地震学概论总复习

板块间的三种运动方式
相互靠近
相互远离
错动
Байду номын сангаас
1900年以来全球7级以上地震分布图
环太平洋地震带和欧亚地震带
7.2.1 宏观前兆
• 地声
• 地光
• 地下水异常
• 大气异常
• 地震云
• 动物异常
地下水异常示意图
7.2.2 微观前兆
• 测震（地震活动）
• 形变（地形变、重力） • 电磁（地电、地磁） • 流体（地下流体）
什么是地震次生灾害？
•
因地震的直接破坏而引起的一系列其它 灾害，包括：建筑物工程设施破坏而引起 的火灾、水灾和煤气、有毒气体泄漏；细 菌、放射物扩散等对生命财产造成的灾害； 社会功能瓦解、社会经济瘫痪等社会性灾 害。
有关海啸参数与知识
• • • • 海啸能量,约40%仍回到海中,60%消耗于岸上. 海啸波传播速度 海啸透出海面后,约为800公里/小时速度向外传播, 海啸进入大陆架，由于深度急剧变浅，波高骤增， 可达20—30米 • 破坏性较大的地震海啸平均六七年发生一次，其 中约80%发生在环太平洋地震带上 • 智利、秘鲁、日本、夏威夷群岛等是全球海啸多 发区
• 地震烈度的概念：
• 地震烈度是表示地面及房屋等建筑物遭受地震影 响破坏的程度
• 烈度划分依据
• (1)人的感觉:从无感(用仪器记)以至使人惊逃 • (2)人工设施的破坏 • (3)自然环境的破坏
地震烈度与地震震级的区别与联系
区 别
震级代表地震本身的大小强弱，它由震源发出的地 震波能量来决定，对于同一次地震只应有一个数值。 烈度在同一次地震中是因地而异的，它受着当地各 种自然和人为条件的影响。 对震级相同的地震来说，如果震源越浅，震中距越短， 则烈度一般就越高。同样，当地的地质构造是否稳定， 土壤结构是否坚实，房屋和其他构筑物是否坚固耐震， 对于当地的烈度高或低有着直接的关系。
一个地震台的简易模型
GPS
传输与记录、处理
GE OD E VI C E PO WE R D A TA P o R F B R K E IN BL OU T
地震计
数据采集器
外线避雷器
实时监控仪
S D
1 A-001
220V 电源避雷器
12V稳压电源
不间断电源
地震仪记录的物理量
地动位移 地动速度 地动加速度
岩石圈(固态)
地
上 地 幔
低速层
100
软流圈(部分熔融)
幔
250 8.2 650 10.08 2885 13.54 4170 7.98 9.53
下地幔 (古登堡面) 外 核
(固 态)
135200 1069 252000 328100 361700 760
(液态地核) 4300 固-液态过渡带
地
过渡层
以邢台震区为地震预报试验场，密切监视和细 致分析震情，揭开了中国地震预报科学实践的 序幕。 • 现场所开展的观测研究工作涉及地球物理、 地质、大地测量、地球化学、工程力学以及 生物、气象等十多个学科，建立了一批前兆 观测台站，先后有测震、地电、地磁、地下 水、水化学、水准、基线、重力、扭称、地 应力、地声、地倾斜等20余种手段投入了观 测，取得了一批有价值的观测资料。
海啸是可以准确预报的---全球海啸警报系统
• 1964年国际上就成立了全球海啸警报系统协调小 组，太平洋由于海啸多发，所以海啸预警系统很 发达。印度洋由于历史上很少发生海啸，近百年 来又没有发生过海啸，所以没有国家参加海啸预 警系统，根本没有海啸预警网络，此次海啸造成 的重大伤亡和没有及时预警关系很大。此次大地 震发生15分钟后太平洋海啸预警中心就从檀香山 分部向参与联合预警系统的26个国家发布了预警 信息。如果印度洋也有预警系统，也许人们就可 以更好地利用从震后到海啸登陆印度洋沿岸的宝 贵的90分钟。预警早一分钟就可以挽救成千上万 人的生命，可以说海啸预警是在与死神抢时间。
核
内 核
5155 10.33
0 12.25
427 0 4500
10.89 6371 11.17
3.46 3.50 12.51
固态地核
震源距的定义
震源距是震源和观测点（地面之间的直线距离。
5个地震基本参数为：
发震时刻: H 震中位置:经度λ，纬度

震源深度: h
