初識地震——地球地震活動及其時空分布特點

由於地下深處岩層錯動，破裂所造成的地震稱為地震。這類地震發生的次數最多，破壞力最大，佔全世界地震的90%以上。

火山地震是伴隨著火山的活動而引起的地震，通常都在火山周圍，震級也不大。

塌陷地震是天然洞穴或礦井塌陷而形成的地震，通常震級很小，影響範圍有限。

人工地震通常是核爆炸、化學爆炸直接造成的。

誘發地震是人類工程活動引起的地震。水庫蓄水，石油和天然氣、鹽滷、地下熱（汽）儲的開發，廢液處理和油田開採中的深井注水，鑽井過程中的井漏，礦山抽、排水，固體礦床的開採和地下核爆炸等工程活動都可能誘發地震。按誘發因素可分為水和其他流體引起的誘發地震和非水誘發地震兩類。前者主要是由於水的參與，改變了應力條件和降低了岩體結構面的摩擦強度而發震；後者是由於工程活動改變了地殼表層的應力分布，在某些應力集中部位發生破壞而引起地震。在各種誘發地震中，水庫誘發地震的震例最多，震害最重；其次是抽、注液誘發的地震和採礦誘發的地震。水庫誘發地震僅局限於水庫周圍幾千米範圍內，震源深度極淺，從幾千米至近地表。地震序列可分為震群型和主震型兩種。

對於構造地震的成因，目前科學家比較一致的認識是：當地球運動過程中產生的巨大作用力超過了岩石層的強度時，岩石層就會破裂。岩石層破裂時以彈性波的形式突然釋放出巨大的能量，引起地表的震動，這就是構造地震。正是這樣的原因，在板塊邊緣地帶，板塊間的相對運動產生的巨大力量引發板塊邊緣地震；在板塊內部（大陸內部），由於斷層的突然活動引起板內地震（大陸地震）。

地球上的地震活動是相當頻繁的。據地震學家觀測統計，每年地球上發生大大小小的地震可達500萬次左右；有感地震近5萬次上下，不過絕大多數的地震非常小，人類感覺不到，只要地震儀器才能測量出來。據近十年的地震統計資料，地球上每年發生的7級地震平均18～ 20次（表2-1），8級和8級以上的地震每年1～2次。一般來說，如果7級以上地震發生在人口稠密、構築物與建築物又不很堅固的地方，就可能造成較大傷亡。

根據人類許多年來對地震活動的統計分析得知，地球上地震活動的空間分布存在一定的規律。這裡我們不妨先看一下全球的地震活動分布圖（圖2-1）。

圖2-1主要是人類發明了地震儀之後，1900年以來獲得的資料，取用資料的這一段時間長度與地球演化歷史的時間相比實在是太短了，但是有一點我們應當注意：一百多年以來的地震活動，特別是6級以上的強震分布基本上集中在三個大型的地震帶內，即環太平洋地震帶、地中海 - 印度尼西亞地震帶以及海嶺地震帶。其中，地中海 - 印度尼西亞地震帶，原先叫作「地中海- 喜馬拉雅地震帶」或稱「亞歐地震帶」。有些地震學家認為「亞歐地震帶」的命名，地理概念不很清楚，亞洲與歐洲地域如此遼闊，稱之為「亞歐帶」，人們很難直觀的理解這條地震帶的含義，因此近年來有些地震學家認為，該帶從地中海西端起始，一直到中國西南的橫斷山，轉折向南延伸，經緬甸進入印度尼西亞，所以稱為地中海 - 印度尼西亞地震帶更為確切（圖2-2）。

下面將三個主要地震分布帶簡要介紹一下。

（1）環太平洋地震帶顧名思義，環太平洋地震帶就是圍繞太平洋分布的地震帶。從南美洲西海岸安第斯山開始，向南經南美洲南端、馬爾維納斯群島（福克蘭群島）到南喬治亞島；向北經墨西哥、北美洲西岸、阿拉斯加、白令海峽、阿留申群島、堪察加半島、千島群島到日本群島；然後分成兩支，一支向東南經馬里亞納群島、關島到雅浦島，另一支向西南經琉球群島 、我國台灣、菲律賓到蘇拉威西島，與地中海 - 印度尼西亞地震帶匯合後，經索羅門群島、新赫布里底群島、斐濟島和紐西蘭。

環太平洋地震帶的位置大致和環太平洋火山帶相同，但影響範圍較火山帶

更寬，連續成帶性也更明顯。這條地震帶集中了世界上80%的地震，包括大量的淺源地震、90%的中源地震、幾乎所有深源地震和全球大部分的特大地震。這一地震帶的位置正好處於太平洋板塊與南美洲板塊、北美洲板塊、亞歐板塊的邊界，發生在這個地震帶上的地震主要屬於板塊邊界地震（板緣地震）。

（2）地中海 - 印度尼西亞地震帶西起太平洋亞速爾群島，向東經直布羅陀海峽入地中海，經過義大利南部、希臘、巴爾幹半島南部、土耳其、伊朗、阿富汗、巴基斯坦、印度北部、中國西南和西南部邊境、沿橫斷山南折，經過緬甸帶印度尼西亞，與環太平洋地震帶相接。它橫跨歐亞非三洲，全長2萬多千米，基本上與東西向火山帶位置相同，但帶狀特性特別鮮明。該帶集中了世界15%的地震。主要是淺源地震和中源地震，未見深源地震。由於沿著這一帶，大量的地震發生在大陸內部，所以有的學者稱之為大陸地震帶。

