7.8級(jí)地震有多大？ 用實(shí)例比喻下

【專家解說(shuō)】：【基本資料】 地震(earthquake)就是地球表層的快速振動(dòng)，在古代又稱為地動(dòng)。它就象刮風(fēng)、下雨、閃電、山崩、火山爆發(fā)一樣，是地球上經(jīng)常發(fā)生的一種自然現(xiàn)象。 它發(fā)源于地下某一點(diǎn)，該點(diǎn)稱為震源(focus)。振動(dòng)從震源傳出，在地球中傳播。地面上離震源最近的一點(diǎn)稱為震中，它是接受振動(dòng)最早的部位。大地振動(dòng)是地震最直觀、最普遍的表現(xiàn)。在海底或?yàn)I海地區(qū)發(fā)生的強(qiáng)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(fā)生地震約500萬(wàn)次，對(duì)整個(gè)社會(huì)有著很大的影響。 【地震現(xiàn)象】 地震發(fā)生時(shí)，最基本的現(xiàn)象是地面的連續(xù)振動(dòng)，主要是明顯的晃動(dòng)。極震區(qū)的人在感到大的晃動(dòng)之前，有時(shí)首先感到上下跳動(dòng)。這是因?yàn)榈卣鸩◤牡貎?nèi)向地面?zhèn)鱽?lái)，縱波首先到達(dá)的緣故。橫波接著產(chǎn)生大振幅的水平方向的晃動(dòng)，是造成地震災(zāi)害的主要原因。1960年智利大地震時(shí)，最大的晃動(dòng)持續(xù)了3分鐘。地震造成的災(zāi)害首先是破壞房屋和構(gòu)筑物，造成人畜的傷亡，如1976年中國(guó)河北唐山地震中，70％～80％的建筑物倒塌，人員傷亡慘重。地震對(duì)自然界景觀也有很大影響。最主要的后果是地面出現(xiàn)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(cuò)距和水平錯(cuò)距，能反映出震源處的構(gòu)造變動(dòng)特征（見(jiàn)濃尾大地震，舊金山大地震）。但并不是所有的地表斷裂都直接與震源的運(yùn)動(dòng)相聯(lián)系，它們也可能是由于地震波造成的次生影響。特別是地表沉積層較厚的地區(qū)，坡地邊緣、河岸和道路兩旁常出現(xiàn)地裂縫，這往往是由于地形因素，在一側(cè)沒(méi)有依托的條件下晃動(dòng)使表土松垮和崩裂。地震的晃動(dòng)使表土下沉，淺層的地下水受擠壓會(huì)沿地裂縫上升至地表，形成噴沙冒水現(xiàn)象。大地震能使局部地形改觀，或隆起，或沉降。使城鄉(xiāng)道路坼裂、鐵軌扭曲、橋梁折斷。在現(xiàn)代化城市中，由于地下管道破裂和電纜被切斷造成停水、停電和通訊受阻。煤氣、有毒氣體和放射性物質(zhì)泄漏可導(dǎo)致火災(zāi)和毒物、放射性污染等次生災(zāi)害。在山區(qū)，地震還能引起山崩和滑坡，常造成掩埋村鎮(zhèn)的慘劇。崩塌的山石堵塞江河，在上游形成地震湖。1923年日本關(guān)東大地震時(shí)，神奈川縣發(fā)生泥石流，順山谷下滑，遠(yuǎn)達(dá)5千米。 【全球兩大地震帶】 環(huán)太平洋地震帶：分布在太平洋周圍，像一個(gè)巨大的花環(huán)，把大陸與海洋分隔開(kāi)來(lái)。 地中?！柴R拉雅地震帶：從地中海向東，一支經(jīng)中亞至喜馬拉雅山，然后向南經(jīng)我國(guó)橫斷山脈，過(guò)緬甸，呈弧形轉(zhuǎn)向東，至印度尼西亞，另一支從中亞向東北延伸，至堪察加，分布比較零散。 我國(guó)地處全球兩大地震帶之間，是一個(gè)多地震國(guó)家，地震帶主要分布在：東南—臺(tái)灣和福建沿海一帶，華北—太行山沿線和京津唐渤地區(qū)，西南—青藏高原、云南和四川西部，西北—新疆和陜甘寧部分地區(qū)。 