世界上第一台地動儀
世界上第一台地動儀(候風地動儀)是我國東漢科學家張衡發明的,於公元138年記錄到隴西大地震。
張衡,字平子(公元78~139年),今河南南陽石橋鎮人,是東漢時期具有樸素唯物主義思想的傑出的自然科學家。他於公元132年發明了世界上第一台觀測和記錄地震的儀器——地動儀。
根據曆史資料,張衡的一生正處在地震活動比較頻繁的年代,從公元96年到125年的30年中,就有23年發生過比較大的地震,特別是公元119年,一年之內就發生了兩次地震。張衡在總結勞動人民智慧的基礎上,通過反複實踐,才創製了這一台地動儀。
地動儀是以精銅鑄成,圓徑八尺,合蓋隆起,形似酒樽,飾以篆文山龜鳥獸之形。中有都柱,傍行八道,施關發機。外有八龍,首銜銅丸,下有蟾蜍,張口承之。其牙機巧製,皆隱在尊中,覆蓋周密無際。如有地動,尊則振龍,機發吐丸,而蟾蜍銜之。振聲激揚,伺者因此覺知。雖一龍發機,而七首不動,尋其方麵,乃知方向。
地震預報
地震預報是指用科學的思路和方法,對未來地震(主要指強烈地震)的發震時間、地點和強度(震級)做出預報。地震預報分為“長、中、短、臨”不同時期的預報。其中,長期預報是對10年左右甚至更長時期地震危險區及其地震強度預測;中期預報是1年至數年內地震危險區及其地震強度預測;短期預報是震前半個月至數月的地震預報;臨震預報則是幾天至十幾天的地震預報。
根據對地震規律的認識,實現地震預測的基礎是認識地震孕育的物理過程及在此過程中地殼岩石物理性質和力學狀態的變化。
地震是大地構造活動的結果,所以地震的發生必然和一定的構造環境有關。
同時,地震不是孤立發生的,它隻是整個構造活動過程中的一個事件,在這個事件之前,還會發生其他事件。如果能確認地震前所發生的事件,就可以利用它作為前兆來預測地震。另外,地震的發生又帶有隨機性。在積累著的構造應力作用下,岩石在何時、何處發生破裂,決定於局部構造中的薄弱點及其性質,而對這些薄弱點的分布和性質常常不能清楚了解。此外,地震還可能受一些未知因素的影響,而這些因素就有可能改變最後的結果,因此,預測地震有時就歸結為估計地震發生的概率問題。
根據以上這些考慮,主要依靠下述三個方麵:地震地質、地震統計和地震前兆。它們是相互依存的,因而要配合使用,綜合考慮。
地震地質方法是以地震發生的地質構造條件為基礎,宏觀地估計地點和強度的一個途徑。可用這種方法在大麵積上劃分未來地震的危險地帶,確定不同強度的危險地區,這種方法叫做地震區域劃分。由於時間尺度不明確,地震的時間預測不能依靠這一方法。
地震統計方法是從以往發生的地震中去探索可能存在的統計規律,估計地震的危險性,求出發生某種強度的地震的概率。統計方法的可靠程度決定於資料的豐富程度。中國曆史悠久,地震資料記載翔實,豐富的史料可以為我國的地震預測提供有意義的判斷依據。
地震前兆方法是根據地震前兆現象預測未來地震的時間、地點與強度的方法。此方法的著眼點是地震發生的地質條件和在比較大的空間、時間尺度內地震活動的變化。統計方法所指出的隻是地震發生的概率和地震活動的某種“平均”狀態。若要明確地預測地震的發生地點、強度和時間,還是要靠地震的前兆,所以尋找地震前兆是地震預測的核心問題。為了取得可靠的地震前兆,必須開展長期、廣泛的觀測和研究。
地震預報的目的就是減輕地震災害,特別是解除地震對人類生命安全的威脅。因此,它應當具有高度的可靠性和準確性,虛報會引起社會不必要的恐慌,同樣會帶來損失。但可靠的地震預測是非常困難的,因為人類至今對地震的成因和規律還認識得很不夠,在最好的情況下也隻能做出很粗略的估計。
地震前的先兆
岩體在地應力作用下,在地應力逐漸積累、加強的過程中,會引起震源及附近物質發生物理、化學、生物、氣象等一係列異常變化。我們稱這些與地震孕育、發生有關聯的異常變化現象為地震前兆(也稱地震異常),它包括地震微觀異常和地震宏觀異常兩大類。
地震的宏觀異常
人的感官能直接覺察到的地震異常現象稱為地震的宏觀異常。地震宏觀異常的表現形式多樣且複雜,異常的種類多達幾百種,異常的現象多達幾千種,大體可分為地下水異常、生物異常、地聲異常、地光異常、電磁異常、氣象異常等。
1.地下水異常
地下水包括井水、泉水等。主要異常有發渾、冒泡、翻花、升溫、變色、變味、突升、突降、井孔變形、泉源突然枯竭或湧出等。當然,地下水出現異常與許多原因有關,並不是地下水異常就一定是地震引起的。另外,百姓根據在平日中積累的生活經驗,總結出幾條民間諺語: