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第18章 资源和灾源(16)

1950年8月15日22时9分34秒,中国西藏察隅县发生震级为8.6级的强烈地震。喜马拉雅山几十万平方公里大地瞬间面目全非:雅鲁藏布江在山崩中被截成四段;整座村庄被抛到江对岸。

邢台地震由两个大地震组成:1966年3月8日5时29分14秒,河北省邢台专区隆尧县发生震级为6.8级的大地震,1966年3月22日16时19分46秒,河北省邢台专区宁晋县发生震级为7.2级的大地震,共死亡8064人,伤38000人,经济损失10亿元。

1970年1月5日1时0分34秒,中国云南省通海县发生震级为7.7级的大地震。死亡15621人,伤残32431人。为中国1949年以来继1954年长江大水后第二个死亡万人以上的重灾。

1975年2月4日19时36分6秒,中国辽宁省海城县发生震级为7.3级的大地震。由于此次地震被成功预测预报预防,使更为巨大和惨重的损失得以避免,它因此被称为20世纪地球科学史和世界科技史上的奇迹。

1976年7月28日3时42分2秒,中国河北省唐山市发生震级为7.8级的大地震。死亡24.2万人,重伤16万人,一座重工业城市毁于一旦,直接经济损失100亿元以上,为20世纪世界上人员伤亡最大的地震。

1988年11月6日21时3分、21时16分,中国云南省澜沧、耿马发生震级为7.6级(澜沧)、7.2级(耿马)的两次大地震。相距120公里的两次地震,时间仅相隔13分钟,两座县城被夷为平地,伤4105人,死亡743人,经济损失25.11亿元。

2008年5月12日14时28分,四川汶川县(31.0°N,103.4°E),发生震级为8.0级地震,直接严重受灾地区达10万平方公里。截至7月4日12时,四川汶川地震已造成遇难:69225人遇难,374640人受伤,失踪18624人。紧急转移安置1500.6341万人,目前累计受灾人数4624万人。经济损失已经超过8000亿元人民币。

地震发生时,最基本的现象是地面的连续振动,主要特征是明显的晃动。极震区的人在感到大的晃动之前,有时首先感到上下跳动。这是因为地震波从地内向地面传来,纵波首先到达的缘故。横波接着产生大振幅的水平方向的晃动,是造成地震灾害的主要原因。1960年智利大地震时,最大的晃动持续了3分钟。地震造成的灾害首先是破坏房屋和建筑物,如1976年中国河北唐山地震中,70%~80%的建筑物倒塌,人员伤亡惨重。地震对自然界景观也有很大影响。最主要的后果是地面出现断层和地震裂缝。大地震的地表断层常绵延几十至几百千米,往往具有较明显的垂直错距和水平错距,能反映出震源处的构造变动特征(见浓尾大地震,旧金山大地震)。但并不是所有的地表断裂都直接与震源的运动相联系,它们也可能是由于地震波造成的次生影响。特别是地表沉积层较厚的地区,坡地边缘、河岸和道路两旁常出现地裂缝,这往往是由于地形因素,在一侧没有依托的条件下晃动使表土松垮和崩裂。地震的晃动使表土下沉,浅层的地下水受挤压会沿地裂缝上升至地表,形成喷沙冒水现象。大地震能使局部地形改观,或隆起,或沉降。使城乡道路坼裂、铁轨扭曲、桥梁折断。在现代化城市中,由于地下管道破裂和电缆被切断造成停水、停电和通讯受阻。煤气、有毒气体和放射性物质泄漏可导致火灾和毒物、放射性污染等次生灾害。在山区,地震还能引起山崩和滑坡,常造成掩埋村镇的惨剧。崩塌的山石堵塞江河,在上游形成地震湖。1923年日本关东大地震时,神奈川县发生泥石流,顺山谷下滑,远达5千米。

地震前自然界出现的可能与地震孕育、发生有关的各种征兆称作地震前兆。观测小地震的活动要使用地震仪;观测其他地震微观前兆则须使用前兆观测仪器,其种类很多。如观测和记录地壳形变的仪器有倾斜仪、自记水管仪、伸缩仪、水准仪、激光测距仪等;观测和记录地磁场变化的有磁变仪、核旋仪、地磁经纬仪等。观测地电、地应力、重力、水氡、水位、水质成分及其他微观前兆现象,也都有相应的仪器。大体有两类:

微观前兆:人的感官不易觉察,须用仪器才能测量到的震前变化。例如,地面的变形,地球的磁场、重力场的变化,地下水化学成分的变化,小地震的活动等。观测微观前兆是科学家的工作;而发现临近地震前的宏观前兆,则既要靠科学家,也要靠广大群众。由于宏观前兆往往在临近地震发生时出现,因此,了解它的特点,学会识别它们,对防震减灾有重要作用。

