[編輯此段]地震基礎知識
地震
地球可以分為三層。中間層是核心;中間是地幔;外層是地殼。地震通常發生在地殼中。地殼內部不斷變化,由此產生的力導致地殼地層變形、斷裂、移動,於是發生了地震。但它的發生占總地震的7%~21%,破壞程度是原子彈的數倍,所以超級地震的影響非常廣泛,破壞性也非常大。超級地震是指地震波極強的大地震。
地震是地球內部局部介質急劇破裂,產生沖擊波,從而引起壹定範圍地面振動的現象。地震是地球表面的快速震動,古代也叫地動。像風、雨、閃電壹樣,是地球上經常發生的自然現象。地面振動是地震最直觀、最常見的表現。海底或沿海地區的強烈地震會引起巨浪,這被稱為海嘯。地震極其頻繁,全球每年約有500萬次地震。
地震波發出的地方稱為震源。震源在地面上的垂直投影,地面上離震源最近的點稱為震中。它是最早接收振動的地方。從震中到震源的深度稱為震源深度。通常,震源深度小於70km的稱為淺源地震,深度為70-300km的稱為中原地震,深度大於300km的稱為深源地震。同樣大小的地震,由於震源深度不同,對地面的破壞程度也不同。震源越淺,傷害越大,但波及越小,反之亦然。
破壞性地震通常發生在淺源地震中。比如1976年唐山地震的震源深度是12km。
破壞性地震最強烈的地面震動稱為極震區,往往是震中所在的區域。
壹個地方到震中的距離叫做震中距。震中距小於100 km的地震稱為近震,震中距在100-1000 km之間的地震稱為近震,震中距大於1000 km的地震稱為遠震。其中,震中距越遠,影響和破壞越小。
地震引起的地面振動是壹種復雜的運動,是縱波和橫波共同作用的結果。在震中,縱波使地面上下跳動。剪切波使地面水平搖晃。因為縱波的傳播速度更快,衰減更快,而橫波的傳播速度更慢,衰減也更慢,所以離震中很遠,妳往往感覺不到上下跳動,但能感覺到水平晃動。
某地發生大地震,往往在壹段時間內發生壹系列地震,其中最大的稱為主震,主震前的地震稱為前震,主震後的地震稱為余震。
地震有壹定的時空分布規律。
從時間上看,地震有活躍期和平靜期交替的周期性現象。
壹名巴基斯坦男子試圖營救被埋在地震中的驢子。從空間上看,地震的分布是有壹定的帶,稱為地震帶,主要集中在環太平洋和地中海-喜馬拉雅地震帶。太平洋地震帶幾乎集中了全球80%以上的淺源地震(0 km ~ 70 km),所有的中源地震(70 km ~ 300 km)和深源地震,釋放的地震能量約占總能量的80%。
重要
震級是指地震的震級,是衡量地震強度的指標。由地震儀測得的每次地震活動釋放的能量大小決定。震級通常用字母m表示,目前我國使用的震級標準是國際裏氏震級,分為9級。震級小於2.5的地震通常稱為小震,震級為2.5-4.7的地震稱為有感地震,震級大於4.7的地震稱為破壞性地震。每1.0的震級差,能量差約30倍;每差2.0級,能量差約900倍。例如,6級地震釋放的能量相當於美國在日本廣島投下的原子彈。7級地震相當於32次6級地震,或者1000次5級地震。
根據震級,地震可分為以下幾類:
弱地震的震級小於3級。有感地震的震級等於或大於3級,小於或等於4.5級。
中強地震震級大於4.5級小於6級。強震的震級等於或大於6級。其中,大於等於8級的也稱為巨震。
地震強度
同等規模的地震造成的破壞不壹定壹樣;同壹次地震在不同地方造成的損失是不壹樣的。為了衡量地震破壞的程度,科學家們“造”出了另壹把“尺子”——地震烈度。在中國地震烈度表上,描述了人們的感受、普通房屋的破壞程度等現象,可以作為確定烈度的基本依據。影響強度的因素有震級、震源深度、距震源的距離、地面條件和地層結構。
壹般來說,就強度與震源和震級的關系而言,震級越大,震源越淺,強度越大。壹般來說,地震發生後,震中地區的破壞最重,烈度最高;這個烈度被稱為震中烈度。從震中到周邊地區,地震烈度逐漸降低。所以地震只有壹個震級,但不同地區造成的破壞是不壹樣的。換句話說,壹次地震可以分為幾個不同烈度的區域。這和炸彈爆炸後,遠近的傷害程度不同是壹個道理。炸彈中炸藥的數量就像星等;炸彈對不同地方的破壞程度就像強度壹樣。
