汶川地震能量相當於2萬顆長崎原子彈同時爆炸

2021-01-14 網易探索

距離地震發生已經50個小時,她很堅強

當前對於地震強度的表述方法,主要有兩類:震級和烈度。

震級是表示地震本身大小的量度指標,目前比較常用的是芮氏規模(Richter magnitude scale)和矩震級(Moment magnitude scale)。目前國家地震局將5月12日的汶川地震判定為7.8級,美國地質局已將此次地震修訂為7.9級,這裡使用的就是芮氏規模。如果是7.8級的話,相當於在那一瞬間,2萬顆長崎原子彈同時爆炸;如果是7.9級,則是33700顆以上。這是一場可怕的災難,所帶來的巨大影響和重大損失是很難估計的。(附計算過程,見文章末尾)

什麼是芮氏規模?

芮氏規模是由美國的查爾斯·弗蘭西斯·裡克特(Charles Francis Richter)和本諾·古登堡(Beno Gutenberg)在1935年提出的一種震級標度,以發生地震時產生的水平位移作為判斷標準。也就是說,在三種地震波(縱波,橫波,面波)中,對地表破壞性最大的面波作為主要判斷依據。在芮氏規模的定義中,對一個100公裡外發生的地震,如果伍德-安德森地震儀記錄到地震波的最大振幅為1釐米,則震級為4。

芮氏規模是怎樣劃分的?

根據芮氏規模的定義,在震中100公裡外,地震儀監測到最大振幅為1微米(千分之一毫米)的地震波,地震便是0級;10微米的地震是1級地震,1毫米的地震就是3級地震。以此類推,芮氏規模每上升1級,地震儀記錄的地震波振幅增大10倍。

裡克特為了讓震級更具有通用性,嘗試使用地震釋放出的能量而不是振幅來修訂震級的定義——畢竟人們希望用更為直觀的概念來描述地震的強度,而地震能量意味著地震造成的損失。

大地震的能量有多強?

隨地震波而來是地底積蓄已久的能量。因為芮氏規模並不像攝氏度這樣是等分性的指標(即芮氏規模不是線性單位而是對數單位),因此每兩級地震所釋放的能量也相差巨大。根據裡克特在1953年提出的公式計算,每一級地震釋放的能量都是次一級地震的31.7倍。這意味著,芮氏規模每高出0.1級,就會多釋放出0.412倍的能量。舉例來說,7.9級地震釋放的能量是7.8級地震的1.412倍。

8級地震將會釋放4200000000000000000(4.2乘以10的十八次方)焦耳的能量,這相當於十億噸TNT炸藥爆炸的能量。按照到目前為止人類投入戰爭的最大當量的長崎原子彈來計算的話,相當於同時爆炸了47600顆以上。

需要說明的是,地震波傳遞的能量並不是地震釋放出的所有能量,正如如同最強的一陣風並不是整個風暴全部能量一樣。

怎樣直觀判斷地震大概震級?

一般來說,我們把地震按強烈程度分為超微震、弱震、有感地震、中強震、強震和大地震六類。

超微震:一般將小於1級的地震稱為超微震,人們察覺不到。

弱震:大於、等於1級,小於3級的稱為弱震或微震。如果震源不是很淺,這種地震人們一般也不易覺察,只有地震監測機構的地震儀上才能記錄下來。

有感地震:大於、等於3級,小於4.5級的稱為有感地震。這種地震人們能夠感覺到,但一般不會造成破壞。

中強震:大於、等於4.5級,小於6級的稱為中強震。中強震是可造成破壞的地震。

強震:大於、等於6級,小於7級的稱為強震,是可造成較大破壞的地震。

大地震:大於、等於7級的地震,其中8級以及8級以上的稱為巨大地震,會造成嚴重的破壞。

什麼是矩震級?

