地震波的秘密

2020-11-24 騰訊網

2015年4月25日14時11分在尼泊爾(北緯28.2度，東經84.7度)發生8.1級地震，4·25尼泊爾地震， 震源深度20千米。

全球的地震儀都記錄到了尼泊爾地震的地震波，位於加州北部和俄亥俄州南部的地震臺網的地震儀也不例外，這個臺網是由伯克利地震實驗室運維的。然而，當我們看看顯示在BKS臺站的地震記錄圖，便能讀出比僅僅研究發源於喜馬拉雅山脈震源處地震波多得多的信息。

BKS地震臺

BKS位於加州大學伯克利分校植物園附近草莓峽谷的一條通往伯克利山的短隧道內。這個坑道是上世紀五十年代末期開挖的。其三個字母代碼BKS是唯一代表這個臺站並且容易辨識，就像SFO或者LAX是航空公司或飛行員用來辨識舊金山和洛杉磯機場的唯一代碼一樣。隧道內的各種地震儀收集的這些數據通過網際網路發送給地震實驗室，並儲存在採取了數據安全防護措施的的電腦伺服器上。

這些電腦被置於遠離危險的場所，採取了防火、防洪和防震的措施，以免造成這些易損的數據丟失。其中一些電腦經過程序處理來展現這些數據，如下所示的地震圖就是這樣產生的：

（點擊看大圖）

當第一眼看到這張圖時你會很迷惑，但設想你像讀一頁書中的文字那樣一行一行地閱讀，圖中的奧秘就會很容易地被破譯：

從左到右，圖中每一行顯示地震儀在一個小時內記錄的地面運動，在圖紙頂部以10分鐘為間隔進行標註。而垂直方向標註的是太平洋地區夏令時24小時制的時間刻度。

通過這些標度，我們就知道了這份記錄圖起始於4月22日周三下午的3點22分，如頂部藍線所示。隨著最後最後一條曲線的截斷，記錄於72小時後的4月25日星期六下午3點22分結束。為了使讀圖容易一些，每第四條線繪成藍色的，中間的三條是黑色的。

破譯地震波

Section 1

在地震學家眼裡，這張地震圖實際上是很獨特的，因為它包含了四種不同類型的地震，圖中顯示的所有地震都可做教科書的範例。讓我們先從最後一個（黃色箭頭）開始：看起來像一個黑色斑點的記錄，實際上是一個3.3級地震。

地震發生在加州萊克縣科布小鎮間歇泉地區附近，震中位於BKS臺站的北北西方向70英裡處，時間大約為星期六上午9：05左右，地震儀約20秒後記錄到了第一波地震波。

由於震中距小，這種地震被稱為地方震。這類地震在地震圖上看著像個斑點，因為它們的曲線很短，僅僅持續了一分鐘左右。

註：圖中為震中位置，紅色三角形為BKS示意位置

Section 2

現在再讓我們看看紅色箭頭所示的地震：它使地震儀晃動超過了12分鐘的時間，同樣是以黑色斑點開始的，但大約兩分鐘後跟隨而至的是清晰的波紋狀曲線。它是5.5級地震的記錄。

該地震於4月23日下午6：35發生在距門多西諾海岸約150英裡處。由於這次地震的震中位於離BKS大約350英裡的地方，第一波地震波用了大約2分鐘才到達伯克利。與地方震相比，較長的震中距也使地震波形在時間軸上變得更加分散。這種類型的地震通常稱之為近震。

