地震光_地震光形成的科学原理是什么}优质

编辑:周舟 | 时间:2020-01-17 13:21:23
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地震光形成的科学原理是什么}

地光是地震前兆之一,是在地震前夕出现在天边的一种 奇特的发光现象。其颜色以蓝白色和红色居多,黄色次之,其它颜色也有。地光的外观形态,有的呈片状大面积分布在震区上空,天地红光一片,类似火烧云;有如 带状横穿天空,似彩虹;1970年云南通海大地震,在峨山县城附近出现了高3?4米的红色柱状光;还有球状和无规则状等。地光发生时常伴有低沉的“呜呜” 声。
地震前夕产生地光的原因是地下深处的岩石中含有氦、 氩、氖、氙等气体,地震即将来临时,地下岩石受力变形并产生了许多的小裂缝,这些挥发性气体便从地下逸出。同时,岩石破裂时产生漫射电子将这些气体点燃, 于是便形成了地光。大地震时,人们用肉眼观察到的天空发光的现象。地光在文献中有不少记载。1965~1967年,日本松代地震群期间,就留下难得的地光 照片。中国1975年辽宁海城地震和1976年河北唐山地震,震前的地光现象非常突出。地光出现的时间大多与地震同时,但也有在震前几小时和震后短时间内 看到的。其形状有带状光、闪光、柱状光、片状光等。颜色也是多种多样的。低空大气中出现的片状光、弧状光和带状光等多为青白色,地面上冒出的火球、火团则 多为红色。

为什么会地震,地震的形成原理是什么

地震一直是人类恐惧又无法攻克的难题,难于预测、难以防范、难以救援、灾后难以恢复。种种难题一直困扰着世界各地的科学家,如今随着科技的进步,我们对于地震也有了进一步的了解。下面我们就来看看地震是怎么形成的?地震形成的原因?

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地震是怎么形成的 地震形成是什么原因

地震是怎么形成的地震形成的原因

地震成因是地震学科中的一个重大课题。目前有如大陆漂移学说、海底扩张学说等。现在比较流行的是大家普遍认同的板块构造学说。1965年加拿大著名地球物理学家威尔逊首先提出“板块”概念,1968年法国人把全球岩石圈划分成六大板块,即欧亚、太平洋、美洲、印度洋、非洲和南极洲板块。板块与板块的交界处,是地壳活动比较活跃的地带,也是火山、地震较为集中的地带。板块学说是大陆漂移、海底扩张等学说的综合与延伸,它虽不能解决地壳运动的所有问题,却为地震成因的理论研究奠定了基础。

地震是地壳在内、外营力作用下,集聚的构造应力突然释放,产生震动弹性波,从震源向四周传播引起的地面颤动。地震(earthquake)又称地动、地振动,是地壳快速释放能量过程中造成振动,期间会产生地震波的一种自然现象。

地震光有哪些解释?

地震光至今没有一种大家都接受的科学解释,主要的解释是加利福尼亚大学物理学家弗里德曼·弗罗因德的想法:在地震前形成的巨大压力导致火成岩暂时成为“P形”半导体,它们包含能传导电荷的“空穴”,由于挤压过程导致岩石中“过氧族”物质的电离,一些电荷将会达到岩石表面,是这些电荷的聚集,产生了奇怪的发光现象。

尽管这一假说成为当今的主流说法,但是,地面的岩石是不会受到他所说的那么大压力的,这种“压电效应”不会在地表产生,地表的空气怎么会被电离呢?

要知道,一些强震释放出的能量,相当于千万吨级当量的核弹爆炸时释放的能量,自然界只有雷电才可以与之相提并论,怎么可以用地层断裂来引人入“谜”呢?可以说,关于构造地震的假说都是不完美的,很多问题根本不能用地层的机械运动来说明。

为什么会地震,地震的形成原理是什

应该是地震形成机理不是原理。
地震是地壳板块在地壳内岩浆运动的推动下移动产生的板块间的碰撞,挤压等产生的震动。
道理并不复杂。你可以在码头上看到挤在一起的船只在海浪作用下船只间产生的碰撞现象。那与地震的情形很相似。

地震云是怎么形成的? 背后的科学原理是什么?

地震云是怎么形成的?背后的科学原理是什么?...

地震云是怎么形成的? 背后的科学原理是什么?

