L’énergie sismique libérée par un séisme se propage à travers la Terre sous forme d’ondes. Elles provoquent à la surface de la Terre les secousses caractéristiques d’un tremblement de terre et peuvent être mesurées par des sismomètres (voir question « Qu’est-ce qu’un sismomètre, et comment fonctionne-t-il ? »)
Parmi les ondes sismiques, on distingue les ondes volumiques (ondes P et S) et les ondes surfaciques (ondes de Love et de Rayleigh).
En raison des différences de vitesse entre les différentes ondes sismiques, il est possible de déterminer l’hypocentre et l’épicentre d’un tremblement de terre (voir questions « Qu’est-ce qu’un hypocentre et un épicentre? » et « Comment détermine-t-on le lieu d’origine d’un tremblement de terre ? »).
Les ondes P (ondes primaires) se propagent de manière sphérique depuis l’hypocentre sous la forme d’ondes volumiques (voir question « Qu’est-ce qu’un hypocentre ? »). Elles progressent en compressant puis étirant alternativement le sous-sol.
La vitesse de propagation des ondes P s’élève environ à 6 à 8 km/s (suivant les types de roches). Ce sont les ondes P, les plus rapides, qui atteignent les premières les stations sismiques.
Les ondes S (ondes secondaires) se propagent de manière sphérique depuis l’hypocentre sous la forme d’ondes volumiques. Elles progressent en faisant osciller la roche qu’elles traversent perpendiculairement à leur direction de propagation. La roche peut osciller aussi bien dans le plan horizontal (d’avant en arrière) que dans le plan vertical (de haut en bas).
Les ondes S se propagent indépendamment du type de roche à une vitesse de 3 à 4 km/s et arrivent donc toujours après les ondes P.
Les ondes de Love se propagent en surface depuis l’épicentre. Elles se forment lorsque les ondes P et S atteignent la surface de la Terre. La roche oscille sous l’effet des ondes de Love parallèlement à la surface de la Terre (d’avant en arrière horizontalement).
Les ondes de Love sont plus lentes que les ondes S, mais plus rapides que les ondes de Rayleigh.
Les ondes de Rayleigh se propagent en surface depuis l’épicentre. Elles se forment lorsque les ondes P et S atteignent la surface de la Terre. La roche oscille sous l’effet des ondes de Rayleigh sous une forme de rotation elliptique. Les ondes de Rayleigh présentent souvent des amplitudes beaucoup plus importantes que les autres ondes sismiques, et c’est pourquoi elles provoquent en surface les secousses et les dommages les plus importants (voir question « Que signifient période, longueur d’onde et amplitude ? »).