什么是地震
【地震基础知识】
地球的结构就像鸡蛋,可分为三层。中心层是“蛋黄”-地核;中间是“蛋清”-地幔;外层是“蛋壳”-地壳。地震一般发生在地壳之中。地球在不停地自转和公转,同时地壳内部也在不停地变化。由此而产生力的作用,使地壳岩层变形、断裂、错动,于是便发生地震。
地震是地球内部介质局部发生急剧的破裂,产生地震波,从而在一定范围内引起地面振动的现象。地震(earthquake)就是地球表层的快速振动,在古代又称为地动。它就象刮风、下雨、闪电、山崩、火山爆发一样,是地球上经常发生的一种自然现象。 大地振动是地震最直观、最普遍的表现。在海底或滨海地区发生的强烈地震,能引起巨大的波浪,称为海啸。地震是极其频繁的,全球每年发生地震约500万次,对整个社会有着很大的影响。
地震波发源的地方,叫作震源(focus)。震源在地面上的垂直投影,地面上离震源最近的一点称为震中。 它是接受振动最早的部位。震中到震源的深度叫作震源深度。通常将震源深度小于70公里的叫浅源地震,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。对于同样大小的地震,由于震源深度不一样,也不一样,对地面造成的破坏程度也不一样。震源越浅,破坏越大,但波及范围也越小,反之亦 然。
破坏性地震一般是浅源地震。如1976年的唐山地震的震源深度为12公里。
破坏性地震的地面振动最烈处称为极震区,极震区往往也就是震中所在的地区。
某地与震中的距离叫震中距。震中距小于100公里的地震称为地方震,在100-1000公里之间的地震称为近震,大于1000公里的地震称为远震,其中,震中距越远的地方受到的影响和破坏越小。
地震所引起的地面振动是一种复杂的运动,它是由纵波和横波共同作用的结果。在震中区,纵波使地面上下颠动。横波使地面水平晃动。由于纵波传播速度较快,衰减也较快,横波传播速度较慢,衰减也较慢,因此离震中较远的地方,往往感觉不到上下跳动,但能感到水平晃动。
当某地发生一个较大的地震时,在一段时间内,往往会发生一系列的地震,其中最大的一个地震叫做主震,主震之前发生的地震叫前震,主震之后发生的地震叫余震。
地震具有一定的时空分布规律。
从时间上看,地震有活跃期和平静期交替出现的周期性现象。
从空间上看,地震的分布呈一定的带状,称地震带,主要集中在环太平洋和地中海—喜马拉雅两大地震带。太平洋地震带几乎集中了全世界80%以上的浅源地震(0千米~70千米),全部的中源(70千米~300千米)和深源地震,所释放的地震能量约占全部能量的80%。
震级
震级是指地震的大小,是表征地震强弱的量度,是以地震仪测定的每次地震活动释放的能量多少来确定的。震级通常用字母M表示。我国目前使用的震级标准,是国际上通用的里氏分级表,共分9个等级。通常把小于2.5级的地震叫小地震,2.5-4.7级地震叫有感地震,大于4.7级地震称为破坏性地震。 震级每相差1.0级,能量相差大约30倍;每相差2.0级,能量相差约900多倍。比如说,一个6级地震释放的能量相当于美国投掷在日本广岛的原子弹所具 有的能量。一个7级地震相当于30个6级地震,或相当于900个5级地震,震级相差0.1级,释放的能量平均相差1.4倍。
按震级大小可把地震划分为以下几类:
弱震震级小于3级。如果震源不是很浅,这种地震人们一般不易觉察。
有感地震震级等于或大于3级、小于或等于4.5级。这种地震人们能够感觉到,但一般不会造成破坏。
中强震震级大于4.5级、小于6级。属于可造成破坏的地震,但破坏轻重还与震源深度、震中距等多种因素有关。
强震震级等于或大于6级。其中震级大于等于8级的又称为巨大地震。
地震三要素:
发震时刻、震级、震中
地震烈度
同样大小的地震,造成的破坏不一定相同;同一次地震,在不同的地方造成的破坏也不一样。为了衡量地震的破坏程度,科学家又“制作”了另一把“尺子”一一地震烈度。在中国地震烈度表上,对人的感觉、一般房屋震害程度和其他现象作了描述,可以作为确定烈度的基本依据。影响烈度的因素有震级、震源深度、距震源的远近、地面状况和地层构造等。