地震大小: M (震级)
发震时刻确定
核爆监测—维护世界和平
• 全 面 禁 止 核 试 验 条 约 （C TBT） 的 地 震 台 站 分 布
地震波进行勘探—造福人类
生命线工程
• 生命线工程 • “生命线工程”是指对社会生活、生 产有重大影响的交通、通信、供水、排水、 供电、供气、输油等工程系统。（《破坏 性地震应急条例》）
一、地震烈度
周恩来连夜赶往灾区慰问 1966年3 月
• 1966年3月8日早5点30分，河北省邢台地 区发生强烈地震，震级为6.7级，西部、北 部10个公社受灾严重，砸死1693人、砸伤 12546人，其中重伤3974人；倒毁房屋 150745间，66383间房屋受到破坏。灾难 发生后，灾区人民的生命和财产安危牵动 着周总理的心。周恩来两次亲临灾区视察 和指导工作
五、地震波的波序
地球内部圈层结构及各圈层的主要地球物理数据
深度 内部圈层 km 0 地震波速度 纵波 Vp 5.6 横波 Vs 3.4 密度ρ g· cm3
压力 P MPa 0
重力 g m· s-2 981
温度t 附 C 14 注
2.6
地
壳
( 莫霍面) 33 60 7.0 8.2 7.93 4.2 4.6 4.36 4.5 5.42 7.23 0 0 2.9 3.34 3.42 3.6 4.64 5.56 9.98 11.42 1200 1900 3300 6800 18500 983 984 984 989 995 400-1000 1100 1200 1900 3700
• 同时灾区群众也采用多种方法监测地震， 如地下水、动物行为习性以及其他一些简 易仪器。初步形成了中国第一个综合性的 专群结合的前兆观测台网。至此，中国地 震预报科研工作进入了以大量前兆观测为 基础的，多学科联合攻关的新阶段。
地震造成巨大的灾害
1906年美国旧金山8.25级地震，城市夷为平地
旧金山地震积极和基础性的研究成 果
地震学概论总复习
武巴特尔
1.4揭开中国地震监测预报序幕的地 震 — 邢台地震
• • • • • • 邢台地震 时间：1966年3月8日5时29分14秒/3月 22日16时19分46秒 地点：河北隆尧县/宁晋县 震经/震中：6.8级/9度；7.2级/10度 波及范围/损失:地震发生后，漫天飘雪 死亡人数: 8064人
• 利用ts-tp(从地震波记录图中得到),在地震波走时表查得 相应走时Δtp,从到时tp减去走时ΔtP,便是发震时刻t0.
地震序列的含义
• 地震序列按发生时间先后顺序的排列，也 指地震丛；有些异乎寻常的地震序列，称 为地震群,在一个很长的地震序列中出现的 大小不同的地震，找不到主震，只是群集 的系列分布。地震分为主震余型、震群型 和孤立型三类
地震过程
• 四个活动阶段:
• 孕震 • • •
临震 发震 余震
地壳中的应力
• 应力是一种作用于岩石并使岩石的形状或 体积发生改变的力. • 地壳中存在三种应力: • 剪应力、张力、压力
• 剪应力：同时作用于一块岩石上的方向相反的应力。 • 张力：是将岩石拉伸的一种应力，使板块相互分离。 • 压力：挤压岩石使之发生褶皱或破裂
• 。其一是在震区详细填绘的地震烈度 图，这对评估旧金山 湾区现今的地震 灾害提供了基本资料。另一有益成果 是诞生了美国地震学会，它的成立为 了 达到以下目标:
(1)促进地震学研究，对地震及有关现象的科学研
究。 (2)用所有可行手段促进公众震时安全。 (3)让工程师、建筑师、建筑承包商、保险业人员 和财产所有者，采取现实的经济的抗 震防灾措施， 保护公众，使其减轻地震和地震火灾的损失。 (4)通过适当的出版物、演讲和其他手段进行宣传， 使公众理解地震之所以危险，主要 是因为我们对 它的后果没有采取适当的预防。只要充分研究地 震的地理分布、历史序列、活 动性及对建筑物的 影响，抗御震灾是可以实现的。
研究基本烈度意义
• 对我国国土进行地震危险区划
• 为国家国土资源利用 • 建设物设防等提供防震减灾依据
地震仪的组成部分
• 拾震系统——摆
• 记录系统——纸、相纸、光盘、硬盘等
地震仪简单示意图
三个方向测量地面运动
