地震(英文:earthquake),又称地动、地振动,是地壳快速释放能量过程中造成的振动,期间会产生地震波的一种自然现象。地球上板块与板块之间相互挤压碰撞,造成板块边沿及板块内部产生错动和破裂,是引起地震的主要原因。地震开始发生的地点称为震源,震源正上方的地面称为震中。破坏性地震的地面振动最烈处称为极震区,极震区往往也就是震中所在的地区。地震常常造成严重人员伤亡,能引起火灾、水灾、有毒气体泄漏、细菌及放射性物质扩散,还可能造成海啸、滑坡、崩塌、地裂缝等次生灾害。
据统计,地球上每年约发生500多万次地震,即每天要发生上万次的地震。其中绝大多数太小或太远,以至于人们感觉不到;真正能对人类造成严重危害的地震大约有十几二十次;能造成特别严重灾害的地震大约有一两次。人们感觉不到的地震,必须用地震仪才能记录下来;不同类型的地震仪能记录不同强度、不同远近的地震。世界上运转着数以千计的各种地震仪器日夜监测着地震的动向。当前的科技水平尚无法预测地震的到来,未来相当长的一段时间内,地震也是无法预测的。所谓成功预测地震的例子,基本都是巧合。对于地震,更应该做的是提高建筑抗震等级、做好防御,而不是预测地震。
2024年以来(截至7月31日),全球共发生六级以上地震50次,其中6.0级到6.9级44次,7.0级到7.9级6次,8.0级以上0次,最大地震是1月1日在日本本州西岸近海发生的7.4级地震。8
地震,是地球内部发生的急剧破裂产生的震波,在一定范围内引起地面振动的现象。地震(earthquake)就是地球表层的快速振动,在古代又称为地动。地震活动在时间上具有一定的周期性。表现为在一定时间段内地震活动频繁,强度大,称为地震活跃期;而另一时间段内地震活动相对来讲频率少,强度小,称为地震平静期。地震的地理分布受一定的地质条件控制,具有一定的规律。地震大多分布在地壳不稳定的部位,特别是板块之间的消亡边界,形成地震活动活跃的地震带。
地球分为三层:中心层是地核,中间是地幔,外层是地壳。
由于地壳运动引起地壳岩层断裂错动而发生的地壳震动,称为地震。
由于地质构造活动引发的地震叫构造地震;
由于火山活动造成的地震叫火山地震;
固岩层(特别是石灰岩)塌陷引起的地震叫塌陷地震。
地震是一种极其普通和常见的自然现象,但由于地壳构造的复杂性和震源区的不可直观性,关于地震特别构造地震,它是怎样孕育和发生的,其成因和机制是什么的问题,至今尚无完满的解答,但目前科学家比较公认的解释是构造地震是由地壳板块运动造成的。
由于地球在无休止地自转和公转,其内部物质也在不停地进行分异,所以,围绕在地球表面的地壳,或者说岩石圈也在不断地生成、演变和运动,这便促成了全球性地壳构造运动。关于地壳构造和海陆变迁,科学家们经历了漫长的观察、描述和分析,先后形成了不同的假说、构想和学说。
板块构造学说又称新全球构造学说,则是形成较晚(上世纪60年代),已为广大地学工作者所接受的一个关于地壳构造运动的学说。
根据发生的位置分类
板缘地震(板块边界地震):发生在板块边界上的地震,环太平洋地震带上绝大多数地震属于此类。
板内地震:发生在板块内部的地震,如欧亚大陆内部(包括中国)的地震多属此类。
板内地震除与板块运动有关,还要受局部地质环境的影响,其发震的原因与规律比板缘地震更复杂。
火山地震:是由火山爆发时所引起的能量冲击,而产生的地壳振动。
根据震动性质不同分类
天然地震:指自然界发生的地震现象;
人工地震:由爆破、核试验等人为因素引起的地面震动;
脉动:由于大气活动、海浪冲击等原因引起的地球表层的经常性微动。
按地震形成的原因分类
