地震学科普之窗(一)＊

大木圣子

(东京大学地震研究所)

地震学科普之窗(一)＊

大木圣子

(东京大学地震研究所)

在某大学文学系学习灾害社会学专业的大四学生大地君也想学习地震科学,希望将来能够从事防灾工作。怎样完成自己的毕业论文研修呢?于是他来到了在地震学和火山学研究方面颇具名气的新堂研究室。下面我们将看到,他与和蔼的新堂教授、不苟言笑的莱助教一起,学习关于地震知识的情况。

1 板块构造与地震发生的地方

1.1 欢迎走进地球科学的世界

大地君您好,我是社会学专业的海野大地,前来进行毕业研修,请多多关照。

新堂教授啊,欢迎来到我们新堂研究室。这位是今后负责你研修的莱先生。

莱助教那我们就从今天开始吧。

1.2 地震发生的区域是固定的

大地君 说到最近的地震,净发生在一些如果不发生地震我们都没听说过的地方,像所罗门、瓦努阿图、圣克鲁斯、海地、墨西哥下加利福尼亚州,还有我们知道的智利和印度尼西亚。那么,这些地区自古以来就发生过地震吗?

莱助教的确是的。

大地君啊?真是这样?这么说,地震发生的区域是可以确定的,是这样吗?

莱助教首先,我们来看看地震是在地球上何处发生的。

1.3 板块构造

这就是世界震源分布图。这令人吃惊。像日本,并不能看到布满震源点(图1)。从日本向北去是阿留申、阿拉斯加、加利福尼亚、中美洲、南美洲。从那里向西到太平洋分布着点点的震源,接着是新西兰、萨摩亚、圣克鲁斯、瓦努阿图、爪哇、苏门答腊,北上是菲律宾、关岛和塞班也都布满震源,这样围绕着太平洋回到日本。这些就是这30年间震级5级以上的地震震源分布图。地震是只在地球上的确定区域发生。我们用手指描画世界震源图就会看出,环绕环太平洋四周,再横跨印度洋四周,纵跨大西洋四周都有,地球表面完全就像一个用震源分布分割成的智力拼图。

莱助教听说过板块这个词吗?

大地君嗯,就是板块构造吗?

莱助教对,板块是“一块平的板”的意思,大地构造在希腊语中是由“木匠”一词进而转变为“研究像建筑等的构造”。亦即是说板块构造就是在平的板上研究近地球表面的构造。

大地君地球表面被十几枚板块覆盖着。在日本周围就有太平洋板块和菲律宾板块,是吗?

莱助教是的,这些都是海洋板块。载着日本列岛的陆地板块为两块,西日本是欧亚大陆板块,北日本是鄂霍次克板块。但也有鄂霍次克板块属北美板块的这一说法。板块边界模糊不清的有若干,板块总数无法准确计算,即便如此,每个板块都是有名字的(图2)。

图1 世界震源分布

图2 覆盖地球表面的板块

大地君啊,板块也就像智力拼图的一块呀。实际的地球就像一个有着裂缝的圆形蛋壳那样状态吗,而且就是在这些裂缝的地方,也就是在板块边界发生地震的吧?地震只是在地球上应该发生的地方才发生呀。

莱助教在世界震源图中表示震源的○的大小是表示震级的大小,但颜色表示什么你知道吗?

大地君是震源的深度呀,地震发生的地点在地球上是固定的,并且深源地震也只是在这些其中的更深部分地区发生,好像日本、南美、斐济、印度尼西亚……就是。因为经常有机会看到日本断层图,所以,可以想象深源地震会怎样发生的。

莱助教在白色纸板上画出了向日本下方俯冲的太平洋板块图让大地君看。地震就发生在板块俯冲之地,也就是说,在板块俯冲的地区,将会发生深源地震。莱助教问道:“那么,浅源地震会在哪儿发生呢?”,并且画出了与太平洋板块的相对端相接续部分。形成板块的地方在海底像山岭一样连接着,这里就会发生浅源地震。而且,板块之间呈交错状,就像在山岭与山岭连接的部分板块相互错动,这里才发生浅源地震(图3)。

图3

莱助教板块构造学你已经入门了,今天就到这里吧,再请新堂教授讲讲吧。

2 新堂教授简单的提问:板块的下面

新堂教授那么,是板块边界就发生地震吗?因为发生地震了,就知道是板块边界,这说法是实情吗?若是如此,于是又要问,为什么板块边界会发生地震呢?

大地君这是因为覆盖在地球表面的十几个板块都在随意的方向运动着,在边界地方相互碰撞。平展的岩板般的板块相互碰撞的地方需巨大的力,这个力就能引发地震。这是我刚才在教材中看到的。

新堂教授嗯,很好。但是,说是一个平板,大一点的可达10000km。成为浩瀚太平洋的海底的大板块,怎么能不破碎地作为整体的一块运动呢?

大地君……。

新堂教授这就是一个难题。虽说是简单却是一个很难的问题。实际上,结构就在板块底下。可以说地震波速度在那里急剧减慢,存在着因高温部分融化的岩浆。板块就在那里滑溜溜地滑动着。怎么样?听上去好像理所当然,其实,是通过观测来确认这些的,并可验证支持它的岩石学模式的,正是提出板块学说以后经半个世纪后的2009年,是以日本人为核心的研究小组的重大发现。是这样的,得到这种听上去理所当然的成果确实是意想不到的艰难。这正是一次发现本质的事件,这也是自然科学在漫长的历史中完成的一大成果啊!

新堂教授高兴地拿着论文。什么地震波速度、岩浆、岩石学模式等等,对我来说都糊里糊涂,我明白了一点,尽管是一门地震学,也有着海洋或陆地的观测、岩石实验、以及理论等各个领域,哪个将是我最擅长的领域呢,今后不管是哪一门都要毕生努力学习呀。

摘译自:日本《地震本部新闻》2010年5月号

原题:謎解き地震学

网址:http:∥lloutreach.eri.u-tokyo.ac.jp/charade/

(彭 岩 译,卢振恒 校)

(译者电子信箱,彭 岩:pybj1201@yahoo.com.cn)

P315;

E;

10.3969/j.issn.0235-4975.2011.07.010

2011-03-16。