一般情况下仅就烈度和震源、震级间的关系来说,震级越大震源越浅、烈度也越大。一般来讲,一次地震发生后,震中区的破坏最重,烈度最高;这个烈度称为 震中烈度。从震中向四周扩展,地震烈度逐渐减小。 所以,一次地震只有一个震级,但它所造成的破坏,在不同的地区是不同的。也就是说,一次地震,可以划 分出好几个烈度不同的地区。这与一颗炸弹爆后,近处与远处破坏程度不同道理一样。炸弹的炸药量,好比是震级;炸弹对不同地点的破坏程度,好比是烈度。
例如,1990年2月10日,常熟-太仓发生了5.1级地震,有人说在苏州是4级,在无锡是3级,这是错的。无论在何处,只能说常熟-太仓发生了5.1级地震,但这次地震,在太仓的沙溪镇地震烈度是6度,在苏州地震烈度是4度,在无锡地震烈度是3度。
我国把烈度划分为十二度,不同烈度的地震,其影响和破坏大体如下:
小于三度人无感觉,只有仪器才能记录到;
三度在夜深人静时人有感觉;
四~五度睡觉的人会惊醒,吊灯摇晃;
六度器皿倾倒,房屋轻微损坏;
七~八度房屋受到破坏,地面出现裂缝;
九~十度房屋倒塌,地面破坏严重;
十一~十二度毁灭性的破坏;
例如,1976年唐山地震,震级为7.8级,震中烈度为十一度;受唐山地震的影响,天津市地震烈度为八度,北京市烈度为六度,再远到石家庄、太原等就只有四至五度了。
地震现象
地震发生时,最基本的现象是地面的连续振动,主要是明显的晃动。
极震区的人在感到大的晃动之前,有时首先感到上下跳动。这是因为地震波从地内向地面传来,纵波首先到达的缘故。横波接着产生大振幅的水平方向的晃动, 是造成地震灾害的主要原因。1960年智利大地震时,最大的晃动持续了3分钟。地震造成的灾害首先是破坏房屋和构筑物,造成人畜的伤亡,如1976年中国河北唐山地震中,70%~80%的建筑物倒塌,人员伤亡惨重。
地震对自然界景观也有很大影响。最主要的后果是地面出现断层和地裂缝。大地震的地表断层常绵延几十至几百千米,往往具有较明显的垂直错距和水平错距, 能反映出震源处的构造变动特征(见浓尾大地震,旧金山大地震)。但并不是所有的地表断裂都直接与震源的运动相联系,它们也可能是由于地震波造成的次生影 响。特别是地表沉积层较厚的地区,坡地边缘、河岸和道路两旁常出现地裂缝,这往往是由于地形因素,在一侧没有依托的条件下晃动使表土松垮和崩裂。地震的晃 动使表土下沉,浅层的地下水受挤压会沿地裂缝上升至地表,形成喷沙冒水现象。大地震能使局部地形改观,或隆起,或沉降。使城乡道路坼裂、铁轨扭曲、桥梁折 断。在现代化城市中,由于地下管道破裂和电缆被切断造成停水、停电和通讯受阻。煤气、有毒气体和放射性物质泄漏可导致火灾和毒物、放射性污染等次生灾害。 在山区,地震还能引起山崩和滑坡,常造成掩埋村镇的惨剧。崩塌的山石堵塞江河,在上游形成地震湖。1923年日本关东大地震时,神奈川县发生泥石流,顺山 谷下滑,远达5千米。
全球两大地震带介绍:
环太平洋地震带:分布在太平洋周围,像一个巨大的花环,把大陆与海洋分隔开来。
地中海—喜马拉雅地震带:从地中海向东,一支经中亚至喜马拉雅山,然后向南经我国横断山脉,过缅甸,呈弧形转向东,至印度尼西亚,另一支从中亚向东北延伸,至堪察加,分布比较零散。
中国的地震活动主要分布在五个地区的23条地震带上。这五个地区是:①台湾省及其附近海域;②西南地区,主要是西藏、四川西部和云南中西部;③西北地 区,主要在甘肃河西走廊、青海、宁夏、天山南北麓;④华北地区,主要在太行山两侧、汾渭河谷、阴山-燕山一带、山东中部和渤海湾;⑤东南沿海的广东、福建 等地。我国的台湾省位于环太平洋地震带上,西藏、新疆、云南、四川、青海等省区位于喜马拉雅-地中海地震带上,其他省区处于相关的地震带上。
【地震的产生和类型】
地震分为天然地震和人工地震两大类。此外,某些特殊情况下了也会产生地震,如大陨石冲击地面(陨石冲击地震)等。引起地球表层振动的原因很多,根据地震的成因,可以把地震分为以下几种:
1.构造地震
由于地下深处岩石破裂、错动把长期积累起来的能量急剧释放出来,以地震波的形式向四面八方传播出去,到地面引起的房摇地动称为构造地震。这类地震发生的次数最多,破坏力也最大,约占全世界地震的90%以上。
