美国发生96级大地震
2008年5月12日14时28分，中国四川省汶川县映秀镇，没有人会忘记这个时间、这个地点。2010年4月21日，青海玉树，痛彻心扉的一幕重演。呜呼哀哉，恸自然之无常，叹国运之多舛地震是个名副其实的恶魔，在对抗地震的道路上，知己知彼，才能百战不殆。还记得那个名叫蒂利的“海滩小天使”吗？在2004年印度洋地震引发的海啸中，她凭借课上所学的知识，提前疏散了海滩游客，挽救了100多人的生命。现在，就让我们从认识地震开始吧！
1.什么是地震
地震，广义上是指地球表层的震动，它是地壳某个部分的岩石在内、外应力作用下突发剧烈运动而引起的一定范围内的地面振动现象。据统计，全世界每年大约发生几百万次地震，人们能感觉到的仅占1%左右，7.0级以上的灾害性地震每年多则二十几次，少则三五次。
强烈的地震不仅可使建筑物瞬间成为废墟，而且还使人类生命财产遭受巨大损失，是一种破坏性很强的灾害。同时，地震还能诱发大规模的砂土液化、崩塌、滑坡、泥石流等次生地质灾害；发生在深海地区的地震有时还可能引发海啸。
地震发生的原因示意图
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关于地震的神话传说
古时候，人们对地震发生的原因常要借助神灵来解释。我国民间“鳌鱼载山”的传说，认为是地下的鳌鱼翻身引发了地震。日本关于地震的传说跟中国很相似，大意是鲶鱼作乱导致地震。无独有偶，西方也有类似的传说，古希腊神话中的海神波赛冬就是掌管地震的神如今，谁也不会相信这些传说了，地震其实和下雨、刮风一样，是正常的自然现象。
日本鲶鱼翻身的地震传说
2.全球三大地震带在哪里
地震，特别是浅源地震，其产生多与断层错动有关。多年来，中国、美国、日本、俄罗斯等国家都有计划地对地震进行研究，特别是20世纪60年代板块构造理论的发展，使得人们对全球范围主要地震带有了进一步的理解。
全球三大地震带早期的地震研究发现，地震并非均匀分布于地球的每个角落，而是集中于某些特定地带，这些地震集中的地带就是地震带。全球主要地震带包括环太平洋地震带、地中海—喜马拉雅地震带（或称欧亚地震带）和大洋中脊地震带。我国恰好位于环太平洋和地中海—喜马拉雅两个地震带之间。
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全球三大地震带特点各异
环太平洋地震带是世界上最大的地震带，全球约80%的浅源地震、90%的中源地震和几乎100%的深源地震都分布于此，释放的能量约为全球地震释放总能量的80%。地中海-喜马拉雅地震带是第二大地震带，震中分布较环太平洋地震带分散，所以该地震带的宽度大且有分支，释放能量约占全球地震释放总能量的15%。大洋中脊地震带的所有地震均产生于岩石圈内，且多为弱震。
3.我国是一个多地震的国家
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我国的地震带
由于不同学者对中国地质构造认识不完全一致，对中国地震带的划分也有所不同。1303年（元大德七年）发生在山西洪洞-赵城地震是经中国地震学界论证确认最早的8.0级地震，它发生在渭河平原带汾渭地堑强震带。1556年1月23日，83万人遇难的陕西华县地震，也发生在渭河平原带汾渭地堑强震带。新中国建国后死亡人数最多的唐山大地震则发生在河北平原带的唐山断裂。
不同研究机构对中国地震带的划分方法
我国位于世界两大地震带的交汇部位，是地震多发国，也是全球板内地震最强烈的地区之一。据史料记载，全国所有省份都曾发生过5.0级以上的地震。1977年国家地震局颁布的中国地震烈度区划图（1/300万），地震烈度为Ⅶ或Ⅶ度以上的地区面积占全国总面积的32.5%，Ⅵ或Ⅵ度以上的地区面积达60%。不仅如此，我国地震活动频度高，据统计，1900～1980年，80年间***发生8.0级地震9次，7.0～7.9级地震66次，平均每年发生7.0级以上地震近1次。此外，我国除东北和台湾地区分布有少数中、深源地震外，绝大多数地震的震源深度都在40千米以内，东部地区的地震震源多在10～20千米。