因為芮氏規模是一個指數單位,在地震強到一定程度上的時候,將不會更精確地反應地震強度和震級之間的對應關係,也就是出現了所謂的「震級飽和「問題。實際上,8.2級以上的地震就存在這樣的問題了。於是,從反映地震斷層錯動角度出發,人們提出了一種新的震級標度:矩震級。這是對斷層錯動引起的地震強度的直接測量,對於特大地震只能用矩震級來進行衡量了。目前,芮氏規模和矩震級往往相結合使用。希望我們沒有機會只能用矩震級來衡量某次地震的強度。

好像還有個地震烈度?

是的。地震對地表和建築物等破壞強弱的程度,稱為地震烈度。一次地震只有一個震級,但同一次地震對不同地區的破壞程度不同,地震烈度也不一樣。一般來說,越遠則烈度越小。這就像是在一枚炮彈爆炸時,離它的距離不同,受到的影響也不同。

影響烈度的因素有震級、距震源的遠近、地面狀況和地層構造等。一次地震只有一個震級,而在不同的地方會表現出不同的烈度。烈度一般分為12度,它是根據人們的感覺和地震時地表產生的變動,還有對建築物的影響來確定的。我國1976年7月發生的唐山大地震,震中烈度達到了11度;天津市地震烈度為8度;而到了北京市,烈度已經降到6度了。

一般情況下僅就烈度和震源、震級間的關係來說,震級越大、震源越淺,烈度也越大。

地震烈度是如何劃分的?

我國把烈度劃分為12度,採用羅馬數字表示。不同烈度的地震,其影響和破壞力大有區別。

I度:無感——僅儀器能記錄到;

II度:微有感——個別敏感的人在完全靜止中有感;

III度:少有感——室內少數人在靜止中有感,懸掛物輕微擺動;

IV度:多有感——室內大多數人,室外少數人有感,懸掛物擺動,不穩器皿作響;

V度:驚醒——室外大多數人有感,家畜不寧,門窗作響,牆壁表面出現裂紋

VI度:驚慌——人站立不穩,家畜外逃,器皿翻落,簡陋棚舍損壞,陡坎滑坡;

VII度:房屋損壞——房屋輕微損壞,牌坊,煙囪損壞,地表出現裂縫及噴沙冒水;

VIII度:建築物破壞——房屋多有損壞,少數破壞路基塌方,地下管道破裂;

IX度:建築物普遍破壞——房屋大多數破壞,少數傾倒,牌坊,煙囪等崩塌,鐵軌彎曲;

X度:建築物普遍摧毀——房屋傾倒,道路毀壞,山石大量崩塌,水面大浪撲岸;

XI度:毀滅——房屋大量倒塌,路基堤岸大段崩毀,地表產生很大變化;

XII度:山川易景——一切建築物普遍毀壞,地形劇烈變化動植物遭毀滅;

早期的烈度表完全以地震造成的宏觀後果為依據來劃分烈度等級。但宏觀烈度表不論制訂得如何完善,終究用的是定性的判據,不能排除觀察者的主觀因素。為此人們一直在尋找一種物理標準來評定烈度,這種物理標準既要同震害現象密切相關,又要便於用儀器測定。首先被研究的物理量是地震時的地面加速度峰值。因為一般認為地震引起的破壞是地震慣性的力量造成的,而這種力量(不可稱作慣性力)又決定於地面加速度。這樣就給烈度的每一等級附加上地面加速度峰值。結果表明,烈度每增加一度,加速度大約增加一倍。後來加入烈度表的物理量還有地面速度峰值。中國現行的烈度表已經加入了加速度和速度兩項物理量數據。

文/猛獁

計算過程

一顆長崎原子彈的能量=21kiloton;

7.9級地震=600megatons

1megaton=1000kiloton

換算:600×1000/21=28571

而如果從8級地震以原子彈數逆推的話,7.8級是23884顆。

長崎原子彈爆炸大事記

1945年8月6日:美國B-29轟炸機「埃諾拉·蓋伊」號在廣島投下一枚代號「小男孩」的原子彈,爆炸導致14萬人死亡。

1945年8月9日:第二顆代號「胖子」的原子彈在長崎爆炸,造成約8萬人死亡。

本文來源:網易探索 責任編輯: 王曉易_NE0011

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