古代日本人认为是一种鲇鱼的翻身造成了地震,印度人认为是地下的大象发怒引发了地震,古代中国人则把地震归因于抽象的“阴阳失调”……当然这些只不过是对于地震的想象,我们应该对地震科学地加以认识。尽管技术能帮助专家测量地震强度和频震区,但地震仍有很多谜团。
1.我们的星球充满了许多著名的摇摇欲坠的震点中心——加州、日本、新西兰等等,但现代地震学之父却来自相对稳定的爱尔兰。
2.在1849年,出生于都柏林的爱尔兰工程师,地震学奠基者之一罗伯特·马莱以首次实施人工地震实验而知名。他在地下引爆炮弹,然后通过观察置放在远处的容器中的水银的表面记录波动,用一只跑表记录爆炸和水银表面波动之间经过的时间。从这些观察中,他推断出地震波在不同物质中传播速度不同。自此人们首次清楚地理解地震波受其通过的不同类型岩石的物理性质的影响。
3.马莱创造了地震学这个词,不过他并非第一个研究地震的人。早在希腊科学发展的早期,其实践者已开始考虑用地震的物理原因取代民间传说和神话提示的神学原因。最早的希腊科学著作作者之一是萨勒斯(公元前580年),他以对磁性的讨论而出名,他相信地球是漂在海洋上的,水的运动造成地震。相反,约于公元前526年逝世的安乃克西门内斯认为地球的岩石是震动的原因,当岩体在地球内部落下时,它们将碰撞其他岩石产生震动。另外一个学派的安那克隆高拉斯(公元前428年)根据火山引发地震,认为火是造成地震的部分原因。
4.然而这些大胆的希腊解释中没有一个是地震成因的全面原理。希腊学者亚里士多德不是从宗教或占星术中寻找解释(诸如地震是由行星或彗星联合而产生的),相反,他注重当时的务实背景。他讨论地震的成因时,首先与常见的大气事件类比,诸如雷和闪电;其次与从地球升起的蒸汽和火山活动相联系。
5.亚里士多德原理认为地下洞穴将像暴风雨云造成闪电一样产生火。这股火将快速上升,如遇阻将强烈爆发穿过围岩,引起震动和声响。后来对这一理论的修正认为,地下火将烧掉地球外部的支护,随之发生的洞顶坍塌将导致像地震一样的震动。亚里士多德把地震和大气事件联系起来,以及火和烟气引起地下地震的观点虽然不正确,但18世纪前曾被广泛接受。
6.在公元二世纪,中国的张衡创建第一个地动仪。候风地动仪是基于一种对于地震本质的科学理解,即地震是一种远方传过来的地面震动。而这一概念建立了地震和地震波的直接联系。但据说当时这一观点并没有引起足够的注意。
7.1755年,在葡萄牙首都里斯本附近发生的大地震在芬兰也有强烈的震感,人们对地震波有了一定的认知。能量波从原点穿过岩石传播,就像声波穿越空气一样。
8.直到20世纪初,研究人员才理解地震波,发现它由地震震源发出,是在地球内部(体波)或表面(面波)向四外辐射的弹性波。
9.体波分为纵波(P波)和横波(S波)。纵波是通过介质的体积变化,即挤压和拉伸传播的,在固液气态介质中均可传播,传播速度快,在地震事件过程中它在第一时间被检测到。P波压缩粒子与能量传播的方向一致移动,即震动方向与传播方向一致。
10.你知道还有什么能监测到P波吗?狗。狗可以听到这种波,而我们的耳朵却听不到,因为频率太高了。这就是为什么有这么多狗在地震之前会发出“预告”。
来源: 云南省科协
内容资源由项目单位提供