地球表層的巖石圈稱作地殼。地殼巖層受力后快速破裂錯(cuò)動(dòng)引起地表振動(dòng)或破壞就叫地震。
由于地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)引發(fā)的地震叫構(gòu)造地震;
由于火山活動(dòng)造成的地震叫火山地震;
固巖層(特別是石灰?guī)r)塌陷引起的地震叫塌陷地震。
地震是一種及其普通和常見的一種自然現(xiàn)象,但由于地殼構(gòu)造的復(fù)雜性和震源區(qū)的不可直觀性,關(guān)于地震特別構(gòu)造地震,它是怎樣孕育和發(fā)生的,其成因和機(jī)制是什么的問(wèn)題,至今尚無(wú)完滿的解答,但目前科學(xué)家比較公認(rèn)的解釋是構(gòu)造地震是由地殼板塊運(yùn)動(dòng)造成的。
由于地球在無(wú)休止地自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn),其內(nèi)部物質(zhì)也在不停地進(jìn)行分異,所以,圍繞在地球表面的地殼,或者說(shuō)巖石圈也在不斷地生成、演變和運(yùn)動(dòng),這便促成了全球性地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。關(guān)于地殼構(gòu)造和海陸變遷,科學(xué)家們經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的觀察、描述和分析,先后形成了不同的假說(shuō)、構(gòu)想和學(xué)說(shuō)。
板塊構(gòu)造學(xué)說(shuō)又稱新全球構(gòu)造學(xué)說(shuō),則是形成較晚(上世紀(jì)60年代),已為廣大地學(xué)工作者所接受的一個(gè)關(guān)于地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的學(xué)說(shuō)。
(1)抗震設(shè)防要求確定:制定區(qū)劃圖、開展地震小區(qū)劃、開展地震安全性評(píng)價(jià)
(2)抗震設(shè)計(jì):按照抗震設(shè)防要求和抗震設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)
(3)抗震施工:按照抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行施工
簡(jiǎn)單地說(shuō),就是在工程建設(shè)時(shí)設(shè)立防御地震災(zāi)害的措施,涉及到工程的規(guī)劃選址、工程設(shè)計(jì)與施工,一直到竣工驗(yàn)收的全過(guò)程。
選擇好建筑場(chǎng)地,千萬(wàn)不要在不利于抗震的場(chǎng)地建房,不利于抗震的場(chǎng)地有:
(1)活動(dòng)斷層及其附近地區(qū);
(2)飽含水的松砂層、軟弱的淤泥層、松軟的人工填土層;
(3)古河道、舊池塘和河灘地;
(4)容易產(chǎn)生開裂、沉陷、滑移的陡坡、河坎;
(5)細(xì)長(zhǎng)突出的山嘴、高聳的山包或三面臨水田的臺(tái)地等。
(1)處于高大建(構(gòu))筑物或其他高懸物下:高樓、高煙囪、水塔、高大廣告牌等,震時(shí)容易倒塌威脅房屋安全;
(2)高壓線、變壓器等危險(xiǎn)物下:震時(shí)電器短路等容易起火,常危及住房和人身安全;
(3)危險(xiǎn)品生產(chǎn)地或倉(cāng)庫(kù)附近:如果震時(shí)工廠受損引起毒氣泄露、燃?xì)獗ǖ仁鹿?,?huì)危及住房。
為了抗御地震的突然襲擊,要經(jīng)常注意老舊房屋的維修保養(yǎng)。墻體如有裂縫或歪閃,要及時(shí)修理;易風(fēng)化酥堿的土墻,要定期抹面;屋頂漏水應(yīng)迅速修補(bǔ);大雨過(guò)后要馬上排除房屋周圍積水,以免長(zhǎng)期浸泡墻基。木梁和柱等要預(yù)防腐朽蟲蛀,如有損壞及時(shí)檢修。
