地震原因
地震分为天然地震和人工地震。天然地震主要是构造地震,是由于地下深处的岩石断裂、错动,使长期积累的能量突然释放,以地震波的形式向四面八方扩散,使房屋摇晃,向地面移动。构造地震占地震总数的90%以上。其次是火山爆发引起的地震,称为火山地震,约占地震总数的7%。此外,在一些特殊情况下也会发生地震,如洞穴塌陷(塌陷地震)、大陨石撞击地面(陨石撞击地震)。
人工地震是由人类活动引起的地震。如工业爆破、地下核爆炸引起的震动;深井高压注水和大型水库蓄水增加了对地壳的压力,有时会诱发地震。
地震波产生的地方称为震源。震源在地面上的垂直投影称为震中。从震中到震源的深度称为震源深度。通常,震源深度小于70km的称为浅源地震,深度为70-300km的称为中原地震,深度大于300km的称为深源地震。破坏性地震通常发生在浅源地震中。比如1976年唐山地震的震源深度是12km。
地幔物质的热对流。它是由地球中放射性元素衰变产生的能量驱动的。是地球内部能量释放的外在表现。内部能量释放主要采取以下形式:地震、火山、板块运动、地质构造。地震就是其中之一。
地球内存在震源,它释放能量(地震波),引起一定范围内的振动。
其他地质灾害或自然灾害也能间接诱发地震。
地幔物质的热对流。它是由地球中放射性元素衰变产生的能量驱动的。是地球内部能量释放的外在表现。内部能量释放主要采取以下形式:地震、火山、板块运动、地质构造。地震就是其中之一。
降水、风、洋流、河流等地表过程都是由地球的外部能量即太阳驱动的。
地震灾害的成因及预防对策
地震是什么引起的?
地震可分为天然地震和人工地震(如核爆炸)。地震一般称为天然地震,按成因可分为(1)构造地震(2)火山地震(3)撞击地震(如陨石撞击)。其中以板块运动引起的地壳运动(构造地震)为主。
因为地球中有一种推动岩层的应力,当应力大于岩层所能承受的强度时,岩层就会发生错位,这种错位会突然释放出巨大的能量,产生一种弹性波,我们称之为地震波。当它到达地表时,会引起地球震动,这就是地震。
什么样的故障可以被分类?
对比断层发生前后的地层形态,可分为四种类型:
(1)呈钝角向上拱起的正断层。
(2)锐角向上拱起的正断层。
(3)右移的右移断层。
(4)左移断层向左移动。
震源和震中是什么?
(1)震源:地震错动的起点。
(2)震中:震源在地表的投影点。
什么是浅源地震和深源地震?
震源深度为0~30公里的地震称为极浅地震。31 ~ 70公里的称为浅源地震。71~300公里的称为中震。301 ~ 700公里的称为深震。
什么是地震序列?
先后排列,即地震序列。所谓同系列地震,是指所有发生的时间相近、时间上有联系的地震,包括前震、主震和余震;它们的定义如下:
(1)前震:在同一系列地震中,发生在主震之前的地震称为。只有前震很短,意义不大。
(2)主震:同一系列中最大的地震称为主震。如果有两个最大的地震,第一个被称为主震。
(3)余震:在同一系列地震中,主震之后发生的地震称为它。
主要的地震波有哪些?
地震波根据其传播路径可分为两类:
1.体波:它可以在地球内部传播,根据贸易的波动可以分为以下几类:
(1)P波(纵波或压缩波):性质类似声波,质点运动与波传播方向一致,速度最快。
(2)S波(横波或剪切波):质点运动垂直于波的传播方向,产生上下或左右的振动,其次是速度。
2.面波:沿地球表面或地球内部界面传播,主要可分为:
(1)乐甫波:质点沿垂直于波传播方向的水平面运动。
(2)瑞利波:质点在平行于地震波传播的垂直面上沿椭圆轨迹振动。
诸如
什么是板块运动?