地震云概论
地震云(Earthquake Cloud)是非气象学中云体分类的一种预示地震的云体,在国际上的研究还较为表面,至今没有一个共同观点,现在日本和中国民间还有较多爱好它的研究者对它进行探索。也正是因为研究的不深入,现今地震学家和气象学家对所有涉及地震云的问题一律进行了片面性否认或牵强的使用气象学理论解释。我们有理由相信,在未来不断的地震云相关的数据收集和分析后,地震云将为地震预报事业做出巨大贡献。

地震云形成
1、热量学说:
地震即将发生时,因地热聚集于地震带,或因地震带岩石受强烈应力作用发生激烈摩擦而产生大量热量,这些热量从地表面逸出,使空气增温产生上升气流,这气流于高空形成"地震云",云的尾端指向地震发生处。
2、电磁学说
地震前岩石在地应力作用下出现“压磁效应”,从而引起地磁场局部变化;地应力使岩石被压缩或拉伸,引起电阻率变化,使电磁场有相应的局部变化。由于电磁波影响到高空电离层而出现了电离层电浆浓度锐减的情况,从而使水汽和尘埃非自由的有序排列行程了地震云。

地震云普遍特点
云体高程:6000米
云体颜色:白色、灰色、橙色、橘红色
共有特点:大风不易改变其形态,天空和云有明显界线,多出现波状。
出现时间:早晨和傍晚

地震云形态
1、单条震云:为横条状的云,一般都是单条出现,条带深浅分明,现有观点认为浅的一端为震中。这种云很像飞机飞过之后留下的痕迹,所以又有人叫做飞机云。一般预示着2周以后有地震。

2、多条震云:成平行或者放射状的云,对于平行的多条云,现观测多为本地地震;而现有观点认为放射状云的震中是其成弧指向的圆心。这两种云一般预示着2~6天以后的地震。

3、卷震云:垂直的向龙卷风一样,或者像无风时垂直向上的烟柱一样的云。现在没有关于其震中判断的说法,预示着三天以后地震;

4、鱼鳞震云:由大块云团在几小时内形成的松散成鱼鳞状的云团,多与“多条震云”同时出现,云团深浅分明,现有观点认为浅的一端为震中,预示着2~6天以后的地震。

5、团块震云:是地震时震中出现的固体形状的大块的或者团状的云,现有观察记录很少且认为定义为地震云较为牵强。

地震云详细形态简易分析
地震云的长度越长,则距离发生地震的时间就越近
地震云的颜色看上去越深,则所对应的地震的深度就越深
地震云持续的时间越长,则对应的震中就越近

历史记载
1、早在17世纪中国古籍中就有“昼中或日落之后,天际晴朗,而有细云如一线,甚长,震兆也”的记载。
2、1935年我国宁夏的隆德县《重修隆德县志》中记载有“天晴日暖,碧空清净,忽见黑云如缕,婉如长蛇,横卧天际,久而不散,势必为地震” .。
[编辑本段]较新观测记录
1976年07月27日,日本真锅异彩极长条地震云;07月28日唐山7.8级地震(未考)
2008年05月09日,合肥大范围放射条带地震云;05月12日汶川8.0级地震(实测)
2008年05月09日,天水异彩地震云;05月12日汶川8.0级地震(未考)
2008年05月09日,山东临沂不知形状地震云;05月12日汶川8.0级地震(证实)
2008年05月31日,合肥大范围鱼鳞地震云;06月01日巴士海峡6.3级地震(实测)
2008年06月12日,齐齐哈尔放射条带地震云;06月14日本东北部7.2级地震(未考)
2008年06月29日,日本宫城观测到白色单条地震云;07月16日日本京都外海地震6.6级地震(未考)
2008年08月01日,新加坡条形地震云,08月08日印尼发生5.3级地震(未考)
2008年08月04日,美国朱诺出现单条形地震云,08月07日阿留申群岛连续发生5.2级、5.8级地震(未考)
2008年08月07日,美国安克雷奇出现单条形和鱼鳞震云,08月09日阿留申群岛发生5.5级地震,11日发生5.2级地震。(未考)
2008年08月09日,巴拿马出现鱼鳞状震云,08月11日,委内瑞拉的苏克雷5.1级地震(未考)
2008年08月10日,在陕西西安多次观测到不知形状地震云,新疆边界发生4.2级地震(未考)
2008年08月30日,在四川省攀枝花市仁和区、凉山彝族自治州会理县交界(北纬26.2度,东经101.9度,震中位于攀枝花市区东南约50公里。震源深度10公里。)发生6.1级地震地震前一个半小时宜宾惊现地震云。宜宾市与凉山彝族自治州接壤。(证实)
2008年10月3日,宁夏固原连续三次发生4级以下地震,属同一震源,10月4日下午,固原市上空出现条状地震云,10月6日西藏当雄发生6.6级地震。
2008年12月24日,昆明市区早晨出现单条形小范围放射条带地震云;2008年12月26 日02 时云南省昆明市宜良县、官渡区、呈贡县交界发生M4.3级地震。(未考)

