关于地震,你需要知道

作者: 刘成龙、赵丹

来源: 地球杂志

发布日期: 2023-12-20 11:38:41

本文详细介绍了地震的定义、类型、地震波的分类及其传播特性、地震的震级与烈度、地震灾害及其次生灾害、地震的预测与预警、以及地震发生时的应急措施。文章强调了地震作为一种自然现象的普遍性,以及地震对人类社会造成的巨大影响。同时,文章也探讨了地震预测的困难性和地震预警的重要性,并提供了实用的地震应急避险建议。

什么是地震?

地震,简单理解就是地球的震动。是地球的某个部位在内外力作用下突发剧烈运动而引起地面震动的现象。其实地震包括天然地震和人工地震。天然地震指的是火山地震、陷落地震和构造地震等三种类型的地震。人类活动也能引发地震,如工业爆破、地下核爆炸造成的地面震动,也被称为人工地震。当然我们一般认为的地震,都是指天然地震,有破坏力的地震属于自然灾害的范畴。

地震后破碎的道路

从整体来看,天然地震在地球上每天都要发生上万次,因此与风雨雷电一样,是一种极为普遍的自然现象。地震主要以弹性波的形式从震源向外传播能量,较大规模的地震使大地摇晃或开裂,可能造成严重的破坏。

地震波是地震发生时从震源向四面八方传播的弹性波,常分为面波和体波两大类。沿地面或界面传播的称为面波,类似于石子击中水面后产生的涟漪。在地球内部传播的称为体波,按介质质点振动方向与波的传播方向的关系,体波又可以分为纵波(P波)和横波(S波)。纵波使物体产生弹性振动的方向与波传输的方向相同,横波使物体的变形方向与波的传播方向垂直,其中纵波比横波传播速度快。

地震发生时,因为纵波速度快,最先到达地面,但其振幅相对较小,破坏作用也相对较弱;横波与同时或更晚到达的面波,速度慢,但振幅大、破坏作用最强。地震波不仅直观上可以感受,科学研究上作用巨大。比如地震波在地球内部传播时,遇到不同物质界面会发生折射和反射,产生更多类型的波,类似于光波在不同介质的界面传播时发生的折射和反射。

分析地震的记录,通过识别出不同性质的地震波在地震图上的表现,便可推断地震发生的位置、震级、震源机制等重要参数,还可以推断地球的内部结构。

通过地震波了解地球内部结构

地震有多强?

自然界的地震有大有小,地震的大小的相对量度用震级表示。震级主要是依据地震仪的记录推算确定的,与地震的能量有关。地震震级每提高一级,地震能量提高约31.6倍;地震震级每提高两级,地震能量提高约1000倍。1960年5月22日的智利大地震是有仪器记录以来最大的一次地震,震级达到9.5级。

同一个地震,在不同的地方造成的破坏程度不一样,这就涉及到了地震烈度。地震引起的地面震动及其影响的强弱程度称为烈度。烈度是对地震在地面产生的实际影响的度量,不仅与地震本身的大小(震级)有关,还与震源深度、离震中的距离及地震波所通过的介质条件等多种因素有关。烈度用罗马数字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等表示。一般情况下,震中区烈度最高,随着离震中距离的加大,烈度逐渐降低。我国把地震烈度表分为十二级。

中国地震烈度表(简表)