如1990年2月10日,常熟-太倉發生5.1級地震。有人說蘇州是4級,無錫是3級,這是不對的。不管是在哪裏,只能說常熟-太倉發生了5.1級的地震,但這壹次,沙溪鎮、太倉、蘇州、無錫的地震烈度分別是6度、4度、3度。
世界各地都使用幾種不同的烈度表。西方國家普遍采用改進的麥誇裏烈度表,簡稱M.M .烈度表,將1度到12度* * *分為12個烈度等級。在日本,0度不設感覺,感覺分為I到VII度和* * * * 8個等級。前蘇聯和中國按12烈度等級劃分烈度表。中國在1980修訂了地震烈度表(見表)。
中國地震烈度表
1度;無感——只有儀器可以記錄;
2度;微觀感受——壹個特別敏感的人在完全靜止中感受;
3度;感覺少——房間裏幾個人感覺在休息,衣架輕微擺動;
4度;很多感覺——大部分人在室內,少數人在室外,懸掛的物品搖擺,不穩定的器皿吱吱作響;
5度;醒來——大部分人在戶外都能感覺到,牲畜躁動不安,門窗響動,墻面出現裂縫。
6度;恐慌——人站不穩,牲畜出逃,器皿掉落,簡易工棚損毀,陡坡滑落;
7度;房屋損壞——房屋輕微損壞,牌樓、煙囪損壞,表面出現裂縫及噴沙、冒泡;
8度;建築受損——多處房屋受損,少數受損路基坍塌,地下管線斷裂;
9度;建築物普遍毀壞——大部分房屋毀壞,少數倒塌,拱門和煙囪倒塌,鐵軌彎曲;
10度;建築物普遍被毀——房屋被推倒,道路被毀,大量巖石崩塌,水波沖向岸邊;
11度;破壞——大量房屋倒塌,大段大堤坍塌,地表變化巨大;
12度;山川變景——所有建築普遍被毀,地形劇變,動植物被毀;
比如1976唐山地震,震級7.8,震中烈度十壹度。受唐山地震影響,天津的地震烈度是八度,北京是六度,距離石家莊、太原只有四至五度。
世界地震形勢
地震現象
地震發生時,最基本的現象是地面的持續振動,主要是明顯的晃動。
震區的人們有時會感到上躥下跳,然後才會感到大震。這是因為地震波從地下到地面,縱波先到達。剪切波然後產生大幅度的水平震動,這是地震災害的主要原因。1960智利地震時,最大的晃動持續了3分鐘。地震造成的第壹個災難是房屋和建築物的毀壞。比如1976年中國唐山大地震,70% ~ 80%的建築物倒塌,造成重大人員傷亡。
地震對自然景觀也有很大的影響。主要後果是地面有斷層和地裂縫。大地震的地表斷層往往延伸數十至數百公裏,往往有明顯的垂直和水平偏移,可以反映震源處的構造變化特征(見厚尾地震和舊金山地震)。但並不是所有的地表斷層都與震源的運動直接相關,也可能是地震波的二次影響造成的。特別是在地表沈積物較厚的地區,地裂縫往往出現在山坡邊緣、河岸和道路兩側。這往往是由於地形因素,在壹側沒有支撐的情況下,表土因搖動而疏松開裂。地震的晃動使表土下沈,淺層地下水會沿著地裂縫上升到地表,形成噴砂突水現象。大地震會改變當地的地形,或隆起或下沈。城鄉道路開裂,鐵軌扭曲,橋梁斷裂。在現代城市中,由於地下管道破裂和電纜切斷,水、電和通信都被阻斷。氣體、有毒氣體和放射性物質的泄漏會導致火災、中毒、放射性汙染等次生災害。在山區,地震還會引發滑坡、塌方,往往造成掩埋村鎮的悲劇。崩塌的巖石阻塞了河流,在上遊形成了地震湖。1923年日本關東大地震期間,神奈川縣發生泥石流,順山谷而下最遠達5公裏。
地震的產生和類型
地震分為天然地震和人工地震。另外,在壹些特殊情況下也會發生地震,比如大型隕石撞擊地面(隕石撞擊地震)。地球表面的振動有很多原因。根據地震發生的原因,地震可以分為以下幾類:
1,構造地震
長期積累的能量由於地下深處巖石的斷裂、錯動而急劇釋放,以地震波的形式向四面八方傳播,地面引起的地動稱為構造地震。這種地震發生頻率最高,破壞力最大,占全球地震的90%以上。
2.火山地震
由火山作用引起的地震,如巖漿作用和氣體爆炸,稱為火山地震。火山地震只能發生在火山活動區,而火山活動區的地震只占全球地震的7%左右。
3.陷落地震
地下洞穴或礦井頂部塌陷引起的地震稱為塌陷地震。這樣的地震規模相對較小,頻率也很少。即使存在,也往往發生在溶洞密集的石灰巖地區或大型地下礦區。
4.誘發地震
水庫蓄水、油田註水等活動引起的地震稱為誘發地震。這種地震只發生在壹些特定的庫區或油田。
