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地震的十个“小秘密”

 昵称535749 2014-06-07

发表时间:2014-06-06

在所有的自然灾害中,地震时是其中最难以预测和破环性最大的。由于地震的难以预测性,其产生的巨大破坏让人感到恐惧。因为没有科学方法来预测地震(至少现在还没有),从过去的地震中,我们只学到了降低破坏程度要比预报可靠的多。有一点是非常重要的,那就是我们要知道地震工程是降低破坏程度和挽救数千生命的最佳方法,而不是相信那些源自流言的方法和技巧。

10地震光

几个世纪以来,有些报告写道,地震的目击者认为他们在主震震前或震中时,看到了天空中出现奇怪的光。明亮的光束、蓝色火光或者模糊的彩虹依次从地面射出。有时,这些光束能延长200米。在20世纪60年代之前,因为缺少图片和影像资料,所以地质学家们认为看到地震光是幻觉。然而,在20世纪60年代中期,这种情况发生转变。那时日本长野发生了一连串地震,这给了对地震光抱有怀疑态度的地质学家们一次绝好的机会去证明,最终他们承认有地震光的存在。

许多解释地震光如何形成的理论已被提出。其中一种理论认为,地球磁场的分裂是受到压电效应的影响。压电效应是由构造应力区里的石英石引起的。然而,由于不是每次大地震之前都有地震光,因此,这些理论至今都没有被证实是否科学。

9土壤液化

我们许多人熟悉流砂。由于流砂在电影和动画中有吞噬人的画面,因此,已经臭名昭著了。事实上,流砂并不像我们所想象的那样可怕。然而,任何形式的流砂都被叫做土壤液化。这才是真正让人感到害怕的。

除了海啸和山体滑坡,土壤液化也是随地震而产生的负面影响。当土质松散、水分饱和疏松的土层在遭受强震袭击之时,土壤变得松散,水分溢出,土壤液化这种现象便会发生。结果,任何以土壤作支撑的物体都将坍塌陷落(例如,建筑物、道路和交通工具)。1964年这种情况被证实。地震和松散土质共同引发的土壤液化摧毁了日本长野16534座房屋。在2011年的基督城地震中,土壤液化大大破坏了道路、汽车和其他建筑物。

8地震风暴

一次恐怖的地震大概是这样结束的。那就是随处可见倒塌房屋,尸骸遍野,以及受伤民众。不幸的是,根据地震风暴的理论,情况却不是这样。斯坦福大学的教授Amos Nur 在研究了许多自己认为有联系的古代和现代地震之后,他提出一种理论。这种理论认为一次单独的地震可引发相同板块上一系列的强震。余震可能在几个月甚至是几年之后发生。

Nur的理论被1939年至1999年间发生在土耳其北安那托利亚断层的一系列大地震所证实。在13次袭击这一地区的地震中,7次地震是以同样的方式袭击。每次地震都发生在之前地震区域的西部。 Nur将地震风暴产生的原因归结为发生在每次地震之后的压力转移。

7里尔富特湖

如果你认为除了死亡和破坏,地震什么都没带来,那你就大错特错了。田纳西州的里尔富特湖就是地震的美好产物。里尔富特湖产生于1811至1812年间发生在密西西比河河谷的新马德里地震。当时,一连串地震袭击新马德里,几个接受采访的目击者说自己看到密西西比河逆流了几个小时。这种现象是由“河流海啸”产生的。

地震还引发了地面沉降,沉降深度约为1.5至5.9米。地面沉降能够使河水流入,形成湖泊。多年以后,这个“新生”湖泊变成了动植物的自然栖息繁衍之地。现在,里尔富特湖是一个备受欢迎旅游之地。在这里,游人可以划船、打猎和钓鱼。

6冰震

冰震(也称霜冻地震)是水渗入地下土壤由于温度急剧下降结冰膨胀然,冻结破裂而形成。如此冰震是由于冰冻土壤或岩石里的水或冰达到饱和,水渗透到岩石结冰膨胀,如此突然的膨胀给了土壤和岩石巨大的压力,能量突然释放,导致土层崩裂,产生巨响。在加拿大和美国东北部都曾发生过冰震,但当时都误认为那是地震。

这种罕见的现象发生在温度快速降至零下之时。冰震发生时,大地也会震动。但是,由于冰震产生的震波传播范围有限,因此不像地震,其震动只会局限在发生冰震的地方。在一些地方,距震中百米之外的人甚至听不到震响。

由于冰震十分罕见,因此,没有太多关于其的科学数据。许多关于冰震的信息来自新闻报道和目击者的描述。然而,总体来说,除了会产生把整个城市从睡梦中震醒的声音,基本上冰震是无害的。

5移动之城

智利是几次全球大地震的中心。这是由于智利地处两大地球板块相互挤压的环太平洋火山带。

2010年智利大地震被科学组织看作他们所研究的最重要的地震之一。此次大地震夺去523个生命,造成150万人无家可归。因此,这当然不是赞扬之词。正是地震的推移力将康塞普西翁整个城市向西推移了3米。

康塞普西翁不是唯一一个被地震改变位置的城市。其他受影响的城市还有智利首都圣地亚哥(其位移了28厘米)和距离智利1300公里的布宜诺斯艾利斯(其位移了4厘米)。这些改变是四所美国大学的科学团队在对比了智利此次8.8级大地震震前与震后的测量结果得出的.

