地震知多少

2021-05-26 02:07
当代矿工 2021年4期
关键词:震级强震活动

地震的分类

说到地震,有人可能会问:什么是地震?从广泛的定义上讲,地震就是地面的震动。按照这个定义来理解,能够产生地面振动的就是地震,那么机械设备产生的地面振动甚至车辆行驶导致的地面振动也是地震吗?按照地震的定义,这些都可以称之为地震。

为了把不同类型的地震分开,科学家们将地震按照形成原因的不同分为三大类:天然地震、诱发地震以及人工地震。所谓人工地震,就是人为手段产生的地面振动。刚才我们所说的机械振动、车辆振动等,都属于这一类。除此之外,各种类型的爆炸爆破也属于这一类。所谓诱发地震是因人类活动引发的地面振动,它包括矿山开采产生的地震,水库放水、蓄水产生的地震,油田注水压油产生的地震等等。这两种地震与人类的活动有关系,所以我们又将这两种类型的地震称为非天然地震。第三种类型的地震就是我们常说的对人类造成很多威胁的地震类型——天然地震。我们所说的全球每年发生500多万次地震,指的就是这一类型的地震。根据天然地震的不同成因,我们又可以将天然地震分为构造地震、火山地震、陷落地震、陨击地震四种。火山地震就是火山活动引发的地震,陷落地震是指天然溶洞塌陷造成的地震,陨击地震是由太空陨石掉落到地球上撞击地面造成的地震。这三种类型的地震在天然地震中所占的比例都很小。

在天然地震中,90%以上是构造地震。构造地震是指由于地球内部的构造运动引起的地球表面的振动,我们常说的、电视中经常报道的地震,一般就是指这种构造地震。

为了在实际应用中更加方便地表述和区分,地震还有其他的分类方式。比如,按照震源的不同深度,可以把地震分为浅源地震、中源地震、深源地震三类:震源深度小于60千米的称之为浅源地震,震源深度大于300千米的称之为深源地震,震源深度介于两者之间的称之为中源地震。另外,按照震级大小的不同,可以把地震分为四种类型:小于3级的叫微震,3级到4.5级的叫弱震,4.5级到6级的叫中强震,大于6级的叫强震。还可以按照与震中的距离,将地震分为地方震、近震和远震,实际上就是距离震中由近及远划分了100千米和1000千米两个指标、三个档。除此之外,还可以按照地震发生的时代不同,将地震划分为使用现代地震仪记录的现代地震,发生在人类历史时期并通过各种史料记载下来的历史地震,以及只能通过考古学、地质学等手段确定的古地震。根据不同的目的和划分指标,地震还有很多其他的分类方式。

地震是如何分布的

全球大部分地震发生在大构造板块的边界上,另有一部分发生在板块内部的活动断裂上。根据全球构造板块学说,地壳被一些构造活动带分割为彼此相对运动的板块,板块当中有的块大,有的块小。地壳的六个大的板块分别为:太平洋板块、亚欧板块、非洲板块、美洲板块、印度洋板块和南极板块。

经过科学研究,全球主要地震活动带有三个:一是环太平洋地震带,即太平洋的周边地区,包括南美洲的智利、秘鲁,北美洲的危地马拉、墨西哥、美国等国家的西海岸,阿留申群岛、千岛群岛、日本列岛、琉球群岛以及菲律宾、印度尼西亚、新西兰等国家和地区。这个地震带是地震活动最强烈的地区,全球约80%的地震都发生在这里。二是欧亚地震带,从欧洲地中海经希腊、土耳其、我国的西藏延伸到太平洋,也称地中海——喜马拉雅地震带,全长20000多千米,跨欧、亚、非三大洲,这里发生的地震占全球地震总量的15%。三是海岭地震带,分布在太平洋、大西洋、印度洋中的海岭(海底山脉)。

地震震级

震级的大小代表着地震的强弱。地震的强弱是与震级数字大小相对应的,震级数字越大代表地震越强。但是,地震震级与什么有关呢?或者说地震的震级是通过什么来确定的呢?地震的震级又是怎么来的?