必要時(shí)對(duì)房屋進(jìn)行簡(jiǎn)單加固,具體方法有:墻體的加固。墻體有兩種,一種是承重墻,另一種是非承重墻。加固的方法有拆磚補(bǔ)縫、鋼筋拉固、附墻加固等。
樓房和房屋頂蓋的加固。一般采用水泥砂漿重新填實(shí)、配筋加厚的方法。
建筑物突出部位的加固。如對(duì)煙囪、女兒墻、出屋頂?shù)乃溟g、樓梯間等部位,采取適當(dāng)措施設(shè)置豎向拉條,拆除不必要的附屬物。
板緣地震(板塊邊界地震):發(fā)生在板塊邊界上的地震,環(huán)太平洋地震帶上絕大多數(shù)地震屬于此類。
板內(nèi)地震:發(fā)生在板塊內(nèi)部的地震,如歐亞大陸內(nèi)部(包括中國(guó))的地震多屬此類。
板內(nèi)地震除與板塊運(yùn)動(dòng)有關(guān),還要受局部地質(zhì)環(huán)境的影響,其發(fā)震的原因與規(guī)律比板緣地震更復(fù)雜。
火山地震:是由火山爆發(fā)時(shí)所引起的能量沖擊,而產(chǎn)生的地殼振。
天然地震:指自然界發(fā)生的地震現(xiàn)象;
人工地震:由爆破、核試驗(yàn)等人為因素引起的地面震動(dòng);
脈動(dòng):由于大氣活動(dòng)、海浪沖擊等原因引起的地球表層的經(jīng)常性微動(dòng)。
構(gòu)造地震:是由于巖層斷裂,發(fā)生變位錯(cuò)動(dòng),在地質(zhì)構(gòu)造上發(fā)生巨大變化而產(chǎn)生的地震,所以叫做構(gòu)造地震,也叫斷裂地震?;鹕降卣穑菏怯苫鹕奖l(fā)時(shí)所引起的能量沖擊,而產(chǎn)生的地殼振動(dòng)?;鹕降卣鹩袝r(shí)也相當(dāng)強(qiáng)烈。但這種地震所波及的地區(qū)通常只限于火山附近的幾十公里遠(yuǎn)的范圍內(nèi),而且發(fā)生次數(shù)也較少,只占地震次數(shù)的7%左右,所造成的危害較輕。
陷落地震:由于地層陷落引起的地震。這種地震發(fā)生的次數(shù)更少,只占地震總次數(shù)的3%左右,震級(jí)很小,影響范圍有限,破壞也較小。
誘發(fā)地震:在特定的地區(qū)因某種地殼外界因素誘發(fā)(如隕石墜落、水庫(kù)蓄水、深井注水)而引起的地震。
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。
淺源地震:震源深度小于60公里的地震,大多數(shù)破壞性地震是淺源地震。
中源地震:震源深度為60—300公里。
深源地震:震源深度在300公里以上的地震,到目前為止,世界上紀(jì)錄到的深地震的震源深度為786公里。
一年中,全球所有地震釋放的能量約有85%來(lái)自淺源地震,12%來(lái)自中源地震,3%來(lái)自深源地震。
地方震:震中距小于100公里的地震。
近震:震中距為100—1000公里。
遠(yuǎn)震:震中距大于1000公里的地震。
弱震:震級(jí)小于3級(jí)的地震;
有感地震:震級(jí)等于或大于3級(jí)、小于或等于4.5級(jí)的地震;
中強(qiáng)震:震級(jí)大于4.5級(jí),小于6級(jí)的地震;
強(qiáng)震:震級(jí)等于或大于6級(jí)的地震,其中震級(jí)大于或等于8級(jí)的叫巨大地震。
一般破壞性地震:造成數(shù)人至數(shù)十人死亡,或直接經(jīng)濟(jì)損失在一億元以下(含一億元)的地震;
中等破壞性地震:造成數(shù)十人至數(shù)百人死亡,或直接經(jīng)濟(jì)損失在一億元以上(不含一億元)、五億元以下的地震;
