地震(earthquake)就是地球表層的快速振動,在古代又稱為地動。它就象刮風(fēng)、下雨、閃電、山崩、火山爆發(fā)一樣,是地球上經(jīng)常發(fā)生的一種自然現(xiàn)象。 它發(fā)源于地下某一點,該點稱為震源(focus)。振動從震源傳出,在地球中傳播。地面上離震源最近的一點稱為震中,它是接受振動最早的部位。大地振動是地震最直觀、最普遍的表現(xiàn)。在海底或濱海地區(qū)發(fā)生的強烈地震,能引起巨大的波浪,稱為海嘯。地震是極其頻繁的,全球每年發(fā)生地震約500萬次,對整個社會有著很大的影響。
【地震的產(chǎn)生】
地震是地球內(nèi)部介質(zhì)局部發(fā)生急劇的破裂,產(chǎn)生地震波,從而在一定范圍內(nèi)引起地面振動的現(xiàn)象。地震開始發(fā)生的地點稱為震源,震源正上方的地面稱為震中。破壞性地震的地面振動最烈處稱為極震區(qū),極震區(qū)往往也就是震中所在的地區(qū)。
【地震現(xiàn)象】
地震發(fā)生時,最基本的現(xiàn)象是地面的連續(xù)振動,主要是明顯的晃動。極震區(qū)的人在感到大的晃動之前,有時首先感到上下跳動。這是因為地震波從地內(nèi)向地面?zhèn)鱽,縱波首先到達的緣故。橫波接著產(chǎn)生大振幅的水平方向的晃動,是造成地震災(zāi)害的主要原因。1960年智利大地震時,最大的晃動持續(xù)了3分鐘。地震造成的災(zāi)害首先是破壞房屋和構(gòu)筑物,造成人畜的傷亡,如1976年中國河北唐山地震中,70%~80%的建筑物倒塌,人員傷亡慘重。地震對自然界景觀也有很大影響。最主要的后果是地面出現(xiàn)斷層和地裂縫。大地震的地表斷層常綿延幾十至幾百千米,往往具有較明顯的垂直錯距和水平錯距,能反映出震源處的構(gòu)造變動特征(見濃尾大地震,舊金山大地震)。但并不是所有的地表斷裂都直接與震源的運動相聯(lián)系,它們也可能是由于地震波造成的次生影響。特別是地表沉積層較厚的地區(qū),坡地邊緣、河岸和道路兩旁常出現(xiàn)地裂縫,這往往是由于地形因素,在一側(cè)沒有依托的條件下晃動使表土松垮和崩裂。地震的晃動使表土下沉,淺層的地下水受擠壓會沿地裂縫上升至地表,形成噴沙冒水現(xiàn)象。大地震能使局部地形改觀,或隆起,或沉降。使城鄉(xiāng)道路坼裂、鐵軌扭曲、橋梁折斷。在現(xiàn)代化城市中,由于地下管道破裂和電纜被切斷造成停水、停電和通訊受阻。煤氣、有毒氣體和放射性物質(zhì)泄漏可導(dǎo)致火災(zāi)和毒物、放射性污染等次生災(zāi)害。在山區(qū),地震還能引起山崩和滑坡,常造成掩埋村鎮(zhèn)的慘劇。崩塌的山石堵塞江河,在上游形成地震湖。1923年日本關(guān)東大地震時,神奈川縣發(fā)生泥石流,順山谷下滑,遠(yuǎn)達5千米。
【地震的術(shù)語和相關(guān)知識】
地球的結(jié)構(gòu)就象雞蛋,可分為三層。中心層是“蛋黃”-地核;中間是“蛋清”-地幔;外層是“蛋殼”-地殼。地震一般發(fā)生在地殼之中。地球在不停地自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn),同時地殼內(nèi)部也在不停地變化。由此而產(chǎn)生力的作用,使地殼巖層變形、斷裂、錯動,于是便發(fā)生地震。地下發(fā)生地震的地方叫震源。從震源垂直向上到地表的地方叫震中。從震中到震源的距離叫震源深度。震源濃度小于70公里的地震為淺源地震,在70-300公里之間的地震為中源地震,超過300公里的地震為深源地震。震源深度最深的地震是1963年發(fā)生印度尼西亞伊里安查亞省北部海域的5.8級地震,震源深度786公里。對于同樣大小的地震,由于震源深度不一樣,也不一樣,對地面造成的破壞程度也不一樣。震源越淺,破壞越大,但波及范圍也越小,反之亦然。
