3.重現生機。火山爆發對自然景觀的影響十分深遠。土地是世界最寶貴的資源,因為它能孕育著各種動植物來供養萬物。

如果火山爆發能給農田蓋上不到20厘米厚的火山灰,對農民來說可真是喜從天降,因為這些火山灰富含養分,能使土地更加肥沃。

熔岩崩解後,雜草苔類開始冒出來。繩狀熔岩流過的山坡長出蕨類植物。火山灰讓周圍的土地肥沃,當地的葡萄年年豐收。

火山爆發呈現了大自然瘋狂的一麵。一座爆發中的火山,可能會流出灼熱的紅色熔岩流,或是噴出大量的火山灰和火山氣體。這樣的自然浩劫可能造成成千上萬人傷亡的慘劇,不過大多數火山爆發對生命和財產隻造成輕微的傷害。

火山爆發是世界各地都可能發生的自然災害,隻是有些地區發生得比較頻繁而已。

火山噴發的過程

火山噴出地表前的過程歸納為三個階段,即岩漿形成與初始上升階段、岩漿囊階段和離開岩漿囊到地表階段。

1.岩漿形成與初始上升階段。岩漿的產生必須有兩個過程:部分熔融和熔融體與母岩分離。實際上這兩種過程不大可能互相獨立,熔融體與母岩的分離可能在熔融開始產生時就有了。部分熔融是液體(即岩漿)和固體(結晶)的共存態,溫度升高、壓力降低和固相線降低均可產生部分熔融。當部分熔融物質隨地幔流上升時,在流動中也會產生液體和固體的分離現象,從而產生液體的移動乃至聚集,稱之為熔離。

2.岩漿囊階段。岩漿囊是火山底下充填著岩漿的區域,是地殼或上地幔岩石介質中岩漿相對富集的地方。

一般視為與油藏類似的岩石孔隙(或裂隙)中的高溫流體,通常認為在地幔柱內,岩漿隻占總體積的5%~30%。

從局部看,可以視為內部相對流通的液態集合。岩漿是由岩漿熔融體、揮發物、以及結晶體組成的混合物。

3.離開岩漿囊到地表階段。岩漿從岩漿源區一直到近地表的通路的上升,與岩漿囊的過剩壓力、通道的形成與貫通、以及岩漿上升中的結晶、脫氣過程有關。

當地殼中引張或引張一剪切應力大於當地岩石破裂強度時,便可能形成張性或張一剪性破裂。如若這些裂隙互相連通,就可以作為岩漿噴發的通道。

在線小知識

火山噴發可在短期內給人類和生命財產造成巨大的損失,它是一種災難性的自然現象。然而火山噴發後,它能提供豐富的土地、熱能和許多種礦產資源,還能提供旅遊資源。

地 震

概述

地震就是地球表層的快速振動,在古代又稱為地動。它就像刮風、下雨、閃電、山崩、火山爆發一樣,是地球上經常發生的一種自然現象。

它發源於地下某一點,該點稱為震源。振動從震源傳出,在地球中傳播。地麵上離震源最近的一點稱為震中,它是接受振動最早的部位。大地振動是地震最直觀、最普遍的表現。在海底或濱海地區發生的強烈地震,能引起巨大的波浪,稱為海嘯。地震是極其頻繁的,全球每年發生地震約500萬次,對整個社會有著很大的影響。

地震現象

地震發生時,最基本的現象是地麵的連續振動,主要是明顯的晃動。極震區的人在感到大的晃動之前,有時首先感到上下跳動。這是因為地震波從地內向地麵傳來,縱波首先到達的緣故。橫波接著產生大振幅的水平方向的晃動,是造成地震災害的主要原因。

1960年智利大地震時,最大的晃動持續了3分鍾。地震造成的災害首先是破壞房屋等構築物,造成人畜的傷亡,如1976年中國河北唐山地震中,70%~80%的建築物倒塌,人員傷亡慘重。

地震對自然界景觀也有很大影響。最主要的後果是地麵出現斷層和地裂縫。大地震的地表斷層常綿延幾十至幾百千米,往往具有較明顯的垂直錯距和水平錯距,能反映出震源處的構造變動特征。但並不是所有的地表斷裂都直接與震源的運動相聯係,它們也可能是由於地震波造成的次生影響。

特別是地表沉積層較厚的地區,坡地邊緣、河岸和道路兩旁常出現地裂縫,這往往是由於地形因素,在一側沒有依托的條件下晃動使表土鬆垮和崩裂。

地震的晃動使表土下沉,淺層的地下水受擠壓會沿地裂縫上升至地表,形成噴沙冒水現象。

大地震能使局部地形改觀,或隆起,或沉降;使城鄉道路坼裂、鐵軌扭曲、橋梁折斷。

地震的術語和相關知識

地球的結構就像雞蛋,可分為三層。中心層是“蛋黃”——地核;中間是“蛋清”——地幔;外層是“蛋殼”——地殼。地震一般發生在地殼之中。地球在不停地自轉和公轉,同時地殼內部也在不停地變化。由此而產生力的作用,使地殼岩層變形、斷裂、錯動,於是便發生地震。