（3）海嶺地震帶分布在太平洋、大西洋、印度洋中的海嶺（海底山脈）。這一帶上的地震一般為淺源地震，震級較小。

此外，大陸內部（板塊內部）還有一些分布範圍相對較小的地震帶。如東非裂谷地震帶以及我國鄰近環太平洋地震帶和地中海 - 印度尼西亞地震帶的交接地區，地震頻繁。歷史上以及20世紀以來都發生過不少破壞性地震，許多地震的震級超過7級，如1976年7月28日的唐山7.8級地震，造成了22.4萬人死亡。2008年5月12日發生在四川汶川的8.0級地震，也在大陸板塊內部。這些地震相對發生在板塊邊界上的地震而言，稱之為板內地震或者大陸地震。

據統計，地球上3級以下的小地震到處都可以發生，但是較大的地震分布範圍就有一定的規律，上面提到的全球性三大地震帶和若干區域性小型地震帶是地震集中發生的地區。相對而言，南北極地區的地震比較稀少。對北極來說，洋脊地震帶穿過北極地區（請注意：不是北極點），北極地區發生過一些中強以上地震，如俄羅斯勒那河口、挪威的斯瓦爾巴德群島等地，都發生過中強以上的地震，但頻率不高；不過南極的情況不同，南極大陸及其外海都屬於南極洲板塊，是一個整體，因此在南極高緯度地區基本上沒有發生過中強地震；當然屬於南極區域的南桑威奇群島、巴勒尼群島等地，由於已處於板塊邊界，也發生過比較大的地震。

美國科學家經過30年的觀測研究認為，巨大的冰層是導致南極大陸和北極格陵蘭島地區沒有發生強烈地震的主要原因。科學家認為，南極大陸和格陵蘭島的冰雪覆蓋面積達到95%和80%，而且冰層的厚度極大，如南極大陸，平均

厚度為1880米，最厚的地方可達4000米。由於冰層的壓力，其底部幾乎處於「熔融」狀態，同時由於冰層面積寬、重量大，在垂直方向產生強烈的壓縮。冰層產生的巨大壓力與地層構造的擠壓力達到了均衡，分散和緩衝了地殼的變形，應力無法集中，也就不會發生強烈地震了。

那麼地球上的地震活動在時間上有沒有規律呢？根據地震歷史資料和一百多年來對地震活動的觀測結果，地震學家認為地震活動在時間上也存在一定的規律。這裡有一點我們應當說明：人類目前積累的地震活動資料的時段相對地地球演化的歷史是極其短暫的，因此根據這些資料得出的結論的可靠程度是比較低的。

說到地震活動時間上的規律，主要是指地球上某一個地區或某一條地震帶，在一段時間內表現為多震的活躍期，在另外一段時間內則表現為少震的平靜期。這種活躍期和平靜期交替出現的現象，也可以叫作地震的周期性或地震的間歇性。據統計資料分析，在全球範圍內，20世紀40年代是7級以上大地震次數最多、最活躍的時期。

同一條地震帶，常常顯示出特有的周期性。例如，在環太平洋地震帶北帶，1915年～1933年19年間，發生了一系列7.8級以上的淺源地震；1934～1951年18年間，整個斷裂帶都比較平靜，1952～1969年18年間，地震增多，進入一個新的活躍期。其他地震帶或多或少也表現出這樣的特點。

我國地震在時間分布上也存在活動的周期性和重複性。地震活動周期包含平靜和活躍兩個階段（圖2-3）。地震學家認為，由於各個地區構造活動性的差異，中強地震活動周期長短是不同的。我國東部中強地震活動周期普遍比西部長（台灣除外），東部一個周期大約300年，西部為100～200年，台灣為幾十年。總的看來，板塊邊緣地震活動周期較短，板塊內部地震活動周期較長。在一個地震周期中還可進一步劃分出時間更短的周期，我們稱為地震帶，是否還有更長的周期， 由於歷史地震記錄時間太短，目前尚難確定。地震重複性是指地震原地重複發生的現象。一般來說震級越大，重複時間越長；震級越小，重複時間越短。但不同地震區、帶，由於構造活動強弱差異，同一震級地震的重複時間的長短也是不一樣的。據統計，在同一構造帶（或構造區）上6級左右的地震重複時間可從幾十年到幾百年，7級以上地震的重複時間可達千年以上：

以我國大陸內部的地震帶為例，地震活躍期和平靜期交替出現的情況也很明顯。例如，甘肅河西走廊斷裂帶，1920～1954年的25年內，先後發生了海原、古浪、昌馬、山丹、民勤等多次7級以上的地震，但此後卻一直保持相對的平靜。又如，陝西渭河地塹，881（唐廣明二年）～1486年（明成化二十二年）的606年間，未見破壞性地震記載，此後到1570年間，地震轉入活躍期，1556年（明嘉靖三十四年）發生了導致83萬人死亡的華縣8及大地震；1570年以後又趨向平靜，極少發生5級以上的地震。又如，華北的燕山地震帶，1679年發生三河 - 平谷8級大地震到1976年唐山7.8級大地震，時間相隔297年，專家們認為可能存在300年左右的准周期性。當然這種活躍期與平靜期的區分是按照地震多寡相對而言的，並不是說，活躍期內地震必須連年不斷，而平靜期內一次地震也不會發生。

該文章出自：《當大地發怒的時候——認識地震、火山與海嘯》由科學普及出版社出版

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