板块构造学主要解释目前发生在地球上层的构造,解释地震的成因。地球最外层是冰冷坚硬的可移动岩石,称为岩石圈,平均厚度约100公里。在岩石圈之下,软流圈是由高粘度的液态物质组成,在高温高压的作用下变得可塑,从而使岩石圈浮在上面。
板块构造的基本概念是将岩石圈划分为几个刚性板块,包括较大的欧亚板块、美洲板块、非洲板块、印度洋板块、太平洋板块、南极板块和几个较小的板块(见附图)。板块受到张力、压力、重力和地幔对流的作用,不同的板块以每年几厘米的相对速度缓慢移动,大多数地震、火山和造山运动都是由于相邻板块的相互作用而发生的。
有三种主要的板块边界,
(1)发散边界代表地壳伸展和断裂现象。在大洋中脊,两个相邻的板块相互分离,产生了一个新的岩石圈,其物质来自地幔的上部,由熔融作用产生。在这里,地壳由于张力的作用向两侧扩张延伸,沿发散交界地带经常发生地震,震源深度多在100公里以内。
(2)会聚边界,两个板块相互碰撞,较重的板块插在较轻的板块下面(倾角约30 ~ 45°),信使岩石圈消失,回归地幔。这个被插入的部分叫做俯冲带。由于两个板块的相互摩擦,沿着俯冲带可以连续发生地震,产生震源深度从很浅到700公里左右的地震带。台湾花莲附近,地震非常频繁,因为这里是欧亚板块和菲律宾海板块的交界处。
(3)保守边界没有创造新的岩石圈或使其消失,两个相邻板块横向移动并相互摩擦,产生浅震源深度的地震。台东纵谷断层是欧亚大陆板块和菲律宾海板块的结合部。
地震预测的方法有哪些?
虽然地震发生的机理还没有搞清楚,地震预报的理论还没有完全建立起来,但地震预报的尝试性研究方法还是很多的,常见的有:(1)大地测量(2)潮汐观测(3)地壳变化连续观测(4)地震活动(5)地震波速度(6)。
我们选择介绍一些重要的方法如下:
测地线方法:
根据以往很多记录,大地震发生时地壳会发生变化,有时会发生在震前。因此,通过测量地壳变化和分析地震前兆来预测是否会发生大地震是可能的。比如1864年日本新潟地震前,就有场地下陷的现象。因为当地经常搞勘测调查,发现地震前确实有前兆现象。
另外,地壳发生变化的区域会随着地震规模的增大而增大,也就是说,地壳异常变化的范围越广,可能发生地震的规模就越大。
地震可控吗?
在世界各地受地震灾害威胁的地区,由于地震灾害造成的损失严重,加强对地震的研究迫在眉睫。首先,我希望发展出精确的地震预测,就像现在的天气预报一样。在地震发生之前,我们可以通知地震将要发生的地区的民众,以便我们能够冷静地离开震区,并寻求好运和避免灾难。
然而,无论地震预测是否100%准确,地震的发生是不可避免的。因此,使即将发生的地震进一步消失,或者将即将发生的大地震的威力降低为中等地震或小地震,也不是不可能的。
经过多年的研究,科学家们建立了一种新的理论,叫做“板块地壳结构”。经过长时间的推挤,地壳中结构相同的板块所承受的压力与日俱增,当它们无法承受某一时刻的负荷时,就会发生惊天动地的震动。
因此,科学家思考在可能发生地震的地方,当地壳应力逐渐增大时,如何以某种方式消除地壳应力,或者人为制造一些小地震,引导地壳应力以小地震的形式消散。
一.构造地震
构造地震是由构造变化特别是断层活动引起的地震。世界上绝大多数地震都是构造地震,约占地震总数的90%。大部分属于浅源地震,影响范围广,对地面和建筑物的破坏非常强烈,往往造成生命财产的重大损失。
我国强震多为浅层构造地震,80%以上与断层活动有关。如1970年10月5日云南通海地震(M = 7.7)就是曲江断层再活化引起的。1973年2月四川甘孜、炉霍7.9级地震是由鲜水河断裂再活化引起的,震后在地面上形成一条走向为NW310,长度为100 km的地裂缝。