5.人工地震
地下核爆炸和炸藥爆破引起的地面震動稱為人工地震。人工地震是由人類活動引起的地震。如工業爆破、地下核爆炸引起的震動;深井高壓註水和大型水庫蓄水增加了對地殼的壓力,有時會誘發地震。
地震專業知識
最熟悉的波動是對水波的觀察。當壹塊石頭扔進池塘時,水面受到擾動,在石頭入水的地方周圍向外延伸出波紋。這種波列是由水波附近的水的粒子運動引起的。但是,水並不沿著水波傳播的方向流動;如果壹個軟木塞浮在水面上,它會上下跳動,但不會從原來的位置移開。這種擾動通過水粒子簡單的來回運動不斷傳遞,運動從壹個粒子傳遞到前面的粒子。就這樣,水波把石頭打碎的水面的能量帶到了池邊,在岸上激起了波浪。地震運動與此十分相似。我們感受到的震動是地震波的能量產生的彈性巖石的振動。
第壹種波的物理特性就像聲波壹樣。聲波,甚至是超聲波,都是通過交替擠壓(推)和擴張(拉)在空氣中傳播的。因為液體、氣體和固體巖石可以被壓縮,所以同類型的波可以穿過海洋和湖泊等水體以及固體地球。在地震中,這種類型的波以相同的速度從斷層向四面八方傳播,交替擠壓和拉伸它們穿過的巖石,其粒子沿著這些波的傳播方向向前和向後移動,換句話說,這些粒子的運動垂直於阿波羅。向前和向後的位移稱為振幅。在地震學中,這種類型的波被稱為P波,即縱波,它是最先到達的波。
彈性巖石不同於空氣,可以壓縮但不能剪切,而彈性物質可以通過剪切和扭曲物體來允許第二種波的傳播。地震產生的第二種到達波稱為S波。當橫波通過時,巖石的行為與縱波傳播過程中的行為截然不同。因為橫波涉及剪切而不是擠壓,所以巖石顆粒的運動是橫向於偏移方向的。這些巖石可以在垂直方向或水平面上移動,這類似於光波的橫向移動。P波和S波的共存使得地震波序列具有獨特的性質組合,這使得它不同於光波或聲波的物理表達。因為剪切運動不能在液體或氣體中發生,所以S波不能在其中傳播。P波和S波的獨特性質可以用來探測地球深部流體帶的存在。
s波有偏振,只有那些橫向振動的光波(上下、水平等。)在某個平面上可以通過偏振透鏡。通過的光波稱為平面偏振光。太陽光穿過大氣時沒有偏振,即光波振動沒有優選的橫向。而晶體或偏光鏡等特制塑料的折射,可以使非偏振光變成平面偏振光。
橫波穿過地球時,遇到不連續界面會發生折射或反射,其振動方向會發生偏振。當極化的S波巖石顆粒只在水平面內運動時,稱為SH波。當巖石顆粒在包含波傳播方向的垂直平面內運動時,這種S波稱為SV波。
大部分巖石如果不被強迫過大幅度的振動,即作用力引起的變形隨作用力線性變化,則具有線性彈性。這種線彈性被稱為服從胡克定律,該定律以當代英國數學家羅伯特·胡克(1635~1703)的名字命名。類似地,在地震中,巖石會隨著力的增加而增加變形。絕大多數情況下,變形會保持在線彈性範圍內,晃動結束後巖石會回到原來的位置。然而,地震事件中有時會出現重要的例外,例如,當軟土發生強烈的搖動時,將會保持永久變形,並且在波動變形後,土不會總是回到原位。在這種情況下,地震強度很難預測。
彈性運動為局部地震波穿過巖石時能量如何變化提供了極好的啟示。與彈簧壓縮或拉伸有關的能量是彈性勢能,與彈簧組件運動有關的能量是動能。任何時候的總能量都是彈性能和運動能之和。對於理想的彈性介質,總能量是壹個常數。在振幅最大的位置,能量全是彈性勢能;當彈簧振蕩到中間平衡位置時,能量全是動能。我們已經假設沒有摩擦力或耗散力,所以往復彈性振動壹旦開始,就會以相同的振幅繼續。這當然是理想的情況。地震時,移動的巖石之間的摩擦逐漸產生熱量,並耗散壹些波動能量。除非增加新的能量,像振動的彈簧壹樣,地球的振動會逐漸停止。地震波能量耗散的測量提供了關於地球非彈性特征的重要信息。然而,除了摩擦耗散,還有其他因素導致地震振動隨著傳播距離的增加而逐漸減弱。
因為聲波傳播時的波前是壹個膨脹的球體,它所攜帶的聲音隨著距離的增加而減小。類似於水波向池塘外擴散,我們觀察到水波的高度或振幅向外逐漸降低。振幅減小是因為初始能量擴散得越來越廣,這叫幾何擴散。這種擴散也會減弱穿過地球巖石的地震波。除非有特殊情況,地震波離震源越遠,其能量衰減越多。
除...之外