北京大學(xué)地震概論課程完美課程課件總結(jié)

1、地學(xué)發(fā)展簡史：水火不相容（火成論，水成論）-均變與質(zhì)變 -固定輪與活動論；數(shù)值上等于恒星周年視差的倒數(shù)。因此，=3.2616 光年 =308568 億公里 離太陽最近的恒星比鄰星的距離約為 天文單位， AU）霍金的宇宙：無邊界有限宇宙1pc=360 X 60 X 60/2PI X 1 天文單位=206265 天文單位1.29pc（ 4.22 光年）。地球公轉(zhuǎn)軌道的平均半徑（一個馬克思的宇宙：時空無限天體 He 豐度為宇宙成分的 26%星系出現(xiàn) 1 億年太陽系出現(xiàn) 1 0億年首批生命 1 2億年宏觀生命形式的進(jìn)化 15億年水金地火（小行星帶）木土天海冥 太陽系的軌道特性：近圓形、同向性、共面性；

2、行星運(yùn)動三大定律： 1、行星在橢圓軌道上運(yùn)動，太陽位于期中一個焦點上；2、行星與太陽的連線在相等的時間內(nèi)掃過相等的面積； 3、行星公轉(zhuǎn)周期的平方與軌道半長徑的方成 正比。太陽：色球?qū)樱ㄒ撸?-光球?qū)樱ㄌ柡谧樱?-對流層 -輻射層 -核心 恒星結(jié)局：紅巨星小于 3 個太陽先白矮星后黑矮星 3-10 個太陽超新星大 于十個黑洞；木星衛(wèi)星63顆 彗星：彗核、彗發(fā)固體 C冰凍水|CH4NH3 ;彗尾CO+N2+CO2+ 原始大氣：一氧化碳、氫、水 后全部或大部溢出地球。由地震引起的破壞，統(tǒng)稱之為地震災(zāi)害 .唐山大地震 7.8 級死亡 24 萬人 中國歷史上第二大最具破壞力的地震 20 世紀(jì)大地震死

3、 亡人數(shù)近 80 萬人 土耳其地震創(chuàng)地震損失經(jīng)濟(jì)之最地震災(zāi)害 95%以上的傷亡是由于建筑物倒塌造成的，大約 50%的財產(chǎn)損失是由地震的次生災(zāi)害造成的固體地球物理學(xué)和空間物理學(xué)構(gòu)成地球物理學(xué); 地震學(xué)時地球物理學(xué)的主要部分， 研究 地震的發(fā)生、傳播、地球內(nèi)部構(gòu)造的一門科學(xué)。最早贅述記載公元前 1831 年山東“秦山震” 1679 年三河地震時北京附近最大的地震。 古代各國對地震說法：中國陰陽說，古希臘氣動說，日本地震鯰。1910 美國地震學(xué)家里德 彈性回調(diào)理論地震波與其它波動現(xiàn)象 （如， 光波、 電磁波） 一樣， 有反射、 透射、 衍射、 散射等現(xiàn)象; 也滿足：惠更斯原理（HuygensPrin

4、ciple） 和費(fèi)爾馬原理（Fermat s Principle）。但控制地震波傳播的最基本原理仍是牛頓定律， 即：牛頓定律在連續(xù)介質(zhì)力學(xué)中的表達(dá)形式地震學(xué) 中的 Fermat 定理：地震波在介質(zhì)中傳播的路徑為走時最小的路徑 .Fermat 定理是地震波的高 頻近似解（地震波的特征波長遠(yuǎn)小于所研究問題的特征尺度）地震射線，能量束分布呈高斯分布，寬度d反比于頻率f當(dāng)f-無窮，d-0 ；能量束成為射線。在無界的天性介質(zhì)中，存在兩種基本類型的彈性波：縱波（P）V橫波（S縱波的速度一般是橫波的根號三倍， 在地震記錄中總是縱波先到達(dá)。 在一定邊界條件下， 彈性波動方程 還給出面波解和自由振蕩解。面波類型

5、 Love 波 Rayleigh 波。影響自由振蕩周期的因素：自轉(zhuǎn)、橫向非均勻性；第一個遠(yuǎn)震記錄：德國記錄日本；地震波最初從地球內(nèi)的一點發(fā)出， 這點就是震源， 位于地球表面的恰又位于震源之上那 點稱為震中。1935 里克特提出按照地震儀器探測到的地震波的振幅將地震分級。里氏震級 ML 是最 大地震波振幅以 10 為底的對數(shù)。對一個 100 千米外的地震記錄到 1cm 的峰值波（ 1%0 毫米 的 10000 倍）振幅震級 4.受力狀態(tài)下，巖石發(fā)生變形。冷的脆性巖石容易發(fā)生脆性破裂（斷層） ，從而導(dǎo)致天然 地震。地球深部的巖石由于溫度較高， 在受力狀態(tài)下巖石容易發(fā)生彎曲或流動。 一般情況下， 處