中国地震带及特大地震分布示意图
4.地震都有哪些类型
地震按照不同的分类方法，可以分为很多类型。当然，几种分类方式可能相互交叉。比如，“5·12”汶川特大地震属构造地震；同时震源深度为10～20千米，属浅源地震；根据其地震序列特点，属主震型地震；震级达到8.0级，属特大地震；震中区烈度达到Ⅺ度，属有感地震；震中位于四川山区，属大陆地震，崩塌、滑坡、泥石流等次生地质灾害发生的可能性大；地震发生在板块内部，属板内地震。所以，一次地震可以从不同的角度来讨论它的类型，为进一步判断地震灾害，提前采取防治措施做准备。需要说明的是，在各种分类方式中，按成因分类是最常用的，其中构造地震的发生比例最大，约占全世界地震的90%以上，且强震几乎都是构造地震，破坏性大。
地震类型说明表
续表
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水库也能诱发地震？
诱发地震是指由人类工程活动引起的地震，水库诱发地震是其中一类。20世纪5060年代，大中型水库修建数量急剧增加，尤其是进入60年代后，几座大型水库相继发生6.0级以上的地震。我国最早发生的大于6.0级的水库诱发地震是广东新丰江水库的地震（1962年，6.1级），极震区房屋严重破坏几千间，死伤数人。
5.什么引发了地震
自古以来，人们总希望了解地震的本质，其中最为广泛接受的是弹性回跳理论，即断层说，它最初是由地震学家里德（美国）提出的，目的是为了解释1906年旧金山地震，圣安德烈斯断层发生水平移动的现象。1906年4月18日，美国旧金山发生7.8级地震，沿圣安德烈斯断层的破裂长达400千米，在旧金山北部的马林县，地表水平位移6米，垂直位移近1米。这是为什么？
我们知道，地球的岩石圈并非一整块，而是被一些断裂构造带分隔成六个板块。无论是板块边缘的碰撞，还是板块内部断裂带的运动，它们都会在岩层中产生应力，使地球内部的能量缓慢积累。当应力积累到一定程度时，岩石就会破裂形成断层。
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地震成因还有其他理论吗？
1931年，日本学者提出了地震成因的岩浆冲击说。该学说认为，由于岩浆向地壳中的薄弱部位冲击，使地壳破裂并发生运动，从而产生了地震。我国云南腾冲的地震活动，有人认为可能就与地下岩浆的活动有关。1963年，新西兰学者又提出了相变说，认为处于高温高压条件下的深部物质在结晶状态改变的过程中，使周围岩体受到快速压缩或拉张，从而引发地震。但是，这两种学说均没有得到进一步的论证和应用。
日常生活中我们都有这样的经验：当我们用力使弹簧变弯时，突然放开，它便回到原来的状态，同时释放能量。同样，弹性回跳理论认为地应力使断层两侧的岩石发生弹性变形并储存能量，当能量超过断层两盘之间的摩擦阻力时，能量便以地震的形式突然释放，同时形变的岩石回复原来的形状，从而引发了地震。
地震的弹性回跳说示意图
板块间的应力作用6.如何用地震术语描述地震
描述地震的地震术语
对于一次地震，可通过震源、震中、震中距、震源深度、震级、烈度等要素来描述。震源是地球内部发生地震时振动的发源地，是地下岩石最先破裂的部位。震源在地面上的投影点或震源在地面上所对应的位置就是震中。某一指定点到地震震中的地面距离叫震中距，有时以长度表示，比如千米，有时用它对应的地心张角（圆心角）的度数来表示，圆心角1度等于111千米。根据震中距的大小，可将地震分为地方震、近震和远震。震源深度是震源垂直投影到地表的距离，通常用千米表示，其中浅源地震占全球地震的90%以上，发震频率最多，对人类影响也最大。震级和烈度则是衡量地震强弱的标度。
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如何表示地震的震中位置？
