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地核的半径有3480公里,推测温度在2000-5000度之间。
根据地震波传播记录推测,地核分外核和内核,外核为液态,内核为固态。
因为地震发生时形成的横波(S波)不能通过外核传播,而物理学知识告诉我们,横波(S波)是不能通过液体传播的。
2、1910年,德国气象学家阿尔弗雷德·
魏格纳提出了一个大胆的假说:
“大陆是移动的!
”他认为所有大陆曾经连成一片,后来经过分裂、漂移,才成为现在这个样子。
这就是魏格纳的大陆漂移学说。
近半个世纪里,大陆漂移理论几乎无人问津。
直到1960年美国地质学家哈里·
赫斯提出海底扩张理论,科学家开始重新考虑魏格纳的大陆漂移学说。
哈里·
赫斯认为,大洋底就像输送带一样推着大陆一起移动,这种运动从大洋的洋中脊海岭开始。
从地幔涌上来熔融物质从洋中脊海岭裂缝中喷发出来。
当这些熔融物质冷却下来后,形成新的地壳。
随着新地壳不断的增加,就把海岭两侧较老的地壳岩石向两边推移,大洋底就从海岭向两边不断扩张。
这种大洋地壳不断增加的过程就称为海底扩张。
而另一方面,在大洋地壳的另一端海沟处,老的地壳则在不断的推动下沿海沟向下俯冲,回到地幔消亡。
1965年加拿大科学家图佐·
威尔逊把地壳岩石圈破碎后形成的各部分叫做板块,并把板块说和大陆漂移说、海底扩张说结合起来,形成了板块构造理论。
板块构造理论揭示了地球板块形成、运动和消减的规律。
基于大陆漂移和海底扩张学说发展起来的板块构造学说是目前被普遍接受的大地构造学说。
地球内部的构造运动灯箱片以画面形式,形象地描述了板块构造理论的基本内容和过程。
可以指出,在海岭、板块俯冲地带(日本海沟、秘鲁智利海沟、喜玛拉雅山地带),地幔热柱上升地带,因为经常发生岩石的破裂,所以都是地震的高发地带。
3、本灯箱内容也可放在“地球46亿年演化史”后面讲解。
A2
地球—人类唯一的家园
【内容】蔚蓝色的地球是各种生命的乐园,也是人类赖以生存的唯一家园。
从一诞生起,地球就处于不断的运动和变化之中。
它的运动和变化,既惠泽人类,也经常带来灾害。
A3地球46亿年演化史(大灯箱)
【内容】地球46亿年演化史
【说明】1、约46亿年前,在银河系一角的太阳开始发出光辉。
原始太阳系星云在它周围回转,气体在垂直方向喷出,太阳系开始形成。
原始太阳系星云气体和尘埃层分裂,形成数量达10兆个左右的小行星。
在现在的地球轨道附近,100亿个直径约10公里的小行星,反复碰撞、聚合,地球诞生。
2、与现在彗星相似,由冰组成的小行星也撞向原始地球。
原始地球形成的浓厚大气封闭了小行星冲撞时发出的热量,地表上融浆到处遍流成海。
3、小行星的冲撞减少,地表开始冷却,原始地壳形成。
(用同位素测定年龄的方法,现在各大洲大陆均已找到了30亿年以上的古老岩石。
)大气中的水蒸气转为暴雨,海洋生成。
4、原始的海洋到处像是“热水喷出口”,最初的生命似乎就诞生在这样的海洋里。
5、25-20亿年前,单细胞蓝绿藻等藻类生成,大量繁殖,向大气供给氧。
6、约5亿4千万年前,发生“寒武纪爆发”。
所谓“寒武纪爆发”即多细胞生物在这个时期(地质学年代为寒武纪早期)突然爆发性地增加。
7、4亿8千万年前,原始的渔类出现。
约4亿年前,臭氧层形成,减少了紫外线损害,生物开始进入陆地。
8、约2亿4500万年前,由于火山爆发等环境变化,超大陆分裂。
生物的大量绝灭从5亿年前起发生了13次。
每次大量绝灭后又开始新的进化。
9、约2亿2800万年前,恐龙出现,到侏罗纪开始大型化。
在1亿3500万年前开始的白垩纪,恐龙多样化,开花的被子植物出现。
体形象老鼠的哺乳类祖先,大约在2亿3000千-2亿5000千万年前出现,并且逐步进化。
10、6500万年前,恐龙灭绝。
由于陨石撞击,造成环境急剧变化的学说引人注目。
11、哺乳类动物通过各种形式不断进化、适应,得到了繁荣。
在树上生活的哺乳动物出现了灵长类动物。
12、约500万年前,人类的祖先早期猿人在非洲出现。
图中“古生代”、“中生代”、“新生代”都是地质学上的年代划分,各个地质年代都有不同的生物和地壳运动特征。
