地震學(xué)科普之窗(一)＊

大木圣子

(東京大學(xué)地震研究所)

地震學(xué)科普之窗(一)＊

大木圣子

(東京大學(xué)地震研究所)

在某大學(xué)文學(xué)系學(xué)習(xí)災(zāi)害社會學(xué)專業(yè)的大四學(xué)生大地君也想學(xué)習(xí)地震科學(xué),希望將來能夠從事防災(zāi)工作。怎樣完成自己的畢業(yè)論文研修呢?于是他來到了在地震學(xué)和火山學(xué)研究方面頗具名氣的新堂研究室。下面我們將看到,他與和藹的新堂教授、不茍言笑的萊助教一起,學(xué)習(xí)關(guān)于地震知識的情況。

1 板塊構(gòu)造與地震發(fā)生的地方

1.1 歡迎走進(jìn)地球科學(xué)的世界

大地君您好,我是社會學(xué)專業(yè)的海野大地,前來進(jìn)行畢業(yè)研修,請多多關(guān)照。

新堂教授啊,歡迎來到我們新堂研究室。這位是今后負(fù)責(zé)你研修的萊先生。

萊助教那我們就從今天開始吧。

1.2 地震發(fā)生的區(qū)域是固定的

大地君 說到最近的地震,凈發(fā)生在一些如果不發(fā)生地震我們都沒聽說過的地方,像所羅門、瓦努阿圖、圣克魯斯、海地、墨西哥下加利福尼亞州,還有我們知道的智利和印度尼西亞。那么,這些地區(qū)自古以來就發(fā)生過地震嗎?

萊助教的確是的。

大地君啊?真是這樣?這么說,地震發(fā)生的區(qū)域是可以確定的,是這樣嗎?

萊助教首先,我們來看看地震是在地球上何處發(fā)生的。

1.3 板塊構(gòu)造

這就是世界震源分布圖。這令人吃驚。像日本,并不能看到布滿震源點(圖1)。從日本向北去是阿留申、阿拉斯加、加利福尼亞、中美洲、南美洲。從那里向西到太平洋分布著點點的震源,接著是新西蘭、薩摩亞、圣克魯斯、瓦努阿圖、爪哇、蘇門答臘,北上是菲律賓、關(guān)島和塞班也都布滿震源,這樣圍繞著太平洋回到日本。這些就是這30年間震級5級以上的地震震源分布圖。地震是只在地球上的確定區(qū)域發(fā)生。我們用手指描畫世界震源圖就會看出,環(huán)繞環(huán)太平洋四周,再橫跨印度洋四周,縱跨大西洋四周都有,地球表面完全就像一個用震源分布分割成的智力拼圖。

萊助教聽說過板塊這個詞嗎?

大地君嗯,就是板塊構(gòu)造嗎?

萊助教對,板塊是“一塊平的板”的意思,大地構(gòu)造在希臘語中是由“木匠”一詞進(jìn)而轉(zhuǎn)變?yōu)椤把芯肯窠ㄖ鹊臉?gòu)造”。亦即是說板塊構(gòu)造就是在平的板上研究近地球表面的構(gòu)造。

大地君地球表面被十幾枚板塊覆蓋著。在日本周圍就有太平洋板塊和菲律賓板塊,是嗎?

萊助教是的,這些都是海洋板塊。載著日本列島的陸地板塊為兩塊,西日本是歐亞大陸板塊,北日本是鄂霍次克板塊。但也有鄂霍次克板塊屬北美板塊的這一說法。板塊邊界模糊不清的有若干,板塊總數(shù)無法準(zhǔn)確計算,即便如此,每個板塊都是有名字的(圖2)。

圖1 世界震源分布

圖2 覆蓋地球表面的板塊

大地君啊,板塊也就像智力拼圖的一塊呀。實際的地球就像一個有著裂縫的圓形蛋殼那樣狀態(tài)嗎,而且就是在這些裂縫的地方,也就是在板塊邊界發(fā)生地震的吧?地震只是在地球上應(yīng)該發(fā)生的地方才發(fā)生呀。

萊助教在世界震源圖中表示震源的○的大小是表示震級的大小,但顏色表示什么你知道嗎?