宏观前兆:人的感官能觉察到的地震前兆。它们大多在临近地震发生时出现。如井水的升降、变浑,动物行为反常,地声、地光等。

地震震级是根据地震时释放的能量的大小而定的。一次地震释放的能量越多,地震级别就越大。人类已有记录的震级最大的地震是1960年5月22日智利发生的9.5级地震,所释放的能量相当于一颗1800万吨炸药量的氢弹,或者相当于一个100万千瓦的发电厂40年的发电量。

国际上一般采用美国地震学家查尔斯·弗朗西斯·芮希特和宾诺·古腾堡(Beno Gutenberg)于1935年共同提出的震级划分法,即通常所说的里氏地震规模。里氏规模是地震波最大振幅以10为底的对数,并选择距震中100千米的距离为标准。里氏规模每增强一级,释放的能量约增加32倍,相隔二级的震级其能量相差1000(~32×32)倍。

小于里氏规模2.5的地震,人们一般不易感觉到,称为小震或者是微震;里氏规模2.5~5.0的地震,震中附近的人会有不同程度的感觉,称为有感地震,全世界每年大约发生十几万次;大于里氏规模5.0的地震,会造成建筑物不同程度的损坏,称为破坏性地震。里氏规模4.5以上的地震可以在全球范围内监测到。有记录以来,历史上最大的地震是发生在1960年5月22日19时11分南美洲的智利,根据美国地质调查所,里氏规模竟达9.5。

1度:无感-仅仪器能记录到;

2度:微有感-特别敏感的人在完全静止中有感;

3度:少有感-室内少数人在静止中有感,悬挂物轻微摆动;

4度:多有感-室内大多数人,室外少数人有感,悬挂物摆动,不稳器皿作响;

5度:惊醒-室外大多数人有感,家畜不宁,门窗作响,墙壁表面出现裂纹;

6度:惊慌-人站立不稳,家畜外逃,器皿翻落,简陋棚舍损坏,陡坎滑坡;

7度:房屋损坏-房屋轻微损坏,牌坊,烟囱损坏,地表出现裂缝及喷沙冒水;

8度:建筑物破坏-房屋多有损坏,少数破坏路基塌方,地下管道破裂;

9度:建筑物普遍破坏-房屋大多数破坏,少数倾倒,牌坊,烟囱等崩塌,铁轨弯曲;

10度:建筑物普遍摧毁-房屋倾倒,道路毁坏,山石大量崩塌,水面大浪扑岸;

11度:毁灭-房屋大量倒塌,路基堤岸大段崩毁,地表产生很大变化;

12度:山川易景-一切建筑物普遍毁坏,地形剧烈变化动植物遭毁灭;

例如,1976年唐山地震,震级为7.8级,震中烈度为11度;受唐山地震的影响,天津市地震烈度为8度,北京市烈度为6度,再远到石家庄、太原等就只有4~5度了。2008年的汶川地震的面波震级达8.0Ms、矩震级达8.3Mw,破坏地区超过10万平方公里。地震烈度可能达到11度。地震波及大半个中国及多个亚洲国家。北至北京,东至上海,南至中国香港、中国台湾、泰国、越南,西至巴基斯坦均有震感。

B.海啸

海啸是由水下地震、火山爆发或水下塌陷和滑坡等大地活动造成的海面恶浪,并伴随巨响的自然现象。是一种具有强大破坏力的海浪,是地球上最强大的自然力。

海啸的波长比海洋的最大深度还要大,在海底附近传播不受阻滞,不管海洋深度如何,波都可以传播过去。

海啸在海洋的传播速度大约每小时500~1000公里,而相邻两个浪头的距离可能远达500~650公里,它的这种波浪运动所卷起的海涛,波高可达数十米,并形成极具危害性的“水墙”。

海底50千米以下出现垂直断层,里氏震级大于6.5级的条件下,最易引发破坏性海啸。

海啸是一种灾难性的海浪,通常由震源在海底下50千米以内、里氏震级6.5以上的海底地震引起。水下或沿岸山崩或火山爆发也可能引起海啸。在一次震动之后,震荡波在海面上以不断扩大的圆圈,传播到很远的距离,正像卵石掉进浅池里产生的波一样。海啸波长比海洋的最大深度还要大,轨道运动在海底附近也没受多大阻滞,不管海洋深度如何,波都可以传播过去。

