正文 第8章 大自然之地震(3 / 3)

此次地震由於大規模的冰崩、山崩、地裂、泥石流、地滑、塌陷等,使距震中160公裏以內的鐵路、公路、城鎮、村莊均遭受劇烈破壞,還使長近1000公裏,寬300公裏廣闊區域內的地殼產生形變。自科迪亞克主苡爾迪茲一線以北的廣大地麵下陷約12米,而此線以南的廣大地麵卻不斷上升,如蒙塔格島南端上升了11.6米,該島還向東南方向移動了15米,同時出現了近60公裏長的斷層,其斷層崖麵的高度超過11米。大地震後,當年內發生的500多次4級以上的餘震和50餘次6級以上的強餘震都出現在發生地麵變形的地區。

災難中的溫馨:1964年大地震發生時,阿拉斯加州大雪冰封。最令人感到驚異的是,如此巨大的破壞,竟然沒有發生一起搶劫,沒有出現任何混亂。當新聞記者趕來時,看到一個麵容憔悴、破衣爛衫、滿眼血絲、連續40多個小時沒合眼的警察,他平靜、不失幽默、不失禮貌地同記者打了個招呼:“先生們,早安!歡迎你們到這個地獄來!”給新聞記者們留下了深刻的印象。

兩次地震對美國地震預測工作的影響:美國在1964年阿拉斯加8.5級大地震之前並不十分重視地震預測工作。阿拉斯加大地震後,美國開始重視並逐漸加強地震預測研究。1965年普雷斯等人提出了地震預測和防止地震災害研究10年計劃。1977年美國國會通過了“減輕地震災害法案”,把地震預測工作列為美國政府地震研究的正式目標。

1965年地震概況:1965年2月4日,美國阿拉斯加州的拉特島發生地震,震中位於西經178.5度,北緯51.21度,震級為裏氏8.7級。地震引發了高達10.7米的海嘯,席卷了整個舒曼雅島。

5.環太平洋火山地震帶

環太平洋火山地震帶,包括太平洋東麵、北美洲和南美洲的西部山地,以及南、北美之間的加勒比-安的列斯地區,環太平洋火山地震帶是世界最大的火山地震帶,麵積占世界火山地震帶的一半,經常發生火山活動或地震。其中阿拉斯加是地殼中最不穩定的“環太平洋地震帶”的組成部分,很容易突然發生火山噴發和地震。

分布於瀕臨太平洋的大陸邊緣與島嶼。從南美西海岸安第斯山開始,向南經南美洲南端、馬爾維納斯群島(福克蘭群島)到南喬治亞島;向北經墨西哥、北美洲西岸、阿留申群島、堪察加半島、千島群島到日本群島;然後分成兩支,一支向東南經馬裏亞納群島、關島到雅浦島,另一支向西南經琉球群島、我國台灣、菲律賓到蘇拉威西島,與地中海-印尼地震帶彙合後,經所羅門群島、新赫布裏底群島、斐濟島到新西蘭。其基本位置和環太平洋火山帶相同,但影響範圍較火山作用帶稍寬,連續成帶性也更明顯。這條地震帶集中了世界上80%的地震,包括大量的淺源地震、90%的中源地震、幾乎所有深源地震和全球大部分的特大地震。

成因:環太平洋火山帶的直接成因是板塊的移動和碰撞,其東部是由於納斯卡板塊和可可斯板塊潛沒於向西移動的南美洲板塊之下;太平洋板塊的一部分以及細小的胡安德富卡板塊則潛沒於北美洲板塊之下。向西北移動的太平洋板塊的東北部分潛沒於阿留申群島弧之下,較西的部分則潛沒於堪察加-千島群島弧之下;太平洋板塊的南麵部分情況較複雜,一些麵積較小的板塊從馬裏亞納群島、菲律賓、布幹維爾島、湯加和新西蘭與其碰撞。印尼位於環太平洋火山帶及阿爾卑斯帶之間,東北部的島嶼包括新幾內亞靠近環太平洋火山帶;南部及西部的蘇門答臘、爪哇、峇裏、弗洛裏斯島及帝汶島則靠近阿爾卑斯帶。