2.火山地震
由于火山作用,如岩浆活动、气体爆炸等引起的地震称为火山地震。只有在火山活动区才可能发生火山地震,这类地震只占全世界地震的7%左右。
3.塌陷地震
由于地下岩洞或矿井顶部塌陷而引起的地震称为塌陷地震。这类地震的规模比较小,次数也很少,即使有,也往往发生在溶洞密布的石灰岩地区或大规模地下开采的矿区。
4.诱发地震
由于水库蓄水、油田注水等活动而引发的地震称为诱发地震。这类地震仅仅在某些特定的水库库区或油田地区发生。
5.人工地震
地下核爆炸、炸药爆破等人为引起的地面振动称为人工地震。 人工地震是由人为活动引起的地震。如工业爆破、地下核爆炸造成的振动;在深井中进行高压注水以及大水库蓄水后增加了地壳的压力,有时也会诱发地震。
地震波发源的地方,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。通常将震源深度小于70公里的叫浅源地震,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。破坏性地震一般是浅源地震。如1976年的唐山地震的震源深度为12公里左右。
【地震专业知识】
我们最熟悉的波动是观察到水波。当向池塘里扔一块石头时水面被扰乱,以石头入水处为中心有波纹向外扩展。这个波列是水波附近的水的颗粒运动造成的。然而 水并没有朝着水波传播的方向流;如果水面浮着一个软木塞,它将上下跳动,但并不会从原来位置移走。这个扰动由水粒的简单前后运动连续地传下去,从一个颗粒 把运动传给更前面的颗粒。这样,水波携带石击打破的水面的能量向池边运移并在岸边激起浪花。地震运动与此相当类似。我们感受到的摇动就是由地震波的能量产 生的弹性岩石的震动。
第一类波的物理特性恰如声波。声波,乃至超声波,都是在空气里由交替的挤压(推)和扩张(拉)而传递。因为液体、气体和固体岩石一样能够被压缩,同样 类型的波能在水体如海洋和湖泊及固体地球中穿过。在地震时,这种类型的波从断裂处以同等速度向所有方向外传,交替地挤压和拉张它们穿过的岩石,其颗粒在这 些波传播的方向上向前和向后运动,换句话说,这些颗粒的运动是垂直于波前的。向前和向后的位移量称为振幅。在地震学中,这种类型的波叫P波,即纵波,它是 首先到达的波。
弹性岩石与空气有所不同,空气可受压缩但不能剪切,而弹性物质通过使物体剪切和扭动,可以允许第二类波传播。地震产生这种第二个到达的波叫S波。在S 波通过时,岩石的表现与在P波传播过程中的表现相当不同。因为S波涉及剪切而不是挤压,使岩石颗粒的运动横过运移方向。这些岩石运动可在一垂直向或水平面 里,它们与光波的横向运动相似。P和S波同时存在使地震波列成为具有独特的性质组合,使之不同于光波或声波的物理表现。因为液体或气体内不可能发生剪切运 动,S波不能在它们中传播。P和S波这种截然不同的性质可被用来探测地球深部流体带的存在。
S波具有偏振现象,只有那些在某个特定平面里横向振动(上下、水平等)的那些光波能穿过偏光透镜。穿过的光波称之为平面偏振光。太阳光穿过大气是没有偏振的,即没有光波振动的优选的横方向。然而晶体的折射或通过特殊制造的塑料如偏光眼睛,可使非偏振光成为平面偏振光。
当S波穿过地球时,它们遇到构造不连续界面时会发生折射或反射,并使其振动方向发生偏振。当发生偏振的S波的岩石颗粒仅在水平面中运动时,称为SH波。当岩石颗粒在含波传播方向的水质平面里运动时,这种S波称为SV波。
大多数岩石,如果不强迫它以太大的振幅振动,具有线性弹性,即由于作用力而产生的变形随作用力线性变化。这种线性弹性表现称为服从虎克定律,是以与牛顿同时代的英国数学家罗伯特·虎克(1635~1703 年)而命名的。相似的,地震时岩石将对增大的力按比例地增加变形。在大多数情况下,变形将保持在线弹性范围,在摇动结束时岩石将回到原来位置。然而在地震 事件中有时发生重要的例外表现,例如当强摇动发生于软土壤时,会残留永久的变形,波动变形后并不总能使土壤回到原位,在这种情况下,地震烈度较难预测。