水下地震、火山爆发或水下塌陷和滑坡等激起的巨浪,在涌向海湾内和海港时所形成的破坏性的大浪称为海啸。破坏性的地震海啸,只在出现垂直断层、里氏震级大于6.5级的条件下才能发生。当海底地震导致海底变形时,变形地区附近的水体产生巨大波动,海啸就产生了。

海啸的传播速度与它移行的水深成正比。在太平洋,海啸的传播速度一般为每小时两三百公里到1000多公里。海啸不会在深海大洋上造成灾害,正在航行的船只甚至很难察觉这种波动。海啸发生时,越在外海越安全。

一旦海啸进入大陆架,由于深度急剧变浅,波高骤增,可达20至30米,这种巨浪可带来毁灭性灾害。

海啸来袭之前,海潮为什么先是突然退到离沙滩很远的地方,一段时间之后海水才重新上涨?

大多数情况下,出现海面下落的现象都是因为海啸冲击波的波谷先抵达海岸。波谷就是波浪中最低的部分,它如果先登陆,海面势必下降。同时,海啸冲击波不同于一般的海浪,其波长很大,因此波谷登陆后,要隔开相当一段时间,波峰才能抵达。

另外,这种情况如果发生在震中附近,那可能是另一个原因造成的:地震发生时,海底地面有一个大面积的抬升和下降。这时,地震区附近海域的海水也随之抬升和下降,然后就形成了海啸。

目前,人类对地震、火山、海啸等突如其来的灾变,只能通过观察、预测来预防或减少它们所造成的损失,但还不能阻止它们的发生。

海啸通常由震源在海底下50千米以内、里氏地震规模6.5以上的海底地震引起。海啸波长比海洋的最大深度还要大,在海底附近传播也没受多大阻滞,不管海洋深度如何,波都可以传播过去,海啸在海洋的传播速度大约每小时500~1000公里,而相邻两个浪头的距离也可能远达500~650公里,当海啸波进入陆棚后,由于深度变浅,波高突然增大,它的这种波浪运动所卷起的海涛,波高可达数十米,并形成“水墙”。

由地震引起的波动与海面上的海浪不同,一般海浪只在一定深度的水层波动,而地震所引起的水体波动是从海面到海底整个水层的起伏。此外,海底火山爆发,土崩及人为的水底核爆也能造成海啸。此外,陨石撞击也会造成海啸,“水墙”可达百尺。而且陨石造成的海啸在任何水域也有机会发生,不一定在地震带。不过陨石造成的海啸可能千年才会发生一次。

海啸同风产生的浪或潮是有很大差异的。微风吹过海洋,泛起相对较短的波浪,相应产生的水流仅限于浅层水体。猛烈的大风能够在辽阔的海洋卷起高度3米以上的海浪,但也不能撼动深处的水。而潮汐每天席卷全球两次,它产生的海流跟海啸一样能深入海洋底部,但是海啸并非由月亮或太阳的引力引起,它由海下地震推动所产生,或由火山爆发、陨星撞击或水下滑坡所产生。海啸波浪在深海的速度能够超过每小时700千米,可轻松地与波音747飞机保持同步。虽然速度快,但在深水中海啸并不危险,低于几米的一次单个波浪在开阔的海洋中其长度可超过750千米这种作用产生的海表倾斜如此之细微,以致这种波浪通常在深水中不经意间就过去了。海啸是静悄悄地不知不觉地通过海洋,然而如果出乎意料地在浅水中它会达到灾难性的高度。

海啸是一种具有强大破坏力的海浪。水下地震、火山爆发或水下塌陷和滑坡等大地活动都可能引起海啸。

地震发生时,海底地层发生断裂,部分地层出现猛然上升或者下沉,由此造成从海底到海面的整个水层发生剧烈“抖动”。这种“抖动”与平常所见到的海浪大不一样。海浪一般只在海面附近起伏,涉及的深度不大,波动的振幅随水深衰减很快。地震引起的海水“抖动”则是从海底到海面整个水体的波动,其中所含的能量惊人。

海啸时掀起的狂涛骇浪,高度可达10多米至几十米不等,形成“水墙”。另外,海啸波长很大,可以传播几千公里而能量损失很小。由于以上原因,如果海啸到达岸边,“水墙”就会冲上陆地,对人类生命和财产造成严重威胁。

海啸虽然破坏力惊人,但有一总非常奇特的现象:那就是深海当中没有海啸,但你航行于大洋中部的时候是感觉不到海啸的,这是为什么呢?原来海啸是由海底震动产生的海水主要沿水平方向大规模运动只有遇到陆地阻挡的时候才会出现海浪,在深海当中由于没有陆地阻挡所以不会产生巨浪,也就没有了海啸。

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