加利福尼亞非常活躍的聖安德列斯斷層是一轉換斷層,抵銷了一部分在美國和墨西哥之西南的東太平洋隆起,該斷層引起許多小型地震,大約一天數起,其中大多是無感地震。

不列顛哥倫比亞和育空地帶是環太平洋火山帶的一個較大的火山活動範圍。這裏火山活動的劇烈,是因為當太平洋板塊與北美洲板塊磨擦,岩石廣泛地爆裂並產生斷層,情況與太平洋板塊在日本、菲律賓及印尼潛沒並形成火山不同。加拿大最大的火山位於這個地區。

埃齊紮山是一個大型的火山複合體,在過去數千年曾有幾次爆發紀錄,形成了一些火山渣錐和溶岩流。其他活躍的火山包括胡度山等。

6.海底地震

地震是地下岩石突然斷裂而發生的急劇運動。岩石圈板塊沿邊界的相對運動和相互作用是導致海底地震的主要原因。海底地震分布規律和發生機製的研究,是板塊構造理論的重要支柱。海底地震及其所引起的海嘯,給人類帶來災難。

海底地震主要分布在活動大陸邊緣和大洋中脊,分別相當於洋殼的俯衝破壞與擴張新生地帶。兩帶的地震活動性質截然不同。活動大陸邊緣地震帶。位於板塊俯衝邊界,主體是環太平洋地震帶,此外還包括印度洋爪哇海溝附近,大西洋波多黎各海溝及南桑威奇海溝附近的地震帶。環太平洋地震帶釋放的地震能量約占全球總量的80%。這裏既有淺源(<70千米)地震,也有中源(70-300千米)地震和深源(300-700千米)地震,地震帶較寬。震源深度通常自洋側(海溝附近)向陸側加深,構成一傾斜的震源帶,稱貝尼奧夫帶。全球幾乎所有的深源地震,以及大多數的中、淺源地震都發生在板塊俯衝邊界。全球最大震級(8.9級)即發生在這裏。大洋中脊地震帶。該處為分離型板塊邊界,隻有淺源地震,地震帶狹窄、連續,寬度僅數十千米,釋放的地震能量占全球總量的5%。

海底地震引發海嘯因素諸多,但主要因素有4個:首先,地震震級大。若地震震級小,則不足以激發海麵至海底整個水體波動;其次,地震機製。當海底地震機製為傾滑型地震時,亦即斷層上下錯動的地震,容易激發海嘯;再次,海底地震震源淺,易激發海嘯;第四,震源破裂過程。當地震發生在海底深部時,海嘯僅在開闊的海麵傳播,海浪波動幅度並不大,一般不具殺傷力,隻是當它逼進海岸時,波浪猛然抬升,才形成巨大的破壞力。

7.地光

地光

地光是指大地震時人們用肉眼觀察到的天空發光的現象。地光在文獻中有不少記載。1965-1967年,日本鬆代地震群期間,就留下難得的地光照片。中國1975年遼寧海城地震和1976年河北唐山地震,震前的地光現象非常突出。地光出現的時間大多與地震同時,但也有在震前幾小時和震後短時間內看到的。其形狀有帶狀光、閃光、柱狀光、片狀光等。顏色也是多種多樣的。低空大氣中出現的片狀光、弧狀光和帶狀光等多為青白色,地麵上冒出的火球、火團則多為紅色。關於地光的成因說法不一,尚無定論。一般認為,震前低空大氣的發光是一種氣體放電現象。有的認為岩石中石英晶體的壓電效應能產生強電場;有的認為地下水流動能產生高電壓。有人認為,火球式的地光是地下逸出的天然氣在近地表處的爆發式點燃。

由地震引起的發光現象,稱之為地光。地震發生前為什麼會產生地光呢?研究結果表明,當地震快發生時,由於地下岩石發生破裂、錯斷,岩石間產生相對摩擦滑動等而產生一種電磁效應作用,從而造成一個較大範圍的放電現象,並沿著斷裂縫隙通向大氣層,在低空引起大氣電離和發光現象。