註：圖中為震中位置，紅色三角形為BKS示意位置

Section 3

第三組地震波（綠色箭頭）在4月24日早上7點後「喚醒」了地震儀，它們來自於加拿大卑詩省海岸附近的海達瓜伊島（以前稱之為夏洛特皇后群島）南部的一次6.2級地震。

震中和BKS的距離超過1050英裡。其結果是BKS下方的地面搖晃超過了一個小時。在上圖中，我們能看到整條藍色線條的扭動。

註：圖中為震中位置，紅色三角形為BKS示意位置

Section 4

地震記錄中最顯眼的，當然是尼泊爾地震。第一次地震波的到來是由粉紅色箭頭標識的，地震波持續了幾個小時，強大的地震波能量足以使得地震圖上顯示出最大的地震波幅。

我們在BKS的地震儀也足以敏銳地記錄到繞行地球幾圈的尼泊爾地震的地震波。上述加拿大地震和尼泊爾地震都應歸入遠震的名錄之下。

尼泊爾地震震中示意圖

讀不懂這些地震波裡隱藏的「密碼」，就很有可能錯過地球深處傳來的聲音。還等什麼？快來接收這份破譯密碼的「簡易說明書」～

資料來源：UC Berkeley官網

編譯、排版：戴怡茹

相關焦點

  • 不同類型的地震波如何確區分,地震波能夠幫我們了解這些地球知識
    其實簡單的來說就是地震的震源向四周傳播的震動，地震波就是地面的震動向四周擴展的時候，會形成一種特別的波，而地震波的形成不光單單是地震，其實像是地下爆炸，山體滑坡或者是礦井等不同的地方坍塌，都會形成的，不過地震波的類型卻並不一樣，每一種不同的類型，它的傳播速度以及傳播方式也是不一樣的，科學家表示通過對其進行的相關研究，可以確定地震或者是爆炸發生的準確地點，而且還能夠揭示我們現在生活的這個星球的內部結構
  • 地震前兆的探索:地震波激發與地震波檢驗
    據2008年1月3日美國《自然》雜誌報導，由地震波誘導產生的小應力可在幾千公裡之外觸發地震，而斷裂經常是在地震波過後很長時間才出現的。這種動態地震觸發現象背後的機制尚不知道。帕森斯解釋說，地震波向外散播的惟一原因是動力刺激，這些地震波沿著地表或地球內部界面，經過遙遠的距離後也未縮小[2]。 研究表明，這些沿著地表或地球內部界面遊走的地震波被稱為面波，經過遙遠的距離後也未縮小的原因在於地球表面是球面:在震中同一半球傳播時是擴散，在另一半球是集中。 地震波在傳播過程中的能量密度變化，與單位時間擴散的大圓周長C成反比。
  • 穿透行星的地震波
    當科學家重新模擬了當時的撞擊事件後發現，這次事件產生的地震波不僅影響了事件發生點附近的區域，甚至影響到了整個冥王星。更重要的是，無論是地震波的傳播過程，還是那片特殊區域的形成過程，都可能與冥王星上一片深達150千米的液態海洋有關。
  • 地震波是如何傳播的?
    地震波是如何傳播的？下面的圖形形象地給出了說明。以加利福尼亞北嶺地震為例，1994年1月17日，震級6.8北嶺是位於洛杉磯以北不遠的聖費爾南多谷中的一個社區，在1994年1月17日當地時間4:31 AM受到大地震的衝擊。約60人死亡，財產損失估計為300億美元。因為地震發生那天是馬丁.路德.金紀念日，所以當天早晨高速公路上的人並不象通常的星期一早晨那樣多。
  • 科學認識地震波
    當地震發生時，地下巖體斷裂錯位釋放出能量也會激發出一種向四周傳播的波，這便是地震波。地震波是天然地震和非天然地震引起的在地球內部和表面傳播的各類彈性波的總稱。地震波的傳播速度與巖層的性質、巖石的成分、密度、埋藏深度、地質時代、孔隙度等諸多因素有關。縱波在地殼中傳播速度可達5.5～7千米/秒，是傳播速度最快的地震波，但振幅卻是最小的，因此能量也是最小的。橫波在地殼中的傳播速度為3.2～4千米/秒，傳播速度次於縱波，但振幅大於縱波。
  • 資料:地震的深淺、震中距、地震波
    這種發生于震源，並向四外傳播的彈性波，稱為地震波。　　地震波是由好幾種波組成的。經歷過地震都知道，地震來臨的時候，往往是先感到上下顛動，然後才是前後或左右晃動。　　這是為什麼呢？因為震源同時發出兩種類型的地震波。其中引起上下顛動的那種波振動比較弱，但度比較快；引起晃動的那種波振動比較強，但速度比較慢；所以你就會感到先顛後晃，而且晃總比顛來得明顯。
  • 地震波終於有用了!科學家利用地震波測量海底水溫變化,成本低還易...
    地震波終於有用了！科學家利用地震波測量海底水溫變化，成本低還易操作  CHEN • 2020-09-28 09:02:48　來源：前瞻網
  • 2020年公務員考試常識積累:地震波
    今天小政給大家帶來的常識相關考點是「地震波」。地震波是由地震震源向四處傳播的振動，指從震源產生向四周輻射的彈性波。按傳播方式可分為縱波（P波）、橫波（S波）（縱波和橫波均屬於體波）和面波（L波）三種類型。地震發生時，震源區的介質發生急速的破裂和運動，這種擾動構成一個波源。
  • 預警系統這樣與地震波「賽跑」
