警。地震波的传播速度较快，可以在地震发生后的几秒到几分钟内到达远处的地点。通过监测地震波的传播速度和幅度变化，科学家可以迅速判断地震的规模和位置，并发出地震预警，为人们提供宝贵的逃生时间，减少地震带来的损失。
弹性波（地震波）作为地球物理学研究中的重要工具，能够穿透大块岩石，为科学家揭示地球内部的奥秘提供了可靠的手段。通过利用地震波的传播和反射特性，我们能够了解地下岩石的构成、密度、速度等重要参数，从而更好地理解地球的演化过程和地球表面的变化。弹性波的应用也不仅局限于地球物理学领域，它在石油勘探、矿产勘探以及地震监测和预警等方面都发挥着重要的作用。
