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地震科普小常识  

2011-12-22 14:14:40|  分类: 科技博览 |  标签: |举报 |字号 订阅

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地震科普小常识
  中国江苏 - 李昌华工作室 - 李昌华工作室
  【概述】

  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。它发源于地下某一点,该点称为震源(focus)。振动从震源传出,在地球中传播。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。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。

  【地震的产生】

  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。

  【地震的术语和相关知识】

  地球的结构就象鸡蛋,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。地下发生地震的地方叫震源。从震源垂直向上到地表的地方叫震中。从震中到震源的距离叫震源深度。震源浓度小于70公里的地震为浅源地震,在70-300公里之间的地震为中源地震,超过300公里的地震为深源地震。震源深度最深的地震是1963年发生印度尼西亚伊里安查亚省北部海域的5.8级地震,震源深度786公里。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。

  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,但能感到达水平晃动。

  地震本身的大小,用震级表示,根据地震时释放的弹性波能量大小来确定震级,我国一般采用里氏震级。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级,地震释放的能量相差约30倍。比如说,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。

  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%。

  地震时一定点地面震动强弱的程度叫地震烈度。我国将地震烈度分为12度。

  震级与烈度,两者虽然都可反映地震的强弱,但含义并有一样。同一个地震,震级只有一个,但烈度却因地而异,不同的地方,烈度值不一样。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。

  地震烈度是经常使用的一个名词。划分烈度有定性和定量标准。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。