地震云研究历史
世界各国对于地震云的研究还是最近几年的事,其中以我国和日本处于领先地位,我国对地震云的研究始于1976年唐山大地震之后,目前成功的例证有十余个,日本利用地震云预报地震成功的例证有上百个,有趣的是,首先提出“地震云”这个名字的不是地震学者,而是一政治家,他就是日本前福冈市市长键田忠三郎,他曾经亲身经历过日本福冈1956年的7级地震,并且在地震时亲眼看到天空中有一种非常奇特的云,以后只要这种云出现,总有地震相应发生,所以他就把这样的云称为“地震云”。
l948年6月27日,日本奈良市的天空,突然出现了一条异常的带状云,好似把天空分成两半。此怪云被当时奈良市的市长看见了。第三天,日本的福井地区真的发生了7.3级大地震。市长把这种”带状”、”草绳状”或”宛如长蛇”的怪云,称为”地震云”,认为”地震云”在天空突然出现后,几天内就会发生地震。市长的论断,得到了日本九州大学工学部气象学家的支持。1978年1月12日下午5时左右,市长在奈良市商工会议所五楼礼堂讲话队突然看到窗外天空中飘动着一条细长的由西南伸向东北方向的红云,他立即停止讲演,向参加会议的大约三百多人宣布,那就是”地震云”!云的上浮力量很大,正要突破其它云层。”地震云”有时呈白色,有时呈黑色,这次因为发生在黄昏,所以呈红色,他估计在两、三天内将发生相当大的地震。结果,第三天(1月14日中午)在日本东京以南伊豆群岛的大岛近海发生了7级地震.

地震云的区别
由于各种地震云在形态上与气象学中多种常见云体相似度很大,因而很难区分。中国的一些著名气象学家在地震云未定论时候运用经典气象学对现已知地震云做出了下列解释:单条震云为喷气飞机痕迹、多条平行震云、鱼鳞震云为透光高积云、为絮状高积云、卷震云和多条放射状震云为卷积云、团块震云为浓积云。既然这些形态的云并不是全部可以牵强使用气象学解释的,那么应该怎么区别呢?下面就是一些根据统计学和概率学得出的非完全性结论:
1、地震云出现时多为多天连续形态转变,而非一种震云形态的固定出现。
2、出现地震云几天后天空常出现完全万里无云的镜像。
3、地震云的形态多与当地正常水气环流不符,如“卷震云出现时气压高,空气适度低”、“鱼鳞震云、平行震云出现后下雨”等。
4、地震云出现多为6000米左右,而非多种高程。
5、地震如伴有较强余震,地震云出现时也会同时出现多种形态同时出现的情况。

民间观测报告
2008年30日下午2时,宜宾李豆腐冬泳队一行16人,从宜宾春畅坝下水向历史名镇李庄游去.队伍游到盐坪坝附近,大概是:北京时间2008年8月30日15时左右,游在队伍后面的老莫通过观天及网上关于地震云的知识,向身边翠屏区审计局的李斌和宜宾市工行的唐国强说:发现了天上的地震云. 审计局的李斌当即表示了强烈的疑问.老莫回家后得知:北京时间2008年8月30日16时30分,在四川省攀枝花市仁和区、凉山彝族自治州会理县交界(北纬26.2度,东经101.9度)发生6.1级地震,震中位 于攀枝花市区东南约50公里。震源深度10公里。

参考资料: 参考资料:http://baike.baidu.com/view/292326.htm

地震光是怎么形成的 地震前的前兆

闪电似乎只是高空云层才会出现的,但在现实生活中,还有一种地震前后的逆向闪电现象(从地表延伸向天空的闪电),它们可能是地质运动的结果。

神秘的发光现象

2009年4月6日清晨,意大利中部发生了6.3级地震,造成了至少294人死亡。在研究如何预防地震发生以减少灾害的过程中,一件事情引起了科学家们的兴趣。

科学家们发现,在这次地震前后的一个月里,有几十人声称自己看到了神秘的发光现象,从目击者的描述和现场视频图片中看得出来,这些光从地底下冒出来,伴随着闪电云和球形闪电,还有些彩虹色的火焰从地底冒出,照亮了半边天空。与常见的不明飞行物一样,有的球形发光体在以很快的速度移动。

这是又一件ufo事件吗?还是说这只是人们在地震的恐慌后产生的错觉?

事实上,不只是现代人目睹过这种奇怪的发光体。几个世纪以来,在地震前几分钟或者后几分钟,都总有目击者报告令人费解的现象:不同形状和颜色的光圈会照亮天空,其中有橘红色的灼热光、蓝白色的冷光、火球或闪光。

早在1755年,把远在瑞典教堂里的钟晃得叮当乱响的里斯本地震之后,哲学家康德就记载了这些警告性迹象:“在地震前8天,卡迪斯附近的地面上爬满了大量从泥土中钻出来的蚯蚓。地震来临前,天空出现强烈的闪电。”

1966年苏联塔什干发生地震,一位工程师听到左方传来发动机般隆隆的响声,同时闪现出耀眼的白光,晃得睁不开眼,持续了4.4秒钟,接着地震来了,差点使他摔倒在地上。地震过后,光也就暗下来了。

1968年,在日本松代发生一系列地震期间,在垣冈地震观察站的野水裕拍摄到第一批“地震光”照片。有些显示天空出现红色条纹,就像低悬的北极光;有些看上去像远处低垂的蓝色曙光。