嚴(yán)重破壞性地震:人口稠密地區(qū)發(fā)生的七級(jí)以上地震、大中城市發(fā)生的六級(jí)以上地震,或者造成數(shù)百至數(shù)千人死亡,或直接經(jīng)濟(jì)損失在五億元以上、三十億元以下的地震;
特大破壞性地震:大中城市發(fā)生的七級(jí)以上地震,或造成萬(wàn)人以上死亡,或直接經(jīng)濟(jì)損失在三十億元以上的地震。
孤立型地震:有突出的主震,余震次數(shù)少、強(qiáng)度低;主震所釋放的能量占全序列的99.9%以上;主震震級(jí)和大余震相差2.4級(jí)以上。
主震——余震型地震:主震非常突出,余震十分豐富;大地震所釋放的能量占全序列的90%以上;主震震級(jí)和大余震相差0.7~2.4級(jí)。
雙震型地震:一次地震活動(dòng)序列中,90%以上的能量主要由發(fā)生時(shí)間接近,地點(diǎn)接近,大小接近的兩次地震釋放。
震群型地震:有兩個(gè)以上大小相近的主震,余震十分豐富;主要能量通過(guò)多次震級(jí)相近的地震釋放,大地震所釋放的能量占全序列的90%以下;主震震級(jí)和大余震相差0.7級(jí)以下。
通過(guò)對(duì)歷史地震和現(xiàn)今地震大量資料的統(tǒng)計(jì),發(fā)現(xiàn)地震活動(dòng)在時(shí)間上的分布是不均勻的:一段時(shí)間發(fā)生地震較多,震級(jí)較大,稱為地震活躍期;另一段時(shí)間發(fā)生地震較少,震級(jí)較小,稱為地震活動(dòng)平靜期;表現(xiàn)出地震活動(dòng)的周期性。每個(gè)活躍期均可能發(fā)生多次7級(jí)以上地震,甚至8級(jí)左右的巨大地震。地震活動(dòng)周期可分為幾百年的長(zhǎng)周期和幾十年的短周期;不同地震帶活動(dòng)周期也不盡相同。當(dāng)然也有的地震是沒有周期的。這跟地質(zhì)情況有關(guān),比如河北邢臺(tái),大約100年左右是一個(gè)周期,因?yàn)閿鄬訋У牡貧な怯幸?guī)則的移動(dòng),當(dāng)?shù)叵碌哪芰糠e累到必須使地殼發(fā)生移動(dòng)時(shí),地震就發(fā)生了,這種地震是有周期的。而絕不是所有的運(yùn)動(dòng)都是有規(guī)則的,規(guī)則之外的運(yùn)動(dòng),就促生偶然的地震,偶然的地震往往能量巨大,瞬時(shí)引發(fā),并不是周期內(nèi)。
中國(guó)大陸東部地震活動(dòng)周期普遍比西部長(zhǎng)。東部的活動(dòng)周期大約300年左右,西部為100至200年左右。如陜西渭河平原地震帶,從公元881年(唐末)到1486年606年間,就沒有破壞性地震的記載。1556年華縣8級(jí)大地震后幾十年,地震比較活躍。1570年以后這一帶就沒有6級(jí)以上地震,連5級(jí)左右的地震也是很少。
據(jù)統(tǒng)計(jì),全球有85%的地震發(fā)生在板塊邊界上,僅有15%的地震與板塊邊界的關(guān)系不那么明顯。而地震帶是地震集中分布的地帶,在地震帶內(nèi)地震密集,在地震帶外,地震分布零散。
世界上主要有三大地震帶:
環(huán)太平洋地震帶:
分布在太平洋周圍,包括南北美洲太平洋沿岸和從阿留申群島、堪察加半島、日本列島南下至中國(guó)臺(tái)灣省,再經(jīng)菲律賓群島轉(zhuǎn)向東南,直到新西蘭。這里是全球分布廣、地震多的地震帶,所釋放的能量約占全球的四分之三。
歐亞地震帶:
從地中海向東,一支經(jīng)中亞至喜馬拉雅山,然后向南經(jīng)中國(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。
大洋中脊地震活動(dòng)帶:
此地震活動(dòng)帶蜿蜒于各大洋中間,幾乎彼此相連。總長(zhǎng)約65000km,寬約1000——7000km,其軸部寬100km左右。大洋中脊地震活動(dòng)帶的地震活動(dòng)性較之前兩個(gè)帶要弱得多,而且均為淺源地震,尚未發(fā)生過(guò)特大的破壞性地震。
