地震形成的秘密究竟是什么

行者无疆1982 2023-12-21 18:09:16

一提起地震,人们就会想到巨大的破坏和伤亡,给人们带来了巨大的痛苦。为了避免其所带来的损失和人员的伤亡,科学家们对其形成的原因,进行了大量的研究工作。

我们都知道,地震的破坏性是十分巨大的。大地震如果在陆地上发生,顷刻间就会颠覆成千上万的高楼大厦、农舍田庄,会破坏道路、良田、工厂、矿山,造成惨重的人畜伤亡;地震如果在海底爆发,刹那间就会引起海啸,吞没船只,席卷海滨;地震如果在山川发生,又会震得山崩地裂、江河断流、堤坝崩溃;另外,地震还会引发火灾、水灾,最终给人类带来更大的灾难。

其实,地震是地球上十分常见的自然现象。和刮风下雨一样,地球上天天都有地震发生,而且多到一天可能就发生1万多次。一年下来,全球大概要有500多万次地震发生。只不过在这500多万次地震中绝大多数都是微小的,小到不用灵敏的地震仪我们就不能感觉到它。像这样的小震约占一年中500万次的99%,剩下的1%,即5万次才是人们可以感觉到的大一点的地震。在这5万次大一点的地震中,能够造成破坏的约有1000次,而造成严重破坏的特大地震,全球一年可能只有一次。

地震会引起地球表面自然面貌的剧烈变化。一次强震可以使地面产生长距离的断裂,巨大的山体也会因地震而崩塌。不管强震发生在哪里,几乎世界各地所有的地震台都会留下它的记录。这说明地震释放的能量是十分巨大的。据科学家计算,一次5级地震,释放的能量相当于一个2万吨级的原子弹爆炸时产生的能量。一次8.5级的地震所释放的能量如果换算成电能,需要装机100多万千瓦的发电机组连续发电八九年才能抵得上。

如何预测地震的发生以减少造成的损失呢?这首先要清楚地震是怎么形成的?在古代,科学还不够发达,人们对地震的认识很模糊。对于地震有以下一些说法,像什么"巨鳌翻身"、"地牛打滚"。当然,这都是当时人们对于地震产生原因的神话般的说法。

随着自然科学的发展,自19世纪后半叶起,人们开始对地震时观测到的现象进行分析,得出,地震是地壳运动引起的。然而,引起地壳运动的原因又出现了很多观点,我国著名地质学家李四光先生将之归结为六种观点。

一种观点认为:地球是一团热质冷却固结而成的,冷却的次序是先外后里。在这个冷却过程中,地球体积逐渐缩小,以致首先形成一个壳子,而且到处发生褶皱、断裂,因而引起地壳运动。但是,这个论点存在漏洞,按照这种说法,发生的这种褶皱和断裂,应该是杂乱无章的,但事实并非如此。地壳中的这种情况是有一定方向的。而且由于地球内含有大量的放射性元素,它们会不断蜕变产生热量,这不仅可以抵消地球失去的热量,而且可能大于失去的热量,因而这种由于地球冷却收缩而引起地壳运动的观点就说不通了。

与之相反的观点认为,由于地球不断膨胀才引起了地壳运动,但这样的话,地球的表面应该出现无数不规则的裂口,然而这又与事实相悖。

后来有人认为是太阳和亮对地球的吸引力引起的固体潮使得地壳发生运动:人们很早就知道,月亮对地球的引力,会造成地球上的海洋潮起潮伏。大海有规律地起伏着,就像在进行着一呼一吸的生命运动。然而人们并不清楚在海水涨落起伏之时,固体的陆地也会受月亮的影响,做着相应的起伏运动。科学家们发现,在月亮形状为逆、望、上弦、下弦前后的日子,地震发生的机率比其他日期发生的要高。

第四种观点又认为这是因为地壳的内部物质不断发生对流;第五种观点认为这是地壳均衡运动的结果。

以上五种观点有的和事实不够相符,有的是仅仅限于假定,有的论证不够充分,因此都被否定了。

在20世纪20年代初,又产生了大陆漂移的假说。认为地层产生褶皱并不需要收缩,当大陆移动时,前缘如果受到阻力就会发生褶皱,就好像船在水上行驶时,在船头产生波浪那样。向西推进的南北美大陆,一方面在其东面形成了大西洋,另一方面在其西岸形成连绵不断的落基山脉和安第斯山脉。另外,向北推动的印度大陆和亚洲大陆相撞就形成了喜马拉雅山。

在20世纪30年代,经过激烈的辩论之后,大陆漂移说又宣告破产。它破产的原因有三个:一是缺少对大陆漂移原动力的说明:二是认为地球不是坚硬的:三是根据高温起源说,地球在很久以前才是软的,如果发生大陆漂移的话,也应是在地球形成的初期。

20世纪50年代末,经研究证实,南北磁极的位置始终在移动。照理这样的移动,线路应该只有一条,但是,在北美和欧洲大陆上分别测定的北极迁移路线却有两条,它们不相重合,但形状相似,处处平行。要使它们合并成一条,除非把北美大陆向东移动3000千米。然而这样就挤走了大西洋的位置,并使北美大陆和欧洲大陆连在了一起,这正与大陆漂移说不谋而合。因此,大陆漂移说又重新提起。然而,由于地球磁极的问题一直没有定论,大陆漂移说对于一些实际问题难以解释。

20世纪60年代,又有人提出了"海底扩张"的假说,持此种观点的科学家认为,由于海底的不断更新和扩张,造成古磁场和年龄数据的对称分布。而当扩张的大洋地壳到达火山边缘时,便使俯冲到大陆壳下的地幔逐渐熔化而消亡,因而无法找到古老的大洋地壳。

20世纪70年代,在大陆漂移说和海底扩张说的基础上,又产生了"板块构造"的学说。

板块构造说强调全球岩石图并非一块整体,而是由欧亚、非洲、美洲、太平洋、印度洋和南极洲六大板块组成。这些板块驮在地幔顶部的软流层上,随着地幔的对流而不停漂移。板块内部地壳比较稳定,板块交界处是地壳活动较多的地带:大地构造活动的基本原因是几个巨大的岩石层板块相互作用引起的。由于地震是大地构造活动的表现之一,所以板块的相互作用也是地震的基本成因。

板块构造说是一门新学说,它为地震成因提出了一个新的研究方向。但是,板块构造说毕竟也是一种假说,还有诸如地质力学等多种学派对地壳运动进行的其他解释。因此,地震发生的原因迄今仍是一个谜,人们尚未能找到最终的答案。相信,随着科学的高速发展,破解地震形成的真正原因那天终会到来。

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行者无疆1982

简介:随笔杂谈