A4—A9地球46亿年演化史(小灯箱)
【内容】A4、约40多亿年前,地球原始地壳形成,海洋生成。
A5、约19亿年前地球开始出现超大陆。
以后,大陆几次分离聚合。
A6、7-6亿年前地球大陆;
5亿3千万年前地球大陆;
3亿年前地球大陆。
A7、约2亿4500万年前地球超大陆又一次分裂。
许多生物绝灭,爬行动物得到发展;
2亿2千万年前地球大陆
A8、1亿年前地球大陆;
6500万年前,恐龙绝灭。
A9、约500万年前,人类在非洲出现;
现在的地球大陆。
【说明】地球形成后经历了一个增温、熔融,内部物质分异的过程,形成地秋内部的圈层构造。
通过这部分内容介绍,我们可以知道,地球从形成圈层以来,它的演化史就是不断地分裂、聚合,“分久必合,合久必分”。
这种运动,对生物的出现、生存、进化和发展也产生了巨大的影响。
C5现代地震监测
【内容】目前我国的地震观测除观测地震外,还有地震前兆观测。
地震的发生是一个极其复杂的自然现象。
地震活动、地壳形变、地下流体变动、大地电场、磁场、重力场等将产生多方面的异常现象。
通常把这些与地震孕育和发生相关联的异常变化称之为地震前兆。
这样,地震观测逐步形成了测震、电磁、地壳形变和地下流体四大学科。
观测技术正向数字化、网络化过渡。
1、区域地震台网中心。
2、区域地震前兆台网中心。
3、严密监视地下动态。
【说明】狭义的地震观测是用地震仪器记录天然地震或人工爆炸所产生的地震波形,并由此确定地震或人工爆炸事件的基本参数(发震时刻、震中的经度纬度、震源深度及震级等)。
将获得的各次地震和人工爆炸事件的基本参数编成地震目录,成为地震研究的基本资料。
目前我国的地震观测除观测地震外,还有地震前兆观测。
地震的发生是一个极其复杂的综合性自然现象。
伴随地震的孕育、发生将产生多方面的异常现象,如地震活动、地壳形变、地下流体变动、大地电场、磁场、重力场的异常变化,以及地壳介质多种物理性质的变化等。
通常把这些与地震孕育和发生过程相关联的、在正常变化背景上所出现的异常变化称之为地震前兆。
所以目前我国的地震观测实际上包括测震、电磁、地壳形变和地下流体等内容。
C6地震监测四大学科
(1)
【内容】地震观测
地震观测是地震监测的基本工作。
它对区域内乃至全球发生地震的时间、地点和强度进行测定。
我国的地震观测已经逐步过渡为数字化、网络化。
1、一个数字地震台的接收摆房。
2、数字地震台的接收、采集处理和通信传输设备。
3、中国数字地震台网数据接收、处理与管理中心。
4、国家数字地震台系统框图。
【说明】目前我国除24个国家级基准地震台外,大部分省都有区域地震台网。
目前,我省地震观测台网由数字地震台网和模拟地震台网组成,其中数字地震台网由15个子台和1个台网中心构成。
还有3个台数字强震仪和5台流动数字地震仪。
此外,还有多个市级地震台网正式运行。
随着十·
五重点项目的实施,我省地震观测台网正不断加密。
【内容】地壳形变监测
地震孕育过程中,可以引起大范围的地壳垂直运动和水平运动,又可以引起显著的断层活动,在某些灵敏构造部位引起剧烈变形。
因此,可以通过观测地壳形变,发现并判定地震孕育的过程。
1、往岩孔中安放体积式钻孔应变仪探头。
2、TJ-Ⅱ体积式钻孔应变仪。
3、在坑道内观测地壳形变的100米长石英管伸缩仪和连通管倾斜仪。
【说明】多年来,地形变学科在地震预测中积累了丰富的前兆异常资料,发挥了重要的作用。
地壳形变观测一般有:
断层形变观测—绝大多数构造地震与断层活动直接有关。
地震的孕育和发生伴随地壳形变,断层形变是地壳应力场改变最直观、最显著的表现方式。
洞体形变观测—洞体形变前兆观测包括地倾斜、连通管、伸缩等。
倾斜仪和连通管监测地面倾斜变化,伸缩仪监测地壳的水平应变。
这些仪器安置在岩体洞穴内,连续自动记录,精度比较高。
由于洞体内观测条件较好,温度、湿度、气压稳定,大风、降温、降雨等气象因素影响较小,地表噪声较小。
因此,洞体形变在地震监测,特别是短临监测中发挥重要作用。
钻孔应力应变观测—钻孔应力应变方法是通过测量钻孔孔径的变化,间接或直接测量地壳应力应变状态的相对变化。
图板C7的短水准形变测量、GPS地壳运动观测也都为地壳形变观测。