大陸裂谷地震活動(dòng)帶:
該帶與上述三個(gè)帶相比其規(guī)模小,不連續(xù)分布于大陸內(nèi)部。在地貌上常表現(xiàn)為深水湖,如東非裂谷、紅海裂谷、貝加爾裂谷、亞丁灣裂谷等。
中國(guó)的地震活動(dòng)主要分布在5個(gè)地區(qū),這5個(gè)地區(qū)是:臺(tái)灣省及其附近海域;西南地區(qū),包括西藏、四川中西部和云南中西部;西部地區(qū),主要在甘肅河西走廊、青海、寧夏以及新疆天山南北麓;華北地區(qū),主要在太行山兩側(cè)、汾渭河谷、陰山—燕山一帶、山東中部和渤海灣;東南沿海地區(qū),廣東、福建等地。
從中國(guó)的寧夏,經(jīng)甘肅東部、四川中西部直至云南,有一條縱貫中國(guó)大陸、大致呈南北走向的地震密集帶,歷史上曾多次發(fā)生強(qiáng)烈地震,被稱為中國(guó)南北地震帶。2008年5月12日汶川8.0級(jí)地震就發(fā)生在該帶中南段。該帶向北可延伸至蒙古境內(nèi),向南可到緬甸。
根據(jù)地質(zhì)力學(xué)的觀點(diǎn),中國(guó)大致可分為20個(gè)地震帶。
在地球內(nèi)部傳播的地震波稱為體波,分為縱波和橫波。
振動(dòng)方向與傳播方向一致的波為縱波(P波)。來(lái)自地下的縱波引起地面上下顛簸振動(dòng)。
振動(dòng)方向與傳播方向垂直的波為橫波(S波)。來(lái)自地下的橫波能引起地面的水平晃動(dòng)。由于縱波在地球內(nèi)部傳播速度大于橫波,所以地震時(shí),縱波總是先到達(dá)地表,而橫波總落后一步。這樣,發(fā)生較大的近震時(shí),一般人們先感到上下顛簸,過(guò)數(shù)秒到十幾秒后才感到有很強(qiáng)的水平晃動(dòng)。橫波是造成破壞的主要原因。
沿地面?zhèn)鞑サ牡卣鸩ǚQ為面波,分為勒夫波和瑞利波。
縱波:振動(dòng)方向與波的傳播方向一致的波,傳播速度較快,到達(dá)地面時(shí)人感覺顛動(dòng),物體上下跳動(dòng)。
橫波:振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直,傳播速度比縱波慢,到達(dá)地面時(shí)人感覺搖晃,物體會(huì)來(lái)回?cái)[動(dòng)。
面波:當(dāng)體波到達(dá)巖層界面或地表時(shí),會(huì)產(chǎn)生沿界面或地表傳播的幅度很大的波,稱為面波。面波傳播速度小于橫波,所以跟在橫波的后面。
地震前自然界出現(xiàn)的可能與地震孕育、發(fā)生有關(guān)的各種征兆稱作地震前兆。大體有兩類:
微觀前兆:人的感官不易覺察,須用儀器才能測(cè)量到的震前變化。例如,地面的變形,地球的磁場(chǎng)、重力場(chǎng)的變化,地下水化學(xué)成分的變化,小地震的活動(dòng)等。
宏觀前兆:人的感官能覺察到的地震前兆。它們大多在臨近地震發(fā)生時(shí)出現(xiàn)。如井水的升降、變渾,動(dòng)物行為反常,地聲、地光等。
①水位、水量的反常變化。如天旱時(shí)節(jié)井水水位上升,泉水水量增加;豐水季節(jié)水位反而下降或泉水?dāng)嗔?。有時(shí)還出現(xiàn)井水自流、自噴等現(xiàn)象。
②水質(zhì)的變化。如井水、泉水等變色、變味(如變苦、變甜)、變渾,有異味等。
③水溫的變化。水溫超過(guò)正常變化范圍。
④其他。如翻花冒泡、噴氣發(fā)響、井壁變形等。
動(dòng)物是觀察地震前兆的“活儀器”,它們往往在震前出現(xiàn)各種反常行為,向人們預(yù)示災(zāi)難的臨近。已發(fā)現(xiàn)有上百種動(dòng)物震前有一定反常表現(xiàn),其中異常反應(yīng)比較普遍的有20多種,常見的動(dòng)物異?,F(xiàn)象有:
