引起地球表层震动的原因(地震发生在地下深处,地表为什么会振动)引起地球表层震动的原因(地震发生在地下深处,地表为什么会振动)

关注健康
关注真实体验

引起地球表层震动的原因(地震发生在地下深处,地表为什么会振动)

引起地球表层震动的原因(地震发生在地下深处,地表为什么会振动)

前言:庚子鼠年伊始,在全民协力抗击2019-NCOV新冠病毒的同时,地震像一个挥之不去的梦魇,不断“崭露头角”以显示自己的存在。据中国地震局公告:2月3日00时05分成都市青白江区发生5.1级地震;2月18日济南长清区发生4.1级地震;3月5日北京昌平区发生2.1级地震;3月12日西藏阿里地区改则县发生5.1级地震;3月12日汤加群岛地区发生5.6级地震;3月13日日本本州西岸发生5.2级地震;3月13日台湾海峡也发生3.4级地震...。原来地震与我们的距离,并非那般遥远。

人类一直希望能够造出永动机,却始终未能如愿,但地球却像一个超大型永动机,其内部爆发的力量,不但移山填海,惊天动地,而且迸发之频,永无停息。作为地球释放能量的手段之一,地震与火山均是地壳小规模、局部运动的剧烈表现。虽然大多数时间,地壳运动得很慢,慢到以百万年计,几乎难以感知,但即便如印度板块以每年约5厘米的速度向北俯冲挤压欧亚板块,对于整个地质板块来说也属于高速运动,其积蓄的能量也超乎寻常的巨大,一旦以地震的形式释放,足以翻天覆地,摧毁一切。

2010年发生7.1级地震后一片疮痍的玉树县城,位于巴颜喀拉地块的南边界,是印度板块和欧亚板块发生碰撞引起

地震,地球应力释放之震

地震,是大地的快速震动。当地球聚集的应力超过岩层或者岩体所能承受的限度时,地壳会发生变形、断裂、错动,急剧地释放积累的能量,并以弹性波的形式向四周传播,引起地球表层的震动。地震常发生于地球表面至700千米深度以内的地壳和地幔圈层中,地下岩石最先开始破裂的部位称为震源。震源在地面上的垂直投影,也就是地面上离震源最近的一点是震中,它是接受振动最早的部位。

地震是地球聚集的应力超过岩层或者岩体所能承受的限度时的应力释放

根据成因地震可分为构造地震、火山地震、陷落地震等。其中最主要的是构造地震,约占全球天然地震的90%,释放能量约占地震总能量的99%,也是破坏性最大的地震。构造地震发生的原因主要是地壳中断裂的形成或断裂的重新活动。2008年5月12日四川汶川大地震就是典型的构造地震。

圣安地列斯断层,贯穿于美国加利福尼亚州,处于向西南运动的北美板块和向西北运动的太平洋板块交界处。

至于地震成因理论,目前学术界有三大学说,分别是断层说、黏滑说和扩容说。其中断层学说也称弹性回跳说。由美国学者瑞德在1911年提出,他根据对加利福尼亚州圣安德烈斯断层在1906年8.3级地震前后的观测认为,地壳运动产生的能量在断层及附近的岩石中长期积累,当受力达到一定程度时,断层上的某一点就开始断裂错动,并使周围积聚的能量突然释放,错动沿着断层迅速扩展,断层两侧的岩石体向相反方向突然滑动或跳动,产生相对位移,引发地震。断层说是目前广为接受的学说,为众多地震学家沿用。

地震的成因示意图(可放大),引自路透社

至于由美国学者布里奇曼、布雷斯和拜尔利在20世纪30—60年代提出黏滑学说,是对断层说的补充和发展,认为断层面因为摩擦阻力不均一,使滑动表现为黏结与滑动交替进行,某一瞬间,闭锁在一起的断层面突然滑动,释放能量,便产生地震。最后一种扩容学说,又称微裂隙说或膨胀说,由努尔和阿加维尔等学者根据水饱和岩石的膨胀现象,提出的解释震前波速变化的理论,后来又发展为湿模式和干模式两种模式。

全球六大板块与地震火山带分布图,显示呈带状分布的地震区与板块的边界非常一致。

地震,人类不可承受之震

虽然地震成因的三大学说有继承有发展,各擅胜场,但是纵观世界三大地震带:环太平洋火山地震带、地中海—喜马拉雅地震带和大洋海岭地震带,这些呈带状分布的地震区却与板块的边界非常一致。可以说世界地震能量的95%都是通过板块边界进行释放,其中很大部分又来自消亡型边界,也就是环太平洋火山地震带、地中海—喜马拉雅地震带。特别是4万公里长的环太平洋火山地震带,几乎集中了世界上90%以上的地震和81%的强烈地震。