某地與震中的距離叫震中距。震中距小于100公里的地震稱為地方震,在100-1000公里之間的地震稱為近震,大于1000公里的地震稱為遠(yuǎn)震,其中,震中距越遠(yuǎn)的地方受到的影響和破壞越小。
地震所引起的地面振動是一種復(fù)雜的運動,它是由縱波和橫波共同作用的結(jié)果。在震中區(qū),縱波使地面上下顛動。橫波使地面水平晃動。由于縱波傳播速度較快,衰減也較快,橫波傳播速度較慢,衰減也較慢,因此離震中較遠(yuǎn)的地方,往往感覺不到上下跳動,但能感到達水平晃動。
地震本身的大小,用震級表示,根據(jù)地震時釋放的彈性波能量大小來確定震級,我國一般采用里氏震級。通常把小于2.5級的地震叫小地震,2.5-4.7級地震叫有感地震,大于4.7級地震稱為破壞性地震。震級每相差1級,地震釋放的能量相差約30倍。比如說,一個7級地震相當(dāng)于30個6級地震,或相當(dāng)于900個5級地震,震級相差0.1級,釋放的能量平均相差1.4倍。
當(dāng)某地發(fā)生一個較大的地震時,在一段時間內(nèi),往往會發(fā)生一系列的地震,其中最大的一個地震叫做主震,主震之前發(fā)生的地震叫前震,主震之后發(fā)生的地震叫余震。
地震具有一定的時空分布規(guī)律。從時間上看,地震有活躍期和平靜期交替出現(xiàn)的周期性現(xiàn)象。從空間上看,地震的分布呈一定的帶狀,稱地震帶,主要集中在環(huán)太平洋和地中海—喜馬拉雅兩大地震帶。太平洋地震帶幾乎集中了全世界80%以上的淺源地震(0千米~70千米),全部的中源(70千米~300千米)和深源地震,所釋放的地震能量約占全部能量的80%。
地震時一定點地面震動強弱的程度叫地震烈度。我國將地震烈度分為12度。
震級與烈度,兩者雖然都可反映地震的強弱,但含義并有一樣。同一個地震,震級只有一個,但烈度卻因地而異,不同的地方,烈度值不一樣。例如,1990年2月10日,常熟-太倉發(fā)生了5.1級地震,有人說在蘇州是4級,在無錫是3級,這是錯的。無論在何處,只能說常熟-太倉發(fā)生了5.1級地震,但這次地震,在太倉的沙溪鎮(zhèn)地震烈度是6度,在蘇州地震烈度是4度,在無錫地震烈度是3度。
地震烈度是經(jīng)常使用的一個名詞。劃分烈度有定性和定量標(biāo)準(zhǔn)。在中國地震烈度表上,對人的感覺、一般房屋震害程度和其他現(xiàn)象作了描述,可以作為確定烈度的基本依據(jù)。
【地震起因】
引起地球表層振動的原因很多,根據(jù)地震的成因,可以把地震分為以下幾種:
1.構(gòu)造地震
由于地下深處巖層錯動、破裂所造成的地震稱為構(gòu)造地震。這類地震發(fā)生的次數(shù)最多,破壞力也最大,約占全世界地震的90%以上。
2.火山地震
由于火山作用,如巖漿活動、氣體爆炸等引起的地震稱為火山地震。只有在火山活動區(qū)才可能發(fā)生火山地震,這類地震只占全世界地震的7%左右。
3.塌陷地震
由于地下巖洞或礦井頂部塌陷而引起的地震稱為塌陷地震。這類地震的規(guī)模比較小,次數(shù)也很少,即使有,也往往發(fā)生在溶洞密布的石灰?guī)r地區(qū)或大規(guī)模地下開采的礦區(qū)。
4.誘發(fā)地震
由于水庫蓄水、油田注水等活動而引發(fā)的地震稱為誘發(fā)地震。這類地震僅僅在某些特定的水庫庫區(qū)或油田地區(qū)發(fā)生。
5.人工地震
地下核爆炸、炸藥爆破等人為引起的地面振動稱為人工地震。 人工地震是由人為活動引起的地震。如工業(yè)爆破、地下核爆炸造成的振動;在深井中進行高壓注水以及大水庫蓄水后增加了地殼的壓力,有時也會誘發(fā)地震。
