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【地理知识】你了解地震吗?

 公元2012 2022-02-05

大地的震动其实每天都在发生,大部分我们根本感受不到。

但每年造成严重灾害的10-20次大地震,就足以撕裂几百年甚至上千年的人类文明。

人类历史上损失最严重的地震发生在1556年的陕西华县,死亡人数83万。

1976年唐山大地震成为人类20世纪死亡人数(24.2万人)最多的地震。

地震不但本身杀伤力大,还能引发火山、海啸、滑坡泥石流,火灾等等其他灾害。

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敲黑板!下面是今天知识的目录和章节,请提前做好笔记~

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地震的原理和成因

我们生活的地球分为三个圈层,即中心层是地核,中间是地幔,外层是地壳。

地壳岩层受力后快速破裂错动引起地表振动或破坏就叫地震。图片

地球的圈层结构

地震又称地动、地振动,是地壳快速释放能量过程中造成的振动,期间会产生地震波的一种自然现象。地球上板块与板块之间相互挤压碰撞,造成板块边沿及板块内部产生错动和破裂,是引起地震的主要原因。

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板块碰撞挤压形成地震

世界上90%的地震均为构造地震,顾名思义,为地质构造(通常为断层)发生变化造成的地震。这种地震持续时间长,释放能量大,且一定程度上具有重复性。

构造地震大多发生在板块边界,下图为1990-2009年全球5级以上地震分布图,可以看出大部分的地震都分布在各个板块的交界处。图片

1990-2009年全球5级以上地震分布图

由于地球在无休止地自转和公转,其内部物质也在不停地进行分异,所以,围绕在地球表面的地壳,或者说岩石圈也在不断地生成、演变和运动,这便促成了全球性地壳构造运动。

除了构造地震,还有由于火山喷发引起的火山地震(如2005年长白山天池火山区的火山构造地震群),固岩层(特别是石灰岩)塌陷引起的地震叫塌陷地震,由于人类活动造成地壳局部失稳引起的诱发地震(如1962年广东新丰江水库6.1级地震)。图片

长白山天池

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广东新丰江水库附近发生有感地震

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地震的震级和描述参数

描述一场地震,通常我们会用到以下参数:

① 震源(focus):发生地震的地方。

② 震源深度(depth of focus):震源距震中的距离,通常用h表示。

③ 震中距(distant of epicentre):地面上一点到震中的直线距离称为震中距,通常用Δ表示。

④ 震级(magnitude):地震的强度,即地震释放出来的弹性波能量大小,通常用M表示。

那么,地震的震级越大造成的伤害越大吗?

谈到地震的震级,人们普遍的反应都震级越大所造成的伤害越大,宏观上来说没问题的。因为震级越大,此次地震所释放的能量越大,所造成的伤害理论上确实越大。

但是我们的常识也告诉我们,对于同一个地震来说,离震源越远(震中距Δ越大),地震所造成的伤害越小。这也非常好理解,地震波在地表下传播时会出现能量的损耗,于是远处受损较小。

同样的道理,对于同一个震源来说,地震越深,同样的震级造成的伤害一般来说越小。

于是,震级、震源深度h、震中距Δ均会影响到地震所造成的伤害,我们需要另一个值来简单直白的给出人们直观的感受,于是地震烈度应运而生。地震烈度是指:按一定的宏观标准,表示地震时地面受到的影响或破坏程度的一种量度。烈度越大,地表所受到的伤害越大。图片

汶川8.0级地震烈度分布图

地震释放的能量特别巨大,汶川大地震相当于5600颗原子弹爆炸。

能量的大小一般使用里氏震级来衡量,是美国地震学家里克特在1935年研究加利福尼亚地震时提出的。

目前世界已知的最大地震发生在1960年5月22日的智利,里氏8.9级。图片

里氏震级计算公式

地震的震级是对数坐标,每一级对应的地震能量相差 32 倍。比如 9 级地震的能量是 8 级地震的 32 倍,是 7 级地震的整整 1000 倍。即使是震级只大了 0.1,能量也相差了 1.41 倍,几乎多了一半,完全不是大多数人想的那样只差了一点点。

高震级地震的规模远远超乎大多数人的想象,有的大地震甚至会波及全球。1960 年智利 9.4 级大地震发生 22 个小时之后,地震引发的海啸跨越整个太平洋到达日本,在日本还造成了接近 200 人的死亡。这也是一个典型的力的传递需要时间的例子,地震作用从震源智利传递到大洋彼岸的日本用了整整 22 个小时。图片

纪实摄影2011年日本大地震

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世界三大地震带和中国地震带

世界上的大部分地震发生在板块与板块之间碰撞摩擦的地方,三大地震带分别是:

环太平洋地震带,世界75%的地震发生在此,包括日本、中国台湾、印尼、美国加州等地区。谭老师地理工作室综合整理

地中海到喜马拉雅之间的欧亚地震带(15%),包括中国西南、巴基斯坦、印度、尼泊尔,伊朗、土耳其、意大利等地区。

海岭地震带(5%)在大洋中脊的附近。

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世界地震带

虽然不是地震最多的国家,但中国是世界上地震灾害最严重的国家

除浙江、贵州两省外,其他各省区都发生过6级以上强震。

中国有两条地震带:

华北地震带,从西安附近开始,北上山西,过河北,直到渤海。

南北地震带,北起内蒙古西部,经宁夏、甘肃,沿着岷江上游南下,直到云南西部。

中国的地震活动主要分布在5个地区,这5个地区是:台湾省及其附近海域;西南地区,包括西藏、四川中西部和云南中西部;西部地区,主要在甘肃河西走廊、青海、宁夏以及新疆天山南北麓;华北地区,主要在太行山两侧、汾渭河谷、阴山—燕山一带、山东中部和渤海湾;东南沿海地区,广东、福建等地。

比如说,2018年5月28日1时50分,吉林省松原市宁江区发生5.7级地震,震源深度13千米,震中位于北纬45.27度、东经124.71度。震中20公里内的乡镇有伯都乡、毛都站镇、平凤乡、新城乡、大洼镇、长山镇、前郭镇和善友镇。震中距宁江区14公里、距前郭县19公里、距肇源县40公里、距大安市42公里、距乾安县61公里,距松原市区17公里,距长春市161公里。

今天,你家地震了吗?

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中国地震带

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地震可以预测吗?

在探讨这个问题之前,我们先来回忆一下地震波的相关知识。

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地震波发生机制图

地震发生时,通常会产生横波(S波)和纵波(P波)两种地震波。

纵波速度快,最先杀到,大地上下运动。

汶川地震200秒之后,纵波到达1530千米之外的北京。

横波晚一步,但是会携带地震产生的大部分能量,大地会水平剧烈晃动。

地震学家会通过横波和纵波发生的时间间隔判断大地震的震中距离。

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当你甩一根绳子的时候,出现的波就是横波,

波前进的方向与质点震动的方向垂直

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当你挤按一根弹簧时,出现的波就是纵波,

波前进的方向和指点震动的方向平行

相对于气象灾害成熟预警,地震预报工作非常令人沮丧,至今都是世界难题

人类科学上天容易下地难,世界上破坏性最大的地震震源深度10-20千米,而世界上最深的钻孔只能打到12千米。

而且,规模宏大的地下岩体运动很难在实验室或者野外模拟,同一地区两次地震的时间间隔近百年,结果很难验证。

地震波几乎是我们现在可以研究地下结构的最有效手段,通过研究地下结构,虽然不能获得短期内的地震预测,但是可以得到大时间尺度上的大体预测。当技术越来越发达,研究地下的手段越来越多,相信在未来的某一天,人类说不定真的可以对地震进行准确预测。

最后,也许你会觉得,“如果没有地震多好呀”。但事实上,地震的意义或许是你不曾得知的,因为任何事物都有两面性。如果地球没有板壳运动,没有火山,没有地震,没有这些剧烈的地质活动,那地球就是一个死气沉沉的大石头球,就像水星和月球,气候也会跟现在大不相同。这样的假设下,地球甚至可能无法演化出生命,更不用说文明。

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