弹性的运动提供了极好的启示,说明当地震波通过岩石时能量是如何变化的。与弹簧压缩或伸张有关的能量为弹性势,与弹簧部件运动有关的能量是动能。任何 时间的总能量都是弹性能量和运动能量二者之和。对于理想的弹性介质来说,总能量是一个常数。在最大波幅的位置,能量全部为弹性势能;当弹簧振荡到中间平衡 位置时,能量全部为动能。我们曾假定没有摩擦或耗散力存在,所以一旦往复弹性振动开始,它将以同样幅度持续下去。这当然是一个理想的情况。在地震时,运动 的岩石间的摩擦逐渐生热而耗散一些波动的能量,除非有新的能源加进来,像振动的弹簧一样,地球的震动将逐渐停息。对地震波能量耗散的测量提供了地球内部非 弹性特性的重要信息,然而除摩擦耗散之外,地震震动随传播距离增加而逐渐减弱现象的形成还有其他因素。
由于声波传播时其波前面为一扩张的球面,携带的声音随着距离增加而减弱。与池塘外扩的水波相似,我们观察到水波的高度或振幅,向外也逐渐减小。波幅减 小是因为初始能量传播越来越广而产生衰减,这叫几何扩散。这种类型的扩散也使通过地球岩石的地震波减弱。除非有特殊情况,否则地震波从震源向外传播得越 远,它们的能量就衰减得越多。
【著名地震】
【中国十一大地震】
1556年中国陕西华县8级地震,死亡人数高达83万人。
1920年12月16日20时5分53秒,中国宁夏海原县发生震级为8.5级的强烈地震。死亡24万人,毁城四座,数十座县城遭受破坏。
1927年5月23日6时32分47秒,中国甘肃古浪发生震级为8级的强烈地震。死亡4万余人。地震发生时,土地开裂,冒出发绿的黑水,硫磺毒气横溢,熏死饥民无数。
1932年12月25日10时4分27秒,中国甘肃昌马堡发生震级为7.6级的大地震。死亡7万人。地震发生时,有黄风白光在黄土墙头“扑来扑去”; 山岩乱蹦冒出灰尘,中国著名古迹嘉峪关城楼被震坍一角;疏勒河南岸雪峰崩塌;千佛洞落石滚滚……余震频频,持续竟达半年。
1933年8月25日15时50分30秒,中国四川茂县叠溪镇发生震级为7.5级的大地震。地震发生时,地吐黄雾,城郭无存,有一个牧童竟然飞越了两重山岭。巨大山崩使岷江断流,壅坝成湖。
1950年8月15日22时9分34秒,中国西藏察隅县发生震级为8.6级的强烈地震。喜马拉雅山几十万平方公里大地瞬间面目全非:雅鲁藏布江在山崩中被截成四段;整座村庄被抛到江对岸。
邢台地震由两个大地震组成:1966年3月8日5时29分14秒,河北省邢台专区隆尧县发生震级为6.8级的大地震,1966年3月22日16时19分46秒,河北省邢台专区宁晋县发生震级为7.2级的大地震,共死亡8064人,伤38000人,经济损失10亿元。
1970年1月5日1时0分34秒,中国云南省通海县发生震级为7.7级的大地震。死亡15621人,伤残32431人。为中国1949年以来继1954年长江大水后第二个死亡万人以上的重灾。
1975年2月4日19时36分6秒,中国辽宁省海城县发生震级为7.3级的大地震。由于此次地震被成功预测预报预防,使更为巨大和惨重的损失得以避免,它因此被称为20世纪地球科学史和世界科技史上的奇迹。
1976年7月28日3时42分54点2秒,中国河北省唐山市发生震级为7.8级的大地震。死亡24.2万人,重伤16万人,一座重工业城市毁于一旦,直接经济损失100亿元以上,为20世纪世界上人员伤亡最大的地震。
1988年11月6日21时3分、21时16分,中国云南省澜沧、耿马发生震级为7.6级(澜沧)、7.2级(耿马)的两次大地震。相距120公里的两次地震,时间仅相隔13分钟,两座县城被夷为平地,伤4105人,死亡743人,经济损失25.11亿元。
2008年汶川地震
2008年5月12日14时28分,四川汶川县(31.0°N,103.4°E),发生震级为8.0级地震,这中国自我国建国以来来最为强烈的一次地 震,直接严重受灾地区达10万平方公里。截至26日12时,截至28日12时,已造成68109人遇难,364552人受伤,失踪19851人,紧急转移 安置1500.6341万人,累计受灾人数4561.2765万人。
【全球二十世纪以来的最强地震】