驚恐反應(yīng):如大牲畜不進(jìn)圈,狗狂吠,鳥或昆蟲驚飛、非正常群遷等。
抑制型異常:如行為變得遲緩,或發(fā)呆發(fā)癡,不知所措;或不肯進(jìn)食等。
生活習(xí)性變化:如冬眠的蛇出洞,老鼠白天活動(dòng)不怕人,大批青蛙上岸活動(dòng)等。
電磁異常是指地震前家用電器,如收音機(jī)、電視機(jī)、日光燈等出現(xiàn)的失靈現(xiàn)象。常見的是收音機(jī)的失靈、手機(jī)信號(hào)減弱或消失、電子鬧鐘失靈等現(xiàn)象。
臨近地震發(fā)生前,往往有聲響自地下深處傳來(lái),這就是“地聲”。地聲一般出現(xiàn)在震前幾分鐘、幾小時(shí)、幾天或更早;以臨震前幾分鐘出現(xiàn)得多。
地聲的聲響與平日人們熟悉的聲音不同且多種多樣。如:“猶如列車從地下奔馳而來(lái)”“似采石放連珠炮般的聲響”“類似于機(jī)器轟鳴聲”“狂風(fēng)呼嘯聲”“石頭相互摩擦聲”等等。但是,有時(shí)地聲也不易與遠(yuǎn)處傳來(lái)的風(fēng)聲、雷聲、機(jī)器轟鳴聲等相鑒別。
地光也是臨震前的一種宏觀現(xiàn)象,中國(guó)已在多次地震前觀測(cè)到,它們一般出現(xiàn)在臨震前或震時(shí),也有出現(xiàn)于震前數(shù)小時(shí)或更早的。
地光的顏色很多,有紅、黃、藍(lán)、白、紫等,有的也像電火光。它們的形狀各異,有帶狀光、片形光、球狀光、柱狀光、火樣光等。地光出現(xiàn)的時(shí)間一般很短,所以不易觀測(cè)。鑒別地光也有一定難度,因?yàn)樗男螤詈皖伾袝r(shí)也與電焊光、閃電等有相似之處。
(1)測(cè)震:記錄一個(gè)區(qū)域內(nèi)大小地震的時(shí)空分布和特征,從而預(yù)報(bào)大地震。人們常說(shuō)的“小震鬧,大震到”,就是以震報(bào)震的一種特例。當(dāng)然,需要注意的是“小震鬧”并不一定導(dǎo)致“大震到”。
(2)地殼形變觀測(cè):許多地震在臨震前,震區(qū)的地殼形變?cè)龃?,可以是平時(shí)的幾倍到幾十倍。如測(cè)量斷層兩側(cè)的相對(duì)垂直升降或水平位移的參數(shù),是地震預(yù)報(bào)重要的依據(jù)。
(3)地磁測(cè)量:地球基本磁場(chǎng)可以直接反映地球各種深度乃至地核的物理過(guò)程,地磁場(chǎng)及其變化是地球深部物理過(guò)程信息的重要來(lái)源之一。震磁效益的研究有其理論依據(jù)和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ),更有震例的事實(shí)。
(4)地電觀測(cè):地震孕育過(guò)程中,將伴隨有地下介質(zhì)(主要是巖石)電阻率的變化及大地電流和自然電場(chǎng)的變化,由于這些變化與巖石受力變形及破裂過(guò)程有關(guān),因此提取這一信息可以預(yù)測(cè)地震。
(5)重力觀測(cè):地球重力場(chǎng)是一種比較穩(wěn)定的地球物理場(chǎng)之一,它與觀測(cè)點(diǎn)的位置和地球內(nèi)部介質(zhì)密度有關(guān)。因此,通過(guò)重力場(chǎng)變化可以了解到地殼的變形、巖石密度的變化,從而預(yù)測(cè)地震。
(6)地應(yīng)力觀測(cè):地震孕育不論機(jī)制如何,其實(shí)質(zhì)是一個(gè)力學(xué)過(guò)程,是在一定構(gòu)造背景條件下,地殼體中應(yīng)力作用的結(jié)果。觀測(cè)地殼應(yīng)力的變化,可以捕捉地震前兆的信息。
