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地震 (地震基本名詞, 地震偵測, 造成地震的原因分類:, 彈跳理論, 地震震源分佈與班尼奧夫帶, 全球地震帶分佈, 起因, 板塊的邊界) -…
地震
地震基本名詞
前震、主震、餘震及群震定義比較
主震
同系列之地震中規模最大者
若最大者有兩個,先發生者稱為主震
餘震
同系列之地震中,主震之後發生的地震
前震
同系列之地震中,於主震之前發生的地震
有時前震為時間短,且不顯著
群震
同系列之地震中,其大小無法區分何者為主震之地震
又稱頻發地震
震央
震源在地表的垂直投影點
震央的正下方是震源
震央下方通常有斷層面通過
震源
地震錯動的起始點
多位於斷層面上
震源位置可推論斷層所在
震源深度
震源與震央的垂直距離
震源深度區分,地震可分為三類
淺源地震
淺源地震
地震震源深度
30~70km
極淺源地震
地震震源深度
0~30km
中源地震
地震震源深度
70~300km
深源地震
地震震源深度
300~700km
地震序列
地震發生特性相同,例時間、空間的地震
發生時間先後順序
慢地震
一種特殊的地震類型
作用時間將持續數小時甚至數個月
這段期間斷層將會緩慢且溫和的發生滑動,以釋放地底能量
非像是典型地震一般在短時間內錯動
地震偵測
儀器測站
使用地震儀偵測
置放儀器地點則是地震觀測站
連結許多測站形成地震網
可以計算地震的發生時間、位置及規模
地震儀
早期的地震儀是利用物體的慣性,來偵測地震發生
基本結構為以彈簧懸吊重物
當地震時重物因慣性不隨地面振動而產生相對運動,得知地震發生
增加阻尼裝置,降低自由擺動
使地震儀可完整記錄地震波動
阻尼係數不同
可設計成記錄地動位移、速度及加速度等不同功能
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當物體動起來後,會自由擺動
早期的地震儀只能記錄地震初期振動
測量原理
地震時,地面物體均隨之運動
地震儀重錘因慣性而有相對運動
適當處理可視為一不動點,用來記錄地動
重錘擺動方向之不同
記錄水平和垂直方向之地動
讀取地震訊號,地震儀皆配備精密的時間系統
震波圖
透過地震儀所記錄地震震波變化與時間關係
地震波中實體波與表面波波速、路徑不同
實體波中又因折射路徑與反射波速、路徑不同
地震波抵達時間有差異
形成走時差
測距原理
S波、P波之波速差,S波較慢、P波較快
(S-P)之時間差距可計算出測站到震央的距離
也可推出大森公式
P波波速為5km/s,S波波速為3km/s,距離(公里)=7.5(大森常數)×時間(秒)
造成地震的原因分類:
火山地震
地底的壓力過大所造成的火山爆發
岩漿上湧所造成的地面震動
占10%以下
衝擊地震
自然或者人為所引起的撞擊,造成的地面震動,例:地層陷落、山崩、地下核爆、隕石撞擊等
占10%以下
構造地震
岩層因板塊之間互相作用
岩層因受力而產生形變
直到岩層無法承受作用力而斷裂
斷成產生累積的彈力位能釋出地震波,
造成地震
占90%以上
彈跳理論
1906年舊金山大地震後
美國瑞德(H.F.Reid)提出
觀測聖安地列斯斷層在地表的破裂面所得到的結論
彈性體被彎折到某程度不能再抵抗壓力時
造成瞬間破裂
震波方式釋放出能量
岩層斷裂回彈過程
造成地震
又稱彈性回跳理論或彈性反跳理論
原本水平岩層受到外力作用而變形
外力作功以彈性位能的形式儲存
變形應力大於岩層本身的摩擦阻力及強度
岩層較脆弱處發生斷裂滑動
將儲存的能量傳出
斷層面各處依次發生斷裂滑動
地震才告停止、斷層不再活動
地震震源分佈與班尼奧夫帶
一般而言不同區域的地震
震源深度分佈有差異
錯動性交界多發生淺源地震
由剪力引發的轉形斷層所造成
聚合性交界則淺中深源地震均有
由應力引發的逆斷層造成
張裂性交界多發生淺源地震
由張力引發的正斷層所造成
聚合性交界發生地震之震源分佈有特殊規律性
聚合性板塊邊界上兩板塊碰撞,較重板塊沒入較輕的板塊之下
古老板塊又下沉回到地函中,稱為隱沒帶
地形上常出現海溝,沿隱沒帶可不斷發生地震
地震分佈
從地面上震源最淺的地震到達隱沒帶最深處
震源深度的分佈可判斷板塊的隱沒方向
全球地震帶分佈
地震帶與板塊交界
聚合性板塊交界
岩層受應力作用而發生逆斷層
斷層多沿隱沒板塊發生,所以震源深度沿隱沒方向漸深,由淺源到深源都有
環太平洋地震帶是此型地震的主要地區
常有大規模地震發生
錯動性板塊交界
岩層受剪力作用
發生平移斷層與轉型斷層
中洋脊破裂帶上,約垂直於中洋脊方向
發生的斷層大部分是轉形斷層
張裂性板塊交界
岩層受張力作用而發生正斷層
中洋脊附近的地震主要是裂谷的斷層活動和岩漿活動所引起
海洋板塊較薄,震源很淺,能量累積較少
規模不大
全球地震帶
大多數地震多呈帶狀分布,稱為地震帶
基本位置與火山帶、板塊交界重合
歐亞地震帶
中洋脊地震帶
環太平洋地震帶
起因
多斷層引發也可能由火山與隕石撞擊造成
人為也會引發,例:核爆
足夠的能量釋放事件所引發的地層震動
板塊的邊界
地球上大約95%地震
聚合行板塊邊界:環太平洋隱沒帶及印澳板塊與歐亞板塊的隱沒帶
多大型地震
原因
板塊擠壓時大部分能量會累積在板塊邊界中
部分傳達並累積在板塊內部地殼較破碎的區域