什么是地震?地震是怎么形成的?知識淵博的出國留學網(wǎng)小編來為您解答。
地震
定義
地震(earthquake)又稱地動、地振動,地殼在內(nèi)、外營力作用下,集聚的構(gòu)造應力突然釋放,產(chǎn)生震動彈性波,從震源向四周傳播引起的地面顫動;或者說是地殼快速釋放能量過程中造成振動,期間會產(chǎn)生地震波的一種自然現(xiàn)象。
地球可分為三層。中心層是地核;中間是地幔;外層是地殼。地震一般發(fā)生在地殼之中。地殼內(nèi)部在不停地變化,由此而產(chǎn)生力的作用(即內(nèi)力作用),使地殼巖層變形、斷裂、錯動,于是便發(fā)生地震。超級地震指的是震波極其強烈的大地震。但其發(fā)生占總地震7%~21%,破壞程度是原子彈的數(shù)倍,所以超級地震影響十分廣泛,也是十分具破壞力。
地震是地球內(nèi)部介質(zhì)局部發(fā)生急劇的破裂,產(chǎn)生的震波,從而在一定范圍內(nèi)引起地面振動的現(xiàn)象。地震(earthquake)就是地球表層的快速振動,在古代又稱為地動。它就像海嘯、龍卷風、冰凍災害一樣,是地球上經(jīng)常發(fā)生的一種自然災害。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550萬次。
地震常常造成嚴重的人員傷亡及破壞房屋等工程設施,能引起火災,水災,有毒氣體泄漏,細菌及放射性物質(zhì)擴散,還可能造成海嘯,滑坡,崩塌,地裂縫等次生災害。
地震波發(fā)源的地方,叫作震源(focus)。震源在地面上的垂直投影,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。震中到震源的深度叫作震源深度。通常將震源深度小于60公里的叫淺源地震,深度在60-300公里的叫中源地震,深度大于300公里的叫深源地震。對于同樣大小的地震,由于震源深度不一樣,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。
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。
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)。
觀測點距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公里的地震稱為遠震,其中,震中距越長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,因此離震中較遠的地方,往往感覺不到上下跳動,但能感到水平晃動。
當某地發(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。就大陸地震而言,主要集中在環(huán)太平洋地震帶和地中海—喜馬拉雅地震帶兩大地震帶。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~60千米),全部的中源(60千米~300千米)和深源地震(>300千米),所釋放的地震能量約占全部能量的80%。
震級
地震的級別是根據(jù)地震時釋放的能量的大小而定的。是鞭炮級的還是手榴彈級的還是炮彈級的,還是原子彈級的,還是氫彈級的,所釋放的能量通過測定可以計算出來。一次地震釋放的能量越多,地震級別就越大。目前人類有記錄的震級最大的地震是1960年5月22日智利發(fā)生的9.5級地震,所釋放的能量相當于一顆1800萬噸炸藥量的氫彈,或者相當于一個100萬千瓦的發(fā)電廠40年的發(fā)電量。這次汶川地震所釋放的能量大約相當于90萬噸炸藥量的氫彈,或100萬千瓦的發(fā)電廠2年的發(fā)電量(本人估算,僅供參考)。
地震級別M與所釋放的能量E的關系式如下:
㏒E=4.8+1.5M ;
1級地震所釋放的能量為200萬J(J是能量單位)。每提高一級,能量大約增加31倍。
目前國際上使用的地震震級——里克特級數(shù),是由美國地震學家里克特1935年所制定的,所以人們在說地震級別時常說“里氏”多少多少級地震。
地震烈度
同樣大小的地震,造成的破壞不一定相同;同一次地震,在不同的地方造成的破壞也不一樣。為了衡量地震的破壞程度,科學家又“制作”了另一把“尺子”一一地震烈度。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)。影響烈度的因素有震級、震源深度、距震源的遠近、地面狀況和地層構(gòu)造等。
一般情況下僅就烈度和震源、震級間的關系來說,震級越大震源越淺、烈度也越大。一般來講,一次地震發(fā)生后,震中區(qū)的破壞最重,烈度最高;這個烈度稱為震中烈度。從震中向四周擴展,地震烈度逐漸減小。所以,一次地震只有一個震級,但它所造成的破壞,在不同的地區(qū)是不同的。也就是說,一次地震,可以劃分出好幾個烈度不同的地區(qū)。這與一顆炸彈爆后,近處與遠處破壞程度不同道理一樣。炸彈的炸藥量,好比是震級;炸彈對不同地點的破壞程度,好比是烈度。
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。還有就是2008年5月12日的四川汶川發(fā)生了8級大地震,造成了很大的損失。
在世界各國使用的有幾種不同的烈度表。西方國家比較通行的是改進的麥加利烈度表,簡稱M.M.烈度表,從1度到12度共分12個烈度等級。日本將無感定為0度,有感則分為I至Ⅶ 度,共8個等級。前蘇聯(lián)和中國均按12個烈度等級劃分烈度表。中國1980年重新編訂了地震烈度表(見表)。
中國地震烈度表
1度:無感-僅儀器能記錄到;
2度:微有感-個特別敏感的人在完全靜止中有感;
3度:少有感-室內(nèi)少數(shù)人在靜止中有感,懸掛物輕微擺動;
4度:多有感-室內(nèi)大多數(shù)人,室外少數(shù)人有感,懸掛物擺動,不穩(wěn)器皿作響;
5度:驚醒-室外大多數(shù)人有感,家畜不寧,門窗作響,墻壁表面出現(xiàn)裂紋;
6度:驚慌-人站立不穩(wěn),家畜外逃,器皿翻落,簡陋棚舍損壞,陡坎滑坡;
7度:房屋損壞-房屋輕微損壞,牌坊,煙囪損壞,地表出現(xiàn)裂縫及噴沙冒水;
8度:建筑物破壞-房屋多有損壞,少數(shù)破壞路基塌方,地下管道破裂;
9度:建筑物普遍破壞-房屋大多數(shù)破壞,少數(shù)傾倒,牌坊,煙囪等崩塌,鐵軌彎曲;
10度:建筑物普遍摧毀-房屋傾倒,道路毀壞,山石大量崩塌,水面大浪撲岸;
11度:毀滅-房屋大量倒塌,路基堤岸大段崩毀,地表產(chǎn)生很大變化;
12度:山川易景-一切建筑物普遍毀壞,地形劇烈變化動植物遭毀滅;
例如,1976年唐山地震,震級為7.8級,震中烈度為十一度;受唐山地震的影響,天津市地震烈度為八度,北京市烈度為六度,再遠到石家莊、太原等就只有四至五度了。
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。地震造成的災害首先是破壞房屋和構(gòu)筑物,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)泄漏可導致火災和毒物、放射性污染等次生災害。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年日本關東大地震時,神奈川縣發(fā)生泥石流,順山谷下滑,遠達5千米。
成因和類型
地震分為天然地震和人工地震兩大類。此外,某些特殊情況下也會產(chǎn)生地震,如大隕石沖擊地面(隕石沖擊地震)等。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
由于地下深處巖石破裂、錯動把長期積累起來的能量急劇釋放出來,以地震波的形式向四面八方傳播出去,到地面引起的房搖地動稱為構(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。