大地君是震源的深度呀,地震發(fā)生的地點在地球上是固定的,并且深源地震也只是在這些其中的更深部分地區(qū)發(fā)生,好像日本、南美、斐濟(jì)、印度尼西亞……就是。因為經(jīng)常有機(jī)會看到日本斷層圖,所以,可以想象深源地震會怎樣發(fā)生的。

萊助教在白色紙板上畫出了向日本下方俯沖的太平洋板塊圖讓大地君看。地震就發(fā)生在板塊俯沖之地,也就是說,在板塊俯沖的地區(qū),將會發(fā)生深源地震。萊助教問道:“那么,淺源地震會在哪兒發(fā)生呢?”,并且畫出了與太平洋板塊的相對端相接續(xù)部分。形成板塊的地方在海底像山嶺一樣連接著,這里就會發(fā)生淺源地震。而且,板塊之間呈交錯狀,就像在山嶺與山嶺連接的部分板塊相互錯動,這里才發(fā)生淺源地震(圖3)。

圖3

萊助教板塊構(gòu)造學(xué)你已經(jīng)入門了,今天就到這里吧,再請新堂教授講講吧。

2 新堂教授簡單的提問:板塊的下面

新堂教授那么,是板塊邊界就發(fā)生地震嗎?因為發(fā)生地震了,就知道是板塊邊界,這說法是實情嗎?若是如此,于是又要問,為什么板塊邊界會發(fā)生地震呢?

大地君這是因為覆蓋在地球表面的十幾個板塊都在隨意的方向運(yùn)動著,在邊界地方相互碰撞。平展的巖板般的板塊相互碰撞的地方需巨大的力,這個力就能引發(fā)地震。這是我剛才在教材中看到的。

新堂教授嗯,很好。但是,說是一個平板,大一點的可達(dá)10000km。成為浩瀚太平洋的海底的大板塊,怎么能不破碎地作為整體的一塊運(yùn)動呢?

大地君……。

新堂教授這就是一個難題。雖說是簡單卻是一個很難的問題。實際上,結(jié)構(gòu)就在板塊底下。可以說地震波速度在那里急劇減慢,存在著因高溫部分融化的巖漿。板塊就在那里滑溜溜地滑動著。怎么樣?聽上去好像理所當(dāng)然,其實,是通過觀測來確認(rèn)這些的,并可驗證支持它的巖石學(xué)模式的,正是提出板塊學(xué)說以后經(jīng)半個世紀(jì)后的2009年,是以日本人為核心的研究小組的重大發(fā)現(xiàn)。是這樣的,得到這種聽上去理所當(dāng)然的成果確實是意想不到的艱難。這正是一次發(fā)現(xiàn)本質(zhì)的事件,這也是自然科學(xué)在漫長的歷史中完成的一大成果啊!

新堂教授高興地拿著論文。什么地震波速度、巖漿、巖石學(xué)模式等等,對我來說都糊里糊涂,我明白了一點,盡管是一門地震學(xué),也有著海洋或陸地的觀測、巖石實驗、以及理論等各個領(lǐng)域,哪個將是我最擅長的領(lǐng)域呢,今后不管是哪一門都要畢生努力學(xué)習(xí)呀。

摘譯自:日本《地震本部新聞》2010年5月號

原題:謎解き地震學(xué)

網(wǎng)址:http:∥lloutreach.eri.u-tokyo.ac.jp/charade/

(彭 巖 譯,盧振恒 校)

(譯者電子信箱,彭 巖:pybj1201@yahoo.com.cn)

P315;

E;

10.3969/j.issn.0235-4975.2011.07.010

2011-03-16。