研究地震主要研究什么時候 中國地震規(guī)律研究

地震學主要研究什么內(nèi)容？為什么說地震學是地球物理學最重要的研究領(lǐng)域？地震學的研究進展，人類現(xiàn)代對地震有什么研究？

本文導航

• 確定地震作用大小的方法有哪些
• 中國地震規(guī)律研究
• 地震的成因及作用

確定地震作用大小的方法有哪些

地震學（seismology），研究固體地球介質(zhì)中地震的發(fā)生規(guī)律、地震波的傳播規(guī)律以及地震的宏觀后果等課題的綜合性科學。固體地球物理學的一個分支。研究固體地球的震動和有關(guān)現(xiàn)象的一門科學，固體地球物理學的一個重要分支。它不僅研究天然地震，也研究某些人為的或自然因素所造成的（如地下爆炸、巖漿沖擊、巖洞塌陷等）地的震動。這門科學首先是人類企圖逃避或抗御地震災(zāi)害而發(fā)展起來的。早期的工作著重于地震破壞的描述和地震的地理分布，到了20世紀才發(fā)現(xiàn)由地震所發(fā)出的地震波動卻是揭露地下情況最有效的工具。在地震波的利用方面，地震學已經(jīng)發(fā)展到相當成熟的階段。現(xiàn)代地震學不僅服務(wù)于地震災(zāi)害的防御，而且在經(jīng)濟建設(shè)和國防建設(shè)中也是一門極重要的應(yīng)用科學。

中國地震規(guī)律研究

地震學的研究起源于人類抵御地震災(zāi)的需要。早期的地震學主要從地質(zhì)學的角度研究記載地震的宏觀現(xiàn)象和地震的地理分布。 20世紀初由于地震波的記錄和分析，使地震學從宏觀描述向數(shù)理科學的方向發(fā)展，擴展了研究領(lǐng)域，出現(xiàn)了一些分支學科，并有了多方面的應(yīng)用。雖然地震學僅在上一世紀才被公認為是一獨立研究領(lǐng)域，然而人們推測地震的成因已有上千年歷史。當對這些自然事件早期的迷信讓位于較科學的分析時，無情的大地震序列激發(fā)了人們對地動原因的縝密思考，直到本世紀早期科學家們才獲得了對強烈地動直接來源的現(xiàn)代理解。 關(guān)于地震發(fā)生的機理，有震源機制的研究和震源物理的研究。地震預(yù)測也是現(xiàn)代地震學研究的一個課題，探索預(yù)測地震的途徑也需要深入研究地震成因。20世紀地震波的研究已經(jīng)取得大量的成果。最重要的成果是利用地震波探查地球內(nèi)部構(gòu)造，取得了基本的認識。第二次世界大戰(zhàn)后，地震波被用來監(jiān)測地下核爆炸。在地震波的記錄和觀測中，還取得了地球自由振蕩的資料，證實了理論研究的結(jié)果。用地震波勘探地下礦藏，則是地震學在經(jīng)濟建設(shè)中的重要應(yīng)用。在抗御地震災(zāi)方面 ，工程地震學已經(jīng)形成比較完善的學科體系，在工程抗震中發(fā)揮重要的作用。利用地震波分析，首先必須了解地震波動的性質(zhì)。穿過地球巖石傳播的地震波具有相當?shù)膹?fù)雜性，是常見的聲波、無線電波或光波所沒有的。然而正是地震波攜帶著沿途的地質(zhì)和構(gòu)造變化的信息。地震學家越來越熟練地從日益靈敏的地震儀記錄的地震波圖像中提取這種信息?？茖W家已決定在世紀之交建立一個全球地震儀器網(wǎng)，雖然大多數(shù)人沒有意識到其后果甚至它的存在，但這一觀測計劃具有的科學歷史意義比人們熟悉的一些科學大事毫不遜色。這個地震觀測的全球性網(wǎng)絡(luò)，在近幾十年里日益加強，現(xiàn)已成為重大科學成就之一。從這些觀測記錄中，科學家們已能推測某些地震的成因和地震波傳播時通過地球的途徑，還能區(qū)別天然地震和地下核試驗引發(fā)的地震。地震作為自然災(zāi)害有可怕的后果，日益嚴重地威脅著人類居住的安全。寄希望于減輕這些地震造成的危險，預(yù)報將要襲擊人類居住區(qū)和震撼重要建筑物的地震的強度是受到人們極大關(guān)注的問題。

地震的成因及作用

進入現(xiàn)代以來，人類對地震的認識得以從科學的角度出發(fā)，從而開辟出了一片完全嶄新的研究天地。研究地震，最基本的是研究地震的發(fā)震時間、震中位置和地震強度。隨著地質(zhì)勘探技術(shù)的進步，人類對地球構(gòu)造的認識加深，形成了以地球內(nèi)部構(gòu)造結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，地球板塊運動為模型的地殼形變引起地震的理論。與之相關(guān)地，地殼形變運動發(fā)生時，地下水水位的升降變化，以及地下水的化學組成的突變也成了預(yù)測地震的重要參考指標。隨著有記錄的地震觀測數(shù)據(jù)的積累，人們發(fā)現(xiàn)地震的發(fā)生與地磁、地電的變化也存在著一些聯(lián)系，通過對地磁地電的觀測來預(yù)測地震也成為一個可以考慮的突破口。

地震活動性研究

早期的地震學主要研究地震發(fā)生后的各種現(xiàn)象，多局限于研究較大地震的地理分布和時間分布。20世紀60年代起，地震預(yù)報被提上日程，人們迫切需要知道強震發(fā)生前的諸種現(xiàn)象，強震前觀測到的大量中小地震，為人們尋求地震前兆提供了信息。目前關(guān)于前兆性地震分布圖像的研究已經(jīng)比較深入，形成了地震活動空區(qū)和地震活動條帶兩個地震前兆模型。

在強震發(fā)生前的一定時期內(nèi)，在未來的震源區(qū)附近，地震活動水平有下降趨勢，從而形成地震活動空區(qū)。通過尋找地震空區(qū)預(yù)測未來強震的地點、大小和時間，是利用前兆性地震活動圖像預(yù)報地震的一個有希望的方法。通過多次強震的對比分析，發(fā)現(xiàn)空區(qū)基本上都位于具有較強地震活動背景的地區(qū)?？諈^(qū)不僅有其平靜的一面，還有外圍地震活動增強的一面。通過對大量震例的分析，研究空區(qū)面積、長軸、空區(qū)持續(xù)時間等與未來地震強度的統(tǒng)計關(guān)系，在實際預(yù)報中可以發(fā)揮一定的效用。

地震活動條帶是指在區(qū)域地震活動不斷增強的背景下，地震震中由分散、凌亂狀態(tài)轉(zhuǎn)化為集中分布的過程中形成的，未來強震往往發(fā)生在這個條帶上。通過條帶內(nèi)外地震強度、能量等的對比分析，可提高判定條帶的準確性。

地殼形變測量法

地震大部分是發(fā)生在地殼的中上部，而地震發(fā)生時一定會伴隨地殼形變的發(fā)生。因此，地殼形變與地震關(guān)系的研究，是地震預(yù)報中很重要的一項基礎(chǔ)研究。地殼形變測量是大地測量的一部分，它是研究地震過程的重要手段。地殼形變測量工作主要是在活動構(gòu)造帶、多震地區(qū)和具有一定潛在地震危險的重點地區(qū)，以及大型水庫區(qū)等要害地區(qū)進行的。地殼形變的測量周期比大地測量周期短得多，并經(jīng)常視需要進行加密觀測，還要特別注意大地震前后的及時測量。

地殼形變測量主要有垂直形變測量、水平形變測量、跨斷層測量和定點形變測量幾種。

垂直形變測量的目的，是測定地殼的升降運動，其主要方法是精密水準測量。在地殼形變監(jiān)測區(qū)按一定計劃布點，在每個觀測點將水準標石（水準點）牢固地埋在地下或出露于地表的基巖上，從而組成垂直形變網(wǎng)。定期測量各條水準線上水準點之間的高差，經(jīng)過適當處理就可以確定地殼是否發(fā)生了垂直形變。垂直形變監(jiān)測網(wǎng)應(yīng)布設(shè)在以活斷層為主的構(gòu)造帶，大城市、大廠礦、大水庫和交通樞紐為主的重點保衛(wèi)區(qū)，以及地震活動區(qū)和地殼形變異常區(qū)。

資料表明，大多數(shù)淺源地震震源區(qū)均以水平錯動為主，水平位移的幅度往往比垂直位移大。因此，研究水平形變也和垂直形變一樣具有重要意義。地殼的水平運動是通過測定地面上一些點的平面位置變化來描述的，為此需要布設(shè)水平形變觀測網(wǎng)。構(gòu)成水平形網(wǎng)的基本圖形是三角形，所以也稱三角網(wǎng)。按照觀測元素的不同，可以分為測角網(wǎng)、測邊網(wǎng)和邊角同測網(wǎng)。測網(wǎng)的布設(shè)原則和復(fù)測周期與垂直形變網(wǎng)的要求相同。