地震过后，通常用震中所在的地名表示震中位置，比如，我们可以说汶川地震的震中位于映秀。但科学的方法是以地球的经、纬度表示。确定震中位置有两种方法，一种是按地震的破坏程度确定震中位置，是把破坏最厉害的极震区定位震中，称为宏观震中；另一种方法是用仪器测量的震源在地面上的垂直投影，称为微观震中。由于震源区的物理状态和地震区的地质条件等因素的影响，地面上破坏最大的地点不一定正好位于震源的正上方，因此，宏观震中不一定与微观震中重合。
7.什么是震级
目前，国际上广泛使用的里氏震级，是由地震学家里克特（美国）首先提出的，它的范围是1～10，是由观测点处的地震仪所记录到的地震波最大振幅的常用对数演算而来。
通过地震仪记录下来的地震谱来计算震级
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地震的震级与能量有什么关系？
震级是衡量一次地震的大小、强弱的“标尺”，是地震大小的相对量度。地震震级越高，所释放的能量就越大。一般说来，不同震级的地震通过地震波释放出的能量大致有一个规律，就是震级每差0.1级，能量的大小约差1.414倍；差0.2级，能量差（1.414）2≈2倍，以此类推，震级差1.0级时，能量约差（1.414）10，即32倍。
震级和相应能量对比表
当里克特将这个成果应用到世界各地时，发现它也有缺陷，就是不能准确反映地震的大小。于是，他又在原来的基础上，发展了两种震级，一种是用地震体波计算震级，以测量地壳深处的地震（体波震级Mb）；另一种用地震的表面波计算震级，来测量更遥远且更强烈的地震（面波震级Ms）。
然而，到20世纪60～70年代，科学家又发现，当震级超过8.6级以后，尽管显示出更大的规模，但测定的值却很难增上去了，这就是震级饱和问题。于是，地震学者转而采用一种物理含义更丰富、更能直接反映地震过程物理实质的表示方法，它就是矩震级（Mw），是由金森博雄（美国，日裔）1977年提出的。矩震级能够更好地描述地震的物理特性，如地层错动的大小和地震的能量等。
8.为什么一次地震后震级会做修正
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2004年印度苏门答腊岛地震震级曾多次修订
2004年印度洋苏门答腊岛地震的震级为9.1级，是继1960年智利9.5级地震和1964年美国阿拉斯加9.2级地震之后的第三大地震。这一结果却是多方研究而来。地震发生后，印尼棉兰气象和地理局测定震级为8.1级；中国地震台网测定为8.7级；美国地震监测网数据为8.9级，后来，美国地质调查局最终将结果修正为9.1级。
一次地震发生后，震级可能会做多次修正。如2011年3月11日发生在日本本州东海岸附近海域的特大地震，原来公布的震级为8.6级，后来修订为9.0级。这主要是因为：①人们所使用的震级标度不同，例如我国习惯使用“面波震级”，而欧美则多用体波震级或矩震级；②世界各国的地震台站所使用的地震仪器并不相同，计算公式也不一致，导致震级测定存在差异；③地球是不均匀的，沿不同路径传播的地震波能量衰减程度不尽相同；④地震发生后很短的时间内，由于资料少，快速测定的震级误差较大。此后随着资料、数据越来越详实，可能对震级进行不止一次的修正，最终得到更为可靠的结果。
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中国目前通用的地震烈度表
9.烈度的概念是什么
烈度是衡量地震强弱的另一把“尺子”，它是指地面及房屋建筑遭受地震影响和破坏的程度。烈度与震级不同，震级反映地震本身的大小，只与释放的能量有关；而烈度反映地震的映震本身破坏程度，震级、震源深度、震中距及地质条件等因素均可影响烈度的大小。因此，一个地震只有一个震级，而不同地区烈度不同。打个比方，地震震级就好比日光灯的瓦数，且瓦数越大，电灯越亮。而对于同一盏日光灯来说，屋子各处由于受各种因素的影响，如距离光源的远近等，各处的明暗程度不一样，和不同地区烈度不同是一个道理。
地震烈度示意图
把人对地震的感觉、地面及建筑物遭受地震影响破坏的各种现象，按不同程度划分等级，依次排列成表就是地震烈度表。目前世界上的地震烈度表种类很多。我国现在通用的地震烈度表是1957年谢毓寿（中国）以西伯格烈度表为蓝本，结合我国建筑物的特点编成的。
