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地震會對建筑物和基礎(chǔ)設(shè)施造成巨大破壞，引發(fā)海嘯，并以其力量重塑地球表面。每年都會有數(shù)萬次地震被世界上各個國家的地震機構(gòu)記錄。

但地震是如何發(fā)生的？地震有幾種類型？為什么有些地震比其他地震更具破壞性？讓我們一口氣了解完。

地震的根源存在于構(gòu)成地球表面和大陸所在的構(gòu)造板塊中。這些板塊漂浮在地球的柔軟的地幔上時，它們的移動非常緩慢——通常一年移動幾厘米。這些微小的運動意味著板塊要么碰撞，要么遠離，要么相互滑動。正是板塊邊界的運動導(dǎo)致了大多數(shù)地震。

地球上最活躍的地震帶是環(huán)太平洋地區(qū)，也被稱為“火環(huán)”，包括新西蘭、印度尼西亞、日本、阿拉斯加半島以及南北美洲的西海岸，都是地震的高發(fā)地區(qū)。這些地方中有許多位于太平洋板塊沿線，而太平洋板塊正在與其相鄰的板塊同時發(fā)生碰撞，并在其他點與它們并排或遠離它們，正是因為這個原因，這些地區(qū)經(jīng)常發(fā)生規(guī)模超大的地震。

另一個高風險地區(qū)是意大利一帶，它位于非洲和歐亞板塊交匯的邊界上。在附近，土耳其也是高發(fā)地區(qū)，因為它位于這兩個板塊和另一個地震活躍地區(qū)阿拉伯板塊的交匯點之上。尼泊爾和印度也是地震熱點，因為印度板塊和歐亞板塊的碰撞形成了喜馬拉雅山脈。

最大的地震發(fā)生在一個板塊碰撞并在另一個板塊下滑動的地方（大逆沖型地震），或一個板塊與另一個板塊碰撞并滑過另一個板塊的地方（走滑型地震）。

大逆沖型地震

澳大利亞地球科學(xué)地震學(xué)家特雷弗·艾倫博士說：“大逆沖型地震可能是我們見過的最大的地震?！逼渲邪?004年的9.1級蘇門答臘地震，其引發(fā)了一系列海嘯，襲擊了印度洋沿岸，造成至少23萬人死亡；2011年的9級日本地震也引發(fā)了一場大海嘯，導(dǎo)致福島發(fā)電廠的三座反應(yīng)堆熔毀。

這種地震發(fā)生在板塊碰撞并鎖定在一起，迫使一個板塊低于另一個板塊時。這會導(dǎo)致壓力累積，直到壓力以毀滅性的力量釋放出來。艾倫博士說：“一旦應(yīng)變達到某一點，俯沖界面的鎖定部分就會斷裂，這實際上就是地震。”

走滑型地震

另一種地震是由轉(zhuǎn)換斷層引起的，也被稱為走滑斷層，它涉及兩個板塊相互滑動，而不是拉走或撞到一起。艾倫博士說：“最常見的例子是圣安德烈亞斯斷層。太平洋板塊相對于北美板塊以每年約5厘米的速度向北移動，進而產(chǎn)生了這個斷層?！彼f，走滑型地震可能非常強烈——高達8級——并使板塊與之前所在的位置水平偏離10米。

當板塊分開時，熔巖會沖破地殼，形成新的陸地、洋底和火山。正是因為這個原因，冰島位于歐洲和北美板塊的分界線上，以擁有大量火山而聞名，這些火山在數(shù)千年的時間里隨著板塊的分離而冒出氣泡。發(fā)散的邊界也會產(chǎn)生地震，但它們通常不像在匯聚邊界上發(fā)生的地震那樣強烈。

艾倫博士說：“從歷史上看，我們在這些環(huán)境中很少會出現(xiàn)非常大的地震，但這并不意味著它們不會發(fā)生。我們已經(jīng)看到了大約7.5級左右的地震。”“在俯沖情況下，應(yīng)力是壓縮的，而在發(fā)散情況下，應(yīng)力是張應(yīng)力。它們是相同類型的應(yīng)力，但作用方向相反。

