关于地震你所不知的20件事

2017-07-05 02:13
奥秘 2017年11期
关键词:烈度震级震动

古代日本人认为是一种鲇鱼的翻身造成了地震,印度人认为是地下的大象发怒引发了地震,古代中国人则把地震归因于抽象的“阴阳失调”……当然这些只不过是对于地震的想象,我们应该对地震科学地加以认识。尽管技术能帮助专家测量地震强度和频震区,但地震仍有很多谜团。

1.我们的星球充满了许多著名的摇摇欲坠的震点中心——加州、 日本、新西兰等等,但现代地震学之父来自相对稳定的爱尔兰。

2.在1849年,出生于都柏林的爱尔兰工程师,地震学奠基者之一罗伯特·马莱以首次实施人工地震实验而知名。他在地下引爆炮弹,然后通过观察置放在远处的容器中的水银的表面记录波动,用一只跑表记录爆炸和水银表面波动之间经过的时间。从这些观察中,他推断出地震波在不同物质中传播速度不同。人们首次清楚地理解地震波受其通过的不同类型岩石的物理性质的影响。

3.马莱创造了地震学这个词,不过他并非第一个研究地震的人。早在希腊科学发展的早期,其实践者已开始考虑用地震的物理原因取代民间传说和神话提示的神学原因。最早的希腊科学著作作者之一是萨勒斯(公元前580年),他以对磁性的讨论而出名,他相信地球是漂在海洋上的,水的运动造成地震。相反,约于公元前526年逝世的安乃克西门内斯认为地球的岩石是震动的原因,当岩体在地球内部落下时,它们将碰撞其他岩石产生震动。另外一个学派的安那克隆高拉斯(公元前428年)根据火山引发地震,认为火是造成地震的部分原因。

2003年5月21日,位于阿尔及尔以东50多公里的布米尔达斯市发生了里氏6.2级地震。此次地震发生在非洲板块和欧亚板块结合地带,属于构造地震。

4.然而这些大胆的希腊解释中没有一个是地震成因的全面原理。希腊学者亚里士多德不是从宗教或占星术中寻找解释,诸如地震是由行星或彗星联合而产生的,相反,他注重当时的务实背景。他讨论地震的成因时,首先与常见的大气事件类比,诸如雷和闪电;其次与从地球升起的蒸汽和火山活动相联系。

5.亚里士多德原理认为地下洞穴将像暴风雨云造成闪电一样产生火。这股火将快速上升,如遇阻将强烈爆发穿过围岩,引起震动和声响。后来对这一理论的修正认为,地下火将烧掉地球外部的支护,跟着发生的洞顶坍塌将导致像地震一样的震动。亚里士多德把地震和大气事件联系起来,以及火和烟气引起地下地震的观点虽然不正确,但18世纪前曾被广泛接受。

6.在公元二世纪,中国的张衡创建第一个地动仪。候风地动仪是基于一种对于地震的本质性的科学理解,即地震是一种远方传过来的地面震动。而这一概念建立了地震和地震波的直接联系。但据说当时这一观点并没有引起足够的注意。

7.1755年,在葡萄牙首都里斯本附近发生的大地震在芬兰也有强烈的震感,人们对地震波有了一定的认知。能量波从原点穿过岩石传播,就像声波穿越空气一样。

8.直到20世纪初,研究人员才理解地震波,发现它由地震震源发出,是在地球内部(体波)或表面(面波)向四外辐射的弹性波。

9.体波分为纵波(P波)和横波(S波)。纵波是通过介质的体积变化,即挤压和拉伸传播的,在固液气态介质中均可传播,传播速度快,在地震事件过程中它在第一时间被检测到。P波压缩粒子与能量传播的方向一致移动,即震动方向与传播方向一致。

10.你知道还有什么能监测到P波吗?狗。狗可以听到这种波,而我们的耳朵却听不到,因为频率太高了。这就是为什么有这么多狗在地震之前会发出“预告”。

11.但速度较慢的横波,震动方向与能量传播方向垂直,通过介质的形态变化而实现,又称作剪切波,只在固体中传播,速度较慢。

12.面波是地震波的一种,主要在地表传播,能量最大,波速约为3.8千米/秒,比体波移动慢,往往最后被记录到。如果地震非常强烈,面波可能在震后围绕地球运行数日。但实际上这些波会造成最大伤害。

冯锐等人重现的张衡地动仪模型

地震光——经常有报道称地震过程中会在空中出现神秘地震光,它们呈现出球状、柱状等结构,人们提出了诸多解释,其中有人猜测与外星人有关。然而,科学家猜测地震光是压电作用力和地质创伤的完美风暴。

13.虽然大家都知道地震波,但科学也无法解释地震光 (EQL)。地震光是指地震时人们用肉眼观察到的天空发光的现象。地震光出现的时间大多与地震同时,但有时也会在震前几小时和震后短时间内被看到。有带状光、闪光、柱状光、片状光等出现形式。颜色也是多种多样的。地震光目击事件可以追溯到公元前四世纪。

14.对于地震光至今没有一种大家都接受的科学解释,主要的解释是加利福尼亚大学物理学家弗里德曼·弗罗因德的想法:在地震前形成的巨大压力导致火成岩暂时成为“P形”半导体,它们包含能传导电荷的“空穴”,由于挤压过程导致岩石中“过氧族”物质的电离,一些电荷将会达到岩石表面,这些电荷的聚集,产生了奇怪的发光现象。

15.大地震主要发生在断层构造板块相遇的地方,因为它们在地球的表面移动。按地震的成因可分数种,但最主要的是构造地震——即地壳运动(构造运动)造成岩石变形超出了岩石的承受能量形成振动。全球每年约发生500万次地震,不过人们能够感觉到的只有不到1万次,而能够造成灾害的仅有100次左右。

16.实际生活中,我们还会遇到其他几种地震。一种是火山地震,是由于火山强烈爆发而引起的地震;另一种叫陷落地震,这种地震来源于地下的空洞坍塌而引起的地面震动。还有一种是由于人类进行巨大爆破而引发的地震,叫人工地震。这几种地震的强度、影响范围和破坏性,都远远比不上构造地震。

17.震级是指地震的大小。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。中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,在实际测量中,震级则是根据地震仪对地震波所作的记录计算出来的。地震愈大,震级的数字也愈大,震级每差一级,通过地震被释放的能量约差32倍。

18.衡量地震的标准除了震级之外,还有烈度。烈度是地面及建筑物受地震影响和破坏的程度。我国把地震烈度分为12个等级。汶川地震测到的最大烈度达11级。一般而言,离震中越近,产生的破坏越大,烈度就越高;距离震中越远,地震产生的破坏越小,烈度也就越低。

19.地球上的高震级地震呈上升趋势。从1977年到1999年,全球没有经历过8.5级或更高的地震事件。然而,2004年以来,我们已经有6次8.5级或更高级别的地震。

20.美国地质调查局预测:加州未来30年内发生8级强震概率翻倍。美国的一项研究表明,纽波特-英格伍德断裂带比我们想象中更危险,未来30年爆发大地震的风险从4.7%左右提高到7.0%。纽波特-英格伍德断裂带爆发地震的原因在于地壳氦泄漏,目前科学家在洛杉矶盆地断层带发现了更深的断层,可导致地壳氦泄漏,因此一旦发生大地震,后果将非常严重。

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