自從地震的斷層成因說提出以來，斷層位移與地震的關(guān)系受到了地學工作者的特別關(guān)注。為了了解產(chǎn)生地震的斷層力學過程，捕捉地震前兆，地學工作者布置了各種跨斷層測量。跨斷層測量與獲得斷層兩測點之間的產(chǎn)狀、斷層運動方式、兩側(cè)巖體力學性質(zhì)及測點距斷層面和距離有關(guān)。測值中還包含某些干擾因素的影響，應(yīng)予以排除。

為了重點監(jiān)測某個地區(qū)的地震發(fā)生情況，可以建立地殼形變臺站來進行短水準和短基線觀測。前者是用精密水準測量方法測定地面的垂直運動；后者則是用精密測距方法測定地面之間的水平位移。它們一般布設(shè)在活動斷裂帶上以監(jiān)視斷層活動。一般每時日觀測一次，長期連續(xù)觀測。

地下水觀測

對地下水的觀測和研究，主要是針對地下水的水位、水溫、流量及氣體—化學成分隨時間變化的動態(tài)規(guī)律進行總結(jié)，研究地下水的動態(tài)規(guī)律發(fā)生異常與地震的關(guān)系，是探索地震預(yù)報的重要課題之一。經(jīng)過實踐檢驗，地下深井水網(wǎng)觀測效果良好，對監(jiān)視區(qū)內(nèi)發(fā)生的強震均能觀測到地下水異常，對一些地震作了一定程度的預(yù)報。在廣泛開展實際觀測的同時，科技工作者還對地下水前兆的物理機制進行了探討，進一步認識到地下水動態(tài)變化與地殼巖石受力變形之間的關(guān)系，并且由于封閉性較好的深井水位靈敏度高，能很明顯地反映地下含水巖體的微小變形，對地震的預(yù)測有很現(xiàn)實的意義。

由于水具有易流動性、不可壓縮性，氣具有易穿透性，因此水和氣對力的作用特別敏感。地下水在地殼中的分布深度達20～30千米，這正是大多數(shù)震源分布的范圍。因此，在地震孕育、巖體受力變形及破裂的過程中，含水圍巖的應(yīng)力—應(yīng)變變化將造成地下水物理性質(zhì)和化學成分的明顯變化，并通過水的流動將變化信息傳遞到淺部來。因此，通過測定地下水（氣）物理性質(zhì)、化學成分隨時間和空間的變化來預(yù)測地震成為地震預(yù)報的有效方法之一。

地磁地震關(guān)系的研究

國內(nèi)外多次大震發(fā)生前，均在震中及其鄰區(qū)發(fā)現(xiàn)過大量與電磁波有關(guān)的異常現(xiàn)象?，F(xiàn)在世界各國都組織開展系統(tǒng)的觀測和研究工作，已經(jīng)或計劃進行的研究課題非常廣泛，有的已經(jīng)取得了一定成果。例如，對震前電磁波異常進行了分類，指出存在兩種不同起因的電磁波異常：一類是在孕育過程中，由震源體產(chǎn)生的某種電磁輻射，稱之為輻射異常；另一類是由于震源體及其鄰區(qū)介質(zhì)物理性質(zhì)的變化，導致該區(qū)電磁波傳播特性的變化引起的電磁波異常，稱之為傳播異常。前者可能發(fā)生在孕育直到發(fā)震的整個過程中，壓電效應(yīng)、動電效應(yīng)、熱電效應(yīng)等均能導致巖石在微破裂時產(chǎn)生電荷的積累與釋放，從而使震源區(qū)輻射出頻譜很寬的電磁波。

地震孕育過程中，經(jīng)常伴有地下介質(zhì)電阻率的變化及大地電流和自然電場的變化。觀測研究這些變化（主要是地殼上部介質(zhì)電阻率的變化），提取地震前的電信息，并探討其與地震之間的關(guān)系，以進行地震預(yù)報，是地電觀測的主要任務(wù)。地震預(yù)報中的地電研究與應(yīng)用主要為地殼淺層介質(zhì)電阻率的變化和地殼深部介質(zhì)的電性變化兩個方向。同其他地球物理手段一樣，用地電方法預(yù)報地震仍處于經(jīng)驗性階段，離預(yù)報地震目標還相差很遠，有待于繼續(xù)努力探索。

地球重力場是地球的一種物理屬性，重力隨觀測點空間位置和地球介質(zhì)密度狀況而變化，因此，觀測重力場的變化反過來可以研究地殼的變形、介質(zhì)密度的變化或質(zhì)量的遷移，從而探討與地震預(yù)報研究和現(xiàn)代地殼運動有關(guān)的地球動力學問題。重力場的時間變化主要反映地球的變形、地球內(nèi)部質(zhì)量運動，以及地球在空間運動中一些動力學要素的變化，它與現(xiàn)代地殼運動、地震預(yù)報研究和基礎(chǔ)天文學等密切相關(guān)。重力場的時間變化又可分為潮汐變化和非潮汐變化兩類。前者起因于外部天體（主要是太陽和月球）對地心和地球表面的引力作用；后者則主要是地球自身的變化，如地球自轉(zhuǎn)速度的變化、地極移動、地殼運動、地殼變形和深部物質(zhì)變異等引起的。觀測地震前重力變化的較好的實例是1976年唐山地震。這次地震發(fā)生的前半年，重力場就出現(xiàn)了趨勢性的變化，震后異?；謴?fù)。

