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地震发生机理及地震波的产生
投稿人:王孝恩 投稿时间:2026-01-16 12:09 访问量:

地震目前仍是地球上许多地区经常发生但难以准确预测的重大自然灾害。地震的震源往往发生在地下数公里到数十公里,甚至数百公里的岩层。人们虽然可通过地震波测量到地震的地点、震源深度及震级。但对地震形成的机理至今仍缺少全面真实的了解。虽然在每次报道地震时都能确定震源深度和地震发生的确切地点,但在震源处究竟发生了什么以及为什么发生,仍然是个迷。

我在此前的文章中提出,通常震源发生于地下岩层中最坚硬,抵抗应力最大的那个岩层只有抵抗应力最大的那个岩层才能积累地震能量。常发生地震的地区称为地震活动带,在地震活动带较大的地震总会有规律地周期性地发生。震源处的岩层抵抗应力的能力越大,能够积累的地震能量越多,发生地震的震级也就越大。

大多数地震在震源处发生的是那层最坚硬的岩层的断裂,例如太平洋西岸的日本群岛地震带、我国台湾省东海岸地震带以及我国云贵川地震带。但也有些地震发生的是两层硬岩层之间的错动,如青藏高原南部,印度板块插入青藏高原底部时,底部板块的坚硬岩层还没有完全软化,与上层岩层间还有较大的前进阻力而积累地震能量。

震源总是发生在最为坚硬的岩层或岩层之间,坚硬岩层都有良好的振动传导性。因此无论发生的是岩层的断裂还是错动,都会沿坚硬岩层的水平方向向外传播而形成横波。当然振动也会向下或斜下方向传播,当遇到地下的某一反射面时被反射成为反射波。

关于地震机理,需要解决地震能量的来源问题震源通常发生在地壳层。地壳是由岩石构成的地球最外固体圈层,它与地墁之间以莫霍洛维奇不连续面(莫霍面)界。地壳的结构分为硅铝层(花岗岩层)和硅镁层(玄武岩层)。硅铝层密度小于硅镁层,且主要分布于大陆区域。硅镁层在大陆和海洋都有连续分布。通常陆壳厚度大于洋壳,平均陆壳厚度约为33千米,最厚处如青藏高原可达70千米。青藏高原的地壳可看作是原青藏高原处原来的地壳与从底部插入的印度板块原地壳的重迭地壳,因此大约具有两层平均地壳厚度。洋壳平均厚度6千米,在大洋的海沟等最薄处仅1.6千米。

地壳与上地墁顶部共同构成岩石圈,厚度范围在60-120千米。属于上地墁顶部的岩石圈中的岩石通常已经软化,受热软化的岩石层不能积累地震能量,一般不能形成震源。但当较大面积的岩层由于断裂或斜插而进入上地墁,当软化前断裂时也能形成深源地震。

通常认为地震的能量来源于地壳的板块运动。其实运动的板块就像冰冻的黄河开凌时的浮冰,使浮冰运动的动力来自流动的河水。板块运动的动力源于板块底下流动的软流层上部的轻流质。地震及火山爆发都是这些轻流质造成的。这些轻流质在板块底下总是从低处向高处流,或者从压力大的地方向压力小的地方流。轻流质在地球的任一地方都在产生,在软流层和地墁层中的物质不断发生着密度分化,分化后的轻者上浮,重者下沉。轻者上升到板块底部受阻,只能沿板块底面流向高处。这与地面上的水总向低处流的趋势刚好相反。大洋板块在大洋中部的洋脊处底面最低,因此轻流质从大洋中脊的板块底部分别流向大洋的两岸。洋底板块像浮冰一样被托浮着向两岸慢慢移动。因此。地震和火山爆发的能量,归根到底是来自软流层的地墁物质的密度分化。