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Jul. 05 2016

地震中的五大殺手

  • 地震中的五大殺手

    地震中的五大殺手

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這幅畫描繪的是日本的商人正懲罰傳說中的巨鯰,因為是牠引發地震,毀壞了城市。

從古時候起,人們就開始思考這樣一個問題:為什麼大地會不時地發生震動?

古希臘人認為,他們的神亞特拉斯反抗眾神之王宙斯失敗後,宙斯罰他用肩膀扛起整個大地。這擔子實在太重了,為了緩解肩膀的重壓,亞特拉斯有時會把世界從一隻肩膀換到另一隻肩膀。而每當他換肩的時候,大地就會震動。

中國古人則認為地震是由地龍引起的;這條巨龍住在地下很深的地方,每當牠發怒時就會震動大地。日本人則覺得這個世界是被一條巨鯰背在背上的,牠突然動一下就會發生地震。而根據俄羅斯古老的傳說,一位身形巨大的神駕著狗拉雪橇穿過雪地,每當這些狗用爪子搔癢身上的跳蚤時,大地就會震動。很早以前的猶太人和基督徒相信,地震是上帝用來懲罰邪惡之徒的;《聖經,舊約,詩篇》第60章寫道:「祢使地震動,而且崩裂。」

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1995年1月17日,日本神戶發生地震,阪神高速公路在地震中坍塌。

人們對地震進行科學研究只有250多年。英國科學家約翰.米歇爾是地震研究的先驅。1760年,米歇爾將地震與大規模的岩石運動聯繫在一起,使地震研究走上了正確的道路。99年之後,也就是1859年,愛爾蘭科學家羅伯.馬利特得出結論,認為地殼的壓力是導致地震的原因。到了1960年代,一種有關地震的新理論又被提了出來,現在大多數科學家都接受這個理論。

1. 當海洋下方的構造板塊慢慢向著互相遠離的方向運動時,張裂運動就會發生。地殼 下面的熔岩會填充張裂運動造成的空隙。熔岩冷卻後,就形成了海底山。在極少數情況下,在陸地上也可以看到這種地貌。

2. 當較薄、密度較大的海洋板塊滑到較厚、密度較小的大陸板塊下方時,強烈的地震或火山爆發就會發生。這個過程叫做隱沒。環太平洋火山帶的地質活動中,大部分都是由隱沒引起的。

3. 有時候,板塊之間會水平滑動,使地殼發生垂直方向的斷裂,形成走滑斷層。聖安地列斯斷層就是其中之一。

4. 當兩個板塊相互擠壓時,地面會被向上推起,這時這兩個板塊的運動稱為輻合。這個過程會造成大地震、形成雄偉的高山。

板塊構造學說

地球由三個基本層次構成。最外面的一層叫做地殼,是固體岩石。各大洲陸地下的地殼平均厚度約33公里,但海洋下的地殼平均厚度只有6公里左右。地殼下面是地函,由熾熱的固體岩石組成,可深至地下2900公里。地球最裡面的一層是地核,是地球的中心。地核由固體金屬和熔化了的金屬組成,溫度極高,可達攝氏7000多度。

根據板塊構造學說,地球最外面厚達100公里的這一層外殼(包括整個地殼和部分地函)由若干彼此分開的岩石塊組成,這些岩石塊叫做板塊。地球大約擁有14個大板塊和許多小板塊。

這些板塊並不是靜止不動的。受到地球深處的熱流的推動,這些板塊會不斷運動,每年移動的距離約1.3公分。在板塊交界處,板塊之間會互相摩擦擠壓,對地下的岩石造成壓力。如果運動的板塊對岩石產生了足夠大的壓力,岩石就會斷裂,從而引發地震。有些地方的岩石很容易斷裂,就會時常有小地震發生。而在另一些地方,地面下的岩石緊緊地扣在一起,壓力會不斷積累,直到岩石在一次巨大的衝擊中斷裂,引發一場大地震。

聖安地列斯的斷層的運動示意圖

地下岩石斷裂的地方被稱為斷層。隨著板塊繼續運動,它們會折斷越來越多的岩石,沿著斷層引發更多地震。聖安地列斯斷層是美國境內最有名的斷層,它位於太平洋板塊和北美洲板塊的交界處,在加州境內綿延約1300公里。聖安地列斯斷層一帶發生過很多次地震,其中包括1906年的舊金山大地震。地震並不是板塊交界處發生的唯一的自然現象。在運動板塊交界處的地下深處,會有岩石熔化。這些熔岩有可能上升,並噴出地面,形成火山。

地球上主要的地震帶和火山帶大致都呈長方形或環形。如火環就位於太平洋板塊與其他板塊交界的地方,上面分布著大量的火山和地震點。

地震學

地質學家是研究岩石、山脈和地球其他方面的科學家,地震也在他們的研究範圍內。地質學還設有一個專門跟地震打交道的分支,叫做地震學(seismology)。Seismology來源於希臘詞語seismos,意為「震動」或「地震」。

地質學家和地震學家把地震在地下發生的位置叫做震源,把地面上正對震源的地方叫做震央。通常來說,離震央最近的地方,地震的破壞性最大。阿拉斯加大地震時,安克拉治距離震央不遠,因此這座城市受到重創。

