⑴我们脚下的地面是会移动的 。随着构造板块在地球表面漂移,一些大洲互相摩擦碰撞,就像汽车在高速公路上相撞一样 。地壳,也就是我们所居住的这个星球的外层,是有弹性的,但这种弹性只是在一定程度上而言的 。在板块边缘地带,地壳会弯曲变形,直到应力过大超过承受极限为止 。此时,地壳便会突然断裂,过去几十年存储的能量穿透地球表面,震动它的传播途径中遇到的一切 。
⑵每天,都有数以百计的地震发生 。幸运的是,大多数地震很小,没有灵敏的地震检波器的帮助,我们是无法察觉的 。在每天都会发生的地震中,断层面只会发生3-6英寸(约7-15厘米)的滑动,人们是感觉不到震动的 。里氏5.0级的地震,大约有一两英里的断层面断裂,人们很容易感觉到移动,但现代的建筑物能够承受得住 。而一次8.0级的地震将导致数百英里的跨断层面的破裂,而且能够延伸到地表,将一座建筑裂成两半 。
⑶通过监测地震间的应力积累,地震学家了解到,许多地区的地壳接近于破裂 。但地表以下深部断层的具体结构,仍然在地震以及地震破裂传播中扮演者重要角色,而这个结构无法直接取样 。正是因为这个原因,大多数地震学家不相信可以建立一二预报系统,能在地震发生前几天或几个小时内做出预测 。在可以预见的未来,人们最多只能做到快速检测大地震,并发出警报 。
⑷地震的一些独一无二的特性将帮助我们完成这项任务 。我们感觉到的震动实际上是分阶段到来的 。能量从地壳破裂处传到地球表面分为两种形式:P波和S波 。这两种波同时从断层面上发出,这也是它们唯一的相同点 。P波类似于声波,是一种压缩波,传播速度相对较快,但是不会携带很多能量 。再一次地震中,你会感觉P波就像一个突然、垂直的跳动 。S波更像海洋上的波浪,移动更缓慢,并携带大多数能量,带来强烈的震动,使地表垂直和水平运动 。建筑物在它的冲击下,就像是波涛中的一支小船 。
⑸而且,并不是所有的波都是相似的 。他们有不同的波形,这取决于滑动区域的大小 。较小的滑动发出的P波相对振幅较低、频率较高,是一个小而尖的脉冲 。较大的`地震则会造成更大区域的断层破裂,并产生更大的滑动,所以这种P波具有较大的振幅和较低的频率 。两种P波得差异类似于小鸟吱吱的叫声与灰熊的咆哮 。
⑹单独一台地震检波器(seismometer)就能基于上述信息估计出地震的震级 。任何具有高振幅和低频率的P波都将触发警报 。这种单一台站报警方法给震中区域发出速度最快的警示 。但是地震断裂的特征千变万化,并不是所有的5.0级地震看起来都相同,地震检波器下面地底的一些特殊的沉积物也会改变P波 。这些变化将增加误报(当没有地震时发生警报)和漏报(当破坏性地震来临时没有发出警报)的风险 。
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