地震,這個自然現象可能每個人都體驗過。大地震因為其破壞性強,對人身安全造成威脅,大部分人都談虎色變。經歷過大地震的人們一朝被蛇咬十年怕井繩,未經歷過的人們,也期望能預測地震,很好的避開它。然而,以現代科學技術水平而言,地震是無法預測的,任何能預測的話語,尤其是把地震震級和發生時間說得十分精準的那種,首先要考慮是謠言。不過,我們可以了解地震,學會應對地震,這樣在大地震來臨時,我們的生存機會將會大大增加。
關於地震一些小常識
地震的產生離不開地震帶,而地震帶通常處於板塊交界的位置,比如亞歐板塊和印度洋板塊交界,形成了喜馬拉雅山脈,同時造就了喜馬拉雅地震帶。地球上有三大地震帶:環太平洋地震帶,阿爾卑斯-喜馬拉雅地震帶和洋中脊地震帶。很不幸的是,我們國家處於前兩個地震帶上,所以我國也是一個多發地震的國家,防震意識對於大家來講很重要。
從中國地圖上來看,我國地震帶由東向西主要有:環太平地震帶(長白山、臺灣和福建沿海),郯廬地震帶(郯城到廬江,主要經過遼寧、渤海和山東),華北地震帶(主要經過京津冀晉),賀蘭山-橫斷山-滇東一帶(包括寧夏,雲南以及近期地震比較活躍的四川),喜馬拉雅地震帶,以及天山地震帶。
地震有天然地震和人工地震之分,自然界發生的地震即為天然地震,人工地震主要是工程爆破和核試驗等。震源深度小於60千米的地震是淺源地震,通常對人類有較大影響的,都是天然的淺源地震。而深源地震由於在地下傳播過程中能量損失較大,對人類影響就較小。
我們用震級來衡量地震釋放的能量大小。震級每升高一級,其能量釋放相當於前一級的30倍。所以2008年汶川8.0級地震釋放的能量是2017年九寨溝7.0級地震的30倍。而對於人類的影響程度,即地震破壞程度的衡量,則引入了地震烈度這一概念。汶川地震和唐山地震的震中烈度,都達到了11級。
有了震級為何還要烈度這一概念呢?其實,地震震源深度的不同,距離震中遠近不同以及地表地質情況地形等的不同,都會造成地震對於人類的危害程度不同。以汶川地震為例,震中汶川以及北川的烈度是11度,綿竹市、都江堰以及甘肅省隴南市烈度為9度,而西安、重慶以及蘭州烈度僅為5度,5度及以下地區僅僅有感,對人威脅不大,故而烈度對于衡量哪些地方是地震重災區很重要。
我們把發生地震的位置稱為震源,通常自然地震震源都在地下幾千米到幾十千米的深處。震源在地表垂直投影的位置就是震中,汶川地震震源就在汶川的地下,而汶川就是震中。震源到震中的距離,即震源據地表的距離,就是震源深度。
為什麼會發生地震
人工地震是由爆破或者核爆等人類相關活動產生的,因為震源深度很淺甚至在地表,所以我們會看到0千米的地震,通常就是人工地震。接下來主要說一下天然地震。
我們腳下是地殼,地殼平均厚度為33km,地殼的巖石都會受到許多力的作用,比方上層的壓力,下層的支持力,而與地震相關的,主要是巖石水平方向受到的左右兩側的壓力。我們可以想像地下的巖石就像一根雪糕木棍,當捏住木棍兩側用力往上撅的話,木棍會先變形,而超過其變形的極限後,木棍就會斷裂成兩半。地下的巖石亦然,兩側擠壓作用增大後,會先變形,而受力大於其彈性極限後,巖石發生破裂,沿著破裂位置,斷裂的兩側會發生滑動,地震就產生了。
巖石受力如下圖,開始時受力較小,巖石處於彈性階段,受力逐漸增大,巖石變形也逐漸增大,當達到C點屈服強度時,巖石受力靠巖石變形緩解已經很難,就好像竹子掰彎到弓形,要斷不斷的感覺。當受力達到D點時,巖石發生破裂,繼而引發地震。
地震產生後,在地殼中以地震波的形式傳播,分為橫波(S波)和縱波(P波)。縱波的振動方向和傳播方向一致,會疊加起來,傳播速度較快,其給人的震感是上下顛簸。橫波的振動方向和傳播方向垂直,傳播速度較慢,其給人的震感是左右晃動。因為縱波和橫波的速度不同,地震時,人們會先感覺到縱波,然後橫波才到來,而對人類威脅最大的就是橫波。
地震可預警 但不可預測