在印度、美國西部和澳大利亞等地區(qū)，地震偶爾發(fā)生在遠離板塊邊界的地方。其中最具破壞性的是2001年的印度古吉拉特邦地震，震級達到7.7級。

我們不確定是什么導(dǎo)致了這些所謂的板內(nèi)地震。最近的一項研究表明，它們可能是由熱物質(zhì)通過地幔的上升和下降觸發(fā)的。

地震是使用地震儀網(wǎng)絡(luò)測量的，這些儀器記錄地球振動或震動時的運動。許多國家都有成百上千的地震儀，可以通過三角測量過程準確預(yù)測地震的大小和位置。這些地震儀測得的地震的最大地震波然后用于計算地震的震級。

震級沒有理論上的上限，但板塊壓縮產(chǎn)生的能量有限，這意味著地球上不太可能發(fā)生10級以上的地震。每次震級增加一級——比如從5級到6級——地震釋放的能量就會增加30倍。但震級并不總能預(yù)測地震的破壞性，因為它還取決于地震發(fā)生的地點和震源深度。

地震的震源是地球上實際開始破裂的點，可能在地表以下數(shù)公里處，而震中是地表上垂直于震源之上的點。地震的震源越淺，地表的震動就越大。地震波產(chǎn)生于地球表面以下更深的地方，會進一步傳播，因此在傳播過程中會失去能量。

有記錄以來最大的地震是1960年智利瓦爾迪維亞附近發(fā)生的里氏9.4-9.6級地震。從1990年到2015年，世界上平均每年發(fā)生一次8級以上地震。除了2007年以外，沒有一年發(fā)生過兩次以上8級以上的地震，那年所羅門群島、秘魯、印度尼西亞和千島群島附近都發(fā)生了8級以上的地震。

8級以下的地震仍然具有高度破壞性，這取決于它們發(fā)生的地區(qū)，數(shù)據(jù)顯示，全球平均每年發(fā)生17次7級至7.9級地震。4級以上的地震會導(dǎo)致破壞性的山體滑坡和雪崩，地震的震級越大，發(fā)生滑坡的區(qū)域就越大。

科學(xué)家目前無法預(yù)測某一特定地震何時發(fā)生。地震機構(gòu)所能做的是，根據(jù)過去地震發(fā)生的頻率，結(jié)合對該地區(qū)存在斷層的了解，計算特定地區(qū)發(fā)生地震的風險。地震學(xué)家利用這些概率來計算危險地圖和模型，以顯示可能發(fā)生地震的區(qū)域。

例如，科學(xué)家們利用其模型預(yù)測，未來30年，北加利福尼亞州發(fā)生7級地震的概率為76%。這些地震危險模型也用于確定建筑規(guī)范，在建筑的設(shè)計階段，設(shè)計師們會被要求考慮建筑的抗震能力。

大地震并不總是會引發(fā)隨后的地震，但艾倫博士說，這也并不罕見。當附加應(yīng)力被施加在斷層的相鄰部分上時，斷層上的附加應(yīng)力不能被釋放，就有可能引發(fā)另一次地震。

艾倫博士說：“在2010/2011年克賴斯特徹奇地震序列中，我們看到2010年9月發(fā)生了一次非常大的地震，之前有一次非?；钴S的余震序列，我們繼續(xù)看到大地震沿著斷層網(wǎng)絡(luò)從西向東逐漸移動?！?/p>

一旦地震使斷層破裂，它將給鄰近地區(qū)帶來額外的載荷或應(yīng)力，而余震則是地殼試圖釋放這些應(yīng)力并恢復(fù)到平衡狀態(tài)。這些余震有可能進一步破壞已經(jīng)被削弱的結(jié)構(gòu)，通常與主震一樣危險。

雖然智利和日本等國家容易發(fā)生嚴重地震，但這些災(zāi)害造成的生命損失往往遠低于一些較貧困的地區(qū)。艾倫博士說，這些地區(qū)對保護建筑物免受地震影響的建筑規(guī)范的遵守程度較低，這使得房屋和其他建筑物很容易受到影響

他說，南美洲和中東地區(qū)的人們傾向于用土坯磚（通常用泥土制成）和其他不能抵抗地震的磚石建筑。這些都是非常脆弱的結(jié)構(gòu)，每當它們經(jīng)歷地面震動時，往往會不堪一擊。

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