地震

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地震是人们在地表上感受到的冲击波或强烈震动。它们通常是由地壳中断层线的断裂引起，致使能量以地震波的形式突然释放。地震也能由火山活动或人类行为——如工业或军事爆破——引发。

地震在世界任何地方几乎都可能发生，但它大多出现在活跃地带，从数十到数百英里宽不等。震中是地表位于震源正上方的点。多数地震都是小震，破坏不大或没有破坏，但大地震，伴随一系列小余震，却危害极大。根据震中位置的不同，地震可能对人口稠密地区及其基础设施（如桥梁、高速公路、公寓楼、摩天大厦和独栋住宅等）造成程度不等（甚至灾难性）的影响。

地震可以摧毁我们赖以生存的人居环境和重要系统。它们也可以引发山崩与海啸（指足以淹没并摧毁沿海地区的巨浪），二者都能给人和社会带来灾难。地震如果造成了严重的社会和经济后果，从中恢复可能要很多年。

早期解释

人类在了解地震成因上走过了漫长旅程。起初，人们用神话和传说来解释地表之下的变动。从希腊哲学家阿那克萨哥拉（公元前500—前428年）到中世纪晚期的德国教士兼议员康拉德·冯·梅根伯格（Konrad von Megenberg，1309—1374年），思想家们都认为（彼此差异不大）是困于地下洞穴中的气体造成了地震。伊奥尼亚自然哲学的创始人、米利都的泰勒斯（约公元前625—前547年），第一个将地震归因于浮在水上的大地运动。米利都的阿那克西美尼（公元前585—前526年）则认为干旱时大地干裂和潮湿时大地松软都会造成地震。亚里士多德（公元前384—前322年）称地震是由困在地下洞穴中的压缩气体造成的，直到中世纪，这一看法还被用来解释气象与地震。在公元62年（或63年）2月5日发生于庞贝和赫库兰尼姆的地震灾难触动下，罗马政治家和哲学家塞涅卡（公元前4—公元65年）支持了亚里士多德的观点。罗马史家和《博物志》的作者老普林尼（23—79年）认为地震是发生在地下的雷暴雨。

公元1200年左右，当基督教下的西方重新发现古典遗产后，希腊的很多思想就跟基督教观念融合了起来。德国科学家和哲学家大阿尔伯特（Albertus Magnus，1193—1280年）支持对亚里士多德的作品及其阿拉伯与犹太注疏的研究，他自己的著作对科学的发展也有杰出贡献。德国人文主义者、医生和矿物学家格奥尔格·阿格里科拉（Georgius Agricola，1494—1555年）认为，地震是由太阳引燃的地下火造成。希腊哲学家毕达哥拉斯（公元前570—前500年）提出的地心火假说流传久远，后在德国学者阿塔纳修斯·基歇尔（Athanasius Kircher，1601—1680年）的《地表之下的世界》（Mundus Subterraneus）一书中重新出现。

18世纪的科学家们越来越确信，没有什么自然现象是无法解释的，如何解释地震就成了启蒙科学家们的难题。英国医生威廉·斯蒂克利（William Stukeley，1687—1765年）在其《地震哲学》（Philosophy of Earthquakes）一书中写道，地震就像闪电，是由天地间的静电释放造成的。

18世纪最严重的一次地震发生于1755年，它摧毁了葡萄牙的里斯本，造成约6万人死亡，并引发了关于地震成因的大讨论。次年，德国哲学家康德（1724—1804年）提出了地震的化学成因说，他拒斥神秘主义和宗教解释，坚称原因就在我们脚下。

重大发现

英国的约翰·温斯罗普（John Winthrop，1606—1676年）和约翰·米歇尔（John Michell，1724—1793年）不但思考了地震成因，还开始思考地震的影响。温斯罗普是一位数学家和自然哲学家，他做出了地震是波的重大发现，这一发现将在100年后再次流行。1760年，米歇尔发表了一项研究，在其中指明了地面的波状运动。他据此提出了那个将引导我们理解地震成因的观点。