火山地震:是由火山爆发时所引起的能量冲击,而产生的地壳振动。火山地震有时也相当强烈。但这种地震所波及的地区通常只限于火山附近的几十公里远的范围内,而且发生次数也较少,只占地震次数的7%左右,所造成的危害较轻。
陷落地震:由于地层陷落引起的地震。这种地震发生的次数更少,只占地震总次数的3%左右,震级很小,影响范围有限,破坏也较小。
诱发地震:在特定的地区因某种地壳外界因素诱发(如陨石坠落、水库蓄水、深井注水)而引起的地震。
人工地震:地下核爆炸、炸药爆破等人为引起的地面振动称为人工地震。人工地震是由人为活动引起的地震。如工业爆破、地下核爆炸造成的振动;在深井中进行高压注水以及大水库蓄水后增加了地壳的压力,有时也会诱发地震。
根据震源深度进行分类
中源地震:震源深度为70~300公里。
深源地震:震源深度在300公里以上的地震,到目前为止,世界上纪录到的最深地震的震源深度为786公里。
一年中,全球所有地震释放的能量约有85%来自浅源地震,12%来自中源地震,3%来自深源地震。
按地震的远近分类
地方震:震中距小于100公里的地震。
近震:震中距为100~1000公里。
远震:震中距大于1000公里的地震。
按震级大小分类
弱震:震级小于3级的地震;
有感地震:震级等于或大于3级、小于或等于4.5级的地震;
中强震:震级大于4.5级,小于6级的地震;
强震:震级等于或大于6级的地震,其中震级大于或等于8级的叫巨大地震。
按破坏程度分类
一般破坏性地震:造成数人至数十人死亡,或直接经济损失在一亿元以下(含一亿元)的地震;
中等破坏性地震:造成数十人至数百人死亡,或直接经济损失在一亿元以上(不含一亿元)、五亿元以下的地震;
严重破坏性地震:人口稠密地区发生的七级以上地震、大中城市发生的六级以上地震,或者造成数百至数千人死亡,或直接经济损失在五亿元以上、三十亿元以下的地震;
特大破坏性地震:大中城市发生的七级以上地震,或造成万人以上死亡,或直接经济损失在三十亿元以上的地震。
构造地震的分类
主震——余震型地震:主震非常突出,余震十分丰富;最大地震所释放的能量占全序列的90%以上;主震震级和最大余震相差0.7~2.4级。
震群型地震:有两个以上大小相近的主震,余震十分丰富;主要能量通过多次震级相近的地震释放,最大地震所释放的能量占全序列的90%以下;主震震级和最大余震相差0.7级以下。
中国大陆东部地震活动周期普遍比西部长。东部的活动周期大约300年左右,西部为100至200年左右。如陕西渭河平原地震带,从公元881年(唐末)到1486年606年间,就没有破坏性地震的记载。1556年华县8级大地震后几十年,地震比较活跃。1570年以后这一带就没有6级以上地震,连5级左右的地震也是很少。
活跃期
平静期
7级以上地震(次)
Mmax
1897年~1914年(18年)
1915年~1919年(5年)
8.25
1920年~1934年(15年)
1935年~1945年(11年)
11
8.0
1946年~1957年(12年)
1958年~1965年(8年)
15
8.6
1966年~1976年(11年)
1977年~1987年(11年)
13
7.8
1988年~1997年(10年)
10
7.6
起目年份
7级以上地震
死亡人数(万)
备注
1895-1906
10次
资料不全
1920-1934
12次
25-30
1946-1955
14次
1-2
主要在青藏地区活动
1966-1976
14次
21
1988-
未结束
世界地震分布
据统计,全球有85%的地震发生在板块边界上,仅有15%的地震与板块边界的关系不那么明显。而地震带是地震集中分布的地带,在地震带内地震密集,在地震带外,地震分布零散。
世界上主要有三大地震带:
环太平洋地震带:
欧亚地震带:
