地震基础知识

地震基础知识

(一) 什么是地震

地震一般指地壳的天然震动，同台风、暴雨、洪水、雷电等一样，是一种自然现象。全球每年发生地震约500万次，其中能感觉到的有5万多次，能造成破坏性的5级以上的地震约1000次，而7级以上有可能造成巨大灾害的地震约十几次。

(二) 有关地震的几个概念

1、波和横波

地震波分为纵波和横波。纵波每秒钟传播速度5~6千米，能引起地面上下跳动；横波传播速度较慢，每秒3~4千米，能引起地面水平晃动。由于纵波衰减快，离震中较远的地方，只感到水平晃动。在一般情况下，地震时地面总是先上下跳动，后水平晃动，两者之间有一个时间间隔，可根据间隔的长短判断震中的远近，用每秒8千米乘以间隔时间可以估算出震中距离。

2、震源和震中

地下发生地震的地方，叫"震源"。震源正对着的地面，叫"震中"。震中附近震动最大，一般也是破坏性最严重的地区，也叫"极震区"。从震中到震源的垂向距离，叫"震源深度"。在地面上，受地震影响的任何一点，到震中的距离，叫"震中距"，到震源的距离，叫"震源距"。在地图上，把地面破坏程度相似的各点连接起来的曲线，叫"等震线"。

通常根据震源的深浅，把地震分为浅源地震(震源深度小于70千米)、中源地震(震源深度70-300千米)和深源地震(震源深度大于300千米)。全世界95%以上的地震都是浅源地震，震源深度集中在5-20千米上下。

3、震级和烈度

地震的大小通常用震级表示，它是根据地震仪记录的地面地动位移，按一定的物理--数学公式计算出来的。也就是说震级是地震强度大小的度量，它与地震所释放的能量有关。一个6级地震释放的地震波能量相当于第二次世界大战美国在日本广岛投下的原子弹的能量。震级每差1.0级，能量相差(1.5)10倍，即大约32倍；相差2.0级，能量相差约1000倍。小于2.5级的地震，人们一般不易感觉到，称为小震或微震；2.5-5.0级的地震，震中附近的人会有不同程度的感觉，称有感地震；大于5.0级的地震，会造成建筑物不同程度的损坏，称破坏性地震。

地震发生后，地震波传播到地面，会给地面各种物体造成不同的破坏现象。通常把地震对地面所造成的破坏或影响的程度叫烈度，它由物体的反应、房屋建筑物的破坏和地形地貌改观等宏观现象来判定。许多国家采用地面运动加速度值来表示地震烈度，一般在设定的不同地点安装加速度仪，直接记录当地的地面运动参数。地震烈度的大小，受地震大小、震源深浅、离震中远近、当地工程地震地质条件等因素的影响。因此，一次地震，震级只有一个，但烈度却是根据各地遭受破坏的程度和人为感觉的不同而不同。我国目前使用的地震烈度共分为12度，5度以上才会造成破坏。1976年唐山7.6级大地震，极震区烈度达11-12度，北京、天津的烈度则为6-7度。

(三) 地震的种类

地震一般可分为人工地震和天然地震两大类。由人类活动(如开山、开矿、爆破等)引起的叫人工地震，除此之外便统称为天然地震。天然地震按成因主要分为以下几种类型：

1、构造地震

因为地壳运动引起地壳构造的突然变化，地壳岩层错动破裂而发生的地壳震动，也就是人们平常所说的地震。由于地球不停地运动变化，从而内部产生巨大的力，这种作用在地壳单位面积上的力，叫地应力。在地应力长期缓慢的作用下，造成地壳的岩层发生弯曲变形，当地应力超过岩石本身能承受的强度时便会使岩层断裂错动，其巨大的能量突然释放，其中以波的形式传到地面，这就是地震。世界上的90%以上的地震，都属于构造地震。强烈的构造地震破坏力很大，是人类预防地震灾害的主要对象。

2、火山地震

由于火山活动时岩浆喷发冲击或热力作用而引起的地震叫火山地震。这种地震一般较小，造成的破坏也极少，并且只占地震总数的7%左右。目前世界上大约有500座活火山，每年平均约有50起火山喷发。我国的火山主要分布在东北黑龙江、吉林省和西南的云南等省。近代活动喷发的有黑龙江省的五大莲池、吉林省的长白山、云南省的腾冲及海南岛等地的火山。

火山和地震都是地壳运动的产物，往往互有关连。火山爆发有时会激发地震的发生，地震若发生在火山地区，也常会引起火山爆发。1960年5月22日智利发生8.5级大地震，48小时后就使沉睡了55年之久的普惠山火山复活喷发，火山云直冲6000米高空，蔚为壮观。1988年我国在黑龙江省五大莲池市建立了第一个地震火山监测站，开展火山及地震的观测研究。

3、陷落地震

由于地下水溶解了可溶性岩石，使岩石中出现空洞并逐渐扩大，或由于地下开采矿石形成了巨大的空洞，造成岩石顶部和土层崩塌陷落，引起地震，叫陷落地裂。这类地震约占地震总数的3%左右，震级都很小。矿区陷落地震最大可达5级左右，我国曾发生过4级的陷落地震。虽然陷落地震的震源浅，但对矿井上部和下部仍会造成较严重的破坏，并威胁到矿工的生命安全，应引起人们注意。

4、诱发地震

在特定的地区因某种地壳外界因素诱发而引起的地震，叫诱发地震。如地下核爆炸、陨石坠落、油井灌水等也可诱发地震，其中最常见的是水库地震。福建省水口电站自1993年3月底水库开始蓄水，当年5月起的2年内，共诱发0.3级以上地震近千次，其中最大的3.9级，由于震源浅，2级以上地震，当地就会感到晃动。广东河源新丰江水库1959年建库，1962年发生了最大震级为6.1级的地震。究其原因，主要是：水库蓄水后改变了地面的应力状态，且库水渗透到已有的断层里，起到润滑和腐蚀作用，促使断层产生新的滑动。但是，并不是所有的水库蓄水后都会发生水库地震，只有当库区存在活动断裂、岩性刚硬等条件，才有诱发的可能性。

(四) 地震造成灾害的原因

地震发生时产生的地震波引起对地面建筑物的破坏，导致人员伤亡，造成了地震灾害。地震对建筑物的破坏，主要是由地震力通过地震波起作用的，即纵波地震力使建筑物上下颠簸，引起建筑物的纵向结构松动，随后横波地震力再使建筑物发生水平晃动，引起横向结构损坏。当先颠后晃的地震力超过建筑物的承受力时，在几秒钟内就能使建筑物遭受破坏。另外，地震力引起的断层错动开裂、地基不均匀沉降以及沙土液化等地基失效问题，也间接造成建筑物的倾倒和损坏。

二、地震的周期性和灾害特点及空间分布特征

(一) 地震的时间分布特征

历史地震和现今地震大量资料的统计表明，地震活动在时间上具有一定的周期性，即在一个时间段内发生地震的频次高、强度大，称之为地震活跃期；而在另一个时间段内发生的