1976年7月28日深夜,一位在中国唐山的加拿大地质学家突然看到窗外一团蓝光冲破天际,还有一个火球从地下钻出来,意识到情况危险,他迅速离开了自己的家。此后不久,毁灭性的唐山大地震发生了,造成24万人死亡,而这位地质学家幸免于难。

对地震光的误解

虽然目击者见到的形状不是一样的,有的人看到了从地底下喷出的火焰和烟雾,有的人看到了发光云,或者是从地表反向延伸到天空的雷电,但在地震前后看到诡异的发光体是相似的。

在现代历史上,这些不明发光体的报告一度被认为是杜撰的。直到1965年地震期间,一系列的奇怪的发光物体照亮了日本长野,并留下了一组组清晰可见的“案发现场图”,科学家们才开始承认这种现象的存在,并将这些在大地震前后用肉眼看到的没法解释的光学现象称为地震光。

有些地震光常常被人们误以为UFO,比如与UFO最为近似的是火球现象,这些椭圆状发光物体会以很快的速度移动,与圆盘状的UFO很像。一系列研究表明,实际上这些UFO出现时,往往也是这片区域发生了较大的地震前后,比如在意大利拉奎拉的地震前,UFO目击事件徒然增加。这类不明飞行物只是人们在看到地震光产生后的一种误认。

那么,地震光又是如何产生的呢?如果大地震前,自然界能用这种超自然的发光现象向我们预警,它能否成为我们预防地震的关键呢?

来自地底的运动

几乎所有的科学家都意识到这些所谓的发光现象,只不过是像雷电一样的放电现象,但没人能解释得清楚这些强大的电流来自哪里。最初,科学家们将注意力集中到了天空,认为是大气异常造成的,但除非有类似积雨云的激烈运动产生大量电荷,否则晴空万里的天空怎么能够产生足够的电荷,又如何会产生那么大的电流呢?

由于地震无法预测,实验室里也没法再现这些地震发生的条件,美国宇航局的首席科学家弗里德曼·弗罗恩德决定从历史上记载的地震光现象去找答案。他搜集了1600年以来官方记载的可靠的65个地区的地震光,分析了这些地区的地质特征,得出了一个惊人的发现:几百年来所记录的65次地震光中,有63次是垂直断层导致的地震,几乎所有的地震光目击事件发生的地区都有丰富的岩浆岩。地震光会不会是来自地下岩石大规模运动而产生的电流呢?

早在上世纪80年代初,弗罗恩德研究在高温和高压下地壳运动时,就注意到了深处岩浆到达地面冷却过程中,岩浆中的原子会产生电离运动,形成大量等离子体。当等离子体到达地表后,它会电离空气而引起光的爆发,这就是人们常常看到地底下的五光十色的火焰的来源。这种放电现象也可能出现在空中,为其他粒子充电,造成雪崩式电离效应,在这个时候,会产生一些球状闪电和闪电云现象。

在一次实验中,弗罗恩德在实验室里用液压机将数吨重的力量施加到一个四米高的岩石的一面时,他测量到了岩石的另一侧的大量电荷,这也证实了他最初的想法。

在争议中不断被证实

然而,弗罗恩德的说法并不是没有争议,美国地质勘探局地球物理学家马尔科姆·约翰斯顿就无法复制弗罗恩德在实验室里的实验。美国波士顿学院的地震学家约翰·埃贝尔则认为,地球地壳剧烈运动可产生电荷,但没有研究表明这些电荷可以产生电流。

面对这些质疑,弗罗恩德一直在找证据做支撑。2008年5月初,就在汶川地震发生前的几天,美国宇航局的科学家从地球红外监测图像上发现,中国西南部地区出现异常的红外线效应,研究人员断定,这是从地下爆发出的等离子电离空气后出现的。几天后,汶川发生8.0级特大地震。

现在,弗罗恩德的理论已经是解释地震光的主流理论,也为地震光的研究打下了一定的科学基础,虽然仍有争议,但这个理论将会使得人们更关注地球的地磁运动过程,这些研究将有助于地震学家更好地预测地震。

地震空气中闪光是什么原理

科学家们发现,大约有95%的地震活动都发生在两个或者更多板块之间的边界上,还有5%发生在一个板块的裂谷地带上;而85%以上的地震光现象都出现在裂谷地带地震时,还有15%的地震光出现在大陆板块的潜没运动——一个板块冲到另一个板块的下面的俯冲运动——引发的地震中。
地震光其实很少在地震后出现,更多是在地震前或者地震时出现。这些科学家通过计算机模拟发现,在地震爆发前,地底积聚着巨大的能量,岩石承受着很高的压力。
在某些类型的岩石里,深层岩石所承受的压力可以电离氧分子,然后,氧离子会通过岩石夹缝溜出地面。这些漏出的高密度带电离子在上升过程中会使周围一些空气发生电离,导致形成带电的会发光的气体,即等离子体——这就是我们所看到的地震光了。