通常等于或大于6级以上的地震才会被称为“强震”,强震更有可能造成损失

同时根据测算,全球每年都会发生超过100万次的地震,而震级超过6级的地震每年至少记录到100次以上。但并不是所有地震都会造成灾害,只有地震发生在人口密集的城镇附近、且震级较大、给生命和财产造成损失时,地震才会成为震灾。所以,与其说恐惧地震这种常见的自然现象,不如说是恐惧地震带来的次生灾害。因为当强烈地震发生后,自然以及社会原有的状态被破坏,造成的山体滑坡、泥石流、海啸、水灾、火灾、瘟疫、爆炸、放射性有毒物质扩散等一系列次生灾害,甚至会超过地震本身造成的损失。

2011年3月11日,日本宫城县附近海域发生里氏9.0级地震引发大海啸,海水如一堵巨大的水墙扑向陆地,势不可挡

如1923年发生在日本的关东大地震,很多遇难者死于强震之后的火灾;1933年四川茂县叠溪的7.5级地震,山崩堵塞岷江形成的堰塞湖在45天后溃决,倾泻而下的洪水淹死下游上千人;2004年发生在苏门答腊岛附近的印度洋大海啸,就是由矩震级达9.3的海底地震引发,造成22.6万人死亡;2008年四川汶川大地震,由于灾区所处的龙门山断裂带是地质不稳定区域,大地震引发的崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝、地面塌陷等多种地质次生灾害也造成巨大的损失。

2001年青海的8.1级昆仑山口西大地震,形成巨大的地表破裂带,由于发生在无人区,并没有造成较大损失。

地震,中国历经磨难之震

板块间的相互作用作为引起地震的主要因素。地处环太平洋火山地震带与地中海—喜马拉雅地震带复合区域的中国,受到来自于太平洋板块、印度板块、菲律宾海板块与欧亚板块相互作用的应力,再加上欧亚板块深部地球动力作用的影响,使得晚第四纪活动断裂十分发育,这些断裂就构成了大地震的温床。尽管我们常为“只用占世界7%的土地,养活了占世界22%的人口”而自豪,但却很少有人知道,中国这7%的国土上也承受了全球33%的陆地强震,是当今世界大陆强震最多的国家。

我国主要地震带与城市近源地震分布图,地震风险度数值越高越需要加强抗震意识和能力。

有历史记载以来,我国内陆几乎所有的8级和80~90%的7级以上的强震都发生在这些断裂带上。20世纪以来,我国共发生6级以上地震近800次,遍布除贵州、浙江两省和香港特别行政区以外所有的省市自治区,死于地震的人数达55万之多,占同期全球地震死亡人数的53%。

1976年唐山发生7.8级地震,造成242769人死亡,164851人重伤,位列20世纪世界地震史死亡人数第二。

地震造成的破坏烈度跟地震释放的能量大小密切相关。轻微地震时大约也要放出103~108焦耳的能量,足以把一万吨的物体抬高1米,而一场8.5级的特大地震,所释放的能量约为3.6×1017焦耳,比一颗氢弹爆炸释放的能量还大,相当于一个100万千瓦的发电站连续10年的发电量总和。

2008年汶川大地震就位于龙门山断裂带上,震后GPS探测显示龙门山有大幅隆升,而整个四川盆地有明显的下降。

更重要的是,我国的南北地震带跨度较大,北起鄂尔多斯地块西缘,跨越秦岭,穿过龙门山,再沿安宁河断裂带向南延至缅甸境内,成为分隔相对稳定的鄂尔多斯高原、四川盆地和华南地块与西部强烈隆升的青藏高原之间的边界活动构造带。它集中了我国有历史记录以来一半的8级以上大地震,是中国大陆浅源地震最活跃、地震分布带状明显的巨型地震带,而四川西部恰好位于南北地震带的中南段,处于青藏高原东缘川滇、巴颜喀拉和华南三大活动块体的交接部位,发育着多组具有发震能力的活动断裂。其中的龙门山断裂带,在2008年时就发生了里氏8.0级的汶川大地震。

拍摄于2012年正在重建中的汶川。仅仅灾后4年,岷江边的汶川重获新生。

当然地震活动与火山喷发一样,也存在某种周期性,而且断裂带也具有地域性和相对性,平静期也可能发生强烈地震,活跃期也不是每年都会有大地震。准确判断、预测地震活跃期的起止、长短、强弱也就成了一个非常复杂的科学难题。不过地震虽无情,但充分认识我们脚下的大地,既不恐慌,也不盲目乐观,做好准备,淡定接招,才是面对未知灾难的正确态度。这或许也是我们要组成一个民族国家的目的,就是为了保卫自己,抗御外侮,抵抗天灾。

备注声明:文中部分配图引自网络,如有版权请留言联系。

未经允许不得转载: 九月健康网» 引起地球表层震动的原因(地震发生在地下深处,地表为什么会振动)
分享到: 更多 ( 0)