世界上很多著名的地震也属于构造地震。旧金山地震1906 (M = 8.3)与圣安地列斯断层的活动有关。1923日本关东大地震(M = 8.3)与穿过相模湾的NW-SE向断层活动有关。智利21年5月至1960年6月22日发生了一系列强震(3次8级以上地震,10次7级以上地震),均发生在南北长1400km的秘鲁海沟断裂带上。
(A)构造地震的原因和震源机制
这个问题是地震预报理论中的核心问题,也是目前仍在讨论和需要解决的问题。
在地壳和上地幔中,由于物质的不断运动,往往会产生一种相互挤压和推动岩石的巨大作用力,即地应力。岩石在地应力的作用下积累了大量的应变能。当这种能量超过岩石所能承受的极限值时,就会使岩石在一瞬间突然断裂,释放出大量的能量,其中一部分会以弹性波(地震波)的形式传播。当地地震波到达地面时,地面会震动。这是地震。
从已经发生的地震来看,它的发生与现存的活动构造(特别是活动断层)密切相关,许多强震的震中都分布在活动断裂带上。从全球范围来看,地震带的分布与板块边界密切相关。这些边界实际上是张性、压性或水平交错的断层构造。
关于断层活动为什么产生能量很大的地震,以及它是如何运动的,目前有一些假说。
1.弹性回弹理论是关于地震成因的最早也是应用最广泛的假说,该假说基于1906年旧金山地震时圣安德烈亚斯断层水平移动的发现。假设认为地震的发生是因为地壳中的岩石发生了断裂和错位,而岩石本身是有弹性的。力消失后,已经弹性变形的岩石反方向反弹,恢复原状。这种弹跳可以产生惊人的速度和力量,将长期积累的能量在瞬间释放出来,引发地震。总之,地震波是由断层面两侧岩石的弹性回弹引起的,来自断层面。如图8-3所示,岩层上的应力引起弹性变形(B),力超过岩石的弹性强度,产生断裂(C)。然后,断层的两块岩石弹回,回到原来的状态,地震就发生了。这种假说能较好地解释浅源地震的成因,但对中深源地震的解释并不容易。因为在相当深的地下,岩石已经是塑性的,不可能有弹性反弹。
2.蠕动也叫蠕动、蠕动。在重力作用下,地表的土石层可以长时间缓慢下移,移动体与基底之间没有明显的界面,变形和移动是过渡性的,称为蠕变。蠕动的速度只有每年几毫米到几厘米。
发现建在活动断层上的建筑物,活动断层本身也有这种蠕动现象,即相对缓慢而稳定的滑动,没有地震。比如安卡拉以北110km处有一个安娜托利亚活动断裂带,发现位于这个断裂带上的建筑物的墙体是交错的,每年蠕动约2cm。也有人观测过中东地震后的断层,发现部分地区伴有无震蠕变,蠕变量约为每年1cm。
什么情况下容易产生蠕动,不是很清楚。有实验表明,在高压低温、高孔隙度(含水量)和白云石、方解石、蛇纹石等软矿物条件下,容易发生稳定蠕变。也有人认为在较高围压或较高温度下容易发生蠕动。
有一个现象已经逐渐被事实证明,那就是岩层的长期蠕变或活动断层的高百分比蠕变,因为能量是通过缓慢蠕变逐渐释放的,所以很少发生强震。我国阿尔金山地区存在一条规模较大的剪切断层,是一条活动断层。通过卫星图像分析,发现有蠕动现象,现代水系被切穿,位移明显,偏移量大,但历史上地震记录很少。推测该断层的活动方式主要是无震蠕动。
根据蠕变与地震大小关系的数据表明,蠕变占长期活动50%以上的地区,最大地震只能是5级,而蠕变占长期活动不到10%的地区,可能发生8级以上的大地震。