科學家們用一種叫做地震儀的設備探測地震,並確定地震的位置和強度。俄羅斯地震學家伯里斯.伽里津王子在20世紀初發明了現代地震儀。

在聖加布里埃爾山脈測得的地震數據被傳送至加州理工學院的地震儀上,記錄了2003年發生在聖西米恩芮氏規模6.5的地震。

「地震所產生的能量以地震波的形式在地下傳播,」阿拉斯加州的地震學家羅傑.漢森博士解釋道:「地震時我們感覺到的就是這些地震波。」

地震的強度被稱為規模,簡寫為M。芮氏地震規模是由美國地震學家查理斯.F﹒芮克特於1935年發明的單位。「每一個整數芮氏規模所代表的地震強度,都是前一個整數芮氏規模所代表強度的約33倍,」漢森博士繼續說道:「這就是說,芮氏規模5.0地震的能量或力量是4.0地震的33倍。芮氏規模6.0的地震力量是規模4.0地震的約1000倍」。芮氏規模2.0的地震算不了什麼,地球上每天都有上百個這樣的地震,發生時甚至難以被人覺察。會造成破壞的地震通常芮氏規模達到5.5或以上。造成很大傷亡的地震通常至少是芮氏規模6.0。美國最著名的地震當屬1906年的舊金山大地震,為芮氏規模8.3,而1964年阿拉斯加大地震達到芮氏規模9.2,為北美洲最高的強震紀錄。有紀錄的地震中,規模最高的為芮氏規模9.5,於1960年5月發生在南美洲的智利南部。

「地震的強度與滑動的斷層大小,以及滑動距離有關;所以斷層越大、滑動距離越長,引起的地震就會越強烈,」美國地質調查局(USGS)的地震學家麗莎.沃爾德解釋說:「另外,規模愈大,地震持續時間也會越長,可能造成的破壞也就越大。」一次小地震可能只會持續一兩秒鐘。美國地質調查局另一位地震學家露西.瓊斯博士指出:「聖安地列斯發生的地震可能持續一至三分鐘。智利的芮氏規模9.5大地震不僅是已知最強的地震,也是持續時間最長的地震,它持續了11分鐘。」

地震規模並不是衡量地震破壞強度的唯一標準,地震發生的位置也很重要。發生在人口密集地區的地震,造成的死亡和破壞遠遠大於發生在偏遠地區的地震。中國、印度和日本曾經發生過一些傷亡極為慘重的地震,其原因之一即是這些國家人口眾多,並且有很多人口密集的大城市。

一些地震過後還會發生一些小的震動,這種震動叫做餘震。科學家相信餘震是由大斷裂之後,一些較小的岩石斷裂引起的。餘震可能會使地震中已經破損嚴重的建築物倒塌。阿拉斯加的耶穌受難日大地震之後發生了7500多次餘震。

1993年在日本發生的一次地震中,地震波使路面發生了彎曲。這條路位於北海道——日本最北邊的大島。

地震中的五大殺手

地面的晃動並不是地震中導致傷亡的主要因素。一個人在地震時如果剛好身處開闊的空地,即使地震非常強烈,他通常也是安全的。電影裡常出現地震時有人掉進巨大的地縫中的鏡頭,這確實發生過,但非常罕見。地震中真正致命的因素是建築物倒塌、大火、山崩、雪崩和海嘯。

地震時地面的震動可能會使建築物搖晃倒塌,無論是建築物裡面還是外面的人,都有可能被掉落的房屋碎片砸傷甚至喪命。1960年摩洛哥亞加迪爾市發生地震,1.2萬人喪生,整座城市幾乎全被夷平。一名倖存者說,當時的亞加迪爾「就像被一隻巨腳踩扁」。

地震還會讓整座城市陷入火海。地面的震動會讓原本安全的爐灶、煙囪和壁爐變成危險的火源,還可能破壞瓦斯管線。更糟糕的是,地震還會毀壞自來水管,無法用水救火。1906年舊金山大地震中,大火就造成了非常嚴重的危害,所以很多人把那場災難叫做「舊金山大地震與大火」。

山地和丘陵地區是地震的好發帶。搖晃的大地會使陡坡上的泥土和石塊滾落,形成山崩。地震也可導致山上的積雪鬆動,滾下山來,形成雪崩。泥土、石塊和積雪向山下一路滾落的時候,途中遇到的一切都會被破壞和掩埋。

發生在海底或海邊的大地震有時會引發海嘯。巨浪可能會推進幾千公里,淹沒岸邊的城鎮。2004年底,印尼附近的印度洋海床發生大地震。地震引發了大海嘯,造成約23萬人溺斃,波及十幾個國家。

1959年8月17日,兩次大地震襲擊了美國蒙大拿州,只間隔了數秒。震央位於美國黃石國家公園西北方,兩者相距僅16公里。一處山坡發生坍塌,將7000萬噸石頭沖進麥迪遜河。滑坡堵住了河道,形成了97公尺深的地震堰塞湖。

 

(本文摘自:《直擊大災難》

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