10.主震和余震
一处地震的发生不是孤立的，总是成系列的，即地震时间序列，包括主震型、震群型和孤立型等地震。主震型地震是指主震震级突出又有很多余震的地震序列，是一种最常见的地震序列类型，其中最大的地震所释放的能量占全序列的90%以上，这个最大的地震叫主震，其他较小的发生在主震后的叫余震。
比如，2008年汶川特大地震就属于主震型地震，震后余震频发。据中国地震台网测定，截至2009年4月17日12时，汶川地区***发生4.0级以上余震297次，其中4.0～4.9级254次，5.0～5.9级35次，6.0级以上的8次，最大余震震级为6.4级。此外，在某些情况下，大地震还可以触发远离原始震中的断层而发生余震。例如，1992年洛杉矶附近兰德斯的7.3级地震在14个地方触发了次生事件，其中包括1250千米以外的余震。
汶川特大地震发生后余震频发
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主震和余震的发生有关联吗？
地震学者对我国1900～2003年发生的7.5级以上的20次地震研究后发现，绝大多数序列的最大余震发生在震后200天内，68%的序列最大余震发生在震后10天内，77%发生在30天内，95%发生在120天内。而且，最大余震的震级还与断层两盘的相互作用力有关：当科里奥利力效应使断层两盘相互拉离时，余震强度小，左旋走滑和逆地震的主震与最大余震的平均震级差约为2.0级；当科里奥利力效应使断层两盘相互挤压时，余震强度大，其中右旋走滑地震的主震与最大余震的平均震级差约为0.6级。这些发现对今后预测强余震的发生有重要的参考作用。
11.什么是地震波
地震发生时释放的巨大能量，激发出向四周传播的弹性波叫地震波，它也是地震能量的载体。地震波分为体波和面波，通过地壳岩体在介质内部传播的波称为体波，包括纵波和横波；体波经折射、反射而沿地面附近传播的波称为面波。
地震波
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深层地震引发的“多米诺骨牌效应”
一张骨牌倒下会引起连锁反应，这就是“多米诺骨牌效应”。在地震研究中，科学家曾发现浅源地震也会引发这种效应。由于地震波传播的关系，浅源地震会在数百千米外引发另一场地震，可能强度更大。比如，在北京时间2010年2月27日智利8.8级地震发生后，就引发了一连串地震：5天后，3月4日，我国台湾高雄发生6.7级强震；又过了2天，即3月6日，相继在苏门答腊西南以远地区和我国河北唐山发生7.1级、4.2级地震研究地震的这种效应对认识其规律具有很重要的意义。
纵波比横波快（纵波速度5～6千米/秒，横波3～4千米/秒），所以地震仪器记录地震波时，纵波先到达，因而称其为初波（P波，Primary wave）；横波稍后到达，故又称为次波（S波，Second wave）。面波是体波到达地面后激发的次生波，它仅限于地面运动。这种波分为两种，一种是在地面上做蛇形运动的勒夫波，另一种是在地面上滚动的瑞利波。
12.如何利用地震波确定震中位置
地震的震中位置是利用地震波来确定的。地震时纵波先到达地表，然后横波随之而来，两者之间有一个时间间隔。人们根据感觉到的时间间隔的长短就能初步判断震中的远近：间隔越短，说明震中越近。同理，纵波与横波到达同一个地震台也有一个时间差，与震中离地震台的距离成正比，通过它即可求出震中距。根据三个不在一条直线上的地震台所得到的震中距，用三点交汇法即可大致算出地震震中的位置，为进一步了解地震、抗震救灾做准备。可见，地震波并不是十恶不赦的“坏蛋”，只要对它进行合理利用，地震波就可以为我们服务。
用三点交汇法确定海地地震震中位置
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地震是通往地心的一盏灯