另一项重要进展的出现归功于爱尔兰工程师罗伯特·马利特（Robert Mallet，1810—1881年），当时他正着手记录世界各地发生的地震。他编撰了一份包含6000次地震的目录，借此于1857年绘制出了当时最完整的世界地震图。地震的原因仍不可知，但是马利特的研究让人们了解了山脉与陆地的起源，为回答这个问题提供了基本方法。1912年，德国气象学家和地球物理学家阿尔弗雷德·魏格纳（Alfred Wegener，1880—1930年）提出了大陆漂移说，认为地壳各部分在液态核上缓慢漂移。魏格纳还设想，2亿年前存在着一整块巨大陆地（盘古陆）。

成因

地震分为天然地震和人为地震。天然地震进一步分为构造型——最常见的地震（90%以上的地震都是该类型）、火山型（与火山活动一起发生）和塌陷型（如在有洞穴地区发生的地震）。人为地震是由人类活动——像筑坝、采矿与核爆等——引起的地面震动。例如，在1967年12月，印度科伊纳的水库蓄水导致大地震，造成177人死亡。

根据魏格纳的大陆漂移学说，多数地震都是由板块运动引起的。板块是组成地球岩层（地球的外部硬壳，包括地壳、大陆和板块）的大板块。地表由九大板块组成：六个陆地板块（北美、南美、欧亚、非洲、印澳和南极板块）和三个海洋板块（太平洋、纳斯卡和科科斯板块）。板块之间相互作用，并沿着深入地壳内部的断层移动。断层是岩层上的断裂带，其两侧发生了相对位移。比如美国加州著名的圣安德烈斯断层，它分开了太平洋板块（旧金山和洛杉矶在上面）与北美板块。

当大洋（太平洋中部，大西洋中部）中的山脉有熔岩上涌时，岩石就会穿过地表向两边缓慢隆起。新板块不断形成，其他板块必然会在俯冲带（一个板块边缘陷入另一板块边缘之下的地方）被熔融。

地震、火山、造山运动与俯冲带一般被解释为各大板块稳定的水平运动的结果。大部分板块都包含陆地和海底。目前，非洲、南极洲、北美洲和南美洲板块在扩张，太平洋板块则在萎缩。当板块碰撞，阿尔卑斯和喜马拉雅这样的山脉就会隆起，并伴随持续的地震活动。

位于伦敦白城的地震屋。英国人约翰·温斯罗普和约翰·米歇尔一个世纪前提出的理论是现代地震成因论的先声。J. J.肖（J.J.Shaw）摄。

测震仪与里氏震级

地震由被称为测震仪的灵敏仪器记录。如今的测震仪记录的是地面震动的频段和振幅。震波图（地震仪产生的记录）显示了地震波在地表上的动态变化。地震产生了不同种类的地震波：P（primary）波交替地压缩和膨胀岩石，S（secondary）波则垂直于P波的传播方向做剪切运动。通过震波图，我们可以确定地震的距离和能量，至少需要三个震波图来确定地震发生的位置。岩层断裂的开始处为震源，地表位于震源正上方的点是震中，震源与震中的距离为震源深度。

地震释放的能量由震级来衡量和表示。常见的震级衡量方式是里氏震级，以美国地震学家查尔斯·弗朗西斯·里克特（Charles Francis Richter，1900—1985年）的名字命名。里氏震级算的是地震波最大振幅的对数，意味着7级地震的地震能量比5级强1000倍。

地震巨灾

下面不同地区的例子清楚说明了地震能对人类造成何种危害。

1906年：旧金山（美国加利福尼亚州）

1906年4月18日旧金山的7.8级地震，是美国加州历史上危害最大的地震之一，破坏区域超过600平方千米。加州大部分地区、内华达州西部和俄勒冈州南部部分地区都有震感。此次地震造成了美国本土所能观察到的最长的断层破裂。观测到的圣安德烈斯断层移位，距离超过300千米。根据修正后的1~12度麦卡利地震烈度分级（基于其地质影响），这次地震的最大烈度为11度。

