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地震学

绪论

地震学(seismology),研究固体地球介质中地震的发生规律、地震波的传播规律以及地震的宏观后果等课题的综合性科学。固体地球物理学的一个分支,也是地质学和物理学的边缘科学。

研究固体地球的震动和有关现象的一门科学,固体地球物理学的一个重要分支。它不仅研究天然地震,也研究某些人为的或自然因素所造成的(如地下爆炸、岩浆冲击、岩洞塌陷等)地的震动。这门科学首先是人类企图逃避或抗御地震灾害而发展起来的。早期的工作着重于地震破坏的描述和地震的地理分布,到了20世纪才发现由地震所发出的地震波动却是揭露地下情况最有效的工具。在地震波的利用方面,地震学已经发展到相当成熟的阶段。现代地震学不仅服务于地震灾害的防御,而且在经济建设和国防建设中也是一门极重要的应用科学。

地震学内容

地震灾害研究 地震灾害对于人类社会来说,实在是太可怕了,人类对地震的研究始于对它的恐惧。人们研究地震灾害通过以下几个方面进行。

地震调查直接对地震区域各种地震现象进行调查、分析、研究和评估。这是了解掌握地震发生全过程必不可少的重要环节,特别是震中及极震区的调查。调查是综合性的,目的有判断地震的性质、成因,为了防震、抗震或地震的预报。

地震区划 按一定标准划出各个地震活动带的活动情况和危险程度。地震区划方法各异、通常以地震的地理分布、次数和强度为依据、即以统计的方法划分地震带。还可以用地震地质的方法,也就是根据地震地质条件结合统计结果,进行地震的地区划分。也有根据地震能量和频度分布情况来划分的。

地震预防 专门研究地震对建筑物,人造结构的影响和破坏规律。为了寻求最科学最合理的抗震设计,在地震发生时不致于受到严重破坏,是地震作用条件下的结构动力学及结构材料力学问题。

地震预报(不可能)地震学研究的一个极为重要的目标就是尽可能准确的预报地震。为地震预报提供依据的方法和手段很多,有的是寻找与地震内在因素有关的现象和数据,如地形变、地应力、能量积累、断层移动、大地构造因素等等;有的是寻找与地震发生的外部因素有关的现象和数据,如气象条件、天文情况等等;有的则是依据地震前的许多前兆现象来预报。

地震控制(不可能)

这还是地震学研究的一个相当遥远的目标。用各种方法,改变地震发生的地点,改变发震的时间,改变地震释放能量的过程,化大为小,化整为零,减少地震的破坏和损失。

地震物理 地震的发生过程基本上是一种物理过程。可以作为一种物理现象来研究,有以下几个方面:

a.地震波理论 研究地震波在地球表面和内部的传播过程,传播规律,能量的传递过程。

b.地震机制 研究地震的成因,震源附近地区应力和应变情况,地震发生的力学过程。

c.地震现象的固体物理学 由地震发生过程中得到的全球性的各种数据,推断地球内部物质的物理性质,如温度、压力、密度、刚性、弹性模量随深度大小的变化规律,以及在特殊条件下地球深处高温高压下固体介质的各种特性和变化规律。

d.地震信息 地球的地壳、大洋、地壳内的地幔、地核都能传递地震信息,研究地震信息在地球本身传递的规律,有助于研究地球内部及地壳的构造。

地震学的应用 利用地震学的基本原理探测地下资源,找油、找气、找矿物,这就是地震勘探。还可以利用地震资料研究地球内部的构造及地壳构造。地震也给出地质活动的信息,有助于地质学的研究。研究地震发生的地质条件,由地质条件及地质活动的情报对地震作出估计和准确的预报是地震地质的重要目标。地下核爆炸与地震产生的冲击模式是不一样的,用测震学的方法可以探测到核爆炸,尤其是地下核爆炸。地震学的方法还用来研究矿山的塌陷、地球的脉动等等。

地震学研究的意义

在过去的500年里,700多万人死于地震,还有数百万人眼巴巴地看着自己的生活来源和地方经济被摧毁。灾难性地震对于日益增长的世界人口来说已成为头等重要的问题之一,驱动着科学家和工程师们去研究它。然而,地震已被证明它不仅是破坏之源,而且也是地质知识之源。对地震波的分析,为地质学家提供了详细的、常常是独一无二的有关地球的信息。研究地震的性质和探索地球的组成及动力学过程两者同时并进。

地震学,即对地震的科学研究,与化学、物理学或地质学相比较,它是一个年轻的学科;然而仅在100年里它在解释地震成因、地震波的性质、地震强度的显著变化以及整个地球的地震活动明显的分区特征等方面取得了显著进步。

地震学是探测地球内部的最有效的深部探测器。近年来,通过地震波可以探测出地球内部岩石密度和刚度变化小到10%的变化。这些新研究进展大多依靠层析成像方法,这一方法原来在医疗中常用,要采用大记忆、高速计算机去探求遥测图像。

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