地震时候天空变紫是什么原理

地震时候天空变紫是由于地光的出现。地光的产生原因说法不一,如今尚无定论。一般认为,震前低空大气的发光是一种气体放电现象。

而有的认为岩石中石英晶体的压电效应能产生强电场;还有的认为地下水流动能产生高电压;更有人认为,火球式的地光是地下逸出的天然气在近地表处的爆发式点燃。

地光是在地震发生时,受震动波及之区域上空所出现的光。地震过程中的地光现象最为明显。地光出现的时间大多与地震同时,在震前和震后也存在目击记录。

震光的出现方式与极光非常相似。地震光的持续时间由几秒至几十秒不等。地震光的大小和亮度不一定与地震能量、地震震级或地震烈度成比例。

有时地震时所产生的电磁波会干扰无线电通讯。其形状有带状光、闪光、柱状光、片状光等。颜色也是多种多样的。低空大气中出现的片状光、弧状光和带状光等多为青白色,地面上冒出的火球、火团则多为红色。

扩展资料:

由于地震活动而产生的发光现象,常在临近强烈地震发生时出现。有的为大面积笼罩地面,有的呈条带状闪光,有的如火球成串升起。其颜色以白中发蓝似电焊火光者居多,红色、黄色及其它颜色的也有。

地光是地震的前兆之一,是地震前夕出天边的一种奇特的发光现象。我国对地光有着丰富的记载。远在公元293年成都地震时就有地光的记载。更早尚可追溯到公元前25年,有山东山阳”火生石中”的记载。

从大量震例的调查结果看,地光有各种形状和颜色。其颜色以蓝白色和红色居多,黄色次之,其他颜色也有。地光的外观形态,既有像雷雨时的闪电或电焊时进发的火花;又有呈片状光、不闪动稳定的带状 。

参考资料来源:百度百科-地光(物理学概念)

地震是怎样形成的

为什么又有余震...