6、于應(yīng)力狀態(tài)的巖石或者流動或者破裂主要取決于溫度。應(yīng)力撤銷能恢復(fù)狀態(tài)的叫彈性體。斷崖暴露的斷層面。斷層滑動開始的地方叫震源， 震中是其在地表的垂直投影。 斷層面與地球表面的夾角叫 傾角。 站在斷層的地表面上，上盤在你的正右方， 你所面對的方向為走向方向。斷層面和地 表的交線的走向方向與正北的順時針夾角叫斷層的走向。 0-360四種基本類型正斷層（Normal）逆斷層（Reverse）走滑斷層（Strike-Slip有左旋右旋問 題右手法則 大拇指上為左旋）斜滑斷層（Oblique）斷層類型取決于斷層的滑移方向（Slip）。單位面積上受到的力 -應(yīng)力 斷層面上應(yīng)力超過其摩擦力時斷層發(fā)生滑動。 正斷

7、層垂向壓 力最大，逆斷層最小，板塊構(gòu)造學(xué)說意義可以和原子結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)、 生物進(jìn)化論相提并論。 經(jīng)歷三個階段： 大陸 擴(kuò)張、海底擴(kuò)張、板塊構(gòu)造。泛大陸 -（勞亞大陸和岡瓦那大陸）17 世紀(jì)以前災(zāi)變說， 1785 均變原理 后來“將今論古方法” ，近百年槽臺說。 大陸漂移的證據(jù)： 1、形狀復(fù)雜的板塊擬合 2、化石 3、巖石 4、山脈 5、古氣候數(shù)據(jù) 進(jìn) 一步證據(jù)：海洋鉆探，地震和火山的分布，同位素測定年齡。最老的海洋地殼年齡只有 180 百萬年，比地陸地殼小 20 多倍。大西洋和太平洋洋中脊 發(fā)現(xiàn)更多的熱泉，熱泉的水溫高達(dá)380c。，在其周圍形成了奇特的生態(tài)系統(tǒng)。這些生物的食物鏈不是靠光合作用維持生

8、存的。而是靠硫化氫氧化細(xì)菌維持化學(xué)合成形式。七大板塊：印度 -澳大利亞板塊、太平洋板塊、北美板塊、南美板塊、歐亞板塊、非洲 板塊、南極板塊擴(kuò)散邊界新的地殼在此產(chǎn)生。匯聚邊界地殼在此消失 （消減帶） 。三種碰撞洋陸碰撞；洋洋碰撞； 陸陸碰撞 海 陸海溝、消減帶火山弧，陸殼迅速隆起，深源地震。陸陸兩者都不消減；褶皺隆起；形成高原轉(zhuǎn)換邊界由于擴(kuò)散邊界的擴(kuò)散速度差異而產(chǎn)生的走滑斷層，板塊之間在此作相互水平運(yùn)動。 一般在海洋 淺源地震大西洋中脊是擴(kuò)散邊界的例子，每年 2.5 厘米 冰島研究擴(kuò)散邊界最好的陸上天然實 驗室地震 斷層摩擦力時阻止斷層兩邊相互運(yùn)動的應(yīng)力，大地震發(fā)生時大部分變能轉(zhuǎn)化成熱 能（克服

9、摩擦力）消耗掉了 地震效率 =地震波能量 / 地震能 =7.5-15%看書關(guān)于震級三大地震帶：環(huán)太平洋 歐亞 海嶺（有時稱兩個地震帶）構(gòu)造地震：地下巖層錯動而破裂所成9 0% 人工地震：水庫地震 地下核爆Snell 定律 入射波， 反射波， 透射波； 對于給定射線 射線參數(shù)在傳播過程中保持不變。 首波又叫側(cè)面波？注意臨界角Si nO=V1/V2;距離大于一定值時，首波先到達(dá)。外地核固態(tài) 內(nèi)地核都有預(yù)測地震而不是預(yù)報地震 活動斷層或斷層段破裂不是隨機(jī)的1975 年的預(yù)測比較成功預(yù)測只對少數(shù)歷史地震記錄比較好的地區(qū)效果好比如中國、 日本、歐洲、美國加利福尼亞。利用概率預(yù)測將來地震是最有用的方法，里