    「地震預警靠的就是電波和地震波傳播速度的時間差。」近日，這套地震預警系統的研發者——四川省地震預警重點實驗室主任、成都高新減災研究所所長王暾說。地震發生時會產生地震波，其傳播速度是每秒3.5千米。當地震預警儀探測到地震波後，會以電波形式傳到地震預警中心，而電波傳播速度是每秒30萬千米。因此，地震預警中心分析處理數據後，會立即通過網絡向外界發出預警信號。
  • 科學家通過地震波發現,地球內部有兩個巨大異物,它們是什麼?
    其實主要是根據地震波數據發現了它們的存在。根據最新最新地震波探測數據顯示，這兩個異物異常高大，比現在世界上最高的珠穆朗瑪峰還要高上100倍。假如將它們移到地面上，最高處可以直破地球大氣層，延伸到太空中，如此高大的物體讓科學家驚呆了，而且它們的面積也是非常大，約是世界七大洲總面積之和。
  • 地震預警:與地震波「賽跑」
    毛國良告訴記者，地震預警是指臨近震中的觀測儀器捕捉到地震波後，快速估測地震的大小並預測地震可能造成的影響，趕在破壞性的地震波到達目標區域前，發出緊急警報，是地震發生後採取的技術手段。 一句話概括，地震預警打的就是一個「時間差」。 具體來講，地震發生後，地震波從震源向四面八方傳播。
  • 2020寧夏事業單位考試公基知識積累:地震波
    今天寧夏華圖給大家帶來的常識相關考點是「地震波」。 　　地震波是由地震震源向四處傳播的振動，指從震源產生向四周輻射的彈性波。按傳播方式可分為縱波(P波)、橫波(S波)(縱波和橫波均屬於體波)和面波(L波)三種類型。地震發生時，震源區的介質發生急速的破裂和運動，這種擾動構成一個波源。由於地球介質的連續性，這種波動就向地球內部及表層各處傳播開去，形成了連續介質中的彈性波。
  • Science:地震波測量深海溫度
    Science：地震波測量深海溫度 全球變暖是人類實現可持續發展所面臨的最為緊迫的挑戰之一。大氣中二氧化碳等溫室氣體濃度的上升，打破了氣候系統中的能量平衡，在地球系統中產生了額外熱量，導致溫度上升。
  • Science：地震波測量深海溫度
    Science：地震波測量深海溫度圖1 地震波測量海溫方法的基本原理和研究區域內地震事件與臺站分布情況吳文波等人提出的方法利用天體地震激發的T波替代了人工震源產生的聲波，繼承了原方法高精度的優點。圖3 地震波測海溫方法在全球海洋溫度變化測量應用中的潛力用地震波給海洋測溫具有諸多優勢，包括對1000-4000 m的深海溫度變化敏感，可以彌補Argo對深層海洋（2000 m
  • 美研究稱地震波可能有助於開採石油
    央視國際 www.cctv.com　　2006年06月29日 19:28 來源： 　　新華網洛杉磯６月２８日電（記者陳勇）美國科學家的一項新研究成果顯示，地震波可能增加巖層的滲透性
  • 震源、震中和地震波
    地震波：地震時，在地球內部出現的彈性波叫作地震波。這就像把石子投入水中，水波會向四周一圈一圈地擴散一樣。　　地震波主要包含縱波和橫波。振動方向與傳播方向一致的波為縱波(P波)。來自地下的縱波引起地面上下顛簸振動。振動方向與傳播方向垂直的波為橫波(S波)。來自地下的橫波能引起地面的水平晃動。橫波是地震時造成建築物破壞的主要原因。
  • 完勝地震波速度 地震預警為中國減災爭分奪秒
    彼時，正在播出節目的電視突然屏幕上彈出地震預警信息，社區的高音喇叭突然響起，開始對地震波到達本地的倒計時讀秒。一些下載了地震預警APP的網民，從手機等各類終端同步收到地震預警信息。「聽說四川省的地震警報在一些地方地震波到達前1分鐘就響起來了，好厲害啊！這樣就可以緊急應對，也為關閉火源、減少次生災害等贏得了時間。」另一名日本網友感嘆道。抗震減災任重道遠通過各類媒體的廣泛傳播，中國地震預警能力在此次宜賓地震中的出色表現給人們留下深刻印象，但是，做好抗震減災工作依然任重道遠。
  • 地震波有哪些傳播方法?
    地震波通過地球內部介質傳播的稱為體波。體波經過反射、折射而沿地面附近傳播的波稱面波。　　體波分為縱波（P波）和橫波（S波）。縱波是由震源傳出的壓縮波，質點振動方向與波的前進方向一致，一疏一密地向前傳播。縱波在固態、液態及氣態中均能傳播。縱波的速度快，是最先到達震中的波動，所以又稱P波。它周期短，振幅小。
  • 地震波到來前十多秒發出警報
    利用電磁波與地震波的速度差 「有效地利用地震預警信息，公眾可以及時採取必要的避震措施以減少人員傷亡。」朱海燕表示，地震預警是利用電磁波遠比地震波傳播速度快的原理來實現的。 研究表明，如果預警時間為3秒，可使傷亡率減少14%；如果預警時間為10秒和60秒，則可使人員傷亡分別減少39%和95%。
  • 和地震波「賽跑」,地震預警系統是怎麼實現的?
    PALednc和地震波「賽跑」， 贏取提前預警的時間地震預警不是地震預測或預報。地震預報是對尚未發生、但有可能發生的地震事件事先發出通告，而地震預警則是破壞性地震已經發生、搶在嚴重災害形成之前發出警告。地震預報在全世界範圍內仍是一大難題,但地震預警是完全可行的。