地震震級(jí)和烈度 地震研究部門在報(bào)道某地區(qū)發(fā)生的地震時(shí)，往往要冠以發(fā)生了XX級(jí)的地震，烈度達(dá)到X度等等。地震的震級(jí)和烈度并不是一回事。 震級(jí)是指地震的大小；是以地震儀測(cè)定的每次地震活動(dòng)釋放的能量多少來(lái)確定的。 我國(guó)目前使用的震級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，是國(guó)際上通用的里氏分級(jí)表，共分9個(gè)等級(jí)，在實(shí)際測(cè)量中，震級(jí)則是根據(jù)地震儀對(duì)地震波所作的記錄計(jì)算出來(lái)的。地震愈大，震級(jí)的數(shù)字也愈大，震級(jí)每差一級(jí)，通過(guò)地震被釋放的能量約差30倍。 烈度是指地震在地面造成的實(shí)際影響，表示地面運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度，也就是破壞程度。影響烈度的因素有震級(jí)、距震源的遠(yuǎn)近、地面狀況和地層構(gòu)造等。 一次地震只有一個(gè)震級(jí)，而在不同的地方會(huì)表現(xiàn)出不同的強(qiáng)度，也就是破壞程度。影響烈度的因素有震級(jí)、距震源的遠(yuǎn)近、地面狀況和地層構(gòu)造等。 一次地震只有一個(gè)震級(jí)，而在不同的地方會(huì)表現(xiàn)出不同的烈度。烈度一般分為12°，它是根據(jù)人們的感覺(jué)和地震時(shí)地表產(chǎn)生的變動(dòng)，還有對(duì)建筑物的影響來(lái)確定的。 一般情況下僅就烈度和震源、震級(jí)間的關(guān)系來(lái)說(shuō)，震級(jí)越大震源越淺、烈度也越大。 震級(jí) 震級(jí)是表征地震強(qiáng)弱的量度，通常用字母M表示，它與地震所釋放的能量有關(guān)。一個(gè)6級(jí)地震釋放的能量相當(dāng)于美國(guó)投擲在日本廣島的原子彈所具有的能量。震級(jí)每相差1.0級(jí)，能量相差大約30倍；每相差2.0級(jí)，能量相差約900倍。也就是說(shuō)，一個(gè)6級(jí)地震相當(dāng)于30個(gè)5級(jí)地震，而1個(gè)7級(jí)地震則相當(dāng)于900個(gè)5級(jí)地震。目前世界上最大的地震的震級(jí)為8.9級(jí)。 按震級(jí)大小可把地震劃分為以下幾類： 弱震震級(jí)小于3級(jí)。如果震源不是很淺，這種地震人們一般不易覺(jué)察。 有感地震震級(jí)等于或大于3級(jí)、小于或等于4.5級(jí)。這種地震人們能夠感覺(jué)到，但一般不會(huì)造成破壞。 中強(qiáng)震震級(jí)大于4.5級(jí)、小于6級(jí)。屬于可造成破壞的地震，但破壞輕重還與震源深度、震中距等多種因素有關(guān)。 強(qiáng)震震級(jí)等于或大于6級(jí)。其中震級(jí)大于等于8級(jí)的又稱為巨大地震。 以上發(fā)震時(shí)刻、震級(jí)、震中統(tǒng)稱為“地震三要素”。 地震烈度 同樣大小的地震，造成的破壞不一定相同；同一次地震，在不同的地方造成的破壞也不一樣。為了衡量地震的破壞程度，科學(xué)家又“制作”了另一把“尺子”一地震烈度。地震烈度與震級(jí)、震源深度、震中距，以及震區(qū)的土質(zhì)條件等有關(guān)。 一般來(lái)講，一次地震發(fā)生后，震中區(qū)的破壞最重，烈度最高；這個(gè)烈度稱為震中烈度。從震中向四周擴(kuò)展，地震烈度逐漸減小。 