Earthquake专题讲稿.pptVIP

图1.7 1906年旧金山地震烈度等值线图 1906年旧金山地震后火灾蔓延前后萨克拉门托的情景 1906年地震以后斯坦福大学未加固的砖石建筑垮塌情 科学家已决定在世纪之交建立一个全球地震仪器网，虽然大多数人没有意识到其后果甚至它的存在，但这一观测计划具有的科学历史意义比人们熟悉的一些科学大事毫不逊色。这个地震观测的全球性网络，在近几十年里日益加强，现已成为重大科学成就之一。 从这些观测记录中，科学家们已能推测某些地震的成因和地震波传播时通过地球的途径，还能区别天然地震和地下核试验引发的地震。 地震作为自然灾害有可怕的后果，日益严重地威胁着人类居住的安全。寄希望于减轻这些地震造成的危险，预报将要袭击人类居住区和震撼重要建筑物的地震的强度是受到人们极大关注的问题。 地 震 波 2.1 地震纵波和横波 2.2 波的性质 2.3 P波和S波的速度 2.4 地质构造对地震波的影响 2.5 地球的地震共振 2.6 地震面波—沿地面的地震波 2.7 地震波的波序 2.1????? 地震纵波和横波  Seismic Wave 假设一弹性体，如岩石，受到打击，会产生两类弹性波从源向外传播。第一类波的物理特性恰如声波。声波，乃至超声波，都是在空气里由交替的挤压(推)和扩张(拉)而传递。因为液体、气体和固体岩石一样能够被压缩，同样类型的波能在水体如海洋和湖泊及固体地球中穿过。 在地震时，这种类型的波从断裂处以同等速度向所有方向外传，交替地挤压和拉张它们穿过的岩石，其颗粒在这些波传播的方向上向前和向后运动，换句话说，这些颗粒的运动是垂直于波前的。向前和向后的位移量称为振幅。在地震学中，这种类型的波叫P波，即纵波（图2.1），它是首先到达的波。 弹性岩石与空气有所不同，空气可受压缩但不能剪切，而弹性物质通过使物体剪切和扭动，可以允许第二类波传播。地震产生这种第二个到达的波叫S波，即横波。 在S波通过时，岩石的表现与在P波传播过程中的表现相当不同。因为S波涉及剪切而不是挤压，使岩石颗粒的运动横过运移方向（图2.1）。这些岩石运动可在一垂直向或水平面里，它们与光波的横向运动相似。 2.3 P波和S波的速度 P波和S波的实际传播速度取决于岩石的密度和内在的弹性。对线弹性物质而言，当波与运行方向无关时，波速仅取决于两个弹性性质， 称为弹性模量： 岩石的体积模量k 和剪切模量μ。 P波总是首先从震源来到，因为它们沿同一路径传播时比S波速度快。 2.4?地质构造对地震波的影响 折射这一名词描述波传播中由于传播路径上条件变化产生波前方向变化的现象。反射和折射也是光线通过透镜和棱柱时人们熟知的性质。 地震波也可在一边界上反射或折射，但和其他波不同的特点是，当地震波入射到地球内的一反射面时，例如一P波以一角度射向边界面时，它不但分成一反射的P波和一折射的P波，还要产生一反射S波和折射S波，其原因是，在入射点边界上的岩石不仅受挤压，还受剪切 . 弹性模量和波速 均质各向同性的固体可由两个常数： k和μ来描述其弹性，两常数都可表示为单位面积的力。 k是体积模量，表示不可压缩性。 2.4?地质构造对地震波的影响 花岗岩：k约为27×1010达因/厘米2； 水：k约为2×1010达因/厘米2。 μ是剪切模量，表示其刚性。 花岗岩：μ约为1.6×1010达因/厘米2； 水：μ为0。 密度为ρ的弹性固体内，可以传播两种弹性波。 P波，速度vP =√(k+3/4μ)/ρ。 花岗岩： vP=5.5千米/秒； 水： vP=1.5千米/秒。 S波，速度vS=√μ/ρ。 花岗岩: vS=3.0千米/秒； 1989年洛马普瑞特地震后旧金山滨海区建在人工填埋的地基上一套公寓建筑倒塌的景象 第 3 章 ? 地震的仪器监测 1906年旧金山地震时，加利福尼亚大学里克观测台尤因地震仪在旋转圆盘上记录了地面南北方向和东西方向上的地震波动 用系在弹簧上的摆，记录地震波运动的垂直分量，同时，用像门轴略有倾斜的门一样摆动的摆，记录与地震波运动方向成直角的两个水平分量 计算机模拟1977年3月9日日本海5.9级深源地震的震动在德国埃连根可能记录到的垂直分量地震图 现代化的野外地震仪 可放在轻便盒子里（后面），它将数字读数输给计算机，计算机再将读数转换成通常的波形形式显示在屏幕上 1983年4月3日哥斯达黎加地震在德国贝尔恩台记录的运动垂直分量P波在地表反射一次或两次后分别为PP和P