烈度

地震影响或破坏程度

Ⅰ度

无感,仅仪器能记录到

Ⅱ度

微有感,个别敏感的人在完全静止中有感

Ⅲ度

少有感,室内少数人在静止中有感,悬挂物轻微摆动

Ⅳ度

多有感,室内大多数人,室外少数人有感,悬挂物摆动,不稳器皿作响

Ⅴ度

惊醒,室外大多数人有感,家畜不宁,门窗作响,墙壁表面出现裂纹

Ⅵ度

惊慌,人站立不稳,家畜外逃,器皿翻落,简陋棚舍损坏,陡坎滑坡

Ⅶ度

房屋损坏,房屋轻微损坏,牌坊、烟囱损坏,地表出现裂缝及喷沙冒水

Ⅷ度

建筑物破坏,房屋多有损坏,少数破坏,路基塌方,地下管道破裂

Ⅸ度

建筑物普遍破坏,房屋大多数破坏,少数倾倒,牌坊、烟囱等崩塌,铁轨弯曲

Ⅹ度

建筑物普遍摧毁,房屋倾倒,道路毁坏,山石大量崩塌,水面大浪扑岸

Ⅺ度

毁灭,房屋大量倒塌,路基堤岸大段崩毁,地表产生很大变化

Ⅻ度

山川易景,一切建筑物普遍毁坏,地形剧烈变化,动植物遭毁灭

地震灾害有哪些?

强烈的地震会给人类的生命和财产造成巨大损失,对环境造成严重破坏。我们把由地震引起的灾害统称为地震灾害。大震,特别是发生在城市和其他人口、工程设施高度密集地区的地震,可能造成数以万计的人员伤亡,这些灾害属于地震直接灾害。有时地震灾害甚至能毁灭整个城市。

例如1976年7月28日唐山大地震摧毁了整个城市,共死亡24.2万人,损失达100亿元。2008年5月12日,汶川大地震造成的严重破坏地区超过10万平方千米,截止到2008年9月18日12时,地震共造成69227人死亡,17923人失踪,374643人受伤,是中华人民共和国成立以来破坏力最大的地震,也是唐山大地震后伤亡最严重的一次地震。

由于强烈地震而使山体崩塌,形成滑坡、泥石流;水坝、河堤决口或发生海啸而造成水灾;震后可能流行瘟疫;由于没有熄灭的火源、燃气管道泄漏或电线短路引起的火灾;地震使生产、储存设备或输送管道破坏造成有害气体蔓延;震后由于人们为了避震而造成踩踏伤亡,以及由于人们对地震知识缺乏了解,或者由于某些社会政治因素产生的地震谣言,往往造成较大的社会心理影响等,都属于地震次生灾害。

根据地震历史资料,火灾是一种最容易发生的地震次生灾害,造成的损失也常常比较大。例如,1906年4月18日美国旧金山地震(8.3级),火炉翻倒引起大火,供水系统破坏,大火持续三天三夜,10万平方千米的市区化为灰烬。地震引发的海啸也会造成严重破坏的次生灾害。

如2004年12月26日,印度尼西亚苏门答腊西北海域近海发生8.5级地震,引发印度洋海啸,波浪高达39米,横扫孟加拉湾、印度尼西亚、泰国、斯里兰卡、印度等,死亡21万人,失踪13万人。

随着生产力的发展,一些新的地震次生灾害也可能伴随地震出现,如高层建筑玻璃损坏造成的“玻璃雨”灾害,信息储存系统破坏引起的“记忆毁坏”灾害,核泄漏灾害等。如2011年3月11日东日本大地震(修正9.0级)引起了福岛第一核电站1~4号机组全部发生核泄漏,半个月后,福岛核泄漏放射量达到6级“重大事故”水平。

地震能预测吗?

对于任何一个局部地区来讲,地震都不是经常发生的自然现象。在孕育地震的过程中,震源区和周围地域的物质和应力不断地集中和加强,物质和应力状态发生明显变化,最终导致岩层破裂,引起地震。地震前通过地表附近观测到的种种异常变化,就是地震前兆。

地震前,人们感觉器官能直接观察的接触到的自然界反常现象称为地震的宏观前兆。观测与分析地震宏观前兆出现和分布规律,是地震监测预报的重要内容之一。值得注意的是,所谓的“地震云”是对地震前兆的一种误读,与地震没有必然联系,科学界也并不存在这一前兆概念。

地震前,人们不能直接感觉到但能被仪器记录与地震有关的地球物理场的变化,称为微观前兆。微观前兆的表现有:地壳形变、地面倾斜、海平面升降、地下水化学成分变化、地震波传播速度变化,以及地应力、地磁、地电、地温、重力等变化。随着科学技术的发展,目前我国地震系统将地震前兆分为测震、形变、电磁和地下流体四大学科。

