造山運(yùn)動(dòng)與地震課件

第三章固體地球王光正第三章固體地球王光正1地球淺層巖石的化學(xué)成分目前人類挖掘不到15公里深，只能確定地球表層的元素地球淺層巖石的化學(xué)成分目前人類挖掘不到15公里深，只能確定地2地球內(nèi)部層圈構(gòu)造地球內(nèi)部可分為地殼、地函、地核三層地殼又分成大陸地殼與海洋地殼大陸地殼厚約20～70km，主要為花岡巖質(zhì)巖石海洋地殼厚約7～10km，主要為玄武巖質(zhì)巖石地球內(nèi)部層圈構(gòu)造地球內(nèi)部可分為地殼、地函、地核三層3地球內(nèi)部層圈構(gòu)造在海洋地區(qū)地下深約75～225km及大陸地區(qū)地下深約120～225km處，巖石部分融熔，稱為軟流圈軟流圈以上較堅(jiān)硬的固體部分稱為巖石圈外地核為液態(tài)，內(nèi)地核為固態(tài)，地核（外地核+內(nèi)地核）的主要成分為鐵與少量的鎳地球內(nèi)部層圈構(gòu)造在海洋地區(qū)地下深約75～225km及大4怎知地球內(nèi)部的成分及構(gòu)造?最直接的方式─鑽井但目前最深不超過10公里利用地震波其他推測(cè)地球內(nèi)部的方法…地?zé)崃鳌⒅亓μ綔y(cè)、地磁變化、地球轉(zhuǎn)速、比較隕石、地球密度的測(cè)量…怎知地球內(nèi)部的成分及構(gòu)造?最直接的方式─鑽井5地震波震源巖層斷裂處，產(chǎn)生震波的起點(diǎn)，通常在地底下。震央震源垂直投影至地表處的一點(diǎn)。地震強(qiáng)度地面搖晃或受破壞的程度。地震規(guī)模震源釋放能量的多寡規(guī)模8.2的地震威力，如果以轟炸日本廣島的原子彈作為比較的標(biāo)準(zhǔn)來看，它的能量相當(dāng)於1,000個(gè)同類型原子彈的能量。地震波震源6資料來源：中央氣象局

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.7震度分級(jí)地動(dòng)加速度(cm/s2,Gal)人的感受屋內(nèi)情形屋外情形0無感0.8以下人無感覺。1微震0.8~2.5人靜止時(shí)可感覺微小搖晃。2輕震2.5~8.0大多數(shù)的人可感到搖晃，睡眠中的人有部分會(huì)醒來。電燈等懸掛物有小搖晃。靜止的汽車輕輕搖晃，類似卡車經(jīng)過，但歷時(shí)很短。3弱震8~25幾乎所有的人都感覺搖晃，有的人會(huì)有恐懼感。房屋震動(dòng)，碗盤門窗發(fā)出聲音，懸掛物搖擺。靜止的汽車明顯搖動(dòng)，電線略有搖晃。4中震25~80有相當(dāng)程度的恐懼感，部分的人會(huì)尋求躲避的地方，睡眠中的人幾乎都會(huì)驚醒。房屋搖動(dòng)甚烈，底座不穩(wěn)物品傾倒，較重傢俱移動(dòng)，可能有輕微災(zāi)害。汽車駕駛?cè)寺晕⒂懈?，電線明顯搖晃，步行中的人也感到搖晃。5強(qiáng)震80~250大多數(shù)人會(huì)感到驚嚇恐慌。部分牆壁產(chǎn)生裂痕，重傢俱可能翻倒。汽車駕駛?cè)嗣黠@感覺地震，有些牌坊煙囪傾倒。6烈震250~400搖晃劇烈以致站立困難。部分建築物受損，重傢俱翻倒，門窗扭曲變形。汽車駕駛?cè)碎_車?yán)щy，出現(xiàn)噴沙噴泥現(xiàn)象。7劇震400以上搖晃劇烈以致無法依意志行動(dòng)。部分建築物受損嚴(yán)重或倒塌，幾乎所有傢俱都大幅移位或摔落地面。山崩地裂，鐵軌彎曲，地下管線破壞。震度分級(jí)地動(dòng)加速度(cm/s2,Gal)人的感受屋內(nèi)情形屋外8地震觀測(cè)網(wǎng)站中央氣象局:.tw/V5/seismic/quake.htm美國(guó)地質(zhì)調(diào)查中心/eqcenter/