所以，一次地震只有一個(gè)震級(jí)，但它所造成的破壞，在不同的地區(qū)是不同的。也就是說(shuō)，一次地震，可以劃分出好幾個(gè)烈度不同的地區(qū)。這與一顆炸彈爆后，近處與遠(yuǎn)處破壞程度不同道理一樣。炸彈的炸藥量，好比是震級(jí)；炸彈對(duì)不同地點(diǎn)的破壞程度，好是烈度。 我國(guó)把烈度劃分為十二度，不同烈度的地震，其影響和破壞大體如下： 小于三度人無(wú)感覺(jué)，只有儀器才能記錄到； 三度在夜深人靜時(shí)人有感覺(jué)； 四～五度睡覺(jué)的人會(huì)驚醒，吊燈搖晃； 六度器皿傾倒，房屋輕微損壞； 七～八度房屋受到破壞，地面出現(xiàn)裂縫； 九～十度房屋倒塌，地面破壞嚴(yán)重； 十一～十二度毀滅性的破壞； 例如，1976年唐山地震，震級(jí)為7.8級(jí)，震中烈度為十一度；受唐山地震的影響，天津市地震烈度為八度，北京市烈度為六度，再遠(yuǎn)到石家莊、太原等就只有四至五度了。 地震縱波和橫波 我們最熟悉的波動(dòng)是觀察到水波。當(dāng)向池塘里扔一塊石頭時(shí)水面被擾亂，以石頭入水處為中心有波紋向外擴(kuò)展。這個(gè)波列是水波附近的水的顆粒運(yùn)動(dòng)造成的。然而水并沒(méi)有朝著水波傳播的方向流；如果水面浮著一個(gè)軟木塞，它將上下跳動(dòng)，但并不會(huì)從原來(lái)位置移走。這個(gè)擾動(dòng)由水粒的簡(jiǎn)單前后運(yùn)動(dòng)連續(xù)地傳下去，從一個(gè)顆粒把運(yùn)動(dòng)傳給更前面的顆粒。這樣，水波攜帶石擊打破的水面的能量向池邊運(yùn)移并在岸邊激起浪花。地震運(yùn)動(dòng)與此相當(dāng)類似。我們感受到的搖動(dòng)就是由地震波的能量產(chǎn)生的彈性巖石的震動(dòng)。 假設(shè)一彈性體，如巖石，受到打擊，會(huì)產(chǎn)生兩類彈性波從源向外傳播。第一類波的物理特性恰如聲波。聲波，乃至超聲波，都是在空氣里由交替的擠壓(推)和擴(kuò)張(拉)而傳遞。因?yàn)橐后w、氣體和固體巖石一樣能夠被壓縮，同樣類型的波能在水體如海洋和湖泊及固體地球中穿過(guò)。在地震時(shí)，這種類型的波從斷裂處以同等速度向所有方向外傳，交替地?cái)D壓和拉張它們穿過(guò)的巖石，其顆粒在這些波傳播的方向上向前和向后運(yùn)動(dòng)，換句話說(shuō)，這些顆粒的運(yùn)動(dòng)是垂直于波前的。向前和向后的位移量稱為振幅。在地震學(xué)中，這種類型的波叫P波，即縱波，它是首先到達(dá)的波。 彈性巖石與空氣有所不同，空氣可受壓縮但不能剪切，而彈性物質(zhì)通過(guò)使物體剪切和扭動(dòng)，可以允許第二類波傳播。地震產(chǎn)生這種第二個(gè)到達(dá)的波叫S波。在S波通過(guò)時(shí)，巖石的表現(xiàn)與在P波傳播過(guò)程中的表現(xiàn)相當(dāng)不同。因?yàn)镾波涉及剪切而不是擠壓，使巖石顆粒的運(yùn)動(dòng)橫過(guò)運(yùn)移方向。這些巖石運(yùn)動(dòng)可在一垂直向或水平面里，它們與光波的橫向運(yùn)動(dòng)相似。P和S波同時(shí)存在使地震波列成為具有獨(dú)特的性質(zhì)組合，使之不同于光波或聲波的物理表現(xiàn)。因?yàn)橐后w或氣體內(nèi)不可能發(fā)生剪切運(yùn)動(dòng)，S波不能在它們中傳播。P和S波這種截然不同的性質(zhì)可被用來(lái)探測(cè)地球深部流體帶的存在。 S波具有偏振現(xiàn)象，只有那些在某個(gè)特定平面里橫向振動(dòng)(上下、水平等)的那些光波能穿過(guò)偏光透鏡。