10、一個概率預(yù)測方法是基于彈性回跳模型地震預(yù)報三要素： 地震發(fā)生的時間、 地點、 強(qiáng)度 可靠的地震預(yù)報方法必須具有可重復(fù) 性，適用于任何破壞性地震地震波速度的變化地殼變形地下水變化氣體釋放大氣效應(yīng)動物異常行為 巖石的電磁性質(zhì)改變5 種被認(rèn)為是最有希望的參量： P 波速度、地面升降和傾斜、水井中氡氣含量、巖石中 的電阻率以及地震發(fā)生頻度。近震低矮建筑危害較大 遠(yuǎn)震高層建筑易受打擊; 破壞累積效應(yīng)、疲勞效應(yīng)、時間、房屋構(gòu)造目前最大的地震 1960 年 5 月 22 日智利地震 90%以上地震屬于構(gòu)造地震，構(gòu)造地震深度常常在60 公里以內(nèi)。震源 70公里以內(nèi)的為淺源地震超過 300 的深源地震 中間的中

11、源地震;震中距 100 公 里內(nèi)地方震 100-1000 近震超的遠(yuǎn)震92%的地震發(fā)生在地殼中其余在地幔上部。地震波分體波和面波 體波分橫波 S 縱波 P 橫波周期長振幅大速度慢 100-800 米每秒 縱波周期短 振幅小 速度快 200-1400面波分瑞利波 勒夫波 面波比體波衰減慢、振幅大、周期長、傳播遠(yuǎn)，建筑物破壞主要是面波。 震級 M=logA A 表示標(biāo)準(zhǔn)地震儀距震中 100KM 記錄的最大水平地面位移，單位是微米。 能量 logE =11.8+1.5M震級相差一級能量相差 32 倍震級相差 2 級能量相差 1000倍。一個 6 級地震相當(dāng)于兩 萬噸級原子彈。微震2有感震 2-4破壞

12、性 5強(qiáng)烈7特大8 一次地震對某一地區(qū)的影響和破壞程度稱地震烈度， 簡稱為烈度。 用 I 表示。一般而言， 震級越大， 烈度就越大。 同一次地震， 震中距小烈度就高， 反之烈度就低。 影響烈度的因素，12度除了震級、震中距外，還與震源深度、地質(zhì)構(gòu)造和地基條件等因素有關(guān)。中國分次生災(zāi)害：火災(zāi)、水災(zāi)、瘟疫、毒氣泄漏一個地區(qū)未來50年內(nèi)一般場地條件下可能遭受的有10%超越概率的地震烈度值成為該地區(qū)的基本烈度用lb表示?；鶐r幅值小、持續(xù)短、震害輕勘探地震學(xué)石油勘探的主要方法：地質(zhì)法、物探方法（重力勘探、磁法勘探，電法勘探，地震勘探。）、 鉆探方法；地震勘探的工作環(huán)節(jié)：野外工作、室內(nèi)資料處理、地震資料解

13、釋；2million死亡0.6billion生活在強(qiáng)地震區(qū)汶川北緯31度東經(jīng)103.4度汶川大地震是青藏高原向東巨大擠壓應(yīng)力持續(xù)釋放的結(jié)果。地質(zhì)活動在造成青藏高原隆升的同時，還造成了高原向東的側(cè)向流動和擠壓。四川、鄂爾多斯地塊比較穩(wěn)定，深深地扎根于地球的深部。在兩個地塊接觸地帶發(fā)生應(yīng)力集中和變形。汶川地震就發(fā)生在這個應(yīng)力活動最復(fù)雜的的龍門山斷裂帶上。震級的修訂：測定的地震震級，不僅僅是由地震的大小決定的，它還跟震波傳播的時候所經(jīng)過地方的性質(zhì)大有關(guān)系。巖石錯動是有方向性的。即輻射有所謂的“方向性”。地震學(xué)家在測量地震震級的時候常不得不用不同的標(biāo)度或尺度測量。青海玉樹北緯33.1經(jīng)度96.7深度33度7.1級地震海嘯條件：深海、大地震、開闊著漸變淺的海岸條件。一般只有7級以上的大地震才能產(chǎn)生海嘯災(zāi)害E=mgh lgE=11.8+1.5M海嘯撥上可達(dá) 700km速度與水厚度的平方根有關(guān)4 s O 84111-苗芭-5左*穿過地球內(nèi)部的典型地底波射線22地震橫波和縱波在尢界彈性介質(zhì)中，存在兩神皋本類型的彈性波:(1) 縱波 (Longitudinal wave, or Compressional wave) -質(zhì)點振動方向:與振動.(辭黃傳播方向一致 傳捲速度為：:Vp = Ejp I ./ I(2) 橫波 (Transverse wave: or She