地球也顫抖?

于鵬翔

古時候發生地震，人們會認為是天神發怒或天地陰陽無法調和所致。今天我們一感到天旋地轉第一時間想到的肯定是逃生，因為我們知道那是地震發生了！地震，顧名思義就是大地內部在震動。問題是這好好的大地為什么會震動呢？

人類生活的這片陸地叫作巖石圈，其厚度可達上百千米。組成巖石圈的是成分各異、大小不一的巖石。整個巖石圈并非一幅完整的大地畫卷，而更像一幅分裂成很多塊的大地“拼圖”。那些分裂而成的大塊巖石就被稱為板塊。簡單來說，地球的表面由各種板塊組成，這些板塊上有陸地也有海洋。板塊在不停地運動，這些運動造成了地球表面的地質變化。例如，地質學家研究發現：印度洋板塊在以每年6厘米的速度向亞歐板塊靠近，在它們緩慢的碰撞過程中就形成了喜馬拉雅山。

但新的問題又擺在我們面前：板塊為什么會移動？板塊移動是持續性的，可為什么地震不是持續的？其實，這兩個問題一直困擾著科學家，直到現在，關于板塊運動和地震的關系還沒有一個完善且得到充分證實的結論。不過針對這些問題，科學家還是得出了一些公認的結論，我們來看一看吧！

板塊為什么會運動

我們首先要知道，地球從地心到地表并不是一個均質整體。地球的最內部是地核，地核之上是地幔，地幔分為上地幔和下地幔，上地幔的最上層和地殼共同構成了我們前面所說的巖石圈。在上地幔之中還有一個很奇怪的地方，那里的巖石并不是堅實的固態，而是一種軟軟的黏稠態。科學家給這里取了一個很形象的名字——軟流層，就是軟軟的、能流動的地球圈層。板塊運動的奧秘就蘊藏在軟流層之中。

軟流層之所以是軟的，一個重要的原因就是它的溫度。軟流層在地下100多千米處，這里的溫度高達1400℃。這樣的溫度足以將巖石熔化，讓它們從固體變為液體巖漿。這些巖漿噴出地表就形成了火山。軟流層中的巖漿溫度雖然很高，但是熱量分布并不均勻，靠近地心的部分比靠近巖石圈的部分溫度更高。在這種冷熱不均的條件下，熱的部分不斷上升，冷的部分不斷下沉，巖漿就在其中緩慢地循環起來。不僅如此，巖漿本身的密度不均還會加劇這種上下運動。科學家給這種運動取了個名字叫作“地幔對流”。大家可以想象一個很有意思的場景：在我們腳下100多千米的地方，正在上下運動的黏稠的巖漿帶動著漂浮于其上的板塊正在來回移動。板塊在移動的過程中產生了碰撞，于是就形成了地震。所以說，地震頻發的“地震帶”基本上都位于板塊交界處。

持續的碰撞與短暫的地震

板塊時刻在運動，可地震并不會在同一個地方不停地發生，這是為什么呢？講到這里，我們要提到英國的一位地質學家——萊伊爾爵士。他最先提出地震與地球表面的斷層有關，但并沒有說明原因。

1906年4月18日凌晨5點左右，美國舊金山發生大地震，震級達到里氏7.8級。震后，科學家發現這次地震是太平洋板塊與北美板塊沿著一個叫作圣安德烈斯斷層的地方相互水平滑動造成的。通過對這次地震的研究，一位名叫亨利·里德的科學家提出了“彈性回跳”理論。這個理論簡單來說，就是板塊運動的力量在斷層附近慢慢積累，但是因為斷層之間有著巨大的摩擦力，所以不會立即發生錯動，斷層之間只是產生了一種像橡皮筋一樣的彈性變形。但當板塊運動的力量積累到一定程度時，斷層之間的摩擦力已無法對抗這股力量，于是板塊就錯動起來，地震也就發生了。當這股力量釋放完畢，地層在新的位置重新穩定，地震也就結束了。

根據“彈性回跳”理論，我們可以知道每次地震之前都會有一個漫長的能量積累過程，在這個過程中是不容易發生地震的。但是到底要多大能量才能引起地震、斷層之間的摩擦力能讓大地支撐多久等問題，直到今天仍然困擾著人類。這也使得地震預測成了一個世界性的難題。