一般情況下,地光大都在地震發生前幾分鍾到數小時出現,也有少數地震後出現的。地光的顏色有多種多樣,有白裏發藍的、紅色的、紫色的、白色的,也有的是黃色和綠色的,其中以白裏發藍的為多,有點象電焊火光那種樣子。地光在空中持續的時間一般為幾秒到數分鍾之間。在夜間,即使離地光出現地點較遠的地方,也是能夠看得清楚的。地光在地表上空的高度一般為幾米到幾十米不等,其表現形式因地震類型和地點不同,在空中的幾何形狀也不盡相同,有的以條帶狀在空中出現,有的以圓弧狀出現,也有的以火柱狀出現,還有的以一連串火球狀出現,形似信號彈升向天空。

一般情況下,小地震不易引起地光現象,隻有那些比較大的地震才可引起地光現象。由於一次大地震影響範圍很大,因此,當有地光發生時,即使人們離地光發生處較遠,也是可以看得到它的。例如唐山地震時,居住北京地區的人就曾看到過唐山地震引起的地光。

地光的來臨,往往預示著大震很快就要發生了,如果此時能夠迅速果斷地采取一些避震措施,是有可能躲開地震災害的。例如1975年2月4日海城地震前,一列從大連開往北京的客車,在行駛途中司機突然發現列車前方有大片紫紅色的耀眼亮光,司機馬上聯想到可能是地光,於是采取措施,緊急停車,列車剛剛停穩,大地震就發生了,從而避免了一場車翻人亡的重大事故。

應當指出,有時雷電和施工現場在夜間常常會造成電弧光現象,因此,不能盲目地把一切“閃光”現象都歸結為地光,否則,就會引起不必要的慌亂,帶來不應有的麻煩。

8.古浪地震

1927年5月23日,古浪發生8級地震。地震波及甘肅、青海、陝西等地。武威、塔兒莊、張義堡、黑鬆驛、黃羊川等地破壞極為嚴重。古浪縣城受到嚴重破壞。據古浪縣誌記載:“是日將曉,初震一次,其勢尚微,……甫逾片刻,二次又來,霹靂一聲,穀應山鳴,數十丈之黃塵,繚繞空中,轉瞬天地異色,日月無光,城郭廬舍化為烏有,山河改觀,閭巷莫辨,號痛之聲,遠聞數裏,號稱三百戶之縣城,壓死男女七八百口,全城房屋,頹倒無遺。……統計城鄉之(死亡)人口四千有餘,牛羊馬(死亡)匹數達三萬。”雙塔地區田地裂縫很多,平地沉陷一條寬約5米,長約200米的大溝。水峽口大佛寺倒塌,廟內石碑全向西北扭轉倒下。《盛京時報》記載了武威縣城及周圍地區遭受地震破壞的殘酷情況:“地忽大震,一時山穀崩裂,日暗無光,城市廬舍倒塌者十之六七,繁富之區,化為丘墟,數千年之古跡,同時浩劫,哭聲震動天地,萬井為之無煙,曆來震災未有若此之殘酷劇烈者。茲經詳細調查僅武威一縣,計壓斃人口三萬五千四百九十五(原有人口八萬多),牛馬羊畜二十二萬二千零九十五頭,倒塌村莊一萬九千三百九十九座,房舍四十一萬八千四百四十二間,崩裂田地約十二萬三千六百六十九畝餘,其餘雜物等件,傷損不可數計。”當時世界大多數地震台,如上海徐家彙台、列寧格勒台、蘇黎世台、斯特拉斯堡台等十幾個台站都清楚地記錄到了這次地震。

9.地震波

由地震震源發出的在地球介質中傳播的彈性波。地震發生時,震源區的介質發生急速的破裂和運動,這種擾動構成一個波源。由於地球介質的連續性,這種波動就向地球內部及表層各處傳播開去,形成了連續介質中的彈性波。