为什么又有余震

引起地震的原因很多,据此可分为构造地震、火山地震和冲击地震,人类活动也可以导致发生地震,称为诱发地震,如水库地震。
一、构造地震
构造地震是由构造变动特别是断裂活动所产生的地震。全球绝大多数地震是构造地震,约占地震总数的90%。其中大多数又属于浅源地震,影响范围广,对地面及建筑物的破坏非常强烈,常引起生命财产的重大损失。
我国的强震绝大部分是浅源构造地震,其中80%以上均与断裂活动有关。如1970年1月5日云南通海地震(7.7级),是曲江断裂重新活动造成的。1973年2月四川甘孜、炉霍地震(7.9级),是鲜水河断裂重新活动造成的,并在地震后在地面形成一条走向NW310°、长100多km的地裂缝。
世界上许多著名的大地震也都属于构造地震。1906年美国旧金山大地震(8.3级)与圣安德列斯大断裂活动有关。1923年日本关东大地震(8.3级)与穿过相模湾的NW-SE向的断裂活动有关。1960年5月21日至6月22日在智利发生一系列强震(3次8级以上的地震,10余次7级以上的地震),都发生在南北长达1400km的秘鲁海沟断裂带上。
(一)构造地震的成因和震源机制
这个问题是地震预报理论中最核心的问题,也是目前仍在继续探讨和需要解决的问题。
在地壳及上地幔中,由于物质不断运动,经常产生一种互相挤压和推动岩石的巨大力量,即地应力。岩石在地应力作用下,积累了大量的应变能;当这种能一旦超过岩石所能承受的极限数值时,就会使岩石在一刹那间发生突然断裂,释放出大量能量,其中一部分以弹性波(地震波)的形式传播出来,当地震波传到地面时,地面就震动起来,这就是地震。
从已发生的地震来看,它的发生跟已经存在的活动构造(特别是活断层)有密切关系,许多强震的震中都分布在活动断裂带上。如果从全球范围来看,地震带的分布与板块边界密切相关。这些边界实际上也是张性的、挤压性的或水平错开的一些断裂构造。
断裂活动何以产生能量很大的地震,其活动方式如何,目前存在若干有关的假说。
1.弹性回跳说
是出现最早、应用最广的关于地震成因的假说,是根据1906年美国旧金山大地震时发现圣安德列斯断层产生水平移动而提出的一种假说。假说认为地震的发生,是由于地壳中岩石发生了断裂错动,而岩石本身具有弹性,在断裂发生时已经发生弹性变形的岩石,在力消失之后便向相反的方向整体回跳,恢复到未变形前的状态。这种弹跳可以产生惊人的速度和力量,把长期积蓄的能量于霎那间释放出来,造成地震。总之,地震波是由于断层面两侧岩石发生整体的弹性回跳而产生的,来源于断层面。如图8-3,岩层受力发生弹性变形(B),力量超过岩石弹性强度,发生断裂(C),接着断层两盘岩石整体弹跳回去,恢复到原来的状态,于是地震就发生了。这一假说能够较好地解释浅源地震的成因,但对于中、深源地震则不好解释。因为在地下相当深的地方,岩石已具有塑性,不可能发生弹性回跳的现象。
2.蠕动说
蠕动又称潜移、潜动。地表土石层在重力作用下可以长期缓慢地向下移动,其移动体和基座之间没有明显的界面,并且形变量和移动量均属过渡关系,这种变形和移动称为蠕动。蠕动速率每年不过数毫米至数厘米。
人们发现建筑在活动断层上的建筑物和活动断层本身在没有地震的情况下也有这种蠕动现象,即相对缓慢稳定的滑动。如在土耳其安卡拉以北110km处有一条安纳托里亚活动断层带,位于此断层带上的建筑物墙壁被发现有错断现象,其蠕动量每年约为2cm。也有人对中东一带发生地震以后的断层进行观测,发现有些地段伴有无震蠕动,其蠕动量每年约为1cm。
在什么情况下容易产生蠕动,还未十分清楚。有些实验表明,在高压低温,岩石孔隙度高(含水),含有软弱性矿物如白云石、方解石、蛇纹石等岩石的条件下,容易产生稳定蠕动。也有人认为在更高的围压或更高的温度下容易产生蠕动。
有一种现象逐渐为事实所证明,即岩层中长期蠕动的地段或在活动断层中蠕动占长期活动的百分比较高的地段,由于能量通过缓慢的蠕动而逐渐释放,反而很少发生强烈地震。在我国阿尔金山地区有规模很大的剪切断层,是正在活动的断层,通过卫星影像分析,发现有蠕动现象,现代水系被切穿,位移明显,错距也很大,但是有史以来却少有地震记录,推测此断层的活动方式是以无震蠕动为主。
根据蠕动与地震大小关系的资料表明:蠕动占长期活动的50%以上的地段,最大地震只能为5级,而蠕动占长期活动的10%以下的地段,可能发生8级以上的大地震。
3.粘滑说
在地下较深的部位,断层两侧的岩石若要滑动必须克服强大的摩擦力,因此在通常情况下两盘岩石好像互相粘在一起,谁也动弹不了。但当应力积累到等于或大于摩擦力时,两盘岩石便发生突然滑动。通过突然滑动,能量释放出来,两盘又粘结不动,直到能量再积累到一定程度导致下一次突然滑动。实验证明,物体在高压下的破坏形式,是沿着断裂面粘结和滑动交替进行,断面发生断续的急跳滑动现象,经过多次应力降落,把积累的应变能释放出来,这种说法就叫粘滑说。
影响断层活动方式的因素很多:一是温度,温度低于500℃,断层面两侧岩体易产生粘滑;温度高于500℃,则易产生蠕动和蠕变。二是岩石成分,岩性脆硬(如石英岩、石英砂岩等),断层两侧岩石往往以粘滑为主;岩性柔软,则以蠕动为主。三是岩石的孔隙度和水分含量,岩石孔隙大,孔隙度高,含水分多,当然容易蠕动;相反,岩石孔隙小,孔隙度低,含水分少,则多呈粘滑形式。此外,围压的大小也会影响断层的活动方式。如果断层两盘连续发生粘滑,便是地震频繁的时期。
实际上,同一活动断层在不同的深度可以有不同的活动方式,同一断层在不同的时期也可以有不同的活动方式。例如,圣安德列斯断层,深度在4km以上为无震的稳定蠕动;4—12km则为伴随有地震的粘滑运动;12km以下(由于高温)又以稳定的蠕动为主。因此,圣安德列斯断层带上的地震震源深度均不超过20km。
4.相变说
有人认为深源地震是由于深部物质的相变过程引起的。地下物质在高温高压条件下,引起岩石的矿物晶体结构发生突然改变,导致岩石体积骤然收缩或膨胀,形成一个爆发式振动源,于是发生地震。此说未能从多方面给出具体论证,因而未能得到广泛流行。近年根据地震纵波在地下深部传播情况分析,深源地震所在部位也同样发生了断裂和错动,证明地震发生与断裂活动有关。同时,板块构造学说指出,当岩石圈板块向地下俯冲时,中、深源地震发生在向地幔消减的板块内部,而并非发生在地幔软流圈物质中,因此相变说自然失去了存在的依据。
(二)构造地震的特征
构造地震的特点是活动频繁,延续时间长,波及范围广,破坏性强。
1.地震序列 任何一次地震的发生都经过长期的孕育过程即应力积累过程,这一过程可以长达十几年、几十年甚至几百年。
但在一定时间内(几天,几周,几年),在同一地质构造带上或同一震源体内,却可发生一系列大大小小具有成因联系的地震,这样的一系列地震叫做地震序列。在一个地震序列中,如果有一次地震特别大,称为主震;在主震之前往往发生一系列微弱或较小的地震,称为前震;在主震之后也常常发生一系列小于主震的地震,称为余震。
构造地震的重要特征之一,就是常呈这种有序列的发生。这种特征可能和构造地震产生的过程有关。一般说来,当地应力即将加强到超过岩石所承受的强度时,岩层首先产生一系列较小的错动(或者沿着断层带粘滑开始交替过程),从而形成许多小震,即前震。接着地应力继续增大,到了岩层承受不了的时候,就会引起岩层的整体滑动或新断裂滑动,形成大震,即主震。主震发生后,岩层之间的平衡状态还需要经过一段时间的活动和调整,把岩层中剩余能量释放出来,从而引起一些小的余震。在地震现场,常可见到在破裂的地面上,又出现许多次一级裂隙,错杂其间,表明运动没有完全停止,直到使许多尚未破坏的地点彻底破坏,所剩余的应变能全部得到释放。这种情况类似压紧弹簧过程,当作用力消失后,所蓄位能即转化为动能反跳回来,恢复原来状态,但又难于一下复原,还需经过一段时间的慢慢颤动调整,才能恢复原来的平衡位置。这种现象称为弹簧效应。岩石也是具有弹性的,所以也应有这种弹性效应。1920年宁夏(原甘肃)海原大地震,余震三年未消。其强度与频度时高时低,但总的趋势是逐渐衰减直到平静下来。
2.地震序列类型
虽说构造地震常呈一定序列,但其能量释放规律、大小地震的活动时间和比例等又常各不相同。根据1949年10月以来的我国所发生强震的分析研究,地震序列可以归纳为3种类型:
(1)单发型地震
又称孤立型地震。这种地震的前震和余震都很少而且微弱,并与主震震级相差悬殊,整个序列的地震能量几乎全部通过主震释放出来。此类地震较少,1966年秋安徽定远地震、1967年3月山东临沂地震,均未观测到前震和余震,震级很小,只有4—4.5级。
(2)主震型地震
是一种最常见的类型,主震震级特别突出,释放出的能量约占全系列的90%以上;前震或有或无,但有很多余震。1975年2月4日辽宁海城地震(7.3级),发震前24小时内共发生了500多次前震,主震后又发生很多次余震。1976年7月28日唐山大地震(7.8级),则基本没有前震,但余震连续数年不断。
(3)震群型地震
由许多次震级相似的地震组成地震序列,没有突出的主震。此类地震的前震和余震多而且较大,常成群出现,活动时间持续较长,衰减速度较慢,活动范围较大。如1966年邢台地震,从2月28日至3月22日,震级由3.6、4.6、5.3、6.8、6.8逐步升到7.2,发生大震。有时这种类型的地震是由两个主震型地震组合或混淆在一起形成的。
有时地震序列比较复杂,仿佛是由若干单发型、主震型、震群型组合而成。如1971年8—9月四川省马边地震。
地震序列类型可能与岩石和构造的均匀程度及复杂性有关。据实验,当介质均匀,且介质内应力不集中时,主破裂前无小破裂,主破裂后也很少小破裂;当介质不均一且应力有一定的局部集中或高度集中时,主破裂前后都会产生一定的或很多的小破裂。
研究地震序列类型,可以有助于预测和预报地震活动的趋势。如1967年河间地震,当主震发生后,根据其前震少和震级小(2.3级),被判断为主震型地震,主震后不会有较大的余震。事实表明推断正确。
二、火山地震
指火山活动引起的地震。这种地震可以是直接由火山爆发引起地震;也可能是因火山活动引起构造变动,从而发生地震;或者是因构造变动引起火山喷发,从而导致地震。因此,火山地震与构造地震常有密切关系。
火山地震为数不多,约占总数的7%。震源深度不大,一般不超过10km。有些地震发生在火山附近,震源深度为1—10km,其发生与火山喷发活动没有直接的或明确的关系,但与地下岩浆或气体状态变化所产生的地应力分布的变化有关,这种地震称为A型火山地震。还有些地震集中发生在活火山口附近的狭小范围内,震源深度浅于1km,影响范围很小,称为B型火山地震。有时地下岩浆冲至接近地面,但未喷出地表,也可以产生地震,称为潜火山地震。
现代火山带如意大利、日本、菲律宾、印度尼西亚、堪察加半岛等最容易发生火山地震。
三、冲击地震
这种地震,因山崩、滑坡等原因引起,或因碳酸盐岩地区岩层受地下水长期溶蚀形成许多地下溶洞,洞顶塌落引起。后者又称塌陷地震。本类地震为数很少,约占地震总数的3%。震源很浅,影响范围小,震级也不大。1935年广西百寿县曾发生塌陷地震,崩塌面积约4万m2,地面崩落成深潭,声闻数十里,附近屋瓦震动。又如,1972年3月在山西大同西部煤矿采空区,大面积顶板塌落引起了地震,其最大震级为3.4级,震中区建筑物有轻微破坏。
四、水库地震
有些地方原来没有或很少发生地震,后来由于修了水库,经常发生地震,称为水库地震。说明这种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,而水的作用只是一种诱发因素。如广东河源新丰江水库,自1959年蓄水后,在库区周围地震频度逐渐增加,于1962年3月19日发生了一次6.4级地震,震中烈度达到8度,是已知最大水库地震之一。截至1972年,该区共记录了近26万次地震(图8-4)。又如,著名的埃及阿斯旺水库,坝高110m,库容达165亿m3,1960年正式开工,1964年截流蓄水,1968年正式投入运行。此地区在建库前历史上无地震,从1980年起出现小震、微震,于1981年11月在坝址西南60km库区发生了5.6级地震;于1982年同一地点又发生了5级和4.6级地震。
此外,因深井注水、地下抽水等也可触发地震。如美国科罗拉多州有一座落基山军工厂,为处理废水凿了一口3614m的深井,用高压注水于地下,于1962年发生频繁的地震。以后停止注水,地震活动减弱;恢复注水,地震又有所增加。
上述地震,特别是水库地震的成因引起人们极大关注。一般认为,在一定的有利于发震的地质构造条件(如有活动断层、密集或交叉的断裂存在,或在升降差异运动的过渡部位等)下,水库蓄水可诱发地震。除去人为因素诱发地震外,某些自然因素如太阳黑子活动期,阴历的朔、望期等,也容易诱发地震。各种触发机理正有待于人们深入研究。现代科学对地震的成因作了以下解释:
由于地球在不断运动和变化,逐渐积累了巨大的能量,在地壳某些脆弱地带,造成岩层突然发生破裂,或者引发原有断层的错动,这就是地震。