穿過(guò)的光波稱之為平面偏振光。太陽(yáng)光穿過(guò)大氣是沒(méi)有偏振的，即沒(méi)有光波振動(dòng)的優(yōu)選的橫方向。然而晶體的折射或通過(guò)特殊制造的塑料如偏光眼睛，可使非偏振光成為平面偏振光。 當(dāng)S波穿過(guò)地球時(shí)，它們遇到構(gòu)造不連續(xù)界面時(shí)會(huì)發(fā)生折射或反射，并使其振動(dòng)方向發(fā)生偏振。當(dāng)發(fā)生偏振的S波的巖石顆粒僅在水平面中運(yùn)動(dòng)時(shí)，稱為SH波。當(dāng)巖石顆粒在含波傳播方向的水質(zhì)平面里運(yùn)動(dòng)時(shí)，這種S波稱為SV波。 大多數(shù)巖石，如果不強(qiáng)迫它以太大的振幅振動(dòng)，具有線性彈性，即由于作用力而產(chǎn)生的變形隨作用力線性變化。這種線性彈性表現(xiàn)稱為服從虎克定律，是以與牛頓同時(shí)代的英國(guó)數(shù)學(xué)家羅伯特.虎克(1635~1703年)而命名的。相似的，地震時(shí)巖石將對(duì)增大的力按比例地增加變形。在大多數(shù)情況下，變形將保持在線彈性范圍，在搖動(dòng)結(jié)束時(shí)巖石將回到原來(lái)位置。然而在地震事件中有時(shí)發(fā)生重要的例外表現(xiàn)，例如當(dāng)強(qiáng)搖動(dòng)發(fā)生于軟土壤時(shí)，會(huì)殘留永久的變形，波動(dòng)變形后并不總能使土壤回到原位，在這種情況下，地震烈度較難預(yù)測(cè)。 彈性的運(yùn)動(dòng)提供了極好的啟示，說(shuō)明當(dāng)?shù)卣鸩ㄍㄟ^(guò)巖石時(shí)能量是如何變化的。與彈簧壓縮或伸張有關(guān)的能量為彈性勢(shì)，與彈簧部件運(yùn)動(dòng)有關(guān)的能量是動(dòng)能。任何時(shí)間的總能量都是彈性能量和運(yùn)動(dòng)能量二者之和。對(duì)于理想的彈性介質(zhì)來(lái)說(shuō)，總能量是一個(gè)常數(shù)。在最大波幅的位置，能量全部為彈性勢(shì)能；當(dāng)彈簧振蕩到中間平衡位置時(shí)，能量全部為動(dòng)能。我們?cè)俣](méi)有摩擦或耗散力存在，所以一旦往復(fù)彈性振動(dòng)開(kāi)始，它將以同樣幅度持續(xù)下去。這當(dāng)然是一個(gè)理想的情況。在地震時(shí)，運(yùn)動(dòng)的巖石間的摩擦逐漸生熱而耗散一些波動(dòng)的能量，除非有新的能源加進(jìn)來(lái)，像振動(dòng)的彈簧一樣，地球的震動(dòng)將逐漸停息。對(duì)地震波能量耗散的測(cè)量提供了地球內(nèi)部非彈性特性的重要信息，然而除摩擦耗散之外，地震震動(dòng)隨傳播距離增加而逐漸減弱現(xiàn)象的形成還有其他因素。 由于聲波傳播時(shí)其波前面為一擴(kuò)張的球面，攜帶的聲音隨著距離增加而減弱。與池塘外擴(kuò)的水波相似，我們觀察到水波的高度或振幅，向外也逐漸減小。波幅減小是因?yàn)槌跏寄芰總鞑ピ絹?lái)越廣而產(chǎn)生衰減，這叫幾何擴(kuò)散。這種類型的擴(kuò)散也使通過(guò)地球巖石的地震波減弱。除非有特殊情況，否則地震波從震源向外傳播得越遠(yuǎn)，它們的能量就衰減得越多。 地震的產(chǎn)生和類型 地震分為天然地震和人工地震兩大類。天然地震主要是構(gòu)造地震，它是由于地下深處巖石破裂、錯(cuò)動(dòng)把長(zhǎng)期積累起來(lái)的能量急劇釋放出來(lái)，以地震波的形式向四面八方傳播出去，到地面引起的房搖地動(dòng)。構(gòu)造地震約占地震總數(shù)的90%以上。