簡介
本類地震為數很少,約占地震總數的3%。通常發生於溶洞密布的石灰岩地區或大規模地下開採的礦區。
地震分類
地震分為天然地震和人工地震兩大類。此外,某些特殊情況下也會產生地震,如大隕石衝擊地面(隕石衝擊地震)等。引起地球表層振動的原因很多,根據地震的成因,可以把地震分為以下幾種:
1、構造地震
由於地下深處岩石破裂、錯動把長期積累起來的能量急劇釋放出來,以地震波的形式向四面八方傳播出去,到地面引起的房搖地動稱為構造地震。這類地震發生的次數最多,破壞力也最大,約占全世界地震的90%以上。
2、火山地震
由於火山作用,如岩漿活動、氣體爆炸等引起的地震稱為火山地震。只有在火山活動區才可能發生火山地震,這類地震只占全世界地震的7%左右。
3、塌陷地震
由於地下岩洞或礦井頂部塌陷而引起的地震稱為塌陷地震。這類地震的規模比較小,次數也很少,即使有,也往往發生在溶洞密布的石灰岩地區或大規模地下開採的礦區。
4、誘發地震
由於水庫蓄水、油田注水等活動而引發的地震稱為誘發地震。這類地震僅僅在某些特定的水庫庫區或油田地區發生。
5、人工地震
地下核爆炸、炸藥爆破等人為引起的地面振動稱為人工地震。 人工地震是由人為活動引起的地震。如工業爆破、地下核爆炸造成的振動;在深井中進行高壓注水以及大水庫蓄水後增加了地殼的壓力,有時也會誘發地震。
另外按震源深度不同分類 :
淺源地震 震源深度小於60公里
中源地震 震源深度為60-300公里
深源地震 震源深度大於300公里
地球上75%以上的地震是淺源地震。其中震源深度多為5-20公里。
按震級大小不同分類 :
微震 1 級 ≤ 震級< 3 級的地震
小[地]震 3 級 ≤ 震級< 4.5 級的地震
中[地]震 4.5 級 ≤ 震級< 6 級的地震
強[地]震 6 級 ≤ 震級< 7 級的地震
大[地]震 震級 ≥ 7 級的地震
特大地震 震級 ≥ 8 級的大地震
有感地震 震中附近的人能夠感覺到的地震
破壞性地震 造成人員傷亡和經濟損失的地震
嚴重破壞性地震 造成嚴重的人員傷亡和財產損失,使災區喪失或部分喪失自我恢復能力的地震
按震中距大小不同分類
地方震 震中距小於100公里
近震 震中距100-1000公里
遠震 震中距1000公里以上
地震專業知識
我們最熟悉的波動是觀察到水波。當向池塘里扔一塊石頭時水面被擾亂,以石頭入水處為中心有波紋向外擴展。這個波列是水波附近的水的顆粒運動造成的。然而水並沒有朝著水波傳播的方向流;如果水面浮著一個軟木塞,它將上下跳動,但並不會從原來位置移走。這個擾動由水粒的簡單前後運動連續地傳下去,從一個顆粒把運動傳給更前面的顆粒。這樣,水波攜帶石擊打破的水面的能量向池邊運移並在岸邊激起浪花。地震運動與此相當類似。我們感受到的搖動就是由地震波的能量產生的彈性岩石的震動。
第一類波的物理特性恰如聲波。聲波,乃至超音波,都是在空氣里由交替的擠壓(推)和擴張(拉)而傳遞。因為液體、氣體和固體岩石一樣能夠被壓縮,同樣類型的波能在水體如海洋和湖泊及固體地球中穿過。在地震時,這種類型的波從斷裂處以同等速度向所有方向外傳,交替地擠壓和拉張它們穿過的岩石,其顆粒在這些波傳播的方向上向前和向後運動,換句話說,這些顆粒的運動是垂直於波前的。向前和向後的位移量稱為振幅。在地震學中,這種類型的波叫P波,即縱波,它是首先到達的波。
彈性岩石與空氣有所不同,空氣可受壓縮但不能剪下,而彈性物質通過使物體剪下和扭動,可以允許第二類波傳播。地震產生這種第二個到達的波叫S波。在S波通過時,岩石的表現與在P波傳播過程中的表現相當不同。因為S波涉及剪下而不是擠壓,使岩石顆粒的運動橫過運移方向。這些岩石運動可在一垂直向或水平面里,它們與光波的橫向運動相似。P和S波同時存在使地震波列成為具有獨特的性質組合,使之不同於光波或聲波的物理表現。因為液體或氣體內不可能發生剪下運動,S波不能在它們中傳播。P和S波這種截然不同的性質可被用來探測地球深部流體帶的存在。
S波具有偏振現象,只有那些在某個特定平面里橫向振動(上下、水平等)的那些光波能穿過偏光透鏡。穿過的光波稱之為平面偏振光。太陽光穿過大氣是沒有偏振的,即沒有光波振動的優選的橫方向。然而晶體的折射或通過特殊製造的塑膠如偏光眼睛,可使非偏振光成為平面偏振光。
當S波穿過地球時,它們遇到構造不連續界面時會發生折射或反射,並使其振動方向發生偏振。當發生偏振的S波的岩石顆粒僅在水平面中運動時,稱為SH波。當岩石顆粒在含波傳播方向的豎直平面里運動時,這種S波稱為SV波。
大多數岩石,如果不強迫它以太大的振幅振動,具有線性彈性,即由於作用力而產生的變形隨作用力線性變化。這種線性彈性表現稱為服從虎克定律,是以與牛頓同時代的英國數學家羅伯特·虎克(1635~1703年)而命名的。相似的,地震時岩石將對增大的力按比例地增加變形。在大多數情況下,變形將保持線上彈性範圍,在搖動結束時岩石將回到原來位置。然而在地震事件中有時發生重要的例外表現,例如當強搖動發生於軟土壤時,會殘留永久的變形,波動變形後並不總能使土壤回到原位,在這種情況下,地震烈度較難預測。
彈性的運動提供了極好的啟示,說明當地震波通過岩石時能量是如何變化的。與彈簧壓縮或伸張有關的能量為彈性勢,與彈簧部件運動有關的能量是動能。任何時間的總能量都是彈性能量和運動能量二者之和。對於理想的彈性介質來說,總能量是一個常數。在最大波幅的位置,能量全部為彈性勢能;當彈簧振盪到中間平衡位置時,能量全部為動能。我們曾假定沒有摩擦或耗散力存在,所以一旦往復彈性振動開始,它將以同樣幅度持續下去。這當然是一個理想的情況。在地震時,運動的岩石間的摩擦逐漸生熱而耗散一些波動的能量,除非有新的能源加進來,像振動的彈簧一樣,地球的震動將逐漸停息。對地震波能量耗散的測量提供了地球內部非彈性特性的重要信息,然而除摩擦耗散之外,地震震動隨傳播距離增加而逐漸減弱現象的形成還有其他因素。
由於聲波傳播時其波前面為一擴張的球面,攜帶的聲音隨著距離增加而減弱。與池塘外擴的水波相似,我們觀察到水波的高度或振幅,向外也逐漸減小。波幅減小是因為初始能量傳播越來越廣而產生衰減,這叫幾何擴散。這種類型的擴散也使通過地球岩石的地震波減弱。除非有特殊情況,否則地震波從震源向外傳播得越遠,它們的能量就衰減得越多。