地震概論第三章

1、第3章 地震儀及基本參數(shù)的測定第3章 地震儀及基本參數(shù)的測定意大利地質(zhì)學(xué)家帕爾米里于1856年制造的電磁地震記錄儀它已能記錄地震到達(dá)當(dāng)?shù)氐臅r(shí)間 現(xiàn)代地震儀現(xiàn)代地震儀現(xiàn)代化的野外地震儀 也被稱為第一個(gè)遠(yuǎn)震第一個(gè)遠(yuǎn)震記錄：記錄：在德國在德國Potsdam記錄到的日本發(fā)記錄到的日本發(fā)生的地震生的地震1906年舊金山地震記錄年舊金山地震記錄 1906年舊金山地震時(shí)，加利福尼亞大學(xué)里克觀測臺尤因地震儀 在旋轉(zhuǎn)圓盤上記錄了地面南北方向和東西方向上的地震波動(dòng) 1983-4-3哥斯達(dá)黎加地震在德國貝爾恩臺記錄的運(yùn)動(dòng)垂直分量 P波在地表反射一次或兩次后分別為PP和PPP波，如在最后一次反射后 轉(zhuǎn)換為S波，則得到

2、PS和PPS波，S波在地表反射可產(chǎn)生SS和SSS波。 記錄中最明顯的是通過大洋路徑傳播過來的瑞利波 3.3地震臺與全球地震觀測臺網(wǎng)地震臺北京國家地球觀象臺（簡稱北京臺）的前身是鷲峰地震臺鷲峰地震臺是我國自己創(chuàng)建的最早的地震臺，年開始記錄，年因日軍大舉侵略中國而被迫停止運(yùn)行年，地震臺改建在北京西郊白家疃，年恢復(fù)地震觀測，同時(shí)增加地磁觀測項(xiàng)目年年底在臺站南側(cè)約千米處修建了長米的大型山洞，為開展高靈敏度地球物理觀測和儀器研制、運(yùn)行試驗(yàn)提供了良好的環(huán)境年月北京臺被國家地震局（現(xiàn)中國地震局）確定為中美合作中國數(shù)字地震臺網(wǎng)（)的示范性數(shù)字地震觀站 3.3.2 3.3.2 全球地震臺網(wǎng)全球地震臺網(wǎng)GSN G

3、SN (Global Seismic Network)(Global Seismic Network) 由由128128個(gè)超個(gè)超寬頻帶數(shù)字寬頻帶數(shù)字式觀測臺組式觀測臺組成成 為研究地球?yàn)檠芯康厍驑?gòu)造與地震構(gòu)造與地震而設(shè)立的極而設(shè)立的極高質(zhì)量的標(biāo)高質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)地震臺準(zhǔn)地震臺 計(jì)算機(jī)模擬1977年3月9日日本海5.9級深源地震的震動(dòng) .在德國埃連根可能記錄到的垂直分量地震圖 3.4地震的全球分布1977年1月至1986年12月記錄到的全球地震震中分布 ,圓圈、方框、三角分別表示震源深度為070千米，70200千米及200千米以下 3.5地震定位以及地震大小的確定地震定位地震波最初從地球內(nèi)的一點(diǎn)發(fā)出，

4、這點(diǎn)就是震源，位于地球表面的恰又位于震源之上那點(diǎn)稱為震中。地震學(xué)家們在建立觀測臺站之后的第一件任務(wù)就是找一種方法精確地確定震中。如果可能的話，也確定每次記錄到的地震的震源。 最簡單的方法是通過直接的三角測量發(fā)現(xiàn)震中的位置。根據(jù)從其他地區(qū)地震或者爆破研究收集的時(shí)間資料，可以畫出曲線來顯示P波或S波從震源傳播不同距離所需的平均時(shí)間。這些地震傳播時(shí)間曲線（時(shí)-距曲線）是確定地震儀到震源距離的最基本工具。 設(shè)想3座地震觀測臺，每一座觀測臺記錄到的是同一個(gè)地震，而且各臺位于震源的不同方向上。這3座臺站的觀測人員能夠讀到P波抵達(dá)時(shí)間，有時(shí)也讀到S波的抵達(dá)時(shí)間。因?yàn)镻波傳播速度比S波傳播速度大約快2倍，所以

5、這兩種波傳播得越遠(yuǎn)，它們的波前分離間隔就越寬。如果有了P波和S波抵達(dá)的時(shí)間，從這兩種波型的抵達(dá)某臺時(shí)間間隔將可以直接求得震源到該記錄臺的距離。然后，畫3個(gè)圓，每個(gè)圓以一座地震臺為圓心，半徑是計(jì)算得到的距離（震中距）。這3個(gè)圓將相交于，至少是近似的相交于所要求的震中。 P波、波、S波到達(dá)臺站時(shí)間波到達(dá)臺站時(shí)間 臺 站P 波S 波時(shí)分秒時(shí)分秒BKSJASMIN15151546464504.507.654.215151546464625.528.007.1 根據(jù)上面S波與P波的時(shí)間差值估算出下列震中距離。 據(jù)P波與S波的時(shí)間差值估算震中距離 臺 站S-P/秒震中距離/千米BKSJASMIN21.02

6、0.412.9190188105 3.5.2 地震大小的確定地震學(xué)家們發(fā)明了許多簡單的方法從地震記錄上確定地震的大小。觀測臺站所用衡量地震大小的最普通單位是地震震級。在1935年查爾斯里克特（Charles Richter）（下圖）在加州理工學(xué)院發(fā)明了相對的方法測量地震，和達(dá)也曾經(jīng)用類似的方法確定日本地震的大小。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。這種分級系統(tǒng)最初只用于衡量南加州當(dāng)?shù)氐牡卣?，現(xiàn)在全世界地震的研究都使用這種分級系統(tǒng)。 因?yàn)榈卣鸬拇笮∽兓秶艽?，所以用對?shù)來壓縮測量到的地震波振幅是很方便的。精確的定義是：里氏震級ML是最大地震波振幅以10為底的對數(shù)。一種被稱之為伍德-安德森（Wood-Anderson）的特殊地震儀記錄到的振幅測量精度達(dá)到1毫米。里克特沒有指定特殊的波型，因此最大振幅可以從有最高振幅的任何波形上取得。由于一般振幅隨著距離增大而減少，里克特選擇距震中100千米的距離為標(biāo)準(zhǔn)。 按著這個(gè)定義，對一個(gè)100千米外的地震，如果伍德-安德森地震儀記錄到1厘米的峰值波振幅（即1毫米的10000倍）,則震級4。 震級本身沒有任何上下限（雖然地震大小有上限）。自本世紀(jì)有了地震儀以后所記錄到的地震僅有幾次震級達(dá)到8.5級以上（下頁圖）。例如，1964年3月27日在阿拉斯加威廉王子海灣的大地震的里氏震級約為8.6。另一方面，小斷層的滑動(dòng)可能產(chǎn)生小于零震級