  【地震起因】

  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

  由于地下深处岩层错动、破裂所造成的地震称为构造地震。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。
  "华北地震区"。包括河北、河南、山东、内蒙古、山西、陕西、宁夏、江苏、安徽等省的全部或部分地区。在五个地震区中,它的地震强度和频度仅次于"青藏高原地震区",位居全国第二。由于首都圈位于这个地区内,所以格外引人关注。据统计,该地区有据可查的8级地震曾发生过5次;7-7.9级地震曾发生过18次。加之它位于我国人口稠密、大城市集中、政治和经济、文化、交通都很发达的地区,地震灾害的威胁极为严重。 华北地震区共分四个地震带。
  (1)郯城-营口地震带。包括从宿迁至铁岭的辽宁、河北、山东、江苏等省的大部或部分地区。是我国东部大陆区一条强烈地震活动带。1668年山东郯城8.5级地震、1969年渤海7.4级地震、1974年海城7.4级地震就发生在这个地震带上,据记载,本带共发生4.7级以上地震60余次。其中7-7.9级地震6次;8级以上地震1次。 
   (2)华北平原地震带。南界大致位于新乡-蚌埠一线,北界位于燕山南侧,西界位于太行山东侧,东界位于下辽河-辽东湾拗陷的西缘,向南延到天津东南,经济南东边达宿州一带。是对京、津、唐地区威胁最大的地震带。1679年河北三河8.0级地震、1976年唐山7.8级地震就发生在这个带上。据统计,本带共发生4.7级以上地震140多次。其中7-7.9级地震5次;8级以上地震1次。 
   (3)汾渭地震带。北起河北宣化-怀安盆地、怀来-延庆盆地,向南经阳原盆地、蔚县盆地、大同盆地、忻定盆地、灵丘盆地、太原盆地、临汾盆地、运城盆地至渭河盆地。是我国东部又一个强烈地震活动带。1303年山西洪洞8.0级地震、1556年陕西华县8.0级地震都发生在这个带上。1998年1月张北6.2级地震也在这个带的附近。有记载以来,本地震带内共发生4.7级以上地震160次左右。其中7-7.9级地震7次;8级以上地震2次。 
   (4)银川-河套地震带。位于河套地区西部和北部的银川、乌达、磴口至呼和浩特以西的部分地区。1739年宁夏银川8.0级地震就发生在这个带上。本地震带内,历史地震记载始于公元849年,由于历史记载缺失较多,据已有资料,本带共记载4.7级以上地震40次左右。其中6-6.9级地震9次;8级地震1次。
  "青藏高原地震区"。包括兴都库什山、西昆仑山、阿尔金山、祁连山、贺兰山-六盘山、龙门山、喜马拉雅山及横断山脉东翼诸山系所围成的广大高原地域。涉及到青海、西藏、新疆、甘肃、宁夏、四川、云南全部或部分地区,以及原苏联、阿富汗、巴基斯坦、印度、孟加拉、缅甸、老挝等国的部分地区。
  本地震区是我国最大的一个地震区,也是地震活动最强烈、大地震频繁发生的地区。据统计,这里8级以上地震发生过9次;7-7.9级地震发生过78次。均居全国之首。
  此外,"新疆地震区"、"台湾地震区"也是我国两个曾发生过8级地震的地震区。这里不断发生强烈破坏性地震也是众所周知的。由于新疆地震区总的来说,人烟稀少、经济欠发达。尽管强烈地震较多,也较频繁,但多数地震发生在山区,造成的人员和财产损失与我国东部几条地震带相比,要小许多。
  值得一提的是"华南地震区"的"东南沿海外带地震带",这里历史上曾发生过1604年福建泉州8.0级地震和1605年广东琼山7.5级地震。但从那时起到现在的300多年间,无显著破坏性地震发生。
  地震活动的特点之一是大地震的数目少,小地震的数目多。它们之间遵从一定的指数关系。目前,用地震仪可以测出的地震,估计每年约500万次,其中5万次为有感地震,成灾的约1000次。大地震释放的能量非常巨大。一个8.5级地震释放出来的能量相当于一个100万千瓦发电厂10年间发电量的总和。但每次地震释放的能量也是有上限的。
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  不同地区发生的震级大小相同的地震,所造成的破坏程度和灾害大小是很不一样的,这主要受以下因素的影响:
  (1)地震震级和震源深度
  震级越大,释放的能量也越大,可能造成的灾害当然也越大。在震级相同的情况下,震源深度越浅,震中烈度越高,破坏也就越重。一些震源深度特别浅的地震,即使震级不太大,也可能造成“出乎意料”的破坏。
  (2)场地条件
  场地条件主要包括土质、地形、地下水位和是否有断裂带通过等。一般来说,土质松软、覆盖土层厚、地下水位高,地形起伏大、有断裂带通过,都可能使地震灾害加重。所以,在进行工程建设时,应当尽量避开那些不利地段,选择有利地段。
  (3)人口密度和经济发展程度
  地震,如果发生在没有人烟的高山、沙漠或者海底,即使震级再大,也不会造成伤亡或损失。1997年11月8日发生在西藏北部的7.5级地震就是这样的。相反,如果地震发生在人口稠密、经济发达、社会财富集中的地区,特别是在大城市,就可能造成巨大的灾害。
  (4)建筑物的质量
  地震时房屋等建筑物的倒塌和严重破坏,是造成人员伤亡和财产损失最重要的直接原因之一。房屋等建筑物的质量好坏、抗震性能如何,直接影响到受灾的程度,因此,必须作好建筑物的抗震设防。
  (5)地震发生的时间
  一般来说,破坏性地震如果发生在夜间,所造成的人员伤亡可能比白天更大,平均可达3至5倍。唐山地震伤亡惨重的原因之一正是由于地震发生在深夜3点42分,绝大多数人还在室内熟睡。如果这次地震发生在白天,伤亡人数肯定要少得多。有不少人以为,大地震往往发生在夜间,其实这是一种错觉。统计资料表明,破坏性地震发生在白天和晚上的可能性是差不多的,二者并没有显著的差别。
  (6)对地震的防御状况
  破坏性地震发生之前,人们对地震有没有防御,防御工作做得好与否将会大大影响到经济损失的大小和人员伤亡的多少。防御工作做得好,就可以有效地减轻地震的灾害损失。
 
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