4太阳震

地面震动不独属于地球.根据科学家们的观测,太阳也有类似于地震产生的地震波.首次观测到这种现象被叫作太阳震现象是在1996年7月9日。当时太阳耀斑产生的这次太阳震,其释放的能量是旧金山1906年大地震的40000倍。

太阳震相当于11.3级地震,其产生的震波类似于水波纹。然而,水波是恒速的,而太阳震波的初速度是每小时35000千米,在到达太阳光球时,速度能达到每小时400000千米。据美国航空航天局和欧洲空间局的研究者Craig Deforest博士所说,如果在地球上释放同样的能量,那这些能量能立刻引爆地球。

3人类引发地震

人类对地球的影响不仅局限于大气、陆地和海洋,其影响能深至最易受影响的地壳之下。正如我们所知,地震是由地球板块的运动引起的。但是,人类活动也会产生不同的震动。

非自然地震的一个主要原因是对地球内部注入液体。比如为了工业和环境之用,向地表注入石油和水。地球内部液体会增加地表的孔隙压力,会使得周围的断层更加不稳定。一旦孔隙压力达到峰值,断层松动,就会以地震的形式释放板块的压力。

科学家们认为,另一个引发非自然地震的原因是抽取地表水。过度抽取地表水是引发2011年洛尔卡地震的元凶。这次地震是由抽取供应城镇用水引发的。水资源的减少改变地壳的压力,最终导致地震。

2地震之岛


2013年9月24日早上,巴基斯坦俾路支省西南部发生7.7级地震。这次地震发生在一个新岛屿出现之后。该岛是一座泥火山,距瓜达尔海岸2千米远,被命名为Zalzala Jazeera(意为“地震之岛”)。

尽管受到来自本国和国际的关注,但是,这个岛的出现并没有给人们带来惊讶。瓜达尔沿海的居民回忆道,这个岛正好是在1968年一次地震之后出现的。

Zalzala Jazeera岛高18米,长175米,已经成为当地一个著名的旅游景点。然而,现在这种状况不会持续很久。因为美国航空航天局卫星图片显示,这个岛开始慢慢地沉入海底。

1地震对时间的影响

除了推移城市、液化土壤和引发海啸之外,地震也加快了地球的转速。这是美国航空航天局在2011年日本8.9级大地震之后观测到的。他们的分析揭示了大地震能加快地球转速,一天时间缩短了一百万分之一秒。这是由于板块向赤道推移,改变了地球的质量分布。

这不是第一次报道这种现象。同样的现象也发生在2004年苏门答腊岛地震后。此次地震将一天的长度缩短了6.8微秒。此外,2010年智利大地震也将地球的转速提高了1.26微秒。尽管这些改变十分微小,但是,这些相同震级的地震的影响加起来,其影响也是巨大的。

译注:

1压电效应:某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时,其内部会产生极化现象,同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。

2土壤液化是地震工程的一个术语,指在外力的作用下,原本是固态的土壤变成液态,或变成粘稠的流质。土壤液化主要出现在分布深度较浅,饱和的疏松细砂、粉土质砂或粘土,且其底部排水较差。通常在外力反覆震荡下(如地震),松散的土壤因受到压缩,内部空隙减小,导致空隙内水压升高,当水压升高至超过土壤内承受的外部压力时,加上水分不能从地底排出,就会产生土壤液化。

3山体滑坡(landslides)是指山体斜坡上某一部分岩土在重力(包括岩土本身重力及地下水的动静压力)作用下,沿着一定的软弱结构面(带)产生剪切位移而整体地向斜坡下方移动的作用和现象。俗称“走山”、“垮山”、“地滑”、“土溜”等。是常见地质灾害之一。

4里尔富特湖:在美国田纳西州西北部,地跨莱克(Lake)和奥拜恩(Obion)两县的浅水湖。由1811~1812年的地震形成,长约32公里(20哩),宽8公里(5哩);深0.5~3公尺(2~9呎)。与四周林地同被辟为州立公园和野生动物保护区。有里尔富特河流经。

5新马德里地震:1811年12月16日,一连串地震开始袭击美国密苏里州小镇新马德里。新马德里并不属于地震多发的危险区域,震动如此强烈,其中的一次改变了附近密西西比河的几处河道。频繁的地震一直持续到1812年2月。至此,新马德里的木质住房都已化成碎片。人们担心地震会永远继续下去,便纷纷逃离小镇。许多家庭在别的地方定居下来,再也没有回来。新马德里地震可能是北美洲曾记录下来的最严重的地震之一。

6霜震,亦作冰震、冻结地震或地震霜,是一种在气温急剧下降的状况下出现的自然现像,起因于被水份饱和的泥土或岩石。由于当中的水份被快速冷冻至冰点时膨胀,对周边环境产生应力,从而把泥土或岩石被撑开所引起的冲击波。原来霜震只发生在冻土、冰河或北极圈附近一些含大量地表水的泥土[5],但随着地球各地的气候变得极端,就连比较南部的一些大城市,例如:加拿大的多伦多及南安大略省的气温从2013年圣诞左右的零下十多度跌至2014年元旦后的零下廿多三十度,亦引发出这种自然现象[6]。 霜震令居民听到类似烧枪或音爆的巨响。

7光球(photosphere)太阳大气最低的一层,即一般用白光所观测到的太阳表面“厚度仅500公里左右”。我们接收到的太阳能量基本上是光球发出的。因此,太阳的光谱实际上就是光球的光谱。

8孔隙压力是如果岩石孔隙中的流体可直接流向地表,孔隙压力就等于液柱压力;如果流体不能流向地表,影响流体的压力会更大,孔隙压力就等于孔壁压力,与静岩应力和构造应力的方向相反。

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