“彈性回跳”理論能夠解釋在斷層附近發生的構造地震（又稱斷層地震），但對于火山或者人工引起的其他形式的地震就無從解釋了。所以，想要徹底了解地震，我們還要不斷地探索。

地震波

我們總是用地動山搖、山崩地裂這樣的詞來形容地震發生時的恐怖場景。地震發生的時候，巨大的能量會以地震波的形式傳播到地面。而地震波就是地動山搖、房倒屋塌的罪魁禍首。

地震波可以分為橫波和縱波。所謂橫波，就是振動方向和傳播方向垂直的波，比如我們甩大繩的時候，繩子的震動就屬于橫波。縱波則是振動方向和傳播方向一致的波，比如我們拉緊彈簧再松開時產生的波就是縱波。橫波傳播的速度比較慢，而縱波的傳播速度很快。除了這兩種從地球內部傳來的波，還有一種在地球表面傳播的波叫作“表面波”。在這幾種波的共同作用下，地震形成了巨大的破壞力。

橫波與縱波

在地震發生的時候，速度比較快的縱波會先到達地表。這時縱波會使建筑物上下顛簸，力量巨大。縱波也是使人暈眩的原因。如果建筑物比較結實，扛過了第一輪縱波的襲擊，還會有緊隨其后的橫波攻勢。橫波速度比較慢，因此它會比縱波晚到，但它會讓建筑物產生快速的左右擺動。更可怕的是表面波，它會進一步加劇左右擺動。此時，在這幾種波的共同作用下，建筑物會扭擺起來，最終難逃坍塌的命運。

震級與烈度

看到這里，同學們可能已經談“震”色變。但其實大家也不用害怕，因為這種破壞力極強的地震畢竟不會經常發生，發生頻率較高的還是一些小型地震。那我們應該如何判定地震的大小呢？這就要說到地震規模指標了。地震規模指標包括：震級、烈度、震源深度、震中距。震級一般用里氏震級表示。這個概念是美國地震學家里克特和古登堡提出的。

里氏震級每一級的能量差是10的1.5次方倍（約32倍）。如果相差兩級，能量就差了10的3次方倍（約1000倍）。一般來說5級以下的地震，人們會有感覺，但是對現代建筑物不會有太大的損壞。6級以上的地震對于現代建筑物會有一定的損壞，人們能感受到劇烈的晃動。7級以上的地震會給建筑物造成嚴重損壞，甚至使建筑物坍塌。在世界范圍內，平均來說，6級地震每天都在發生，7級地震每月發生一次，8級左右的大地震每年發生一次。聽上去，地震發生的頻率非常高呀！但幸運的是，絕大部分地震都發生在高山、海洋或人煙稀少的地區。

因為地震對建筑物的損害巨大，所以除了里氏震級，各國還會用烈度來表示地震對建筑物的損害程度。我國使用的是2008年發布的《中國地震烈度表》，將地震分為12級烈度。同時，我國規定建筑物至少要達到6級烈度的抗震等級，要是正好位于地震帶上，建筑物的抗震等級還要提升到9級烈度以上。和地震強度密切相關的還有震源深度和震中距這兩個指標。從名字我們就可以知道，震源深度就是地震發生的地方到地表間的距離，而震中距就是指觀察點到地震中心的地球球面距離，這兩個數字越大對人類的影響越小。

地震避險指南

說了這么多關于地震的知識，我們要是遇到地震應該怎么辦呢？

1.一定要遠離窗戶，小心被玻璃碎片傷到。

2.一次地震發生的時間只有幾秒到十幾秒，因此在主震過去之后，要立即逃到戶外空曠的地方，并且遠離建筑物。

3.如果沒有足夠的時間逃到戶外，我們要在第一時間用一些比較結實的東西護住頭部，同時抓緊手邊的水瓶、手電筒等。然后，盡可能跑到廚房或衛生間這樣空間狹小又比較堅固的地方避險。

4.最好在家中常備一個安全包，里面放上手電筒、瓶裝水、高能量食物、基本藥品、哨子、小刀等救生物品，以備關鍵時刻帶在身邊。

5.在離開高層建筑物時一定不要乘坐電梯，而要走樓梯。

6.最重要的就是事前常演習，遇事不慌張！