地震，泯灭生命于顷刻，摧毁物体于瞬间，但这只是它的一面。其实，人类开始认识地球的内部结构就是从地震开始的。1906年，奥尔德姆（英国）首先试图从地震波穿过地球的时间来推断整个地球的内部构造。1909年，莫霍洛维奇（前南斯拉夫）根据地震波的走时，推算出地下56千米处存在一个间断面，后来称之为莫霍面。1914年，古登堡（犹太人，出生于德国）根据地震体波确认了地核的存在，并测定地幔和地核的间断面，其深度为2900千米，这个数值相当准确，直到现在也改进不大。
13.地震与火山
提起火山，你的脑海中会浮现怎样的景象？喷涌而出的岩浆，炽热滚烫的空气，弥漫天空的火山灰？在很多人的印象中，火山犹如一个脾气暴戾的人，跳着脚、带着浓重的鼻息。火山分布在哪儿？它和地震有什么关系？
地震与火山
世界上已知的活火山约455座，但它们并不是均匀散落在世界各地，而主要分布在环太平洋地区和地中海地区。海洋中也有火山喷发，一些岛屿就是火山喷发形成的。有时，地震也能引起火山喷发。比如，1960年智利地震就引起了火山爆发；2011年日本9.0级地震后也造成了火山喷发。此外，通过收集火山历史活动资料发现，火山与强震活动具有密切的相关性：地震活动高潮期时，火山活动频繁，且约有0.4%的爆发性火山是在地震后几天内喷发的。比如，1975年11月的夏威夷基拉韦亚火山就是在一次7.2级地震后一个半小时内喷发的。
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地球南、北极是“地震净土”
我们如果回顾地震史，会发现地球南、北极未发生过地震。首先，南、北极大陆分别被大洋中脊和大陆环绕，不具备发生地震的先决条件。其次，该地区的冰层可达其总面积的80%90%，对岩层底部产生了巨大的压力，与地层构造的挤压力基本达到平衡，分散并减弱了地壳的形变。所以，地球南、北极是一片“地震净土”。
地震没有光顾过地球南北两极
14.地震跟月亮有关吗
除了目前被科学界广泛接受的地震成因外，有的学者还提出：地震的发生或许与月亮有关。2004年12月26日的印度洋地震，发生在农历十一月十五日；巧合的是，1960年智利9.5级地震，也恰逢农历五月初一。
地震可能与月球引力有关
有学者认为，地震多出现在“朔”（初一）、上弦（初八）、下弦（廿四）、望（十五）这四个时间段，及其前后一天。我们知道“朔”时在农历的每月初一，此时地球、太阳和月亮成一条直线，地球受到的引力达到最大值。当月亮绕至地球后面，被太阳照亮的半球对着地球，这时叫“望”，一般在农历每月十五，此时太阳和月亮各在一边，引力相反。上弦（初八）、下弦（廿四）时，太阳、地球和月球排列成一个直角三角形，此时地震多，有学者认为是同磁场有关。当然，这只是一种假说，到底有没有这种规律，还等待我们去研究。
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太阳也会发生地震吗？
你知道吗，太阳也会像地球一样发生“地震”。近年，美、英两国的科学家通过研究气象卫星发回的资料，捕捉到一个令人吃惊的信息：1996年7月9日，太阳在发生耀斑的同时，其内部也伴随着发生了强烈的震动，经专家估算，此次“日震”所释放的能量，差不多等于1906年旧金山地震释放能量的4000倍，如果将这个能量转换成电能，足够美、英两国使用15年。
15.全球是否进入了地震活跃期
我们刚刚经历了汶川地震的伤痛、玉树地震的悲哀，2011年又接连发生了云南盈江地震和日本9.0级地震。人们不禁会问，全球是否进入了地震活跃期？
大量地震记录资料反映出，地震活动的确具有周期性：在较长的时间尺度内，地震活动时而增强，时而减弱，前者是活跃期，后者为平静期。比如，全球1950～1965年期间，就发生了46次7.0级以上的地震。自2004年印度洋地震后，全球发生8.0级以上的地震11次，略高于平均数，但仍属正常范围。
地震是否进入活跃期不能简单地以某一时期地震次数的多少来判断。目前人们之所以感觉地震多了，不仅因为地震台网的布设密度增大，仪器设备精确，所记录的地震次数增多，还由于世界各地人口增加，经济发达，同样级别的地震造成的人员伤亡和财产损失比以前更大，加之媒体信息和通讯手段发达，地震消息传播的更快更广，所以地震的危害给人们的印象加深了。