其次是由火山噴發(fā)引起的地震，稱為火山地震，約占地震總數(shù)的7%。此外，某些特殊情況下了也會(huì)產(chǎn)生地震，如巖洞崩塌(陷落地震)、大隕石沖擊地面(隕石沖擊地震)等。 人工地震是由人為活動(dòng)引起的地震。如工業(yè)爆破、地下核爆炸造成的振動(dòng)；在深井中進(jìn)行高壓注水以及大水庫(kù)蓄水后增加了地殼的壓力，有時(shí)也會(huì)誘發(fā)地震。 地震波發(fā)源的地方，叫作震源。震源在地面上的垂直投影，叫作震中。震中到震源的深度叫作震源深度。通常將震源深度小于70公里的叫淺源地震，深度在70-300公里的叫中源地震，深度大于300公里的叫深源地震。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公里。 地震是地球內(nèi)部介質(zhì)局部發(fā)生急劇的破裂，產(chǎn)生地震波，從而在一定范圍內(nèi)引起地面振動(dòng)的現(xiàn)象。地震開(kāi)始發(fā)生的地點(diǎn)稱為震源，震源正上方的地面稱為震中。破壞性地震的地面振動(dòng)最烈處稱為極震區(qū)，極震區(qū)往往也就是震中所在的地區(qū)。 引起地球表層振動(dòng)的原因很多，根據(jù)地震的成因，可以把地震分為以下幾種： 1．構(gòu)造地震 由于地下深處巖層錯(cuò)動(dòng)、破裂所造成的地震稱為構(gòu)造地震。這類地震發(fā)生的次數(shù)最多，破壞力也最大，約占全世界地震的90%以上。 2．火山地震 由于火山作用，如巖漿活動(dòng)、氣體爆炸等引起的地震稱為火山地震。只有在火山活動(dòng)區(qū)才可能發(fā)生火山地震，這類地震只占全世界地震的7%左右。 3．塌陷地震 由于地下巖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(guī)模比較小，次數(shù)也很少，即使有，也往往發(fā)生在溶洞密布的石灰?guī)r地區(qū)或大規(guī)模地下開(kāi)采的礦區(qū)。 4．誘發(fā)地震 由于水庫(kù)蓄水、油田注水等活動(dòng)而引發(fā)的地震稱為誘發(fā)地震。這類地震僅僅在某些特定的水庫(kù)庫(kù)區(qū)或油田地區(qū)發(fā)生。 5．人工地震 地下核爆炸、炸藥爆破等人為引起的地面振動(dòng)稱為人工地震。 人工地震是由人為活動(dòng)引起的地震。如工業(yè)爆破、地下核爆炸造成的振動(dòng)；在深井中進(jìn)行高壓注水以及大水庫(kù)蓄水后增加了地殼的壓力，有時(shí)也會(huì)誘發(fā)地震。 地震波發(fā)源的地方，叫作震源。震源在地面上的垂直投影，叫作震中。震中到震源的深度叫作震源深度。通常將震源深度小于70公里的叫淺源地震，深度在70-300公里的叫中源地震，深度大于300公里的叫深源地震。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公里。 地震的術(shù)語(yǔ) 地球的結(jié)構(gòu)就象雞蛋，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(fā)生在地殼之中。地球在不停地自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)，同時(shí)地殼內(nèi)部也在不停地變化。由此而產(chǎn)生力的作用，使地殼巖層變形、斷裂、錯(cuò)動(dòng)，于是便發(fā)生地震。地下發(fā)生地震的地方叫震源。從震源垂直向上到地表的地方叫震中。從震中到震源的距離叫震源深度。