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一、地震概述
地震现象
地震是一种快速而又剧烈的地壳运动。了解地震之前，我们首先要了解有关地震的几个概念。
（1）震源。
震源是指地震波发源的地方。
（2）震中。
震中是指震源在地面上的垂直投影。
（3）震中区（极震区）。
震中区是指震中及其附近的地方。
（4）震中距。
震中距是指震中到地面上任意一点的距离。
（5）地方震。
地方震是指震中距小于或等于100千米的地震。
（6）近震。
近震是指震中距在100千米～1000千米的地震。
（7）远震。
远震是指震中距在1000千米以上的地震。
（8）地震波。
地震波是指在发生地震时，地球内部出现的弹性波。地震波分为体波和面波两大类。体波在地球内部传播，面波则沿地面或界面传播。按介质质点的振动方向与波的传播方向的关系划分，体波又分为横波和纵波。
地震波的分类
我们把振动方向与传播方向一致的波称为纵波（也称P波）。纵波的传播速度非常快，每秒钟可以传播5千米～6千米，会引起地面的上下跳动。振动方向与传播方向垂直的波称为横波（也称S波）。横波传播速度比较慢，每秒钟传播3千米～4千米，会引起地面水平晃动。因此地震时，地面总是先上下跳动，后水平晃动。由于纵波衰减快，所以，离震中较远的地方，一般只能感到地面的水平晃动。在地震发生的时候，造成建筑物严重破坏的主要因素是横波。因为，纵波在地球内部的传播速度大于横波，所以，地震时纵波总是先到达地表，一段时间之后横波才能到达，两者之间有一个时间间隔，不过相隔时间比较短。我们可以根据间隔长短判断震中的远近，用每秒8千米乘以间隔时间就能估算出震中距离。这一点对我们非常重要，地震来临时纵波会先给我们一个警告，警示我们破坏力巨大的横波马上要到了，应该立刻防范。
鸡蛋分为蛋黄、蛋清和蛋壳三部分。地球的结构就像鸡蛋一样，也分为三层，中心层是“蛋黄”——地核；中间层是“蛋清”——地幔；外层是“蛋壳”——地壳。地震一般发生在地壳层。地球每时每刻都在进行自转和公转，地壳内部也在不停地发生变化，由此而产生力的作用，使地壳岩层变形、断裂、错动，于是便发生了地震。
地球的结构
1963年，发生在印度尼西亚伊里安查亚省北部海域的5.8级地震是震源深度最深的震灾之一，其震源深度达到786千米。同样大小的地震，如果震源深度不同，对地面造成的破坏程度也不同。震源越浅，破坏越大，震源越深，破坏越小，且波及范围也越小。2008年5月12日，我国四川汶川地震就是典型的浅源性地震，其震源深度仅为20千米。在纵波和横波的共同作用下，造成了严重的破坏，一瞬间房屋倒塌、山体滑坡，伤亡无数。
2010年4月14日，我国青海省玉树县发生特大浅表地震，震级7.1级，震中位于县城附近，震源深度为6千米。截至2010年4月25日，此次地震造成2220人死亡，受灾面积达35862平方千米。
2011年3月11日，日本东北部海域发生里氏9.0级地震。地震震中位于宫城县以东太平洋海域，震源深度20千米。地震造成日本福岛第一核电站发生核泄漏事故，造成14063人死亡。
2011年2月22日，新西兰第二大城市克莱斯特彻奇发生里氏6.3级强烈地震，震源深度距离地表仅有4千米。截至2011年2月26日，此次地震死亡人数达145人，造成25名中国公民失踪。
我们生活在美丽的地球上，地球上的山山水水见证了人类文明发展的足迹，镌刻着大地沧海桑田变迁的符号。从古至今，人们无不赞美我国东岳泰山的雄浑伟岸，并赋之以“稳如泰山”的美评。然而泰山其实并不稳定，100多万年以来，它的海拔已升高了500多米。此外，世界屋脊喜马拉雅山至今还在不断升高，山上的海洋生物化石、地下深处由植物生成的煤海、盘山公路边陡峻山崖上显示的地层弯曲与变形……无不向我们展示着大地变迁的历史。
海洋生物化石
地上的煤堆
山为什么会升高？大地为什么会变迁？研究证明，这一切都是地壳运动的结果。地壳分分秒秒都在运动，只是由于这种运动大多十分缓慢，因此不易被人们察觉。然而，地壳的运动与变化有时也会出现突然的、快速的运动，这种运动引起地球表层的振动，就形成了地震。人为的原因也能引起地表振动，如开山放炮、地下核爆破等，但这些毕竟是少数且微小的振动，对人类造成的危害也比较小，我们更关心的是会对人类造成危害的天然地震——由自然界的原因引发的地震。