海安地区因为复盖层比较厚,基岩出露少,地壳形变观测比较难开展。
C7地震监测四大学科
(2)
【内容】4、短水准形变测量。
5、一个国家级GPS地壳运动观测站。
【内容】电磁观测
地震是发生在地球内部的一种自然现象,是地球内部介质相互作用的结果。
在地震孕育和发生过程中将伴随有介质电磁性质的改变或电磁场的变化。
因此利用地球电磁学方法探索与孕震过程有关的地球介质的电磁性质及电磁场的变化,可以为地震预测提供理论基础。
1、质子磁力仪的线圈。
我省研制的数字化FHD-2B质子磁力仪。
2、海安地震台的地磁观测区。
3、地电观测原理示意图。
数字化ZD8B地电仪。
【说明】地球电磁学包括地电学、地磁学两大分支,其监测地震的物理基础来自物理学中电学和磁学以及建立在变化的电场和磁场研究基础上的电磁感应现象以及介质的电学性质。
因此,地电地磁前兆是在现代电磁学基础上发展的,它是电磁学理论在地球介质条件下的应用。
地电阻率法是采用分布于地球表面固定观测点上的固定测量装置,定时观测地球介质视电阻率值,获取其值随时间变化的一种地震前兆监测方法。
地磁观测分为绝对观测与相对观测,分别观测地磁场总强度(F)、垂直分量(Z)、水平分量(H)、磁偏角(D)和磁倾角(I)。
在地震预报中,目前主要应用垂直分量(Z)和总强度(F),其次为水平分量(H)和磁偏角(D)。
地震电磁辐射现象与地震发生之间关系的观测研究起于70年代,在实践中逐渐得到发展,观测仪器种类繁多。
海安地区有地电、地磁和地震电磁辐射的地震前兆监测项目。
这些项目对观测环境的要求比较高。
C8江苏地震监测
(1)
【内容】目前,我省地震观测台网由数字地震台网和模拟地震台网组成。
此外,还有多个市级地震台网在运行。
我省的地震前兆台网也由数字前兆台网和模拟前兆台网进行地震前兆观测。
1、江苏地震监测台网分布图。
2、江苏电磁观测分布现状图。
【说明】1970年前,我省只有南京鸡鸣寺地震台进行地震观测。
到1974年4月22日溧阳5.5级破坏性地震发生时,也只有南京鸡鸣寺地震台和宿迁地震台、南通地震台进行观测,几乎没有地震前兆观测。
1971年5月,我省成立了专门的地震机构南京地震大队。
1974年溧阳破坏性地震的发生,客观上加快了我省地震监测工作的发展。
在此后的十年中先后建成了18个专业地震台站,13个市、县地震台和4个企业地震台。
1976年唐山大地震后,以“三土”(指土地电、土应力和土地磁)为主的地震前兆观测项目迅速在市、县地震台(测报点)开展。
全面进行各种地震观测和地震前兆观测的研究,积累了宝贵的经验,形成了地震监测网。
以后根据原国家地震局地震预报方法清理攻关要求,全面清理了省级地震台网。
1985年-1986年,地震监测网中一些地震台站得到调整和优化改造。
我省苏北地区第四纪覆盖厚,地面地震观测放大倍率低,无法对该地区的小震活动进行有效的监视。
为此,先后增加了四个深井地震观测点(淮安、海安、射阳和盐城)。
1983年以后专业地震台和省局、各市地震局(办)和省局之间开通了短波通讯网。
1983年我省开始建设苏南无线传输地震遥测台网,并于1985年通过验收。
1993年该网又扩大到淮安、连云港和徐州,对遥测台网的子台进行了调整,组建成南京遥测地震台网。
这样,由南京遥测台网和15个省属地震台构成地震监测台网,加上几个地方地震台,分布趋于合理。
我省地震监测能力和地震速报能力有了明显的提高。
全省陆地部分地震监测能力由原来监控2.5级提高到2.0级,全省范围需要速报的地震的速度由40分钟以上缩短到15分钟以内。
地震前兆台网在这个阶段也得到了优化。
“九五”期间,由原国家地震局和江苏省人民政府共同投资,分期建设“江苏数字地震台网”和“江苏数字地震前兆台网”,地震观测技术开始从模拟观测向数字观测迈进。
1999年12月,由徐州、连云港、溧阳等8个子台和1个台网中心组成的江苏数字地震台网工程通过验收并投入正式运行。
以后南京国家数字地震台和连云港区域数字地震台开始正式观测。
作为江苏省防震减灾“九五”重点项目,地震前兆台网也在这一阶段进行了数字化改进和其它改造。
此外,常州市、无锡市、连云港市(即江苏田湾核电站监测台网)、苏州市、南京市、扬州市、镇江市等市级数字地震台网也已经先后通过验收投入观测。