震级反映的是地震释放能量的大小,只跟地震释放的能量多少有关,用级来表示。简单地说,一场地震所释放的能量越多,它的震级越大,影响的范围越广,造成的破坏也就越严重。就像我们向平静的湖面扔一块石子,石子越大,产生的波纹越高,传播的范围越大。相反,石子越小,产生的波纹越低,传播的范围越小。

最早提出震级概念的是美国人里克特,他的灵感来自于天文学为星星划分等级的方法。1935年,他发明了一个公式,用一种专门的短周期地震仪记录的地震波形来计算地震强弱。不过该公式只适用于600千米范围内的地震记录,所以用这一公式计算的震级称为近震震级或地方性震级,也就是里氏震级。里克特把地震强弱分为1级至10级,相临的两个整数震级之间再进行十等分,例如6级和7级之间还包括6.1级~6.9级9个次级。震级与地震释放的能量相对应,震级相差一级,能量相差大约32倍,也就是说一个7级地震释放的能量相当于约32个6级地震释放的能量总和。

由于地方性地震震级的局限性,古登堡与里克特接着又提出了使用面波和体波计算震级的方法。再后来,苏联人索洛维雅夫对面波震级做了改进,改进后的震级计算方法一直使用至今。

无论是最初的里氏震级计算方法,还是之后改进的面波或体波震级计算方法,当地震能量大到一定程度之后,能量继续增大,而计算得出的震级却不再增大了,这就是专业上所说的饱和效应。到了21世纪初,地震学家普遍认为,应该采用矩阵级来表示特大地震的震级。矩阵级没有饱和效应,而且震级大小能直接反映地震的物理过程,如地层错动的规模和地震释放的能量等。

概括地说,当前世界权威机构认可的计算震级的方法有近20种,但常用的震级标度主要有4种:地方性震级(里氏震级)、体波震级、面波震级和矩阵级。各国使用震级标度的具体计算方法略有不同,因此针对同一次地震所公布的震级值有时会有一定的差别。同时,由于受地震台站位置、监测仪器等因素影响,不同台站记录的地震波形、计算的震级也可能略有不同。

前面说过,地震震级最大是10级,那么地球上有没有测到10级的地震呢?在这里要告诉大家,地球上每年发生地震500多万次,其中绝大多数是我们人类无法感受到的小地震。截至目前,地球上记录到的最大地震是1960年5月22日发生在智利的地震,按矩阵级计算为9.5级。

因为地震震级是依靠地震监测台站的地震记录来进行分析计算得到的,所以地震监测台站的数据越多,测得的震级越准确。一般在地震发生后,最初使用数个近距离地震台站的记录初步算出震级,然后再获得更多数据,剔除差别大的结果之后,通过统计平均进行震级修正。例如2008年汶川地震从7.8级调整为8.0级,2011年日本地震从8.8级调整为9.0级等等。

我国的强震活动有什么特点

我国的地震活动十分广泛,除浙江、贵州两省外,其他各省(自治区、直辖市)都发生过6级以上强震,其中18个省(自治区、直辖市)均发生过7级以上大震,约占全部省(自治区、直辖市)的60%。台湾地区是我国地震活动最频繁的地区,在1900年~1988年全国发生的548次6级以上地震中,台湾地区发生了211次。我国大陆地区的地震活动主要分布在青藏高原、新疆及华北地区,而东北、华东、华南等地区分布较少。我国绝大部分地区的地震是浅源地震,东部地震的震源深度一般在30千米之内,西部地区的震源深度则在50千米~60千米之内,而中源地震则分布在靠近新疆的帕米尔地区(100千米~160千米)和台湾地区附近(最深为120千米),深源地震很少,只发生在吉林省、黑龙江省东部的边境地区。

自1949年10月1日新中国成立以来,全国共发生8级以上地震3次,发生7级以上地震35次,发生6级以上地震194次。与近100年的活动水平相比较,新中国成立后的强震活动水平高于新中国成立前50年的强震活动水平。

我国强震分布显示了西多东少的突出差异。我国大陆地区,绝大多数强震主要分布在东经107度以西的我国西部广大地区,而东部地区则很少。据统计,1949年~1981年间发生的27次7级以上的地震中,西部约为20次,占74%,东部只有7次,占26%。而发生的6级地震,东部占的比例则更小。在1895年~1985年间,我国大陆地区发生的全部7级以上地震中,西部占87%,其释放能量占90.8%。

我国的地震活动具有分布广的特点,6级以上地震几乎遍布全国。然而,地震活动的分布是不均匀的,其活动水平也有较大差异。据统计分析,在全国各省(自治区、直辖市)中,活动水平最高的是台湾地区,7级以上地震发生率占全国总数的40%以上,6级以上地震发生率占全国总数的53%以上。在其他各省(自治区、直辖市)中,发生6级以上地震次数大于5次的还有西藏、新疆、云南、四川、青海、河北等。以上7个省(自治区)集中了新中国成立以来发生的绝大多数强震,其中6级以上地震占90%以上,7级以上地震占87%以上。

以上情况充分说明,新中国成立后我国地震活动虽然分布较广,但是呈现出明显的西多东少、分布极不均匀的特点,这种分布特征为地震工作布局和确定监测预报以及预防工作的重点地区提供了重要的事实依据。