3.粘滑理论说,在地下深处,断层两边的岩石要想滑动,必须克服强大的摩擦力,所以正常情况下,两套岩石好像粘在一起,谁也动不了。然而,当应力累积到等于或大于摩擦力时,两块岩石突然滑动。通过突然滑动,释放能量,两个圆盘卡在一起,直到能量积累到一定程度,导致下一次突然滑动。实验表明,一个物体在高压下的破坏模式是沿断裂面交替粘结和滑动,截面有间歇性突跳和滑动现象,累积的应变能在反复应力下降后释放,这就是所谓的粘滑理论。
影响断层活动方式的因素很多:一是温度低于500℃,断层面两侧岩体易粘滑;温度高于500℃时,容易蠕变和蠕变。二是岩石成分脆硬(如石英岩、应时砂岩等。),而断层两侧的岩石往往以粘滑为主;如果岩性较软,则以蠕动为主。三是岩石的孔隙度和含水量,孔隙度大、孔隙度高、含水量高的岩石,自然容易发生蠕变;相反,孔隙小、孔隙度低、含水量低的岩石多呈粘滑状。此外,围压的大小也会影响断层的活动方式。如果断层的两个板块持续粘滑,就是地震多发期。
事实上,同一条活动断层在不同深度可以有不同的活动方式,同一条断层在不同时间也可以有不同的活动方式。比如圣安德烈亚斯断层,深度超过4km,是没有地震的稳定蠕动;4-12 km为伴随地震的粘滑运动;12km以下(由于高温)主要是稳定蠕动。因此,圣安地列斯断裂带上的地震震源深度小于20公里。
4.相变理论有人认为深震是由深部物质的相变过程引起的。地下物质在高温高压条件下,引起岩石矿物晶体结构的突变,导致岩石体积突然收缩或膨胀,形成爆炸性振动源,于是发生地震。这个理论没有得到多方面的证明,所以没有得到广泛的普及。近年来,根据p波地震在地下深部传播的分析,深源地震发生的部位也发生了断层和错动,证明地震与断层活动有关。同时,板块构造理论指出,当岩石圈板块俯冲到地下时,中深地震发生在俯冲地幔的板块内部,而不是地幔软流圈物质内部,因此相变理论自然失去了存在的基础。
(2)构造地震的特征
构造地震具有活动频繁、持续时间长、波及范围广、破坏性强的特点。
1.地震序列中任何一次地震的发生都要经历一个长期的孕育过程,即应力积累过程,这个过程可以持续十几年、几十年甚至上百年。
但在一定时期(几天、几周、几年)内,同一地质构造带上或同一震源体上可发生一系列有成因联系的大小地震。这样的一系列地震称为地震序列。在一个地震序列中,如果一个地震特别大,就叫主震;主震前常发生一系列弱或小地震,称为前震;主震过后,往往会发生一系列比主震小的地震,这些地震被称为余震。
构造地震的一个重要特点就是经常以这种顺序发生。这一特征可能与构造地震过程有关。一般来说,当局部应力即将加强超过岩石的强度时,岩层首先产生一系列微小的位错(或沿断裂带开始一个交替过程),从而形成许多小地震,即前震。然后地应力继续增大,当岩层无法承受时,就会引起整个岩层滑动或者新的断层滑动,形成大地震,也就是主震。主震过后,岩层之间的平衡状态需要调整一段时间,以释放岩层中的残余能量,从而引起一些小的余震。在地震现场,经常可以看到破碎的地面上出现许多次生裂缝,这说明运动还没有完全停止,直到许多未受损的地方被完全破坏,剩余的应变能全部释放。这种情况类似于压弹簧的过程。当力消失后,储存的势能转化为动能,反弹回来恢复原状,但很难恢复。需要一段时间的缓慢振动调整,才能恢复原来的平衡位置。这种现象被称为弹簧效应。岩石也是有弹性的,所以也应该有这种弹性作用。1920年宁夏(原甘肃)海原地震,余震三年未消。其强度和频率有高有低,但总的趋势是逐渐衰减直至平息。
2.地震序列类型虽然构造地震往往处于一定的序列中,但其能量释放规律、活动时间和大小地震比例往往不同。根据对1949+00年6月以来中国发生的强震的分析,地震序列可分为三种类型:
(1)单一型地震也叫孤立型地震。这类地震的前震和余震少而弱,震级与主震相差很大。几乎整个序列的所有地震能量都是通过主震释放的。这样的地震很少。1966年秋季安徽定远地震和1967年3月山东临沂地震均未观测到前震和余震,震级仅为4-4.5级。
(2)主震是最常见的类型,震级特别突出,释放的能量占整个系列的90%以上;前震可能存在,也可能不存在,但余震很多。1975年2月4日,辽宁海城发生7.3级地震。地震前24小时有500多次前震,主震后发生多次余震。1976年7月28日唐山地震(7.8级)基本没有前震,但余震持续了几年。
(3)群震由许多震级相近的地震组成,没有突出的主震。这类地震的前震和余震多,经常成群出现,活动时间长,衰减速度慢,活动范围大。比如1966的邢台地震,从2月28日到3月22日,震级从3.6、4.6、5.3、6.8、6.8逐渐上升到7.2,引发大地震。有时,这种类型的地震是由两个主要地震结合或混淆而成的。
有时地震序列更复杂,好像是由几个单体型、主型和震群型组成的。比如8-9月四川马边地震,1971。
地震序列的类型可能与岩石和构造的均匀性和复杂性有关。根据实验,当介质均匀且介质内部应力不集中时,主裂缝前没有小裂缝,主裂缝后也很少有小裂缝。当介质不均匀,应力局部集中或高度集中时,主破裂前后会出现一些或许多小裂缝。
研究地震序列的类型有助于预测和预报地震活动的趋势。比如1967的河间地震,主震发生时根据其前震和震级(2.3级)判断为主震,主震后不会有大的余震。事实表明这个推论是正确的。
第二,火山地震
指火山活动引起的地震。这种地震可以直接由火山爆发引起;也可能是火山活动引起的结构变化,从而引发地震;或者是结构变化导致的火山爆发,从而引发地震。因此,火山地震往往与构造地震密切相关。
火山地震很少,约占总数的7%。震源深度不大,一般不超过10km。一些地震发生在火山附近,震源深度为1-10 km。它们的出现与火山喷发没有直接或明确的关系,而是与地下岩浆或气体状态的变化引起的地应力分布的变化有关。这种地震被称为A型火山地震。也有一些地震集中在活动火山口附近的狭窄范围内。震源深度浅于1km,影响范围很小,称为B型火山地震。有时地下岩浆冲到离地面很近的地方,却没有涌出地面,也能产生地震,称为潜伏火山地震。
意大利、日本、菲律宾、印度尼西亚和堪察加半岛等现代火山地带最容易发生火山地震。
第三,冲击地震
这种地震是由滑坡、塌方等引起的。,或由碳酸盐地区地下水长期溶解形成许多地下洞穴,洞穴顶部塌陷。后者也叫塌陷地震。这种地震很少,约占地震总数的3%。震源很浅,影响范围小,震级不大。1935年,广西白寿县发生塌陷地震,面积约40,000 m2。地面塌陷成一个深潭,几十里外都能听到,附近的屋顶瓦片都在晃动。再比如,1972年3月,山西大同煤矿西部采空区,顶板大面积坍塌引发地震,最大震级3.4级,震中地区建筑物轻微受损。
第四,水库地震
有些地方没有或很少发生地震,但后来由于修建水库,经常发生地震,称为水库地震。说明这次地震与水的作用有关,当然也与一定的构造和地层条件有关,水的作用只是诱发因素。此外,深井注水和地下抽水也会引发地震。比如有一个位于美国科罗拉多州基尚的军工厂,打了一口3614m的废水处理深井,用高压向地下注水,1962频繁发生地震。停止注水后,地震活动会减弱;恢复注水后,地震又增加了。