從震中到震源的距離叫震源深度。震源深度小於70千米的地震為淺源地震,在70~300千米之間的地震為中源地震,超過300千米的地震為深源地震。震源深度最深的地震是1963年發生的印度尼西亞伊裏安查亞省北部海域的5.8級地震,震源深度786公裏。對於同樣大小的地震,由於震源深度不一樣,震閃就會不一樣,對地麵造成的破壞程度也不一樣。震源越淺,破壞性越大,波及範圍越小,反之亦然。

某地與震中的距離叫震中距。震中距小於100千米的地震稱為地方震,在100~1000千米之間的地震稱為近震,大於1000千米的地震稱為遠震,震中距越遠的地方受到的影響和破壞越小。

地震所引起的地麵振動是一種複雜的運動,它是由縱波和橫波共同作用的結果。在震中區,縱波使地麵上下顛動。橫波使地麵水平晃動。由於縱波傳播速度較快,衰減也較快,橫波傳播速度較慢,衰減也較慢,因此離震中較遠的地方,往往感覺不到上下跳動,但能感到水平晃動。

地震本身的大小,用震級表示。根據地震時釋放的彈性波能量大小來確定震級。我國一般采用裏氏震級。通常把小於2.5級的地震叫小地震,2.5~4.7級地震叫有感地震,大於4.7級地震稱為破壞性地震。震級每相差1級,地震釋放的能量相差約30倍。比如說,一個7級地震相當於30個6級地震,或相當於900個5級地震,震級相差0.1級,釋放的能量平均相差1.4倍。

當某地發生一個較大的地震時,在一段時間內,往往會發生一係列的地震,其中最大的一個地震叫作主震,主震之前發生的地震叫前震,主震之後發生的地震叫餘震。

地震具有一定的時空分布規律。從時間上看,地震有活躍期和平靜期交替出現的周期性現象。從空間上看,地震的分布呈一定的帶狀,稱地震帶,主要集中在環太平洋和地中海-喜馬拉雅兩大地震帶。

太平洋地震帶幾乎集中了全世界80%以上的淺源地震(0~70千米),全部的中源(70~300千米)和深源地震,所釋放的地震能量約占全部能量的80%。

地震時一定點地麵震動強弱的程度叫地震烈度。我國將地震烈度分為12度。

震級與烈度,兩者雖然都可反映地震的強弱,但含義並非一樣。同一個地震,震級隻有一個,但烈度卻因地而異,不同的地方,烈度值不一樣。

例如,1990年2月10日,常熟-太倉發生了5.1級地震。有人說在蘇州是4級,在無錫是3級,這是錯的。無論在何處,隻能說常熟-太倉發生了5.1級地震,但這次地震,在太倉的沙溪鎮地震烈度是6度,在蘇州地震烈度是4度,在無錫地震烈度是3度。

地震烈度是經常使用的一個名詞,主要是說明已經發生的地震影響的程度。劃分烈度有定性標準和定量標準。

地震起因

引起地球表層振動的原因很多,根據地震的成因,可以把地震分為以下幾種:

1.構造地震

由於地下深處岩層錯動、破裂所造成的地震稱為構造地震。這類地震發生的次數最多,破壞力也最大,約占全世界地震的90%以上。

2.火山地震

由於火山作用,如岩漿活動、氣體爆炸等引起的地震稱為火山地震。隻有在火山活動區才可能發生火山地震。這類地震隻占全世界地震的7%左右。

3.塌陷地震

由於地下岩洞或礦井頂部塌陷而引起的地震稱為塌陷地震。這類地震的規模比較小,次數也很少,即使有,也往往發生在溶洞密布的石灰岩地區或大規模地下開采的礦區。

4.誘發地震

由於水庫蓄水、油田注水等活動而引發的地震稱為誘發地震。這類地震僅僅在某些特定的水庫庫區或油田地區發生。

5.人工地震

地下核爆炸、炸藥爆破等人為引起的地麵振動稱為人工地震。人工地震是由人為活動引起的地震。如工業爆破、地下核爆炸造成的振動;在深井中進行高壓注水以及大水庫蓄水後增加了地殼的壓力,有時也會誘發地震。

破壞性地震一般是淺源地震。如1976年的唐山地震的震源深度為12公裏。

20世紀以來的八大最強地震

蘇門答臘島附近海域2004年12月26日早上8時左右,發生裏氏8.7級地震,這是自1900年以來人類曆史上發生的八大最強烈地震之一。以下是八次大地震的基本情況(按震級排列):

