地震到底能否预测

2023-04-05 13:44
新传奇 2023年7期
关键词:传播速度人员伤亡烈度

据统计,世界上每年要发生500 多万次地震,平均每天都有一万多次。绝大部分地震规模很小,人类感受不到。真正能对人类造成严重危害的,每年大约有一二十次。那么,地震是怎么产生的?是否可以被预测?

最近,发生在土耳其和叙利亚的7.8 级大地震受到了全世界的关注。专家表示,地震发生的地方在4 个主要断裂带的交界处,威力约为130 颗原子弹持续爆炸了43 秒。

那么,地震是怎么产生的?是否可以被预测?

地震的能量可以算出来吗

据统计,世界上每年要发生500 多万次地震,平均每天都有一万多次。绝大部分地震规模很小,人类感受不到。真正能对人类造成严重危害的,每年大约有一二十次。

那么,我们应该如何描述一次地震的规模大小呢?1935年,美国加州理工学院的里克特和古登堡教授制定了大名鼎鼎的里氏震级,以地震波的最大振幅来表征地震规模。他们对0 级地震的设定是:地震让距离震中100 公里处的地震仪产生的最大振幅为1 微米,其他地震以此为基础确定震级。当距离震中100 公里处的地震仪记录到的最大振幅为10 微米时,震级为1 级;100 微米时,震级为2 级,以此类推。地震发生时释放的能量大部分以机械能(如岩石破裂)和热能(如摩擦生热)的形式滞留在震源区,另一部分以地震波的形式向四面八方传播,被称为地震波辐射能量,正是这部分能量对地表造成了破坏。

地震波辐射能量的数值是相当惊人的。1960 年,智利发生了有仪器记录以来震级最高的地震,达到9.5 级,能量相当于17 万余个广岛原子弹。

除了震级,大家可能还经常会听到一个词叫烈度。烈度表示一个地区地震过后的受破坏程度,在我国分为12 度,度数越高代表受地震破坏越严重。

已经有了震级,为什么还要再设置一个烈度?这是因为在相同的震级下,不同地区震源深度不同,震中距不同,建筑质量不同,受破坏的程度往往是不一样的。因此我们需要设置一个指标来反映这种差异,这就是烈度。为了准确规范地评估烈度,我国出台了国家标准《中国地震烈度表》(GB/T 17742- 2020)。

为预测地震做过哪些尝试

人类很早开始尝试进行地震预测,其中最著名的要数东汉天文学家张衡制作的候风地动仪。当某个方向发生地震后,由于受到地震波的扰动,该方向悬挂的龙口中所含铜珠就会掉落。严格地说,候风地动仪算是一种验震器。

现代地震预测直到20 世纪60 年代才正式登上舞台。1975 年,中国成功预测了辽宁海城7.3 级大地震,避免了大量的人员伤亡和财产损失。但好景不长,1976 年,中国未能预测出唐山地震。也是从这一时期开始,多种地震预测的方法接连被推翻。直到今天,海城地震的预测成为联合国唯一承认的地震预测成功的案例。

地震预测分为长期、中期、短期和临震预测,对防灾避险而言,短期和临震预测比较有价值。然而,想要实现却非常难。我们只能根据研究确定断裂带的范围,从而框定出地震风险性大的区域,但什么时候、具体在哪里、会发生多大震级地震就一概不知了。

研究者曾尝试多种方法进行预测。比如地震光法,可以理解为岩层在摩擦放电过程中产生的火花,就像闪电是云层间的放电现象一样。如果产生了地震光,说明地层摩擦强烈,很可能会发生地震,不过更多的时候地震已经发生了。迄今为止,还没有一种方法能够有效预测地震。

不能预测不代表无法预警

虽然人类在地震预测方面屡屡碰壁,但在地震预警方面还是可圈可点的。预警的原理和地震波的性质有关,地震波分为P 波(首先到达的波)和S波(后来到达的波)。P 波的传播速度大约为5.5 至7 km/s,S 波大约为3.2 至4 km/s。因为P 波的传播速度更快,所以可以更早地到达地表,地震预警也由此诞生了。

比如,当A 地收到P 波后,可以立即向居民发布地震预警,同时通过电磁信号(电视、广播、短信、微信等方式)立即告知B 地。由于电磁波的传播速度远高于地震波的速度,所以可以让B 地在地震波到来之前就收到消息发布预警。

预警虽然不如预测那么厉害,但发挥的作用不容小觑。有研究表明,地震预警时间为3秒时,可减少14%的人员伤亡;10 秒时,可减少39%的人员伤亡;20 秒时,可减少63%的人员伤亡。

虽然直到今天我们仍旧无法预测地震,但随着科技发展,相信地震的秘密终究会被揭开,从而让地震预测成为现实。

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