其它一些市级数字地震台网也正在建设之中。
通过持续努力,特别是“九五”和部分市县“十五”项目实施,我省地震监测能力有了进一步提高。
地震观测动态范围得到扩大,地震定位精度和监控能力都有了一定提高,前兆观测台网密度达到每千平方公里1.02项。
省属地震台和市、县地震台的一些观测项目的观测资料在全国评比中取得了较好的成绩。
目前,我省十·
五数字地震观测网络项目重点项目正在抓紧实施之中。
C9江苏地震监测
(2)
【内容】1、江苏地壳形变观测分布现状图。
2、江苏地下流体观测分布现状图。
3、南通地区地震和地震前兆观测站。
【说明】南通地区也开展了适合本地区特点的地震和地震前兆观测。
C10地震监测四大学科(3)
【内容】4、地壳变动引起地磁场变化示意图。
【内容】地下流体动态监测
地震孕育过程中,地壳岩石受力而膨账或压缩,必然会引起地下水位的升降变化,同时也引起地下流体的物理、化学变化。
因此,可依据地下流体的物理化学动态特征,对未来地震的发生作出预测。
目前,地下流体动态监测已成为我国地震前兆监测的三大手段之一。
1、一个地下流体观测站。
2、水位观测。
LN-3A数字水位仪。
3、地下水水氡观测。
SD-3A自动测氡仪。
4、地下流体自动观测取水设施。
【说明】地震的孕育与发生,既是一个地壳动力学过程,也是一个地球的物质、能量与信息的迁移与交换的过程。
为此,地震的过程也必然引起地下流体的物理化学动态的变化。
地壳岩石受力而膨账或压缩,或者地壳内部流体的迁移,会引起地下水位的升降变化,同时也造成地下流体内多种化学组分含量的变化;
岩石变形及地下流体的迁移,由于热效应与地热的再分配,亦造成水温等地热因子的改变。
目前,我国的地震地下流体观测项目较多,据不完全统计多达40多项。
但做为地下流体前兆测项主要有4项,即水位、水温(地热)、水氡与水汞。
此外,近年来气体测项的观测正得到迅速的发展,目前已开始试验观测并推广的测项有气氡、气汞及H2、He、CO2等新的测项。
海安地区因为复盖层比较厚,基岩出露少,所以比较适合进行地下流体观测。
C11地震预测预报
【内容】地震预报仍处于探索阶段,我们尚未完全掌握地震孕育发展的规律,因此,地震预报不可避免地带有很大的局限性。
目前,我们能够对某些类型的地震做出一定程度的预报,但还不能预报所有的地震,我们作出的较大时间尺度的中长期预报已有一定的可信度,但短临预报的成功率还相对较低。
《中华人民共和国防震减灾法》规定:
我国地震预报的发布权在政府。
1、1975年我国成功地预报了辽宁海城7.3级地震。
地震发生前,电影院前发告示疏散群众。
成功预报拯救了成千上万人的生命。
2、海城地震是联合国教科文组织认定的唯一作出过成功短临预报的大地震。
3、1998年12月17日起施行的中华人民共和国《地震预报管理条例》。
4、我国已经形成独特的地震趋势会商制度。
图为一次紧急震情会商会。
5、美国地质调查所目前已经在网络发布加州的24小时地震危险性预报。
【说明】我国对1975年2月4日辽宁海城发生的7.3级地震做出了预报。
这次预报是国际上唯一一次没有争议、具有科学意义和社会效益的成功预报。
它是地震部门在长期地震预报的基础上,加强短临监测预报跟踪,在震前提出短临预报意见,由辽宁省人民政府向社会发布短临预报,当地各级政府、社会公众及时采取了有效的应急措施,最大程度地减轻了人员伤亡和财产损失。
20世纪90年代以来,地震部门又分别对1995年云南孟连、1997年新疆伽师、1999年辽宁岫岩等地震做了比较成功的预报。
地震分析预报工作是防震减灾工作中一个非常重要的环节,也是各级政府和全社会最为关心、关注的一项工作内容。
《防震减灾法》第九条明确规定:
“国家加强地震监测预报工作,鼓励、扶持地震监测预报的科学技术研究,逐步提高地震监测预报水平”。
虽然地震预报仍处于经验性预报阶段,对很多破坏性地震还很难做出准确的预报。
但是,三十多年来的地震预报实践告诉我们,在一些有利的条件下,对一些破坏性地震做出一定程度乃至成功的预报还是可能的。
一旦预报成功,减灾实效是非常明显的。
地震预报是世界公认的科学难题,其难点究竟在哪儿呢?