对人类威胁最大的要数天然地震中的构造地震。首先我们来看看构造地震是怎样发生的。
地下的岩层受力时会发生变形。刚开始这个变形很缓慢，但当受力较大，岩层不能承受时，就会发生突然、快速的破裂，岩层破裂产生的振动传到地表，引起地表的振动，就会发生地震。地球上每年发生的500多万次地震，大多不被察觉的原因就是震级太小或者离我们太远。也就是说，真正能对人类造成严重破坏的地震全世界每年只有10～20次；能造成像我国的唐山、汶川那样特别严重灾害的地震每年只有1～2次。由此可见，地震是地球上经常发生的一种自然现象。
下面我们来看看板块构造与地震之间的联系。
地球的最外层是由地壳和地幔最外面的部分共同构成厚100多千米的岩石圈，它像一个裂了缝的鸡蛋壳，包括很多块，叫作岩石圈板块。地球上最大的板块分别是太平洋板块、美洲板块、非洲板块、欧亚板块、印度洋板块和南极洲板块等6大板块。另外还有一些较小的板块，如菲律宾板块等。世界地震分布与全球板块分布非常吻合，全球有85%的地震都分布在板块的边界上，仅有15%的地震与板块边界的关系不那么明显。这说明板块运动过程中的相互作用是引起地震的一个非常重要的原因。发生在板块边界上的地震叫板缘地震，环太平洋地震带上的绝大多数地震均属此类；发生在板块内部的地震叫板内地震，欧亚大陆内部的地震多属于板内地震。板内地震发生的原因比板缘地震更复杂，它既与板块之间的运动有关，又与局部的地质条件有关。
地震按照震源深度的不同，可以划分为3种：浅源地震、中源地震和深源地震。
浅源地震（正常深度地震）是指震源深度小于60千米的地震。世界上大多数地震都是浅源地震，我国绝大多数地震也属于浅源地震。
中源地震是指震源深度为60千米～300千米的地震。
深源地震是指震源深度大于300千米的地震。目前世界上记录到的最深地震震源深度为786千米。同样大小的地震，震源越浅，所造成的破坏越严重。
一次中强度以上地震发生前后，在震源区及附近会有一系列地震相继发生，这些成因上有联系的地震就被称为一个地震序列。一个地震序列包括前震、主震和余震三部分。
前震是指主震发生前来临的比较小的地震，很多大地震发生前都没有前震。
主震是指地震序列中最突出、最大的那个地震。
余震是指主震之后所发生的众多小地震。
一次地震序列所持续的时间不等，有的几天，有的几年甚至几十年。一般来说，主震越大，余震的震级越大，而且余震持续的时间越长。1976年，河北唐山地震的余震持续了10多年之久；2008年，四川汶川地震的余震活动持续至今。值得指出的是，主震中那些没有被震倒、震垮但已被震得松散了的房子，在强余震中往往会发生倒塌。也就是说，大地震的强余震也会造成伤亡破坏，因此，要加强对大地震强余震的监测预报，防范强余震造成伤亡事件。
根据地震序列的能量分布、主震能量占全序列能量的比例、主震震级和最大余震的震级差等，可将地震序列划分为主震—余震型地震、震群型地震和孤立型地震三种类型。
主震—余震型地震的主震非常突出，余震非常丰富。主震所释放的能量占全序列的90%以上，主震震级和最大余震相差0.7～2.4级。
震群型地震有两个以上大小相近的主震，余震非常丰富。主要能量通过多次震级相近的地震释放，主震所释放的能量占全序列的90%以下，主震震级和最大余震相差不到0.7级。
孤立型地震有突出的主震，余震次数很少，强度比较低。最大地震所释放的能量占全序列的99.9%以上，主震震级和最大余震相差2.4级以上。
根据有没有前震，又可以把地震序列分为主震—余震型地震、前震—主震—余震型地震和震群型地震3种类型。
主震—余震型地震，没有前震活动，主震和最大余震震级差大约在1级以上。
前震—主震—余震型地震，有前震活动，其他特点与主震—余震型地震基本相同。
震群型地震，序列中没有震级突出的单个地震。
祁连山的秀丽景观