地震来了 是躲还是跑

我国是一个地震灾害多发的国家,汶川、芦山等大地震让人谈“震”色变。地震来了,是躲还是跑?这个问题困惑了许多小伙伴。今天我们就来聊一聊。

是躲还是跑,既要因人而异,也要因地制宜。要综合考虑建筑物的抗震能力、人员所处位置、体能、室外环境等,具体情况具体分析。

地震发生时,如果在室外,应该第一时间疏散到空旷的地方避震,避开容易倒塌的高大建筑物,注意远离高架桥、电线杆、玻璃幕墙、广告牌以及其他高空悬挂物,还要注意远离化工厂、危险品仓库等。如果在室内(这里指的是在符合抗震要求的建筑物内),目前公认的避震原则是:震时就近躲避,震后迅速撤离。地震发生时,建筑物整体垮塌的可能性较小,即使在大地震中,彻底垮塌的建筑物也是少数,绝大多数建筑物只是遭受不同程度的破坏,损而不塌。在这种情况下,坠落的建筑构件及装饰物品才是对生命安全最大的威胁。地震发生时无保护措施地盲目乱跑,反而容易被坠落的天花板、吊灯、吊扇等物品砸伤。事实上,破坏性地震发生时,剧烈的晃动会导致人站立困难,想快速跑动更是难上加难。所以,震时先躲,在晃动停止后再迅速撤离才是明智之举。躲,也要讲究科学,“伏地、遮挡、手抓牢”的避震口诀要时刻牢记。要就近躲在桌子等紧固物体的下面,用手或者其他软物保护好头颈部,并牢牢抓住桌腿,这样才能保证在晃动过程中与坚固物体的相对静止,从而达到遮蔽保护的效果。如果没有坚固的家具,则应该迅速贴紧承重墙蹲伏,同时保护好头部,注意避开外墙、窗户、阳台等。

地震预报是世界性难题

人类社会发展到今天,可以乘飞机飞上蓝天,可以驾驶飞船在太空中遨游。但是在地球内部,人们只能活动在几米深的地下商城,深入到几十米深的地下设施,最多可以下到几千米深的矿井。人们能到月球上取回岩石,但还无法得到地球内部数十千米深的岩石,真可谓上天容易入地难呀!

概括地说,地震预报与其他事件预测相比,面临着一系列特殊的困难:一是研究对象特殊。地震预报的研究对象是发生在地层深处的复杂地质——地球物理过程,目前既看不见,也摸不着。二是现有的观测方法均是间接的。地震一般发生在地下20千米~30千米处,而目前世界上最深的钻孔只有12千米,所以人们只能依靠地面的观测资料,对地球内部的状况进行反演和推测。三是难以实验与模拟。地震是地球上规模宏大的地下岩体破裂现象,其孕育过程又跨越了几年、几十年甚至更长的时间,因此不但很难用经典物理学从本质上加以描述,也难以在实验室或者野外进行模拟。四是研究结果难以检验。强烈地震对于同一地区可能几十年、几百年或者更长时间才能遇到一次,对于不同地区甚至不同时期的孕震过程,机理差异很大,所以重复实践进行检验的机会很难碰到。上述种种困难,导致了地震预报的发展迟缓,成为当今的一个世界性科学难题。

我国地震预报的现状与水平如何

20世纪60年代,前苏联、日本、美国等国家相继应用现代科学技术有计划地开展了地震预报研究。我国自1966年邢台地震后开始进行大规模地震预报的实践探索,与上述主要地震研究国家基本同步。经过40多年的努力,我国在观测仪器的研制、监测系统的建设、预报经验的积累等方面取得了很大进展。然而,作为地球科学的前沿领域,地震预报至今仍是一个难以突破的世界性难题。

与日本、美国相比,我国在地震观测技术、仪器设备、通讯技术、数据处理技术等方面仍有一定差距,但在以下几个方面具有优势:一是我国所取得的大震震例资料、观测到的前兆现象和积累的地震预报经验是其他国家无法比拟的。二是在总结预报经验的基础上,我国进一步研究了地震预报的判据、指标和方法,建立了一套地震预报的震情跟踪技术程序,把地震预报向实用化方面推进了一大步。三是自1966年以来,我国政府与社会共同配合,对海城地震、松潘地震等进行了有减灾实效的较为成功的预报,在世界地震科学史上谱写了光辉的篇章。

尽管取得了长足的进步,但是我们必须充分认识到,我国的地震预报水平仍然很低,能作出预报的地震只占极少数,当前地震预报仍停留在有限的经验基础之上。

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