我国第一个地震立体观测天基平台“张衡一号”

随着科学技术的发展,我国首颗电磁监测试验卫星张衡一号于2018年2月2日甘肃酒泉卫星发射中心发射成功,成为我国地震立体观测体系天基观测平台的首颗卫星。

对地震的预报和研究,在国内外大约都是从20世纪五六十年代才开始的。我国自1966年邢台地震以后,广泛地开展了地震预报的研究。如1975年,我国成功预报了2月4日发生于辽宁海城的7.3级强烈地震,并在震前果断地采取了预防措施,使这次地震的伤亡和损失大大减小。

海城地震的预报被认为是有史以来唯一被预测到的大地震,开启了人类短临地震预报成功的先河,引起了世界各国的关注。可是,接下来的1976年7月28日唐山地震又带来沉重的打击,同时使我们清醒了许多,认识到了地震预报探索研究的艰难性与复杂性。

1997年,国际顶级学术刊物《Science》专门对地震能否预报开展了一次学术争论。但是没有取得统一认识,到目前为止,地震预报还是一个世界性难题。地震预报必须同时包括时间、地点和强度,由于地震情况复杂,有些地震能预报,有些则无法预报。目前在全世界范围内,地震预报仍处于探索阶段。

Tips:

地震预测通常被定义为,在一定的区域内,对未来地震的时间和震级的预测。这个定义涉及到对地震三要素(发震时间、发震地点和地震大小)的预报。完整的地震预报这三要素缺一不可。按时间尺度,地震预报可以划分为如下几类:

长期预报:对未来10年内可能发生强地震的地域的预报;

中期预报:对未来1~2年内可能发生强地震的地域和强度的预报;

短期预报:对3个月内将要发生地震的时间、地点和震级的预报;

临震预报:对10日内将要发生地震的时间、地点和震级的预报。

“地震预报”仍在苦苦探索,但是“地震预警”是开展研究的重要方向,“地震预报”是对尚未发生,但有可能发生的地震事件事先发出通告;而“地震预警”是指突出性大震已发生,抢在地震波传播到设防地区前,利用电磁波和地震波的时间差等,向设防地区提前几秒至数十秒发出警报,采取防灾、减灾措施,以减小当地的损失。

比如7月12日的唐山5.1级地震发生的同时,部分电视、手机、互联网电视、手机APP用户收到弹出了预警信息,成功预警为民众紧急避险争取了宝贵时间。

发生地震怎么办?

地震的发生是一种自然现象,是地球能量释放的过程不可避免。我国作为一个地震多发的国家,提升防震减灾能力,必须居安思危。

一旦发生地震,要保持镇静,不要慌乱,采取就近避震的原则。

如果在高层室内,需要选择有利的避震空间,采取正确避震姿势,保护身体的重要部位,逃生时不能跳楼,也不可乘坐电梯。有利的避震空间是室内的结实、不易倾倒、能掩护身体的物体下或物体旁;开间小、有支撑的地方。正确避震姿势是趴下、蹲下或坐下,尽量使身体重心降低,保护头、颈、眼睛、口鼻等重要部位。

地震间歇立即撤离到户外空旷地带,同时应避开高大建筑物,特别是有玻璃幕墙的高层建筑,以及过街桥、立交桥、高烟囱、水塔等。

在野外遇到地震,迅速向空旷地带转移,避开陡峭山体,防止遭受滑坡、落石的伤害。在海边遇到地震,尽快向远离海岸线的高处转移,避免地震导致的海啸袭击。在河、湖边遇到地震,应该向地势高的地方转移,避免遭遇地震可能产生的次生水灾袭击。

最后推荐国家减灾中心的一组科普漫画,面对地震我们无需恐慌,了解地震科学原理、掌握应急避险知识,珍惜每一刻生活更加重要!

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