苏门答腊岛附近海域2005年3月28日(北京时间29日零时9分)发生里氏8.5级地震,这是自1900年以来人类历史上发生的八大最强烈地震之一。以下是八次大地震的基本情况(按震级排列):
1、智利大地震(1960年5月22日):里氏8.9级。发生在智利中部海域,并引发海啸及火山爆发。此次地震共导致5000人死亡,200万人无家可归。
2、美国阿拉斯加大地震(1964年3月28日):里氏8.8级。此次引发海啸,导致125人死亡,财产损失达3.11亿美元。阿拉斯加州大部分地区、加拿大育空地区及哥伦比亚等地都有强烈震感。
3、美国阿拉斯加大地震(1957年3月9日):里氏8.7级,发生在美国阿拉斯加州安德里亚岛及乌那克岛附近海域。地震导致休眠长达200年的维塞维朵夫火山喷发,并引发15米高的大海啸,影响远至夏威夷岛。
4、(并列)印度尼西亚大地震(2004年12月26日):里氏8.7级,发生在位于印度尼西亚苏门答腊岛上的亚齐省。地震引发的海啸席卷斯里兰卡、泰国、印度尼西亚及印度等国,导致约30万人失踪或死亡。
4、(并列)俄罗斯大地震(1952年11月4日):里氏8.7级。此次地震引发的海啸波及夏威夷群岛,但没有造成人员伤亡。
5、厄瓜多尔大地震(1906年1月31日):里氏8.8级,发生在厄瓜多尔及哥伦比亚沿岸。地震引发强烈海啸,导致1000多人死亡。中美洲沿岸、圣-费朗西斯科及日本等地都有震感。
6、(并列)印度尼西亚大地震(2005年3月28日):里氏8.7级,震中位于印度尼西亚苏门答腊岛以北海域,离三个月前发生9.0级地震位置不远。目前已经造成1000人死亡,但并未引发海啸。
6、(并列)美国阿拉斯加大地震(1965年2月4日):里氏8.7级。地震引发高达10.7米的海啸,席卷了整个舒曼雅岛。
7、中国西藏大地震(1950年8月15日):里氏8.6级。2000余座房屋及寺庙被毁。印度雅鲁藏布江损失最为惨重,至少有1500人死亡。
8、(并列)俄罗斯大地震(1923年2月3日):里氏8.5级,发生在俄罗斯堪察加半岛。
9、(并列)印度尼西亚大地震(1938年2月3日):里氏8.5级,发生在印度尼西亚班达附近海域。地震引发海啸及火山喷发,人员及财产损失惨重。
10、(并列)俄罗斯千岛群岛大地震(1963年10月13日):里氏8.5级,并波及日本及俄罗斯等地。
11、中国 四川汶川大地震(2008年5月12日):里氏8级,震中位于阿坝州汶川县,并波及大半个中国及海外等地。人员及财产伤亡惨重。
·世界震级最大的是1960年5月22日的智利8.9级地震
·中国震级最大的是1950年8月15日的西藏8.6级地震
·死亡人数最多的是1556年1月23日的陕西华县8级地震,死亡83万人
其次就是1976年7月27日的唐山7.6级地震,官方数据死亡25.5万人(估计可达65.5万人)
什么是地震
1、地震(英文:earthquake),又称地动、地振动,是地壳快速释放能量过程中造成的振动,期间会产生地震波的一种自然现象。地球上板块与板块之间相互挤压碰撞,造成板块边沿及板块内部产生错动和破裂,是引起地震的主要原因。
2、地震开始发生的地点称为震源,震源正上方的地面称为震中。破坏性地震的地面振动最烈处称为极震区,极震区往往也就是震中所在的地区。地震常常造成严重人员伤亡,能引起火灾、水灾、有毒气体泄漏、细菌及放射性物质扩散,还可能造成海啸、滑坡、崩塌、地裂缝等次生灾害。
3、据统计,地球上每年约发生500多万次地震,即每天要发生上万次的地震。其中绝大多数太小或太远,以至于人们感觉不到;真正能对人类造成严重危害的地震大约有十几二十次;能造成特别严重灾害的地震大约有一两次。人们感觉不到的地震,必须用地震仪才能记录下来;不同类型的地震仪能记录不同强度、不同远近的地震。世界上运转着数以千计的各种地震仪器日夜监测着地震的动向。
4、当前的科技水平尚无法预测地震的到来,未来相当长的一段时间内,地震也是无法预测的。所谓成功预测地震的例子,基本都是巧合。对于地震,我们更应该做的是提高建筑抗震等级、做好防御,而不是预测地震。