(7)地下水物理和化學(xué)的動(dòng)態(tài)觀測(cè):地下水動(dòng)態(tài)在震前異?,F(xiàn)象,宏觀現(xiàn)象如水井水位上漲,水中翻花冒泡、井水變色變味等;微觀現(xiàn)象如水化學(xué)成分改變(如水中溶解氡氣量變化等),固體潮(天體引潮力引起的地下水位漲落現(xiàn)象)的改變等。通過(guò)地下水動(dòng)態(tài)的觀測(cè),可以直接地了解含水層受周圍的影響情況和受力的情況,從而進(jìn)行地震預(yù)報(bào)。
類似這樣的經(jīng)常性的監(jiān)測(cè)手段和預(yù)報(bào)方法還有不少。地震學(xué)家們根據(jù)多種手段觀測(cè)的結(jié)果,綜合考慮環(huán)境因素、構(gòu)造條件和地球動(dòng)力因素等,提出慎之又慎的分析預(yù)測(cè)意見。
包括地震臺(tái)內(nèi)的監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備、設(shè)施;地震臺(tái)外的觀測(cè)用山洞、儀器房、觀測(cè)井(水點(diǎn))、井房、觀測(cè)線路、通信設(shè)施、供電設(shè)施、供水設(shè)施、專用堤壩、專用道路、避雷裝置及其附屬設(shè)施;地震遙測(cè)臺(tái)網(wǎng)接受中心的觀測(cè)設(shè)備、中繼站、遙測(cè)點(diǎn)用房等;地震專用測(cè)量標(biāo)志、測(cè)量場(chǎng)地等。中國(guó)共有地震監(jiān)測(cè)臺(tái)站1400個(gè)左右,其中專業(yè)臺(tái)站有700個(gè)左右。在1400個(gè)臺(tái)站中,約有40%受到周圍環(huán)境的干擾、觀測(cè)效果極不理想,還有20%已受到相當(dāng)大的破壞,必須重新選點(diǎn)和搬遷。
《地震觀測(cè)設(shè)施和地震觀測(cè)環(huán)境保護(hù)條例》第八條第一款規(guī)定:“地震觀測(cè)環(huán)境的保護(hù)范圍,是指地震監(jiān)測(cè)設(shè)施周圍不能有影響其工作效能的干擾源的小區(qū)域。”并給定“小距離”的三個(gè)附表。《防震減災(zāi)法》規(guī)定:“地震觀測(cè)環(huán)境應(yīng)當(dāng)按照地震監(jiān)測(cè)設(shè)施周圍不能有影響其工作效能的干擾源的要求劃定保護(hù)范圍,”通常用干擾源距地震監(jiān)測(cè)設(shè)施的小距離劃定地震觀測(cè)環(huán)境保護(hù)區(qū),對(duì)于在條例或規(guī)范中沒有明確規(guī)定距離有關(guān)地震監(jiān)測(cè)設(shè)施的小距離的一些干擾源,如鐵路、電氣化鐵路、高壓輸電線、發(fā)電廠、建筑群、無(wú)線電發(fā)射裝置等,則通過(guò)縣級(jí)以上人民政府管理地震工作的部門或者機(jī)構(gòu)會(huì)同有關(guān)部門通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)確定。
數(shù)據(jù)意義
(1)在地球科學(xué)基礎(chǔ)理論研究的作用
地球科學(xué)是以觀測(cè)為基礎(chǔ)的科學(xué),地球科學(xué)的基礎(chǔ)理論研究離不開大量地球觀測(cè)數(shù)據(jù)信息。如,地球深部構(gòu)造、地球動(dòng)力學(xué)、地殼現(xiàn)今運(yùn)動(dòng)等研究需要大量的地震地磁、重力和地殼形變數(shù)據(jù)。著名的地球物理學(xué)家古登保說(shuō):地震是照亮地球內(nèi)部的明燈。正是現(xiàn)代地震觀測(cè),特別是數(shù)字地震觀測(cè),使地球物理學(xué)家揭示了地球內(nèi)部構(gòu)造,地球內(nèi)部介質(zhì)的變化。大陸漂移和板塊學(xué)說(shuō)的形成與地震、地磁觀測(cè)是密切結(jié)合的。