1.智利大地震(1960年5月22日):裏氏9.5級,發生在智利中部海域,並引發海嘯及火山爆發。此次地震共導致5000人死亡,200萬人無家可歸。

2.美國阿拉斯加大地震(1964年3月28日):裏氏9.2級,引發海嘯,導致125人死亡,財產損失達3.11億美元。阿拉斯加州大部分地區、加拿大育空地區及哥倫比亞等地都有強烈震感。

3.美國阿拉斯加大地震(1957年3月9日):裏氏9.1級,發生在美國阿拉斯加州安德裏亞島及烏那克島附近海域。地震導致休眠長達200年的維塞維朵夫火山噴發,並引發15米高的大海嘯,影響遠至夏威夷群島。

4.印尼大地震(2004年12月26日):裏氏9.0級,發生在位於印尼蘇門答臘島上的亞齊省。地震引發的海嘯席卷斯裏蘭卡、泰國、印度尼西亞及印度等國,導致約30萬人失蹤或死亡。

俄羅斯大地震(1952年11月4日):裏氏9.0級,此次地震引發的海嘯波及夏威夷群島,但沒有造成人員傷亡。

5.厄瓜多爾大地震(1906年1月31日):裏氏8.8級,發生在厄瓜多爾及哥倫比亞沿岸。地震引發強烈海嘯,導致1000多人死亡。中美洲沿岸、聖-費朗西斯科及日本等地都有震感。

6.印尼大地震(2005年3月28日):裏氏8.7級,震中位於蘇門答臘島以北海域,離三個月前發生9.0級地震位置不遠。造成1000人死亡,但並未引發海嘯。

美國阿拉斯加大地震(1965年2月4日):裏氏8.7級,地震引發高達10.7米的海嘯,席卷了整個舒曼雅島。

7.中國西藏大地震(1950年8月15日):裏氏8.6級,2000餘座房屋及寺廟被毀。至少有1500人死亡。這次大地震中,中印兩國共死亡約4000人。

8.俄羅斯大地震(1923年2月3日):裏氏8.5級,發生在俄羅斯堪察加半島。

俄羅斯千島群島(日本稱北方四島)大地震(1963年10月13日):裏氏8.5級,並波及日本及俄羅斯等地。

9.2011年3月11日,日本福島發生8級大地震。地震發生後隨之而來的海嘯造成了更大的破壞,給當地居民帶來災難外,還造成了可怕的核泄露。

在線小知識

在現代化城市中,如果地下管道破裂和電纜被切斷,就會造成停水、停電和通訊受阻。如果煤氣、有毒氣體和放射性物質泄漏,則可導致火災和毒物、放射性汙染等次生災害。

海 嘯

海嘯的成因

海嘯是一種具有強大破壞力的海浪。當地震發生於海底,因震波的動力而引起海水劇烈的起伏,形成強大的波浪,向前推進,將沿海地帶一一淹沒的災害,稱之為海嘯。

海嘯在許多西方語言中稱為“tsunami”,詞源自日語“津波”,即“港邊的波浪”(“津”即“港”)。這也顯示出了日本是一個經常遭受海嘯襲擊的國家。

海嘯通常由震源在海底下50千米以內、裏氏地震規模6.5以上的海底地震引起。海嘯波長比海洋的最大深度還要大,在海底附近傳播也沒受多大阻滯,不管海洋深度如何,波都可以傳播過去,海嘯在海洋的傳播速度大約每小時500~1000千米,而相鄰兩個浪頭的距離也可能遠達500~650千米。當海嘯波進入陸棚後,由於深度變淺,波高突然增大,它的這種波浪運動所卷起的海濤,波高可達數十米,並形成“水牆”。

由地震引起的波動與海麵上的海浪不同,一般海浪隻在一定深度的水層波動,而地震所引起的水體波動是從海麵到海底整個水層的起伏。

海嘯同風產生的浪或潮是有很大差異的。微風吹過海洋,泛起相對較短的波浪,相應產生的水流僅限於淺層水體。猛烈的大風能夠在遼闊的海洋卷起高度3米以上的海浪,但也不能撼動深處的水。而潮汐每天席卷全球兩次,它產生的海流跟海嘯一樣能深入海洋底部,但是海嘯並非由月亮或太陽的引力引起,它由海下地震推動所產生,或由火山爆發、隕星撞擊、或水下滑坡所產生。