地震迁移是指强震按一定的空间、时间规律相继发生的现象，它是在统一的区域应力场中，各应力集中点变迁的结果。地震迁移的时空尺度可大可小、可长可短。地震可以沿着一条断裂带用10多年的时间完成一个迁移过程（如祁连山地震带由东南向西北迁移过程中发生了1920年海原8.5级地震、1927年古浪8级地震和1932年昌马7.5级地震）；也可以在一个地震区内，以地震带为迁移单元，用几百年的时间完成一个迁移过程（如华北地震区1484～1732年强震主要发生在山西带上，而1815～1976年强震由西向东迁移至华北平原地震带上）；此外，还有许多地震沿纬度做更长距离的迁移。
地震活动有规律地迁移是少量地震活动的一个特征，还有相当大一部分地震活动显示出无规则的迁移过程。
地震按成因分类，一般可以分为天然地震、人工地震和诱发地震三大类。自然界发生的地震叫作天然地震，如构造地震、火山地震、塌陷地震等；由人类活动如开山、开矿、爆破等引起的地表晃动叫人工地震；诱发地震是指由矿山冒顶、水库蓄水等人为因素引起的地震。
下面，我们来讲讲天然地震和诱发地震。
（1）天然地震。
天然地震现象
构造地震：由于地壳运动引起地壳构造的突然变化，地壳岩层错动破裂而发生的地壳震动，就是人们通常所说的地震。地球不停地运动、不停地变化，内部产生巨大的力，这种作用于地壳上的力称为地应力。在地应力长期而缓慢的作用下，地壳的岩层会发生弯曲变形，地应力超过岩石本身能承受的强度时便会使岩层错动断裂，其巨大的能量突然释放，以波的形式传到地面，从而引起地震。世界上90%以上的地震属于构造地震。强烈的构造地震破坏力非常大，是人类预防地震灾害的主要对象。
火山地震：是指由于火山活动时岩浆喷发冲击或热力作用而引起的地震。火山地震一般较小，造成的破坏也极小，而且发生的次数也不多，只占地震总数的7%左右。目前，世界上大约有500座活火山，每年平均约有50座火山喷发。我国的火山多数分布在东北黑龙江省、吉林省和西南的云南等省。黑龙江省的五大连池、吉林省的长白山、云南省的腾冲及海南岛等地的火山在近代都喷发过。
火山地震现象
火山和地震都是地壳运动的产物，它们之间有一定的联系。火山爆发有时会激发地震的发生，地震如果发生在火山地区，也常常会引起火山爆发。例如，1960年5月22日，智利发生8.9级大地震，48小时后，沉睡了55年之久的普惠山火山复活喷发，火山云直冲6000米高空，场面非常壮观。菲律宾坐落于环太平洋火山地震带上，因地壳板块相互碰撞，地震频发，火山活动也十分活跃。1976年8月16日，一场7.9级地震突袭菲律宾南部的莫罗湾，并引发海啸，至少5000人因此死亡，也是菲律宾历史上人员伤亡最严重的一次地震。1988年，我国在黑龙江省五大连池市建立了第一个地震火山监测站，进行火山及地震的观测研究。
陷落地震现象
陷落地震：一般是因为地下水溶解了可溶性岩石，使岩石中出现空洞，空洞随着时间的推移不断扩大；或者由于地下开采矿石形成了巨大的空洞，最终造成了岩石顶部和土层崩塌陷落，从而引起地面震动。陷落地震震级都比较小，数量约占地震总数的3%左右。最大的矿区陷落地震也只有5级左右，我国曾经发生过4级的陷落地震。虽然震级较小，但也会对矿井上部和下部造成比较严重的破坏，并威胁到矿工的生命安全，所以，对陷落地震也应加强防范。
（2）诱发地震。
诱发地震现象
诱发地震是指在特定的地区由于某种地壳外界因素（人为因素）诱发而引起的地震。例如，矿山冒顶、油井灌水、水库蓄水等都可以诱发地震，其中最常见的诱发地震是水库地震。
福建省水口水库在1993年3月底开始蓄水，在不到两年的时间里，共计诱发0.3级以上地震近千次，其中最大的震级为3.9级。由于诱发地震的震源比较浅，2级以上地震就会使当地居民感觉到地面晃动。
1959年建成的广东河源新丰江水库，1962年就诱发了最大震级为6.1级的地震。
三峡水库俯瞰图
2003年12月19日20时31分，三峡水库诱发了蓄水成库以来的最大地震，大坝以西直线距离80千米处巴东小溪河西岸马鬃山村，发生了强度为2.5级左右的地震。3天后，距大坝以西直线距离300多千米的长江北岸开县天然气发生井喷，导致244人死亡。究其原因，主要是水库蓄水以后改变了地面的应力状态，库水渗透到已有的断层里起到了润滑和腐蚀的作用，促使断层产生新的滑动。当然，并不是所有的水库蓄水后都会诱发水库地震。水库地震的发生需要一定的条件，只有当库区存在活动断裂、岩性刚硬等条件时，才有诱发地震的可能性。