震源濃度小于70公里的地震為淺源地震，在70-300公里之間的地震為中源地震，超過(guò)300公里的地震為深源地震。震源深度最深的地震是1963年發(fā)生印度尼西亞伊里安查亞省北部海域的5.8級(jí)地震，震源深度786公里。對(duì)于同樣大小的地震，由于震源深度不一樣，也不一樣，對(duì)地面造成的破壞程度也不一樣。震源越淺，破壞越大，但波及范圍也越小，反之亦然。 某地與震中的距離叫震中距。震中距小于100公里的地震稱為地方震，在100-1000公里之間的地震稱為近震，大于1000公里的地震稱為遠(yuǎn)震，其中，震中距越遠(yuǎn)的地方受到的影響和破壞越小。 地震所引起的地面振動(dòng)是一種復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，它是由縱波和橫波共同作用的結(jié)果。在震中區(qū)，縱波使地面上下顛動(dòng)。橫波使地面水平晃動(dòng)。由于縱波傳播速度較快，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(yuǎn)的地方，往往感覺(jué)不到上下跳動(dòng)，但能感到達(dá)水平晃動(dòng)。 地震本身的大小，用震級(jí)表示，根據(jù)地震時(shí)釋放的彈性波能量大小來(lái)確定震級(jí)，我國(guó)一般采用里氏震級(jí)。通常把小于2.5級(jí)的地震叫小地震，2.5-4.7級(jí)地震叫有感地震，大于4.7級(jí)地震稱為破壞性地震。震級(jí)每相差1級(jí)，地震釋放的能量相差約30倍。比如說(shuō)，一個(gè)7級(jí)地震相當(dāng)于30個(gè)6級(jí)地震，或相當(dāng)于900個(gè)5級(jí)地震，震級(jí)相差0.1級(jí)，釋放的能量平均相差1.4倍。 當(dāng)某地發(fā)生一個(gè)較大的地震時(shí)，在一段時(shí)間內(nèi)，往往會(huì)發(fā)生一系列的地震，其中最大的一個(gè)地震叫做主震，主震之前發(fā)生的地震叫前震，主震之后發(fā)生的地震叫余震。 地震具有一定的時(shí)空分布規(guī)律。從時(shí)間上看，地震有活躍期和平靜期交替出現(xiàn)的周期性現(xiàn)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(huán)太平洋和地中?！柴R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（0千米～70千米），全部的中源（70千米～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(shí)一定點(diǎn)地面震動(dòng)強(qiáng)弱的程度叫地震烈度。我國(guó)將地震烈度分為12度。 震級(jí)與烈度，兩者雖然都可反映地震的強(qiáng)弱，但含義并有一樣。同一個(gè)地震，震級(jí)只有一個(gè)，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(cāng)發(fā)生了5.1級(jí)地震，有人說(shuō)在蘇州是4級(jí)，在無(wú)錫是3級(jí)，這是錯(cuò)的。無(wú)論在何處，只能說(shuō)常熟-太倉(cāng)發(fā)生了5.1級(jí)地震，但這次地震，在太倉(cāng)的沙溪鎮(zhèn)地震烈度是6度，在蘇州地震烈度是4度，在無(wú)錫地震烈度是3度。 地震烈度是經(jīng)常使用的一個(gè)名詞。劃分烈度有定性和定量標(biāo)準(zhǔn)。在中國(guó)地震烈度表上，對(duì)人的感覺(jué)、一般房屋震害程度和其他現(xiàn)象作了描述，可以作為確定烈度的基本依據(jù)。