从地中海向东,一支经中亚至喜马拉雅山,然后向南经中国横断山脉,过缅甸,呈弧形转向东,至印度尼西亚。另一支从中亚向东北延伸,至堪察加,分布比较零散。
大洋中脊地震活动带:
此地震活动带蜿蜒于各大洋中间,几乎彼此相连。总长约65000km,宽约1000~7000km,其轴部宽100km左右。大洋中脊地震活动带的地震活动性较之前两个带要弱得多,而且均为浅源地震,尚未发生过特大的破坏性地震。
包含延绵世界三大洋(即太平洋、大西洋和印度洋)和北极海的洋中脊。洋中脊地震带仅含全球约5%的地震,此地震带的地震几乎都是浅层地震。
此外还有大陆裂谷地震活动带,该带与上述三个带相比其规模最小,不连续分布于大陆内部。在地貌上常表现为深水湖,如东非裂谷、红海裂谷、贝加尔裂谷、亚丁湾裂谷等。
中国地震分布
根据地质力学的观点,中国大致可分为20个地震带。
台湾带
海原-松潘-雅安带
河西走廊带
炉霍-乾宁带
天山带
闽粤沿海带
山西带
马边-巧家-通海带
花石峡带
哀牢山带
东北深震带
渭河平原带
冕宁-西昌-鱼鮓带
拉萨-察隅带
兰州-天水带
营口-郯城-庐江带
银川带
腾冲-澜沧带
西藏西部带
河北平原带
在地球内部传播的地震波称为体波,分为纵波和横波。
振动方向与传播方向垂直的波为横波(S波)。来自地下的横波能引起地面的水平晃动。由于纵波在地球内部传播速度大于横波,所以地震时,纵波总是先到达地表,而横波总落后一步。这样,发生较大的近震时,一般人们先感到上下颠簸,过数秒到十几秒后才感到有很强的水平晃动。横波是造成破坏的主要原因。
沿地面传播的地震波称为面波,分为勒夫波和瑞利波。
纵波:振动方向与波的传播方向一致的波,传播速度较快,到达地面时人感觉颠动,物体上下跳动。
横波:振动方向与波的传播方向垂直,传播速度比纵波慢,到达地面时人感觉摇晃,物体会来回摆动。
面波:当体波到达岩层界面或地表时,会产生沿界面或地表传播的幅度很大的波,称为面波。面波传播速度小于横波,所以跟在横波的后面。
震源
地球内部直接产生破裂的地方称为震源,它是一个区域,但研究地震时常把它看成一个点。地面上正对着震源的那一点称为震中,它实际上也是一个区域。
震中
根据地震仪记录测定的震中称为微观震中,用经纬度表示;根据地震宏观调查所确定的震中称为宏观震中,它是极震区(震中附近破坏最严重的地区)的几何中心,也用经纬度表示。由于方法不同,宏观震中与微观震中往往并不重合。1900年以前没有仪器记录时,地震的震中位置都是按破坏范围而确定的宏观震中。
震中距
从震中到地面上任何一点的距离叫做震中距。同一个地震在不同的距离上观察,远近不同,叫法也不一样。
震源深度
从震源到地面的距离叫做震源深度。
极震区
震后破坏程度最严重的地区,极震区往往也就是震中所在的地区。
震级
能量(单位:尔格)
震级
能量
术语
6.3×10¹¹
2×10¹⁹
尔格:能量单位。一度电(一千瓦小时)的能量为3.6×10¹³
2×10¹³
6.3×10²º
6.3×10¹⁴
2×10²²
2.5
3.55×10¹⁵
6.3×10²³
2×10¹⁶
8.5
3.55×10²⁴
6.3×10¹⁷
8.9
1.4×10²⁵
按震级大小可把地震划分为以下几类:
弱震震级小于3级。如果震源不是很浅,这种地震人们一般不易觉察。
有感地震震级等于或大于3级、小于或等于4.5级。这种地震人们能够感觉到,但一般不会造成破坏。
中强震震级大于4.5级、小于6级。属于可造成破坏的地震,但破坏轻重还与震源深度、震中距等多种因素有关。
强震震级等于或大于6级。其中震级大于等于8级的又称为巨大地震。
里氏规模4.5以上的地震可以在全球范围内监测到。
