自然篇-地震及其成因

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地震自古以来就是使人们惧怕的灾祸。1755年11月1日星期六,地点在葡萄牙里斯本,发生了一次大地震。那天是万圣节,大半居民都挤在大小教堂里。上午9时30分,传来隆隆响声,建筑物也动摇起来。

随后第二次震动袭来,整整两分钟不停。在那种毁屋夺命的隆隆巨响中,屋顶、墙壁、教堂、住宅和商店都坍塌了。第三次震动接踵而至。随后灰尘笼罩全城有如浓雾一般,使人透不过气来。

白昼变成黑夜,大火四起。余震一再袭击这座灾城,大理石筑成的教堂摇摇摆摆,像海上的船,太加斯河巨浪滔天,河水涌入城市三次。

除葡萄牙整个西南角和西班牙部分地区外,北非也发生剧烈震动,生命财产损失严重。地震波的反射,激起欧洲各海岸浪潮澎湃,影响所及远达西印度群岛。

里斯本有些宏伟建筑在地震时未致倒塌,可惜在随后的大火中化为焦土。大火烧了七天,城内较低地区全部烧毁,里斯本的珍藏大半毁于大火之中。在皇家医院内,数百名病人葬身火海。一座教堂内有600人丧生,另两座教堂内分别有400人和300人死亡。全部遇难人数可能超过6万。轻微的地震延续几个月。西班牙一位外交官问来自里斯本的使节:“难道贵国的土地永远不会静下来吗?”

里斯本地震是最早存有精确记载的大地震之一。长久以来,科学家一直想解释为什么有这种骇人天祸。古希腊哲学家亚里士多德认为,地震是困在地球内部的风所造成的。他说:“我们必须假定,风在地球内部的作用,与风力在我们体内所造成的颤动与悸动类似。因此有的地震属于颤动,有的属于悸动。”这是一种假说的起源,此后流传了许多世纪,在一段长时期被认是科学真理。

文艺复兴期间,一般看法认为地震的原因是困在地球下面的空气。地球破裂的时候,就会释出带疫症的空气,引起霍乱和在灾区猖獗的其他可怕瘟疫。

马利特的学说,把地震研究引入科学范畴。马利特是英国一位土木工程师及科学研究者,在1846年发表第一篇地震理论。他认为悬崖断裂及大地面貌变更,只有遇到“一种弹性压缩波,或一连串此种波,以平行或交叉方式,通过受扰地区的地面和固体物质”时才会发生。

地震波通过地壳是一种新观念。马利特相信,地震主要源自火山活动,过热蒸汽或熔岩冒出裂缝所造成的某些爆炸,会使地球剧烈震动。他指出地震时常发生于火山区,以支持这个论点。

震动的发生可能非常简单:地壳某一断层上岩石的张力突然松弛,断层上的岩石急速移入新位置时,便引起地震冲击波,在地球的坚固外层传送极远。地震似乎多半源于64公里深处,但有些震源则深达720公里。不管震源多深,地震学家常称由震源垂直投影到地面的点为震中。震中地点可以根据几个地震报告站的记录,用三角测量法推定。震中周围不一定是受灾严重的灾区。地震波袭击远处的地壳断层,损害可能会更为严重。

想充分了解地震及其破坏力,必须知道震源和岩石在震中滑动时所发生的威力。多年之前,美国地震学家李克特制出一种地震强度表,把能用仪器测出的最轻微地震强度列为最接近零级的一级;人类能感觉到的轻微地震,强度约为三级。理论上说,地震没有最高极限。在李克特强度表上的级数,是把各报告站录得的资料综合起来求出的平均数。

到目前为止,依据李克特地震强度表定出的最大地震,强度为8.9级,这可能是人类所有经历过地震的最高强度。如果发生10级地震,全世界马上就会知道。地震强度分级法虽然在50年前才开始采用,但是20世纪初已有各种可靠的测量仪,使我们在定出地震强度表之前也能估计地震强度。只有过两次地震达到最高的8.9级。一次是1906年1月31日的哥伦比亚——厄瓜多尔地震,一次是1933年3月2日的日本冲绳大地震。

每年除发生无数次轻微地震外,总有几次强烈地震。地震学家认为,7级或7级以上的震动,都是主震。每年发生多少次主震呢?李克特提出约为25次。

地震强度最高可达什么程度?李克特说:“地震强度显然必有极限……自然的极限,必取决于地壳的坚硬度,即岩石所能承受的最大张力……历史上的地震,还没有一次可以列为8.9级以上。”

果真如此,破坏力这么厉害的里斯本地震,也就不比近年一些大地震更为强烈。

甚至最有名的1906年美国旧金山大地震和1976年的唐山大地震,也不是最强的地震。其强度有人估计分别为8.3级和8.6级。但因发生在人口稠密区,所以造成极大的破坏。

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