地震波是指從震源產生向四外輻射的彈性波。地球內部存在著地震波速度突變的基幹界麵、莫霍麵和古登堡麵,將地球內部分為地殼、地幔和地核三個圈層。

地震被按傳播方式分為三種類型:縱波、橫波和麵波。縱波是推進波,地殼中傳播速度為5.5-7千米/秒,最先到達震中,又稱P波,它使地麵發生上下振動,破壞性較弱。橫波是剪切波:在地殼中的傳播速度為3.2-4.0千米/秒,第二個到達震中,又稱S波,它使地麵發生前後、左右抖動,破壞性較強。麵波又稱L波,是由縱波與橫波在地表相遇後激發產生的混合波。其波長大、振幅強,隻能沿地表麵傳播,是造成建築物強烈破壞的主要因素。

地球介質,包括表層的岩石和地球深部物質,都不是完全彈性體,但因地球內部有很高的壓力,地震波的傳播速度很大,波動給介質帶來的應力和應變是瞬時的,能量的消耗很小,因此可以近似地把地震波看作彈性波。

從震源發出的波動有兩種成分:一種代表介質體積的漲縮,稱為漲縮波,其質點振動方向與傳播方向一致,所以又稱縱波。另一種成分代表介質的變形,稱為畸變波,其質點振動方向與傳播方向垂直,所以又稱橫波。縱波的傳播速度較快,在遠離震源的地方這兩種波動就分開,縱波先到,橫波次之。因此縱波又稱P波,橫波又稱S波。在沒有邊界的均勻無限介質中,隻能有P波和S波存在,它們可以在三維空間中向任何方向傳播,所以叫做體波。但地球是有限的,有邊界的。在界麵附近,體波衍生出另一種形式的波,它們隻能沿著界麵傳播,隻要離開界麵即很快衰減,這種波稱為麵波。麵波有許多類型,它們的傳播速度比體波慢,因此常比體波晚到,但振幅往往很大,振動周期較長。如果地震的震源較深,震級較小,則麵波就不太發育。

波速隨頻率或波長而變化,這種現象叫做頻散。在完全彈性的平行層介質中,由於各種類型的波的疊加,在地表觀察到的麵波頻散是幾何原因造成的。在地球內部,由於介質的不均勻性和非完全彈性,會導致體波的頻散,這是物理原因造成的。由於頻散,波形在傳播過程中會發生變化。例如在震源處發出的一個脈衝,在遠處就可以散成一個波列。

將地球介質看成完全彈性體隻是一種近似。精密的觀測表明,地震波在傳播中的能量消耗有時是不能忽略的。在一定觀測點,波的振幅A隨時間t衰減可用A=Aoe-rx表示,r為時間衰減係數,Ao為初始振幅。波傳播x距離後,因能量損耗而導致振幅的減小,可用表示,a為距離衰減係數。表示能量消耗的另一個重要參數Q稱為品質因子,其定義是:E是一定體積的介質在一個周期的時間內所存儲的最大應變能,E是同一時間內所消耗的能量。因為Q值對頻率的依賴關係比r或a弱得多,所以被普遍采用。由於波的散射也會引起地震波的能量消耗。

地震波在通過不同介質的界麵時也能發生折射和反射現象,隻是它的折射和反射比光波的折射和反射更加複雜。例如在P波入射的情況下,不但有折射P波和反射P波,同時還會出現折射的S波成分和反射的S波成分。

一般而言我們可將波分成橫波及縱波。橫波又稱機械波即波前進的方向與介質振動的方向是垂直的。而縱波又稱疏密波,既波前進的方向與介質振動的方向是平行的。而地震的p及s波是以英文的簡寫而成。p代表primarywave,primary有先到達的意思,也就是說p波的波速比較快,而s代表secondarywave即第二到達的波。所以地震發生時你會先感覺到p波,而後才會感受到s波。而我們所謂p波就是縱波,波速大約7-8km/s,而s波為橫波,波速約4-5km/s。地震發生時的p波造成我們的感覺是上下振動的,但時間維持較短,強度也要小,所以你不注意有時是感覺不出來的。而s波則是我們都知道的左右搖晃。