地震最常见的原因是地壳岩层受力破裂、沿断层错动,这一类叫构造地震,占全球地震的绝大多数。火山爆发、地层塌陷也能引发地震,水库蓄水、采矿注水等人为活动则会诱发地震。
构造地震为什么占绝大多数
地球最外层的岩石圈分成若干板块,板块在软流圈上缓慢移动,每年不过几厘米。移动过程中,板块边界和内部断层上的岩石被持续挤压、拉伸或剪切,应力一点点积累。
这个过程叫弹性回跳。回跳的瞬间,能量以地震波的形式向四周传播,传到地表就造成地面振动。震源是地下破裂开始的位置,震中则是震源在地面的垂直投影。震源越浅,同样震级下地表破坏往往越重,这也是浅源地震比深源地震更受关注的原因。
构造地震还可以再分。发生在板块边界附近的叫板缘地震,环太平洋地震带和地中海—喜马拉雅地震带集中了全球大部分大地震;发生在板块内部古老断层上的叫板内地震,数量少,但震源往往较浅,破坏范围相对集中。华北地震区就是典型的板内地震区。
火山地震和陷落地震各是什么
火山地震由火山活动引起。岩浆向上运移时体积膨胀,挤压周围岩体,岩浆房顶板被撑裂,或者火山口附近岩体塌陷,都会产生振动。这类地震的震源通常很浅,震群性强,大地震来临前往往先出现密集的小震,因此常被用作火山喷发的前兆信号。
它的影响范围有限,一般只波及火山周围几十公里。教材常给的比例是占地震总数的百分之七左右,危害相对轻,但对火山附近的居民和设施仍然构成直接威胁。
陷落地震由地层局部塌陷引起。岩溶地区的溶洞顶板被地下水掏空后失稳,或者矿山采空区、盐矿开采区顶板垮落,上覆岩层突然下落,就会产生一次小规模振动。这类地震占地震总数的百分之三左右,震级通常很小,影响范围不出几公里。
| 类型 | 主要成因 | 教材常见占比 | 特点 |
|---|---|---|---|
| 构造地震 | 岩层破裂、沿断层错动 | 约百分之九十 | 数量最多,震级可很大,波及范围广 |
| 火山地震 | 岩浆活动、气体膨胀、火山塌陷 | 约百分之七 | 集中在火山附近数十公里内 |
| 陷落地震 | 溶洞、采空区顶板塌落 | 约百分之三 | 震级小,影响范围有限 |
| 诱发地震 | 水库蓄水、注水、采矿 | 不计入上述分类 | 与人类活动直接相关,震源浅 |
把三类放在一起看,差别不只在成因,还在可预测性。构造地震的断层活动周期长,复发间隔动辄数百年,人类观测记录往往覆盖不了一个完整周期;火山地震和陷落地震的机制相对局部,前兆更明显,反而更容易在短期内识别。
震级一样,为什么不同地方破坏差很多?
这是最容易被混淆的一点:震级和烈度不是一回事。震级衡量的是地震释放能量的大小,由震源决定,一次地震只有一个震级,不管在哪个台站测,结果都收敛到同一个数。烈度衡量的是地面和建筑受到的破坏程度,同一次地震,不同地点可以有完全不同的烈度。
烈度的高低取决于几个因素:震级越大、震源越浅、离震中越近,烈度通常越高;场地条件也很关键,松软的沉积层、填土、河漫滩会放大地面的振动,建在基岩上的房子则相对稳;建筑本身的抗震能力更是决定性因素,同样的振动,按现行规范设防的房子和自建砖房结果完全不同。
以中国地震烈度表为例,烈度从一度到十二度,一度几乎无感,六度开始出现墙体开裂等轻破坏,九度以上会出现房屋倒塌。同一次强震,震中区可能达到十度十一度,百公里外可能只有五六度,再远就没有感觉了。
水库蓄水真的能引发地震?
能,这类叫诱发地震。水库蓄水后,水体重量增加了库区地壳的荷载,同时水沿断层和裂隙下渗,抬高了孔隙水压力,降低了断层面上的有效正应力,等于给原本接近临界状态的断层加了润滑。三种作用叠加,可能让断层提前错动。
典型例子是广东新丰江水库,蓄水后库区地震活动明显增强,后来发生了一次六级上下的地震,成为国内研究水库诱发地震的经典案例。除水库外,深井注水、油气开采中的废水回注、地热开发、大规模采矿也可能诱发地震。
诱发地震一般震级不大,但震源浅、离人口密集区近,震感明显,社会影响不小。这也是大型水库在设计阶段就要做地震安全性评价的原因。
中国的地震带主要分布在哪
中国处在环太平洋地震带与地中海—喜马拉雅地震带的交汇部位,地震活动频繁。习惯上分五个地震区:台湾地震区、西南地震区、西北地震区、华北地震区和东南沿海地震区。其中西南的青藏高原周边,包括川西、滇西,是强震最集中的地方。
还有一条南北地震带,从宁夏经甘肃东部、四川西部一直延伸到云南,历史上多次七级以上地震发生在这条带上。华北地震区虽然近年相对平静,但历史上曾发生过很强的大震,不能因为平静就放松设防。
对普通人来说,比记住地震带位置更实际的是两件事:一是房屋是否按当地抗震设防烈度设计和施工,二是是否知道就近的疏散路线。地震预报目前仍是世界性难题,短期临震预报尚不可靠,但预警系统已经能在破坏性横波到达前几秒到几十秒发出提示,这个时间足够做出避险动作。
常见问题
震级每高一级,能量差多少?
震级是对数标度,每增加一级,释放的能量约增大三十一倍。也就是说,七级地震的能量约相当于六级的三十一倍,八级约相当于六级的近千倍。所以六点几级和七级看似只差一点,破坏力差距很大。
小震多是不是意味着要发生大地震?
不一定。小震活动增强有时是大地震的前兆,有时只是正常的应力调整,两者目前很难区分。地震部门会综合小震分布、形变、地下流体等多项观测判断,单凭小震频繁不能下结论,也不必因此恐慌。
地震来了躲在哪儿比较安全?
在室内,优先躲到承重墙内侧的角落、开间小的房间如卫生间,护住头颈,远离窗户、吊灯和高柜。不要乘电梯,不要跳楼。震动停止后沿安全通道撤到空旷处,注意余震。在室外则远离建筑物外墙、广告牌、电线杆。
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