简言之,不外乎在于:
①地震现象本身的复杂性。
由于孕震过程是非线性的,其演化途径和结果不是唯一确定的,它存在多种可能性,这就导致地震“前兆”图像的高度复杂性,至今仍未找到一种确定性的地震前兆。
②观测和研究方法的局限性。
地震是发生在地下10-20公里深处的岩体快速破裂和错动,由于地球内部的“不可入性”,迄今人们对震源的认识均来自地表观测所获得的间接信息,用这种很不充分的资料反演地下三维孕震过程是十分困难的。
③大地震是稀少事件。
一般而言,大地震的复发周期为数百年乃至数千年,远远超过了现代仪器观测时间,限制了对已有预报思路和方法的有效检验。
归根到底,目前我们在地震预报问题上所面临的困难的实质在于我们还远未能把握住地震发生的规律性。
C12地震台不是“马后炮”
【内容】有人说,地震台是地震发生后才“报”,是“马后炮”。
这是不对的。
像没有气象站、水文站这些观测站,天气预报、水文预报就不可能一样,地震台观测是整个防震减灾工作的重要基础。
地震台监测工作的主要任务是:
对破坏性地震和有社会影响的地震,速报有关观测参数,为应急救援决策提供基础数据;
按照地震及地震前兆观测技术规范,对地震时地面运动及地震前的各种前兆现象进行观测,提供及时、连续、准确、可靠的观测资料,这是地震研究工作的基础性资料;
严密监视,对观测资料的异常变化及时核实,迅速上报;
进行地震观测技术和地震前兆观测技术的应用研究。
1、地震台工作人员快速测定记录到的地震参数,准备速报。
2、根据记录到纵波(P波)、横波(S波)到时差能推算出地震距离。
3、地震台人员进行地电观测外线路的维护。
4、雨中坚持进行的短水准形变测量。
【说明】“地震台是‘马后炮’”的说法是人们对地震台工作相当普遍的误解。
通过本图板的解说,应该让人们对地震台工作的主要任务有个基本的了解。
C13地震波的传播及应用
【内容】地震波是从震源向各个方向传播的一种震动。
地震从震源发出两种地震波:
纵波(也叫P波)、横波(也叫S波)。
这两种地震波到达地表后,又形成表面波。
纵波速度快,横波速度慢,表面波速度更慢;
纵波到达后上下颠,横波到达后前后摇晃,对建筑物造成破坏;
表面波到达后摇晃更厉害,破坏性更大。
地震台和地震学家根据地震波的特性确定地震位置、研究地下和地球内部的结构。
B12全球地震带和百年大震灾分布图(光纤动态显示)
【内容】全球地震带和百年大震灾分布图
【说明】一、全球地震带
全球的地震带主要有三条:
环太平洋地震带、欧亚地震带和海岭地震带。
环太平洋地震带是地球上地震活动最强烈的地带,全球80%的地震能量释放都发生在这一地震带。
欧亚地震带即阿尔卑斯—喜马拉雅地震带,全球15%的地震能量在这一地震带被释放。
海岭地震带即大洋中脊地震带,它是全球最长的一条地震带,在这条地震带上地震一般不超过7级,约5%的地震能量在这一地震带被释放。
二、全球百年大震灾
百年来死亡人数最多的十大震灾:
1、1976年中国唐山
24.2万人死亡;
2、2004年印度尼西亚苏门答腊
超过22万人死亡;
3、1920年中国宁夏海原
20万人死亡;
4、1927年中国甘肃古浪
5、1923年日本关东
14万3千人死亡;
6、1948年土库曼阿什哈巴德
11万人死亡;
7、1908年意大利墨西拿
7至10万人死亡;
8、2005年巴基斯
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