地震时，地面同时在三个方向向上运动：上
下，东西和南北。一台地震仪只能记录运 动的三个分量中的一个。所以科学家就把 三个独立的地震仪的记录合并起来，就能 重新建造在这一点上运动的完整记录。
地壳解释
• 收缩说
• •
•
大陆漂移说 海底扩张说
板块构造学
活断层与地震地点\强度的关系
活断层与地震灾害的关系密切，活断层决定着多 数破坏性地震的发生位置，活断层的规模大小、 运动性质和活动时代等属性决定着地震震级的大 小，同时，对强地震地面运动具有复杂的影响。 城市及附近地震可加重发震活断层沿线建筑物的 破坏和地面灾害，特别是位于城市之下的活断层 突然快速错动所导致的”直下型”地震能引起巨 大的城市地震灾害。
为什么说地震预测是世界难题
• 第一，地球的不可入性。大家知道上天容易入地难，我们 对地下发生的变化，只能通过地表的观测来推测； • 第二，地震孕育规律的复杂性。通过专家多年的研究，现 在逐渐认识到地震孕育、发生、发展的过程十分复杂，在 不同的地理构造环境、不同的时间阶段，不同震级的地震 都显示出相当复杂的孕律过程； • 第三，地震发生的小概率性。大家可能都感觉到，全球每 年都有地震发生，有些还是比较大的地震。但是对于一个 地区来说，地震发生的重复性时间是很长的，几十年、几 百年、上千年，而进行科学研究的话，都有统计样本。而 这个样本的获取，在有生之年都非常困难。
联 系
震级与震中烈度统计对应关系
震 中 Ⅰ 烈 度：
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
Ⅶ
Ⅷ
Ⅸ
Ⅹ
Ⅺ
Ⅹ Ⅱ
震 1.9 2.5 3.1 3.7 4.3 4.9 5.5 6.1 6.7 7.3 7.9 8.5 级：
三、基本烈度及抗震烈度
• 基本烈度：地震基本烈度是具有一定发生 概率的烈度值，用统计学方法计算得来的 综合烈度，表明一个地区发生这个地震烈 度的可能性比较大。
第19大街今昔对比
地震次生灾害最严重的地震—日本 关东大地震
• 发震时刻] 1923年9月1日11时58分（当地时间） [地震参数] 震中N35.2°E139.3°,大约位于神奈川县小 田原附近相模湾内。震级 7.9级。 [灾 情] 死亡99331人，下落不明43476人，受伤 103733人。房屋毁坏128266间，严重受损126233间，烧 毁447128间，地震中木造房屋损坏率高。地震后引发大 火，东京烧失面积约38.3平方公里，85％的房屋毁于一旦， 横滨烧失面积约9.5平方公里，96％的房屋被夷为平地。 地震又引发海啸，最大浪高超过12米，海啸卷走、冲毁的 房屋也达到了868所 。 财产损失300亿美元 。
主震、余震和前震
• 若在一群地震中特别大的地震仅有一个，
该地震叫主震 ，之前的地震叫前震，之后
的地震叫余震 。
地震分类(四)
• 按地震成因分类 构造地震
火山地震
陷落地震
构造地震
• 构造地震是指在构造运动作用下，当地应 力达到并超过岩层的强度极限时，岩层就 会突然产生变形，乃至破裂，将能量一下 子释放出来，就引起大地震动，这类地震 被称为构造地震，占地震总数90%以上
(2)．地震学的应用
• 利用地震学的基本原理探测地下资源，找油、找 气、找矿物，这就是地震勘探。还可以利用地震 资料研究地球内部的构造及地壳构造。地震也给 出地质活动的信息，有助于地质学的研究。研究 地震发生的地质条件，由地质条件及地质活动的 情报对地震作出估计和准确的预报是地震地质的 重要目标。地下核爆炸与地震产生的冲击模式是 不一样的，用测震学的方法可以探测到核爆炸， 尤其是地下核爆炸。地震学的方法还用来研究矿 山的塌陷、地球的脉动等等。
地震波
• 体波：包括P波和S波
• 面波：包括瑞利面波和勒夫面波
地震P波和S波运行时弹性岩石运动的形态
下图为 Rayleigh波传播时，质点在沿着波传播方向的垂直的 平面做逆时针的椭圆运动，波到来时，地面的运动和水面上 的波浪运动一样
下图为Love 波（L波）传播时，质点水平运动，而且运动方 向与波传播方向的垂直，地面上质点运动最大，越往地下深 处运动的幅度越小。