近年來地震頻發,究竟是什麼原因?解析地震及其形成原因

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地震是地球表層或表層下的振動所造成的地面震動,可由自然現象如地殼運動、火山活動及隕石撞擊引起,亦可由人為活動如地下核試驗造成,不過歷史上主要的災害性地震都由地殼的突然運動所造成。地震的影響力涵蓋岩石圈及水圈──當地震發生時,可能會連帶引發地表斷裂、大地震動、土壤液化、山崩、餘震、海嘯、甚至是火山活動,並影響人類的生存及活動。

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地震

地震產生的原因是因為地殼在板塊運動的過程中累積應力,當地殼無法繼續累積應力時,地殼會破裂,釋放出地震波,使地面發生震動,地震可由地震儀透過對地震波的觀察來量測,地震震級表示地震所釋放出來的能量大小,地震烈度指地震在該地點造成的震動程度,地震的發生處稱為震源,其投影至地表的位置為震中。

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地震引發的海嘯

並非世界上所有的地區都會發生地震。地震與火山分佈一樣,主要集中在板塊相互作用的地區。目前世界上主要分為三個頻繁發生地震的“地震帶”:環太平洋地震帶(佔80%)、從地中海一路向東延伸至喜馬拉雅山區和印尼的歐亞地震帶、位於各大洋洋中脊的洋中脊地震帶。並不是所有地震都發生在以上三個地震帶,另外有一小部分大地震發生在板塊內部,主要集中在大的活動斷層帶及其附近地區。

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大陸板塊斷層帶

地震的地理分佈受一定的地質條件控制,具有一定的規律。地震大多分佈在地殼不穩定的部位,特別是板塊之間的消亡邊界,形成地震活動活躍的地震帶。全世界主要有三個地震帶:

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世界火山地震分佈圖

環太平洋地震帶:包括南、北美洲太平洋沿岸,阿留申群島、堪察加半島,千島群島、日本列島,經臺灣再到菲律賓轉向東南直至新西蘭,是地球上地震最活躍的地區,集中了世界80%以上的地震。本帶是在太平洋板塊和北美洲板塊、亞歐板塊、印度洋板塊的消亡邊界,南極洲板塊和美洲板塊的消亡邊界上。

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環太平洋地震帶

歐亞地震帶:大致從印度尼西亞西部,緬甸經中國橫斷山脈,喜馬拉雅山脈,越過帕米爾高原,經中亞細亞到達地中海及其沿岸。本帶是在亞歐板塊和非洲板塊、印度洋板塊的消亡邊界上。本地震帶約集中全世界15%的地震。

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歐亞地震帶


洋中脊地震帶:包含延綿世界三大洋(即太平洋、大西洋和印度洋)和北極海的洋中脊。洋中脊地震帶僅含全球約5%的地震,此地震帶的地震幾乎都是淺層地震。

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洋中脊地震帶

地震的形成原因

構造地震

由於地殼運動引起地殼岩層斷裂錯動而發生的地殼震動,稱為地震。由於地球不停地運動變化,從而從地殼內部產生巨大地應力作用。在地應力長期緩慢的作用下,造成地殼的岩層發生彎曲變形,當地應力超過岩石本身能承受的強度時便會使岩層斷裂錯動,其巨大的能量突然釋放,形成構造地震,世界上絕大多數地震都屬於構造地震。全世界百分之九十的地震都屬於此類型。因為岩層受到二地殼之間互相推擠的力量,岩層因受力而產生形變,直到地應力大於岩層本身所能承受的力時,岩層發生斷裂放出地震波,造成地震。 著名的“彈性反彈理論(Elastic Rebound Theory)”即是說明此現象。

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構造地震(2008年汶川地震)

火山地震

由於火山活動時岩漿噴發衝擊或熱力作用而引起的地震,稱為火山地震。火山地震數量較小,數量約佔地震總數的7%左右。地震和火山通常存在關聯。火山爆發可能會激發地震,而發生在火山附近的地震也可能引起火山爆發。一般而言,影響範圍不大。在地底的壓力過大所造成的火山爆發,岩漿上湧所造成的地面震動。

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火山地震

陷落地震

由於地下水溶解可溶性岩石(如石灰岩),或由於地下采礦形成的巨大空洞,造成地層崩塌陷落而引發的地震,稱為陷落地震。這類地震約佔地震總數的3%左右,震級也都比較小。

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陷落地震

誘發地震

在特定的地區因某種地殼外界因素誘發而引起的地震,稱為誘發地震。這些外界因素可以是地下核爆炸、隕石墜落、油井灌水等,其中最常見的是水庫誘發地震。水庫蓄水後改變了地面的應力狀態,且庫水滲透到已有的斷層中,起到潤滑和腐蝕作用,促使斷層產生滑動。但是,並不是所有的水庫蓄水後都會發生水庫地震,只有當庫區存在活動斷裂、巖性剛硬等條件,才有誘發的可能性。

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誘發地震

氣候暖化跟地震的關聯

全球氣候暖化使高緯度地區的冰川加速溶解,並相應的使全球海平面上升。對於高緯度地區而言,冰川的溶解使地殼上覆之重量減小,並導致地殼回彈。在地殼回彈的過程中,地殼內應力的分佈也相應的發生改變,導致原有的斷層系統重新活化,併產生地震。此類地震多發生於板塊內部地區,並且大多數皆發生於高緯度地區。

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氣候暖化導致太平洋海岸線地殼壓力劇增(可導致其斷裂)

人工地震

以人為採用強力炸藥直接破壞地殼,藉以測得相關研究數據,或進行礦藏開採,武器測試等活動。


近年來地震頻發,究竟是什麼原因?解析地震及其形成原因

歐亞大陸中間黑色的一條是歐亞地震帶,大洋中間的細長條是洋中脊地震帶,地圖左端及右端的是環太平洋地震帶

地震目前仍無法準確預測發生時間,但通常地震發生之前都會有一些自然現象,特別是較大的地震發生之前的各類異常現象。分為宏觀前兆和微觀前兆。前者可以由人的感覺器官直接覺察,如動植物、地下水等的異常以及地光、地鳴等。後者不能被人的感覺器官直接覺察,需用專業儀器才能測出,如地形變、地磁場、重力場、地溫梯度、地應力的異常與氡氣異常等。對地震前兆的觀察和監測仍是地震臨短期預報的重要手段。


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