海嘯波浪在深海的速度能夠超過每小時700千米,可輕鬆地與波音747飛機保持同步。雖然速度快,但在深水中海嘯並不危險,低於幾米的一次單個波浪在開闊的海洋中其長度可超過750千米,這種作用產生的海表傾斜如此之細微,以致這種波浪通常在深水中不經意間就過去了。海嘯是靜悄悄地不知不覺地通過海洋,然而如果出乎意料地在淺水中它會達到災難性的高度。

海嘯是一種具有強大破壞力的海浪。水下地震、火山爆發或水下塌陷和滑坡等大地活動都可能引起海嘯。

地震發生時,海底地層發生斷裂,部分地層出現猛然上升或者下沉,由此造成從海底到海麵的整個水層發生劇烈“抖動”。

這種“抖動”與平常所見到的海浪大不一樣。海浪一般隻在海麵附近起伏,涉及的深度不大,波動的振幅隨水深衰減得很快。地震引起的海水“抖動”則是從海底到海麵整個水體的波動,其中所含的能量驚人。

海嘯時掀起的狂濤駭浪,高度可達10多米至幾十米不等,形成“水牆”。

另外,海嘯波長很大,可以傳播幾千公裏而能量損失很小。由於以上原因,如果海嘯到達岸邊,“水牆”就會衝上陸地,對人類生命和財產造成嚴重威脅。

在一次震動之後,震蕩波在海麵上以不斷擴大的圓圈,傳播到很遠的距離,正像卵石掉進淺池裏產生的波一樣。

水下地震、火山爆發或水下塌陷和滑坡等激起的巨浪,在湧向海灣內和海港時所形成的破壞性的大浪稱為海嘯。破壞性的地震海嘯,隻在垂直斷層、裏氏震級大於6.5級的條件下才能發生。當海底地震導致海底變形時,變形地區附近的水體產生巨大波動,海嘯就產生了。

海嘯的傳播速度與它移行的水深成正比。在太平洋,海嘯的傳播速度一般為每小時二三百千米到1000多千米。海嘯不會在深海大洋上造成災害,正在航行的船隻甚至很難察覺這種波動。海嘯發生時,越在外海越安全。

一旦海嘯進入大陸架,由於深度急劇變淺,波高驟增,可達20~30米,這種巨浪可帶來毀滅性災害。

海嘯來襲之前,海潮為什麼先是突然退到離沙灘很遠的地方,一段時間之後海水才重新上漲?

大多數情況下,出現海麵下落的現象都是因為海嘯衝擊波的波穀先抵達海岸。波穀就是波浪中最低的部分。它如果先登陸,海麵勢必下降。同時,海嘯衝擊波不同於一般的海浪,其波長很大,因此波穀登陸後,要隔開相當一段時間,波峰才能抵達。

另外,這種情況如果發生在震中附近,那可能是另一個原因造成的:地震發生時,海底地麵有一個大麵積的抬升和下降。這時,地震區附近海域的海水也隨之抬升和下降,然後形成海嘯。

海嘯的類型

海嘯可分為4種類型。即由氣象變化引起的風暴潮、火山爆發引起的火山海嘯、海底滑坡引起的滑坡海嘯和海底地震引起的地震海嘯。中國地震局提供的材料說,地震海嘯是海底發生地震時,海底地形急劇升降變動引起海水強烈擾動。其機製有兩種形式:“下降型”海嘯和“隆起型”海嘯。

“下降型”海嘯:某些構造地震引起海底地殼大範圍的急劇下降,海水首先向突然錯動下陷的空間湧去,並在其上方出現海水大規模積聚,當湧進的海水在海底遇到阻力後,即返回海麵產生壓縮波,形成長波大浪,並向四周傳播與擴散,這種下降型的海底地殼運動形成的海嘯在海岸首先表現為異常的退潮現象。1960年智利地震海嘯就屬於此種類型。

“隆起型”海嘯:某些構造地震引起海底地殼大範圍的急劇上升,海水也隨著隆起區一起抬升,並在隆起區域上方出現大規模的海水積聚,在重力作用下,海水必須保持一個等勢麵以達到相對平衡,於是海水從波源區向四周擴散,形成洶湧巨浪。這種隆起型的海底地殼運動形成的海嘯波在海岸首先表現為異常的漲潮現象。1983年5月26日,日本海7.7級地震引起的海嘯屬於此種類型。

危害:劇烈震動之後不久,巨浪呼嘯,以摧枯拉朽之勢,越過海岸線,越過田野,迅猛地襲擊著岸邊的城市和村莊,瞬時人們都消失在巨浪中。

港口所有設施、被震塌的建築物,在狂濤的洗劫下,被席卷一空。事後,海灘上一片狼藉,到處是殘木破板和人畜屍體。地震海嘯給人類帶來的災難是十分巨大的。目前,人類對地震、火山、海嘯等突如其來的災變,隻能通過預測、觀察來預防或減少它們所造成的損失,但還不能控製它們的發生。