留美地球物理學(xué)家宋曉東博士和美國(guó)地球物理學(xué)家合作,通過(guò)對(duì)大量的連續(xù)觀測(cè)地震數(shù)據(jù)的研究,發(fā)現(xiàn)地球內(nèi)核與地球外部自轉(zhuǎn)速度不一樣的重要現(xiàn)象,被列為二十世紀(jì)地球科學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)之一。因此,地球物理和地球化學(xué)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是人類認(rèn)識(shí)地球和地球形成的重要依據(jù),是地球科學(xué)創(chuàng)新和發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ),中國(guó)科學(xué)院和各高等院校的地球系統(tǒng)科學(xué)基礎(chǔ)研究部門對(duì)中國(guó)地震局對(duì)外開放地球物理與地球化學(xué)觀測(cè)數(shù)據(jù)抱有極大興趣。
(2)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)家重大工程項(xiàng)目決策中得到廣泛應(yīng)用
中國(guó)正處在大規(guī)模經(jīng)濟(jì)建設(shè)時(shí)期,地震科學(xué)數(shù)據(jù)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)家重大工程項(xiàng)目決策具有非常重要的意義。大型工礦企業(yè)、核電站、水庫(kù)、鐵路、高速公路建設(shè)均應(yīng)進(jìn)行地震和地質(zhì)災(zāi)害安全性評(píng)估以及相關(guān)研究工作。如中國(guó)已經(jīng)確定的長(zhǎng)江三峽工程、南水北調(diào)、青藏鐵路,西氣東送等重大建設(shè)項(xiàng)目,以及西部大開發(fā)中的各項(xiàng)重要設(shè)施建設(shè)均需要地震危險(xiǎn)區(qū)劃及各種尺度的地震預(yù)測(cè)結(jié)果和多項(xiàng)地球物理觀測(cè)數(shù)據(jù)和活動(dòng)地質(zhì)構(gòu)造數(shù)據(jù)等作為項(xiàng)目立項(xiàng)決策和實(shí)施過(guò)程中解決有關(guān)問(wèn)題的科學(xué)依據(jù)。
數(shù)據(jù)分類
地震科學(xué)數(shù)據(jù)按照其獲取途徑可以劃分為五大類:
觀測(cè)數(shù)據(jù):包括:地震、地磁、重力、地形變、地電、地下流體、強(qiáng)震動(dòng)、現(xiàn)今地殼運(yùn)動(dòng)等觀測(cè)數(shù)據(jù)。這是地震科學(xué)數(shù)據(jù)中數(shù)量大的一類數(shù)據(jù)。
探測(cè)數(shù)據(jù):包括:人工地震、大地電磁、地震流動(dòng)臺(tái)陣等數(shù)據(jù)。
調(diào)查數(shù)據(jù):包括:地震地質(zhì)、地震災(zāi)害、地震現(xiàn)場(chǎng)科考、工程震害、震害預(yù)測(cè)、地震遙感等數(shù)據(jù)。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):包括:構(gòu)造物理實(shí)驗(yàn)、新構(gòu)造年代測(cè)試、建筑物結(jié)構(gòu)抗震實(shí)驗(yàn)、巖土地震工程實(shí)驗(yàn)等數(shù)據(jù)。