「中國地震臺網速報」發的微博投票顯示,有很大一部分網友對於地震預警不太了解。其實,地震預警和地震預測完全不同。地震預測指的是在地震發生之前做出預測,而地震預警是地震發生後,給地震波還未達到地區的人們以提醒,有更多時間來應對地震,降低地震帶來的危險。
地震預警現在我國已經做得很好,成都高新減災所研發的「地震預警」可以在地震波達到前警示用戶,多爭取幾秒至幾十秒的逃生避震時間。許多城市尤其是四川,在地震發生後,電視臺會發出地震預警,城市也會響起地震警報提醒人們躲避。而由於地下巖石種類不同,受力情況複雜,巖層厚度不一等等因素,現有科技無法做到地震預測,但凡準確預報天然地震震級,發震時間以及震中的,通通可以視為謠言、騙子。地震信息只可以相信政府和地震臺網發布的,個人發布的一定不可信。現在有很多人打著地震臺網的旗號發布地震謠言,一定要自己核實後再考慮轉發,切勿信謠傳謠,謠言對人們造成的傷害是不亞於地震本身的。
地震發生之後,震中附近的地震臺會先收到地震波,然後由電腦經過計算,得出震中及震級,再通過電磁波的方式傳遞給每個用戶,於是用戶便能知道地震波還有多久達到自己所在位置。由於電磁波的速度等於光速,比地震波速度要快得多,用戶就可以先接收到地震預警信息,提前避險之後地震波才會到來。相關研究表明,地震預警時間為3秒,傷亡率可減少14%;預警時間為10秒,傷亡率可減少39%;預警時間為20秒,傷亡率可減少63%。
利用地震預警的幾秒到幾十秒,我們可以提前找好躲避地震位置,如果有幾十秒的話,就可以考慮跑出房屋找個空地避險,如果只有幾秒就建議屋內就近躲避了。不過如果不幸自己身處震中的話,地震預警就沒用了,地震臺和我們自身收到地震的時間差不多,感受到地震後應冷靜避險。
地震時應合理避震
地震發生後,或者收到地震預警後,我們首先需要冷靜下來,然後選擇合適的方式避震。應急避震的基本準則是:震時就地避險,震後迅速撤離。
地震發生時,如果所處是樓房一層或者平房,且室外比較開闊,可以跑出房屋躲避地震。如果是二層以上樓房,因為地震時間短、強度大,人容易站立不穩,且門窗可能發生變形打不開,應首先選擇室內避震,切記不要跳樓,不要前往陽臺等不結實的位置。
室內避震優先選擇開間小有承重牆的地方,比如衛生間,儲藏室。也可以選擇在堅固的家具旁,如床、沙發、桌子等,如若房屋倒塌,會形成有利於人生存的三角空間。在避震時,個人需要降低重心,採取蹲下或者趴下的姿勢,減少砸到自己的可能性,頭部最好有枕頭和衣服等可以遮擋的軟物,起到緩衝作用。地震過後,應迅速跑出樓房,高層居民不要搭乘電梯。
如果地震發生時身處戶外,應躲開立交橋、煙囪等高大建築,防止其垮塌砸到自己,儘量選擇空曠的空間,如廣場,操場,籃球場等。特別需要注意的是,要避開危險老舊房屋,山崖,高壓電線,變壓器等。
唐山大地震由於發生時間在凌晨人人熟睡之時,許多人還未做出反應就被房屋倒塌掩埋,導致傷亡慘重。而地震時我們能做出合理應對避險的話,生存的機率將會大大增加。
地震預防
地震雖然無法預測,但是我們可以做好地震預防。由於我國不同地區地質情況不同,地震風險等級不同,為此專門制定了《建築抗震設計規範》GB50011-2010,用以規範房屋的抗震等級。其中,北京大部分區抗震設防烈度為8度。汶川、北川、九寨溝、唐山抗震設防烈度為8度。上海大部分區抗震設防烈度為7度,武漢抗震設防烈度為6度。所以在2010年後,按照標準所蓋的樓房,已經可以達到當地設防烈度的要求,通常的地震我們不必擔心。
在地震高發地區,如日本,還會採用輕質、高強、高韌材料來建造房屋,如木、樹脂、碳纖維、輕鋼等,這樣,即使房屋倒塌,也不至於對人造成太大傷害。
另外,房屋中一些小的抗震構造也很有用,例如中國古代的鬥拱。唐代的佛光寺,遼代的應縣木塔得以保存至今未垮塌,鬥拱構造至關重要。現代建築中,經常會安裝阻尼器,用來減震效果良好。