地球也顫抖?

于鵬翔

古時(shí)候發(fā)生地震，人們會認(rèn)為是天神發(fā)怒或天地陰陽無法調(diào)和所致。今天我們一感到天旋地轉(zhuǎn)第一時(shí)間想到的肯定是逃生，因?yàn)槲覀冎滥鞘堑卣鸢l(fā)生了！地震，顧名思義就是大地內(nèi)部在震動(dòng)。問題是這好好的大地為什么會震動(dòng)呢？

人類生活的這片陸地叫作巖石圈，其厚度可達(dá)上百千米。組成巖石圈的是成分各異、大小不一的巖石。整個(gè)巖石圈并非一幅完整的大地畫卷，而更像一幅分裂成很多塊的大地“拼圖”。那些分裂而成的大塊巖石就被稱為板塊。簡單來說，地球的表面由各種板塊組成，這些板塊上有陸地也有海洋。板塊在不停地運(yùn)動(dòng)，這些運(yùn)動(dòng)造成了地球表面的地質(zhì)變化。例如，地質(zhì)學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)：印度洋板塊在以每年6厘米的速度向亞歐板塊靠近，在它們緩慢的碰撞過程中就形成了喜馬拉雅山。

但新的問題又?jǐn)[在我們面前：板塊為什么會移動(dòng)？板塊移動(dòng)是持續(xù)性的，可為什么地震不是持續(xù)的？其實(shí)，這兩個(gè)問題一直困擾著科學(xué)家，直到現(xiàn)在，關(guān)于板塊運(yùn)動(dòng)和地震的關(guān)系還沒有一個(gè)完善且得到充分證實(shí)的結(jié)論。不過針對這些問題，科學(xué)家還是得出了一些公認(rèn)的結(jié)論，我們來看一看吧！

板塊為什么會運(yùn)動(dòng)

我們首先要知道，地球從地心到地表并不是一個(gè)均質(zhì)整體。地球的最內(nèi)部是地核，地核之上是地幔，地幔分為上地幔和下地幔，上地幔的最上層和地殼共同構(gòu)成了我們前面所說的巖石圈。在上地幔之中還有一個(gè)很奇怪的地方，那里的巖石并不是堅(jiān)實(shí)的固態(tài)，而是一種軟軟的黏稠態(tài)?？茖W(xué)家給這里取了一個(gè)很形象的名字——軟流層，就是軟軟的、能流動(dòng)的地球圈層。板塊運(yùn)動(dòng)的奧秘就蘊(yùn)藏在軟流層之中。

軟流層之所以是軟的，一個(gè)重要的原因就是它的溫度。軟流層在地下100多千米處，這里的溫度高達(dá)1400℃。這樣的溫度足以將巖石熔化，讓它們從固體變?yōu)橐后w巖漿。這些巖漿噴出地表就形成了火山。軟流層中的巖漿溫度雖然很高，但是熱量分布并不均勻，靠近地心的部分比靠近巖石圈的部分溫度更高。在這種冷熱不均的條件下，熱的部分不斷上升，冷的部分不斷下沉，巖漿就在其中緩慢地循環(huán)起來。不僅如此，巖漿本身的密度不均還會加劇這種上下運(yùn)動(dòng)?？茖W(xué)家給這種運(yùn)動(dòng)取了個(gè)名字叫作“地幔對流”。大家可以想象一個(gè)很有意思的場景：在我們腳下100多千米的地方，正在上下運(yùn)動(dòng)的黏稠的巖漿帶動(dòng)著漂浮于其上的板塊正在來回移動(dòng)。板塊在移動(dòng)的過程中產(chǎn)生了碰撞，于是就形成了地震。所以說，地震頻發(fā)的“地震帶”基本上都位于板塊交界處。

持續(xù)的碰撞與短暫的地震

板塊時(shí)刻在運(yùn)動(dòng)，可地震并不會在同一個(gè)地方不停地發(fā)生，這是為什么呢？講到這里，我們要提到英國的一位地質(zhì)學(xué)家——萊伊爾爵士。他最先提出地震與地球表面的斷層有關(guān)，但并沒有說明原因。

1906年4月18日凌晨5點(diǎn)左右，美國舊金山發(fā)生大地震，震級達(dá)到里氏7.8級。震后，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)這次地震是太平洋板塊與北美板塊沿著一個(gè)叫作圣安德烈斯斷層的地方相互水平滑動(dòng)造成的。通過對這次地震的研究，一位名叫亨利·里德的科學(xué)家提出了“彈性回跳”理論。這個(gè)理論簡單來說，就是板塊運(yùn)動(dòng)的力量在斷層附近慢慢積累，但是因?yàn)閿鄬又g有著巨大的摩擦力，所以不會立即發(fā)生錯(cuò)動(dòng)，斷層之間只是產(chǎn)生了一種像橡皮筋一樣的彈性變形。但當(dāng)板塊運(yùn)動(dòng)的力量積累到一定程度時(shí)，斷層之間的摩擦力已無法對抗這股力量，于是板塊就錯(cuò)動(dòng)起來，地震也就發(fā)生了。當(dāng)這股力量釋放完畢，地層在新的位置重新穩(wěn)定，地震也就結(jié)束了。

根據(jù)“彈性回跳”理論，我們可以知道每次地震之前都會有一個(gè)漫長的能量積累過程，在這個(gè)過程中是不容易發(fā)生地震的。但是到底要多大能量才能引起地震、斷層之間的摩擦力能讓大地支撐多久等問題，直到今天仍然困擾著人類。這也使得地震預(yù)測成了一個(gè)世界性的難題。

