科学发现之谜
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地震之谜

地震就是地球表层的快速震动,在古代又称为地动。它就像刮风、下雨、闪电、山崩以及火山爆发一样,是地球上经常发生的一种自然现象,但它的产生又蕴涵着许多秘密。

1755年,葡萄牙首都里斯本发生地震,许多人逃到一个用大理石新建的码头上避难,原以为它是个安全的地方,因为房屋倒塌时崩落的瓦砾并不容易达到这里。可谁知道这个码头其实是个更加危险的地方。就在人们争相跑上码头时,突然间,整个码头连同上面的人,一下子都沉到海里去了,再也没有升上来。同时沉没的还有停泊在海湾里的许多船只,海底像有一个魔鬼张开大口,把这些东西全都吞噬了。原来震动中的地壳在这里裂开了,而当码头沉陷以后,它又闭合起来,所以沉陷的东西再也没能浮起来。

1 9 2 3年东京地震损失惨重

在1923年东京地震以后,地质学家对附近海域的海底进行测量的结果表明,海底的地形有了很大的变化,那里的地壳发生了断裂并且错动了位置,裂缝两边的海底,一边上升,一边下陷,高低相差达270米。1933年叠溪地震后,在北面的山中,可以清楚地看到,原来连续不断的岩层像一刀两断似的错开了,裂缝长达600米,上下错动约80米。

叠溪地震发生于1 9 3 3年8月2 5日,震中位于今天的中华人民共和国四川省阿坝藏族羌族自治州茂县北部。

通过对各地发生的地震进行研究发现,绝大多数地震都是地壳中的岩层发生断裂错动造成的,这种地层断裂并移动了位置的现象,被称为断层,因而这类地震也就被称为断层地震。1891年日本地震的断层,就是新出现的。1906年美国西部的地震,除了原有的断层重新活动外,也有新的断层产生的影响,而在旧金山的地下就正好有一条新断层通过,所以旧金山的震动特别强烈。

在所有的断层中,阿尔金山大断层是引起中外专家和学者极大兴趣的地方。它的断裂带长达近千米,宽数百千米,属于活跃的走滑断层带。这样的断层区域理应频发较多的大地震,然而载于历史的地震记录却寥寥无几。是什么原因使这条因大地震而造成的断裂带在以后的变迁中,却很少有地震发生,相反,地震却活跃于它以北的其他广阔地区以至阿尔泰山区呢?这是人们正在探索的一个谜。

在早期的地震观测中,当一场具有相当振幅的地震发生时,科学家们可以精确地解释地震源在哪里,或是解释出地震是由什么样的断层运动产生的,甚至还能预测余震将会持续的时间。但是,由于技术条件的限制,所有地震学家和地球物理学家都不能准确地说出当发生地震时,地球内部究竟发生了什么情况。

地震造成的破坏

恰巧这时,科学家们开始深入研究地震波,从而为地震科学乃至整个地球科学掀开了新的一页。他们相继提出比较有影响的假说有以下3种。

(1)1911年美国工程师理德提出地震的产生是因为地球内部不断积累的应变能超过岩石强度时产生断层,断层形成后,岩石弹性回跳,恢复原来状态,于是把积累的能量突然释放出来,从而形成地震。这就是所谓的“弹性回跳说”。

(2)1955年日本的松泽武雄认为地下岩石导热不均,部分熔融体积膨胀,挤压围岩,导致围岩破裂从而产生地震。这是所谓的“岩浆冲击说”。

(3)由美国学者布里奇曼提出,地震的原因是由于地下物质在一定临界温度和压力下,从一种结晶状态转化为另一种结晶状态,体积突然变化而导致的。这就是地震发生原因的“相变说”。

在过去的几十年中,地震物理学的理论发生了翻天覆地的变化,科学家们通过实验室模拟,对断层进行钻探地质研究和理论探索,在对地震原理的理解方面越来越深入了。