一般情况下仅就烈度和震源、震级间的关系来说,震级越大震源越浅、烈度也越大。一般震中区的破坏最重,烈度最高,这个烈度称为震中烈度。从震中向四周扩展,地震烈度逐渐减小。所以,一次地震只有一个震级,但它所造成的破坏在不同的地区是不同的。即一次地震,可以划分出好几个烈度不同的地区。这与一颗炸弹爆后,近处与远处破坏程度不同道理一样。炸弹的炸药量,好比是震级;炸弹对不同地点的破坏程度,好比是烈度。
烈度不仅跟震级有关,而且还跟震源深度、地表地质特征等有关。一般而言,震源浅、震级大的地震,破坏面积较小,但震中区破坏程度较重;震源较深、震级大的地震,影响面积较大,而震中区烈度则较轻。
为了在实际工作中评定烈度的高低,有必要制订一个统一的评定标准。这个规定的标准称为地震烈度表。在世界各国使用的有几种不同的烈度表。西方国家比较通行的是改进的麦加利烈度表,简称M.M.烈度表,从I度到度共分12个烈度等级。日本将无感定为0度,有感则分为I至Ⅶ度,共8个等级。前苏联和中国均按12个烈度等级划分烈度表。中国1980年重新编订了地震烈度表。
主震震级很突出,释放的地震波能量占全序列总能量的90%以上,或最大震级和次大震级之差在0.8-2.4级,称为主震型序列;
在地震序列中没有一个突出的主震,而是由震级相近的两次或多次地震组成,最大地震释放的能量一般只占全序列总能量的80%以下,或最大震级和次大震级之差小于0.7级,称为震群或多震型序列;
主震震级特别突出,前震和余震都很少且震级也很小,大小地震极不成比例,最大震级和次大震级大于2.5级,称为孤立型或单发型序列。
大地振动是地震最直观、最普遍的表现。在海底或滨海地区发生的强烈地震,能引起巨大的波浪,称为海啸。在大陆地区发生的强烈地震,会引发滑坡、崩塌、地裂缝等次生灾害。
破坏性地震一般是浅源地震。对于同样大小的地震,由于震源深度不一样,对地面造成的破坏程度也不一样。震源越浅,破坏越大,但波及范围也越小,反之亦然。破坏性地震如1976年的唐山地震的震源深度为12公里。
地震可由地震仪所测量,地震的震级是用作表示由震源释放出来的能量,以“里氏地震规模”来表示,烈度则透过“修订麦加利地震烈度表”来表示。地震释放的能量决定地震的震级,释放的能量越大震级越大,地震相差一级,能量相差约30倍。震级相差0.1级,释放的能量平均相差1.4倍。
直接灾害破坏
地震时,最基本的现象是地面的连续振动,主要特征是明显的晃动。极震区的人在感到大的晃动之前,有时首先感到上下跳动。因为地震波从地内向地面传来,纵波首先到达。横波接着产生大振幅的水平方向的晃动,是造成地震灾害的主要原因。21960年智利大地震时,最大的晃动持续了3分钟。地震造成的灾害首先是破坏房屋和构筑物,造成人畜的伤亡,如1976年中国河北唐山地震中,70%~80%的建筑物倒塌,人员伤亡惨重。
次生灾害
地震次生灾害是直接灾害发生后,破坏了自然或社会原有的平衡或稳定状态,从而引发出的灾害。主要有:火灾、水灾、毒气泄漏、瘟疫等。其中火灾是次生灾害中最常见、最严重的。
火灾:地震火灾多是因房屋倒塌后火源失控引起的。由于震后消防系统受损,社会秩序混乱,火势不易得到有效控制,因而往往酿成大灾。
瘟疫:强烈地震发生后,灾区水源、供水系统等遭到破坏或受到污染,灾区生活环境严重恶化,故极易造成疫病流行。社会条件的优劣与灾后疫病是否流行,关系极为密切。
滑坡和崩塌:这类地震的次生灾害主要发生在山区和塬区,由于地震的强烈振动,使得原已处于不稳定状态的山崖或塬坡发生崩塌或滑坡。这类次生灾害虽然是局部的,但往往是毁灭性的,使整村整户人财全被埋没。
水灾:地震引起水库、江湖决堤,或是由于山体崩塌堵塞河道造成水体溢出等,都可能造成地震水灾。