專題數(shù)據(jù):這類數(shù)據(jù)為綜合性數(shù)據(jù),主要服務(wù)于某一重要研究專題、重大工程項(xiàng)目、某一特定區(qū)域綜合研究等工作目標(biāo)而建立的。如:地學(xué)大斷面探測(cè)研究、火山監(jiān)測(cè)研究、水庫(kù)地震監(jiān)測(cè)研究、礦震監(jiān)測(cè)研究、典型大震震害、中國(guó)大陸地殼應(yīng)力環(huán)境數(shù)據(jù)、三峽工程、青藏鐵路、建筑物地震安全性評(píng)價(jià)等方面的數(shù)據(jù)。
公元132年,東漢科學(xué)家張衡發(fā)明了世界上第一架地震儀器——地動(dòng)儀,并在實(shí)際應(yīng)用中,得到了驗(yàn)證。遺憾的是,地動(dòng)儀實(shí)物和圖樣失傳,只留下了文字記載,實(shí)物逐漸成為了千古之謎。
關(guān)于張衡地動(dòng)儀的記載,見于《續(xù)漢書》(司馬彪)、《后漢紀(jì)》(袁宏)、《后漢書》(范曄)三部史書。這些史料記述了地動(dòng)儀的外觀,內(nèi)部結(jié)構(gòu),工作過(guò)程,以及驗(yàn)震情況。在隨后的漫長(zhǎng)歲月里,古今中外,許多人都試圖復(fù)原地動(dòng)儀,但是,始終沒有成功的復(fù)原模型出現(xiàn),大多數(shù)都處于概念模型階段,或者與史書不符,或者復(fù)原的實(shí)物模型不能正常工作。
2002年以后,在中國(guó)地震局和國(guó)家文物局的支持下,成立了“張衡地動(dòng)儀科學(xué)復(fù)原”課題組,由中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心、清華大學(xué)美術(shù)學(xué)院、國(guó)家博物館、北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化所、河南博物館等多學(xué)科的專家組成。該課題組建立了新的地動(dòng)儀復(fù)原模型,實(shí)現(xiàn)了從概念模型到科學(xué)模型的跨越。2005年通過(guò)了專家鑒定和國(guó)家驗(yàn)收。2008年8月完成了定型模型的小型鑄造。
地震的中長(zhǎng)期預(yù)報(bào)是指地震中期預(yù)報(bào)和地震長(zhǎng)期預(yù)報(bào)。對(duì)某地幾年至幾十年內(nèi),甚至上百年內(nèi)可能發(fā)生的地震做出預(yù)報(bào),叫做地震長(zhǎng)期預(yù)報(bào)。對(duì)某地幾個(gè)月至幾年內(nèi)可能發(fā)生的地震做出預(yù)報(bào),叫做地震中期預(yù)報(bào)。對(duì)某地幾天至幾十天,甚至幾個(gè)月內(nèi)可能發(fā)生的地震做出預(yù)報(bào),叫做地震短期預(yù)報(bào)。對(duì)某地幾小時(shí)至幾天內(nèi)可能發(fā)生的地震做出預(yù)報(bào),叫做臨震預(yù)報(bào)。
地震中長(zhǎng)期預(yù)報(bào),特別是地震長(zhǎng)期預(yù)報(bào),主要目的是預(yù)測(cè)出可能發(fā)生的地震的地區(qū)、時(shí)間范圍和可能發(fā)生的大地震烈度,并作出某一地區(qū)的地震趨勢(shì)分析。
短期預(yù)報(bào),特別是臨震預(yù)報(bào),要求迅速、紀(jì)實(shí)、準(zhǔn)確地確定發(fā)震的地點(diǎn)、時(shí)間和震級(jí),以便在強(qiáng)烈地震到來(lái)之前,采取必要的堅(jiān)決的預(yù)防措施。
短期預(yù)報(bào)要以中長(zhǎng)期預(yù)報(bào)為基礎(chǔ),而臨震預(yù)報(bào)又是在短期預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。不過(guò),地震預(yù)報(bào)工作一環(huán)扣一環(huán),要嚴(yán)格區(qū)分開也是不可能的。