“彈性回跳”理論能夠解釋在斷層附近發(fā)生的構(gòu)造地震（又稱斷層地震），但對于火山或者人工引起的其他形式的地震就無從解釋了。所以，想要徹底了解地震，我們還要不斷地探索。

地震波

我們總是用地動(dòng)山搖、山崩地裂這樣的詞來形容地震發(fā)生時(shí)的恐怖場景。地震發(fā)生的時(shí)候，巨大的能量會以地震波的形式傳播到地面。而地震波就是地動(dòng)山搖、房倒屋塌的罪魁禍?zhǔn)住?/p>

地震波可以分為橫波和縱波。所謂橫波，就是振動(dòng)方向和傳播方向垂直的波，比如我們甩大繩的時(shí)候，繩子的震動(dòng)就屬于橫波?？v波則是振動(dòng)方向和傳播方向一致的波，比如我們拉緊彈簧再松開時(shí)產(chǎn)生的波就是縱波。橫波傳播的速度比較慢，而縱波的傳播速度很快。除了這兩種從地球內(nèi)部傳來的波，還有一種在地球表面?zhèn)鞑サ牟ń凶鳌氨砻娌ā薄Ｔ谶@幾種波的共同作用下，地震形成了巨大的破壞力。

橫波與縱波

在地震發(fā)生的時(shí)候，速度比較快的縱波會先到達(dá)地表。這時(shí)縱波會使建筑物上下顛簸，力量巨大?？v波也是使人暈眩的原因。如果建筑物比較結(jié)實(shí)，扛過了第一輪縱波的襲擊，還會有緊隨其后的橫波攻勢。橫波速度比較慢，因此它會比縱波晚到，但它會讓建筑物產(chǎn)生快速的左右擺動(dòng)。更可怕的是表面波，它會進(jìn)一步加劇左右擺動(dòng)。此時(shí)，在這幾種波的共同作用下，建筑物會扭擺起來，最終難逃坍塌的命運(yùn)。

震級與烈度

看到這里，同學(xué)們可能已經(jīng)談“震”色變。但其實(shí)大家也不用害怕，因?yàn)檫@種破壞力極強(qiáng)的地震畢竟不會經(jīng)常發(fā)生，發(fā)生頻率較高的還是一些小型地震。那我們應(yīng)該如何判定地震的大小呢？這就要說到地震規(guī)模指標(biāo)了。地震規(guī)模指標(biāo)包括：震級、烈度、震源深度、震中距。震級一般用里氏震級表示。這個(gè)概念是美國地震學(xué)家里克特和古登堡提出的。

里氏震級每一級的能量差是10的1.5次方倍（約32倍）。如果相差兩級，能量就差了10的3次方倍（約1000倍）。一般來說5級以下的地震，人們會有感覺，但是對現(xiàn)代建筑物不會有太大的損壞。6級以上的地震對于現(xiàn)代建筑物會有一定的損壞，人們能感受到劇烈的晃動(dòng)。7級以上的地震會給建筑物造成嚴(yán)重?fù)p壞，甚至使建筑物坍塌。在世界范圍內(nèi)，平均來說，6級地震每天都在發(fā)生，7級地震每月發(fā)生一次，8級左右的大地震每年發(fā)生一次。聽上去，地震發(fā)生的頻率非常高呀！但幸運(yùn)的是，絕大部分地震都發(fā)生在高山、海洋或人煙稀少的地區(qū)。

因?yàn)榈卣饘ㄖ锏膿p害巨大，所以除了里氏震級，各國還會用烈度來表示地震對建筑物的損害程度。我國使用的是2008年發(fā)布的《中國地震烈度表》，將地震分為12級烈度。同時(shí)，我國規(guī)定建筑物至少要達(dá)到6級烈度的抗震等級，要是正好位于地震帶上，建筑物的抗震等級還要提升到9級烈度以上。和地震強(qiáng)度密切相關(guān)的還有震源深度和震中距這兩個(gè)指標(biāo)。從名字我們就可以知道，震源深度就是地震發(fā)生的地方到地表間的距離，而震中距就是指觀察點(diǎn)到地震中心的地球球面距離，這兩個(gè)數(shù)字越大對人類的影響越小。

地震避險(xiǎn)指南

說了這么多關(guān)于地震的知識，我們要是遇到地震應(yīng)該怎么辦呢？

1.一定要遠(yuǎn)離窗戶，小心被玻璃碎片傷到。

2.一次地震發(fā)生的時(shí)間只有幾秒到十幾秒，因此在主震過去之后，要立即逃到戶外空曠的地方，并且遠(yuǎn)離建筑物。

3.如果沒有足夠的時(shí)間逃到戶外，我們要在第一時(shí)間用一些比較結(jié)實(shí)的東西護(hù)住頭部，同時(shí)抓緊手邊的水瓶、手電筒等。然后，盡可能跑到廚房或衛(wèi)生間這樣空間狹小又比較堅(jiān)固的地方避險(xiǎn)。

4.最好在家中常備一個(gè)安全包，里面放上手電筒、瓶裝水、高能量食物、基本藥品、哨子、小刀等救生物品，以備關(guān)鍵時(shí)刻帶在身邊。

5.在離開高層建筑物時(shí)一定不要乘坐電梯，而要走樓梯。

6.最重要的就是事前常演習(xí)，遇事不慌張！