地震绝大部分都发生在地壳中。
地震共分为构造地震、火山地震、陷落地震和诱发地震四种。
构造地震是指在构造运动作用下,当地应力达到并超过岩层的强度极限时,岩层就会突然产生变形,乃至破裂,将能量一下子释放出来,就引起大地震动,这类地震被称为构造地震,占地震总数90%以上。
火山地震是指在火山爆发后,由于大量岩浆损失,地下压力减少或地下深处岩浆来不及补充,出现空洞,引起上覆岩层的断裂或塌陷而产生地震。这类地震数量不多,只占地震总数量7%左右。
陷落地震是由于地下溶洞或矿山采空区的陷落引起的局部地震。陷落地震都是重力作用的结果,规模小,次数更少,只占地震总数的3%左右。
人工地震和诱发地震是由于人工爆破,矿山开采,军事施工及地下核试验等引起的地震。由于人类的生产活动触发某些断层活动,引起的地震称诱发地震,主要有水库地震,深井抽水和注水诱发地震,核试验引发地震,采矿活动、灌溉等也能诱发地震。

地震(earthquake)就是地球表层的快速振动,在古代又称为地动。它就象刮风、下雨、闪电、山崩、火山爆发一样,是地球上经常发生的一种自然现象。 它发源于地下某一点,该点称为震源(focus)。振动从震源传出,在地球中传播。地面上离震源最近的一点称为震中,它是接受振动最早的部位。大地振动是地震最直观、最普遍的表现。在海底或滨海地区发生的强烈地震,能引起巨大的波浪,称为海啸。地震是极其频繁的,全球每年发生地震约500万次,对整个社会有着很大的影响。

【地震现象】

地震发生时,最基本的现象是地面的连续振动,主要是明显的晃动。极震区的人在感到大的晃动之前,有时首先感到上下跳动。这是因为地震波从地内向地面传来,纵波首先到达的缘故。横波接着产生大振幅的水平方向的晃动,是造成地震灾害的主要原因。1960年智利大地震时,最大的晃动持续了3分钟。地震造成的灾害首先是破坏房屋和构筑物,造成人畜的伤亡,如1976年中国河北唐山地震中,70%~80%的建筑物倒塌,人员伤亡惨重。地震对自然界景观也有很大影响。最主要的后果是地面出现断层和地裂缝。大地震的地表断层常绵延几十至几百千米,往往具有较明显的垂直错距和水平错距,能反映出震源处的构造变动特征(见浓尾大地震,旧金山大地震)。但并不是所有的地表断裂都直接与震源的运动相联系,它们也可能是由于地震波造成的次生影响。特别是地表沉积层较厚的地区,坡地边缘、河岸和道路两旁常出现地裂缝,这往往是由于地形因素,在一侧没有依托的条件下晃动使表土松垮和崩裂。地震的晃动使表土下沉,浅层的地下水受挤压会沿地裂缝上升至地表,形成喷沙冒水现象。大地震能使局部地形改观,或隆起,或沉降。使城乡道路坼裂、铁轨扭曲、桥梁折断。在现代化城市中,由于地下管道破裂和电缆被切断造成停水、停电和通讯受阻。煤气、有毒气体和放射性物质泄漏可导致火灾和毒物、放射性污染等次生灾害。在山区,地震还能引起山崩和滑坡,常造成掩埋村镇的惨剧。崩塌的山石堵塞江河,在上游形成地震湖。1923年日本关东大地震时,神奈川县发生泥石流,顺山谷下滑,远达5千米。

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