上述地震的成因,尤其是水库地震,引起了人们的极大关注。一般认为,水库蓄水在一定的地质构造条件下(如活动断层、密集或交叉断层,或高程有差异运动的过渡部位等)可以诱发地震。).除了人为因素,一些自然因素,如太阳黑子活动期、新月、农历等也容易诱发地震。各种触发机制都需要进一步研究。
营口人找到了地震的另一个原因。
“火山和地震的原因。
地球表面有一层厚厚的地壳,岩浆通常被紧紧地包裹在里面。地球内部温度极高,岩浆在那里四处流动,总想找个地方逃到外面。有些地方地壳运动强,地壳运动弱。当这些地方受到压力时,岩浆从这里涌出。就这样,火山爆发发生了。活火山,死火山这是指火山活动的情况。有些火山喷发一次就再也不喷发了,所以成了生死山。
世界上的地震主要集中在以下两个地带:
(1)环太平洋地震带:包括南北美洲的太平洋沿岸、阿留申群岛和堪察加半岛,经过千岛群岛和日本列岛,向南经过中国台湾省,然后向东南转向菲律宾,到达新西兰。
(2)喜马拉雅-地中海地震带:从印尼西部经缅甸至中国横断山脉和喜马拉雅山脉,跨过帕米尔高原,经中亚至地中海及其沿岸。
球的结构就像一个鸡蛋,可以分为三层。中间层是“蛋黄”——核心;中间是“蛋清”——外套膜;外层是“蛋壳”——外壳。地震通常发生在地壳中。地球在不停地旋转,地壳内部也在不停地变化。由此产生的力导致地壳地层的变形、断裂和错位,因此发生了地震。地震发生在地下的地方称为震源。从震源垂直向上到地表的地方称为震中。从震中到震源的距离称为震源深度。震源集中小于70公里的地震为浅源地震,70公里至300公里的地震为中源地震,300公里以上的地震为深源地震。震源深度最深的地震是1963年印度尼西亚伊里安查亚省北部发生的5.8级地震,震源深度786公里。同样大小的地震,因为震源深度不同,对地面的破坏也不同。震源越浅,伤害越大,但波及越小,反之亦然。
一个地方到震中的距离叫做震中距。震中距小于100 km的地震称为近震,震中距在100-1000 km之间的地震称为近震,震中距大于1000 km的地震称为远震。其中,震中距越远,影响和破坏越小。
地震引起的地面振动是一种复杂的运动,是纵波和横波共同作用的结果。在震中,纵波使地面上下跳动。剪切波使地面水平摇晃。因为纵波的传播速度更快,衰减更快,而横波的传播速度更慢,衰减也更慢,所以离震中很远,你往往感觉不到上下的跳跃,但能感觉到水平的晃动。
地震本身的震级是用震级来表示的,震级是根据地震时释放的弹性波的能量来确定的。中国一般采用里氏震级。震级小于2.5的地震通常称为小震,震级为2.5-4.7的地震称为有感地震,震级大于4.7的地震称为破坏性地震。每1的震级差,地震释放的能量相差约30倍。比如7级地震,相当于30次6级地震或者900次震级差为0.1的地震,释放的能量平均相差1.4倍。
某地发生大地震,往往在一段时间内发生一系列地震,其中最大的称为主震,主震前的地震称为前震,主震后的地震称为余震。
地震时某一点的地面振动程度称为地震烈度。中国将地震烈度划分为12度。
震级和烈度虽然都可以反映地震的强弱,但意义是一样的。同一个地震只有一个震级,但各地烈度不一样,各地烈度值也不一样。如1990年2月10日,常熟-太仓发生5.1级地震。有人说苏州是4级,无锡是3级,这是不对的。不管是在哪里,只能说常熟-太仓发生了5.1级的地震,但这一次,沙溪镇、太仓、苏州、无锡的地震烈度分别是6度、4度、3度。
地震烈度是一个经常使用的术语。划分强度有定性和定量的标准。在中国地震烈度表上,描述了人们的感受、普通房屋的破坏程度等现象,可以作为确定烈度的基本依据。
地震及其原因分析