地震以及由此引发的火灾估计夺去了3000人的生命，并造成约5.24亿美元的财产损失。地震毁坏了该城和旧金山县所有地区的建筑。普通的砖木建筑损毁严重或被完全毁掉，排污和供水的干管破裂，包括一条从圣安德烈湖向旧金山供水的管道，从而中断了该市供水。这让地震发生不久就燃起的火灾无法控制，随后这些大火烧毁了旧金山的很大一部分。直到1908年，旧金山才开始快速复苏。

1995年：阪神—淡路（日本神户）

1995年1月17日，就在日本工业城市神户（人口约150万）的城区之下，发生了6.9级的阪神—淡路大地震。地震发生在淡路岛到神户的断层浅处。强烈的地面震动持续了20秒左右，大片区域遭到严重破坏。地震造成5000多人丧生，总损失超1000亿美元，约占日本国民生产总值的2%。超过15万栋建筑被毁，高速公路、桥梁、铁路和地铁瘫痪，水、污水、煤气、电力和电话系统遭到大面积破坏。

神户被摧毁。它是当时世界六大集装箱货运港口之一，也是日本最大的集装箱货运港口。在接下来的几年里，它作为亚洲主要枢纽的地位下降，连带造成巨大的经济损失。日本在地震研究方面投入了巨资，该国人曾相信他们会为下次地震做好准备，但阪神劫难让他们的信念遭受了重创。

2003年：巴姆（伊朗）

2003年12月26日，伊朗东南部城市巴姆发生地震，再次显示了低劣建筑质量与受害者众多之间的悲惨关联。这次地震的震级为6.5，震源在该城之下仅8千米。地震来袭时，巴姆的居民尚在睡梦中。死亡人数估计为4.32万，伤者超3万，还有10万人无家可归。死者众多的主要原因是建筑质量普遍较差，其中85%的建筑受损。尽管专家在震前就把该地划为地震高发区，但很多住宅还是传统砖房，屋顶很重。未经加固的建筑几乎无法抵御强震引起的地面晃动。

防震准备

人口密度的增大会放大地震的潜在危害，特别是在地震活动频繁的城市地区，如旧金山。为此，遵守抗震建筑标准非常重要。对新建筑进行合理规划与管控，对现有建筑进行抗震改造，可以令多种类型的建筑经受住地震冲击。遵守抗震建筑标准的障碍之一是成本高，尤其是在发展中国家的不富裕城市，成本的影响可能非常致命。

墨西哥城、中国四川省、海地

1985年9月19日墨西哥城的地震，发生在距墨西哥城200千米的地方，但它对城市松软湖泥的震动比震中还强。近万人因地震死亡。随着劣质建筑倒塌，城市也遭受重创，多达10万个住宅单位和无数公共建筑被毁。

上亿人[1]住在不抗强震的建筑中，而强震果真发生了，这就是2008年中国四川省地震的情形。当时，中国多达9万人丧生或失踪，另有37.4万人受伤。

2010年1月12日下午，一场7级地震摧毁了海地——这个位于加勒比海伊斯帕尼奥拉岛上的国家——部分地区，这是该地200多年来最强的一次地震。地震发生在加勒比与北美板块交界处的一条横贯海地的断层上，震中位于首都太子港（当时太子港人口超过200万）以南16千米。余震持续了数天，包括一周后一次标记为5.9级的余震。截至2010年1月底，死亡人数估计为7万~20万。地震后果因两个因素而加重：震源深度浅，这意味着能量释放更接近地表，而不太可能被地壳吸收；海地几乎所有的建筑都是不合格建筑，许多建筑材料用的就是煤渣砖和灰浆。

预计未来还会发生更多高死亡率的大地震。由于很多发展中国家快速建成的大都市都在地震高发区，即使有现代地震工程保护，悲剧的发生概率还是很大。

截至2010年，地震的时间、地点和震级仍无法被准确预测。但如果建设者依据所在地的地震危险程度来执行建筑标准，那么损失和伤亡就可以降到最低。

克里斯塔·哈默尔（Christa Hammerl）

奥地利中央气象及地球动力学研究所

另见《气候变化》。