利用衛(wèi)星監(jiān)測地震

隨著空間衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展，衛(wèi)星在地震預(yù)報研究和應(yīng)用上的作用也越來越大。我國在“九五”期間就開始了衛(wèi)星預(yù)報地震的研究和應(yīng)用，并取得了初步成果。我國有關(guān)專家認為，發(fā)展地震監(jiān)測衛(wèi)星十分必要。我國建成了相當數(shù)量的地基電磁監(jiān)測臺網(wǎng)，但我國幅員遼闊，地震多發(fā)區(qū)多，已建和籌建的電磁監(jiān)測臺還不能滿足預(yù)報需求。而在空間軌道運行的衛(wèi)星對地電磁觀測覆蓋范圍大，不受地面自然條件限制，且空間電磁的場動態(tài)信息強于地面的信息。利用衛(wèi)星實現(xiàn)空間電磁監(jiān)測，將對地震預(yù)報起到積極的推動作用。此次汶川地震，如果我們事先有該地區(qū)連續(xù)的空間電磁監(jiān)測圖像，就可能會做出預(yù)報。

發(fā)展我國的地震電磁衛(wèi)星對地觀測技術(shù)，將空間手段與地基監(jiān)測相結(jié)合，建立天地一體化的立體地震電磁監(jiān)測系統(tǒng)，將明顯增加地震前兆的信息量，為地震預(yù)測預(yù)報提供重要的科學判據(jù)。我國航天發(fā)展“十一五”規(guī)劃中，明確提出了開展地震電磁監(jiān)測衛(wèi)星研究。汶川震后，國家國防科技工業(yè)局組織召開的航天技術(shù)應(yīng)對當前地震災(zāi)害的專題研討會上明確提出，要進一步加快包括地震電磁監(jiān)測試驗衛(wèi)星在內(nèi)的關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)研制，不斷增強航天技術(shù)服務(wù)國家防災(zāi)救災(zāi)事業(yè)的能力。

地震監(jiān)測衛(wèi)星的計劃是20世紀90年代初，在多年研究的基礎(chǔ)上，前蘇聯(lián)科學家提出的建立地震前兆全球監(jiān)測衛(wèi)星系統(tǒng)的設(shè)想。該系統(tǒng)的目標是對特定地區(qū)上空的電磁波、電離層等離子體特征等進行長期監(jiān)測，在震前2小時～48小時做出預(yù)報。俄羅斯先后于1999年、2001年、2006年發(fā)射了3顆衛(wèi)星，用來探測與地震有關(guān)的電離層變化信息，探索地震預(yù)報信息和預(yù)報技術(shù)，研究與地震等自然災(zāi)害有關(guān)的電離層、磁和等離子體變化等前兆。另外，美國、法國、烏克蘭、意大利和我國的臺灣地區(qū)也進行了地震電磁監(jiān)測衛(wèi)星的相關(guān)研究或有這方面的研究計劃。

與傳統(tǒng)的地面地震監(jiān)測站相比，利用衛(wèi)星監(jiān)測并且預(yù)報地震的方法無疑為人們提供了新的預(yù)報的依據(jù)。雖然利用地震電磁衛(wèi)星預(yù)報地震目前還處于探索階段，但是這一方法已得到了許多科學家的認同。未來，隨著科技水平的提高和科學研究的深入，地震電磁衛(wèi)星有望在地震預(yù)測中發(fā)揮重要的作用。

地震研究相關(guān)學科蓬勃發(fā)展

對地震的研究直接促進了地球物理學的蓬勃發(fā)展。地球物理學自20世紀初形成以后，進入60年代后發(fā)展迅速，包含許多分支學科，涉及海、陸、空三界，是天文、物理、化學、地質(zhì)學之間的一門邊緣學科。地球物理學是以地球為研究對象的一門應(yīng)用物理學，現(xiàn)已發(fā)展成為包含地震學、重力學、地電學、地磁學等多個學科及其形成的交叉學科的多分支學科。地震學與重力學、地電學、地磁學、地熱學、地質(zhì)學、天文物理學等學科都有著密切的關(guān)系，各學科已經(jīng)形成了相互促進的關(guān)系。