地震波發(fā)源的地方,叫作震源。震源在地面上的垂直投影,叫作震中。震中到震源的深度叫作震源深度。通常將震源深度小于70公里的叫淺源地震,深度在70-300公里的叫中源地震,深度大于300公里的叫深源地震。破壞性地震一般是淺源地震。如1976年的唐山地震的震源深度為12公里。
【全球兩大地震帶】
環(huán)太平洋地震帶:分布在太平洋周圍,像一個巨大的花環(huán),把大陸與海洋分隔開來。
地中海—喜馬拉雅地震帶:從地中海向東,一支經(jīng)中亞至喜馬拉雅山,然后向南經(jīng)我國橫斷山脈,過緬甸,呈弧形轉(zhuǎn)向東,至印度尼西亞,另一支從中亞向東北延伸,至堪察加,分布比較零散。
我國地處全球兩大地震帶之間,是一個多地震國家,地震帶主要分布在:東南—臺灣和福建沿海一帶,華北—太行山沿線和京津唐渤地區(qū),西南—青藏高原、云南和四川西部,西北—新疆和陜甘寧部分地區(qū)。
【地震的預(yù)報】
地震和刮風(fēng)下雨一樣,都是一種自然現(xiàn)象,在它來臨之前是有前兆的,特別是強烈地震,在孕育過程中總會引起地下和地上各種物理及化學(xué)變化,給人們提供信息,只要人們認(rèn)真觀測并掌握地震前兆的規(guī)律,地震預(yù)報總有一天會實現(xiàn)。
在震前的一段時間內(nèi),震區(qū)附近總會出現(xiàn)一些異常變化。如地下水的變化,突然升、降或變味、發(fā)渾、發(fā)響、冒泡。氣象的變化,如天氣驟冷、驟熱,出現(xiàn)大旱、大澇,電磁場的變化、臨震前動物、植物的異常反應(yīng)等等。根據(jù)這些反應(yīng)進行綜合研究,再加上專業(yè)部門從地震機制,地震地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)、生物變化、天體影響及氣象異常等方面利用儀器觀測的數(shù)據(jù)進行處理分析,可以對發(fā)震的時間,地點和震級進行預(yù)報。如海城1975年的7.3級地震的成功預(yù)報,就是一例。但是,由于地震成因的復(fù)雜性和發(fā)震的突然性,以及人們現(xiàn)時的科學(xué)水平有限,直到目前地震預(yù)報還是一個世界性的難題,在世界上尚無一個可靠途徑和手段能準(zhǔn)確的預(yù)報所有破壞性地震。為此各國地震工作者和專家都在努力探索。
但是,地震預(yù)報是當(dāng)代科學(xué)難題之一,地震預(yù)報遠(yuǎn)沒有過關(guān),還停留在半經(jīng)驗半理論階段,全球每年在陸地上發(fā)生的幾次七級以上地震及我國近些年發(fā)生的一些中強地震、特別是1976年唐山7.8級大地震都未能作短臨預(yù)報。這些地震給人類帶來了極大的災(zāi)難。因此,地震預(yù)報需要全世界科學(xué)家的共同合作,需要全社會的共同關(guān)注,需要地震工作者幾代人的艱苦奮斗才有可能最終在理論上攻克。
【地震震級】
震級是地震大小的一種度量,根據(jù)地震釋放能量的多少來劃分,用“級”來表示。
震級是通過地震儀器的記錄計算出來的,地震越強,震級越大。震級相差一級,能量相差約30倍。
地震按震級大小的分類情況:
弱 震:震級小于3 級的地震;
有感地震:震級等于或大于3級、小于或等于⒋5級的地震;
中 強 震:震級大于⒋5級,小于6級的地震;
強 震:震級等于或大于6 級的地震。其中震級大于或等于8 級的又稱為巨大地震。
3級以下的地震人無感覺,稱為微震;5級以上的地震具有不同程度的破壞性,稱為破壞性地震。
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