什么是地震???

【专家解说】：【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，给人类生活造成很大影响。 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，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32个6级地震，或相当于1000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。 有感地震震级等于或大于3级、小于或等于4.5级。 中强震震级大于4.5级、小于6级。 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、破坏烈度 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。 地震带就是指地震集中分布的地带。在地震带内震中密集，在带外地震的分布零散。地震带常与一定的地震构造相联系。全球最大的环太平洋地震带和横贯欧亚的地震带(喜马拉雅-地中海地震带)，是全球六大板块间的接触带，其他的地震带与扩张的洋脊、转换断层、大陆裂谷或大断裂带有关。在环太平洋地震带和欧亚地震带内发生约占全球85%的浅源地震，全部的中深源地震和深源地震。其他地震带只有浅源地震，一般来说地震频度和强度均较弱。 地震带内的地震活动在时间分布上是不均匀的，显著活动和相对平静交替存在，一定时期后又重复出现。各地震带的重复期从几十年到几百年，甚或千年以上。 【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竖直平面里运动时，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。