（1）地震震级。
地震有强有弱，用什么来衡量地震的大小呢？科学家衡量地震有一把自己的“尺子”。衡量地震大小的“尺子”叫作震级。震级与震源释放出来的弹性波能量有关，它可以通过地震仪器的记录计算出来，地震越强，震级越大。
原子弹爆炸形成的蘑菇云
我们根据地震仪测定的每次地震活动释放的能量多少来确定震级。我国目前使用的是国际通用的里氏分级表作为震级标准，里氏分级表共分9个等级。在实际测量过程中，震级是根据地震仪对地震波所做的记录计算出来的。
震级通常用字母M表示，是表征地震强弱的量度。你能想象一个6级地震释放的能量有多大吗？它相当于美国投掷在日本广岛的原子弹所具有的能量，是不是很可怕？震级每相差1.0级，能量就会相差大约32倍；每相差2级，能量就会相差约1000倍。换句话说，一个6级地震就相当于32个5级地震，而一个7级地震就相当于1000个5级地震。目前，世界上最大地震的震级为8.9级，你可以想象它释放的能量有多大。
按震级大小可以把地震划分为以下几类。
震级小于3级称为弱震。如果震源不是很浅，弱震一般不易被觉察。
震级等于或大于3级、小于或等于4.5级称为有感震。有感地震人们能够察觉，但一般不会造成破坏。
震级大于4.5级、小于6级称为中强震。中强震会造成破坏，但破坏程度与震源深度、震中距等多种因素有关。
震级等于或大于6级称为强震。
震级等于或大于8级称为巨大震。
震级越小的地震，发生的次数越多；震级越大的地震，发生的次数越少。地震是恐怖的，一说到地震人们就会毛骨悚然。其实地球上的有感地震很少，仅占地震总数的1%；中强震、强震就更少了，所以，也没必要杞人忧天。
（2）地震烈度。
同一次地震，在不同地方造成的破坏也会不同；震级相同的地震造成的破坏也不一定相同。用什么来衡量地震的破坏程度呢？科学家又“制作”了另一把“尺子”——地震烈度，来衡量地震的破坏程度。
地震在地面造成的实际影响称为烈度，它表示地面运动的强度，也就是我们平常所说的破坏程度。震级、距震源的远近、地面状况和地层构造等都是影响烈度的因素。同一震级的地震在不同的地方会表现出不同的烈度。烈度是根据人们的感觉和地震时地表产生的变动以及对建筑物的影响来确定的。仅就烈度和震源、震级之间的关系而言，震级越大、震源越浅，烈度也就越大。
一般情况下，一次地震发生后，震中区的破坏程度最严重，烈度也最高，这个烈度叫做震中烈度。从震中向四周扩展时，地震烈度会逐渐减小。例如，1976年河北唐山发生的7.8级大地震，震中烈度为11度。天津市受唐山地震的影响，地震烈度为8度，北京市烈度就只有6度，再远到石家庄、太原等就只有4～5度了。
一次地震与一颗炸弹爆炸后一样，“爆炸点”近处与远处的破坏程度是不同的，炸弹的炸药量好比是震级，炸弹对不同地点的破坏程度好比是烈度。一次地震可以划分出好几个烈度不同的地区。
我国把地震烈度划分为12度，不同烈度的地震其影响力和破坏力也不一样。下面我们来看看不同地震烈度的大致表现。
烈度小于3度，人们感觉不到，只有仪器才能记录到。
烈度为3度，在白天的喧闹时刻感觉不到，如果是夜深人静时，就能感觉到。
烈度为4～5度，吊灯会摇晃，睡觉的人会惊醒。
烈度为6度，器皿会倾倒，房屋会受到轻微损坏。
烈度为7～8度，地面出现裂缝，房屋会受到破坏。
烈度为9～10度，房屋倒塌，地面会受到严重破坏。
烈度为11～12度，属于毁灭性的破坏。
2008年5月12日，中国四川汶川发生里氏7.8级大地震，这个数据是中国地震台网中心利用国家地震台网的实时观测数据测定后速报的。随后，地震专家又根据国际惯例，利用包括全球地震网在内的台站资料，对地震的参数进行了更为详细的测定后进行修订，修订后为里氏8.0级。汶川地震是中国自1949年以来波及范围最广、破坏性最强的一次地震，最大烈度达到11度，重灾区的范围已经超过10万平方千米。不难看出，这次地震的强度和烈度都超过了1976年河北唐山发生的7.8级大地震。