地震觀測(cè)網(wǎng)站中央氣象局:9P波比S波的傳遞快P波比S波的傳遞快10地震波的型式P波質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波形前進(jìn)方向一致(平行)可在液體、氣體及固體中傳遞S波質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波形前進(jìn)方向垂直只能在固體中傳遞地震波的型式P波11地震波的型式地震波的型式12古氏不連續(xù)面古氏不連續(xù)面13Ｐ波和Ｓ波的特性從圖中應(yīng)該可以看出相似點(diǎn)：不同深度的波速變化類似P波波速增加時(shí)，S波波速亦增加。在約2900公里深時(shí)兩者波速皆突減。相異點(diǎn)：P波波速較S波快。同一深度的P波速皆比S波快。S波在約2900公里深時(shí)的速度降為零。震波速度的改變可推知地球內(nèi)部的狀況。P波可在固、液、氣體中傳遞，但S波只能在固體中傳遞。震波在固體中的傳遞速度比在液體中快。震波在物質(zhì)密度愈大時(shí)，傳遞速度會(huì)愈快。Ｐ波和Ｓ波的特性從圖中應(yīng)該可以看出14利用地震波為地球分層軟流圈巖石圈地殼地核地函深度（公里）速度（公里/秒）綠色細(xì)線的部分上部地函最上層軟流圈利用地震波為地球分層軟流圈巖石圈地殼地核地函深度（公里）速度15利用S波波速分層地函地殼軟流圈巖石圈莫氏不連續(xù)面利用S波波速分層地函地殼軟流圈巖石圈莫氏不連續(xù)面16地函(地幔)的特性就時(shí)間來看，地函具有流動(dòng)性，而軟流圈的流動(dòng)性更大地函(地幔)的特性就時(shí)間來看，地函具有流動(dòng)性，而軟流圈17由地震波的速度分布推知地球的構(gòu)造由地震波的速度分布推知地球的構(gòu)造18板塊運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力地函的熱對(duì)流提供板塊運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力地函的熱對(duì)流造成板塊運(yùn)動(dòng)水的熱對(duì)流板塊運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力地函的熱對(duì)流提供板塊運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力地函的熱對(duì)流造成19臺(tái)灣1993至1995年地震震央分布臺(tái)灣1993至1995年地震震央分布20震源在那裡?震源在那裡?21如何得知震源的位置？利用震接收到P波與S波到達(dá)測(cè)站的時(shí)間差可以得知震源的可能位置例:假若P波波速為5km/s，S波波速為3km/s，某測(cè)站於7:00:00收到P波，7:00:10收到S波，則震源在何處?解:假設(shè)震源位於X公里處，則P波與S波到達(dá)測(cè)站的時(shí)間差可列成下列等式─可解得X=75即震源約位於75km處，換句話說，以測(cè)站為圓心，75km為半徑所畫出來的球面皆可能為震源所在。如何得知震源的位置？利用震接收到P波與S波到達(dá)測(cè)站的時(shí)間差可22若僅有兩測(cè)站的資料，仍無法確定震源位置測(cè)站測(cè)站震源的位置可能為此線段地底下的弧線若僅有兩測(cè)站的資料，仍無法確定震源位置測(cè)站測(cè)站震源的位置可能23兩個(gè)半球面的交集(圖中紫色弧線)皆可能為震源所在兩個(gè)半球面的交集(圖中紫色弧線)皆可能為震源所在24震源的位置可協(xié)助判斷板塊在地底下可能的構(gòu)造震源的位置可協(xié)助判斷板塊在地底下可能的構(gòu)造25造山運(yùn)動(dòng)與地震課件26規(guī)模如何計(jì)算?目前世界所通用的地震規(guī)模為芮氏規(guī)模(ＭL)，乃美國(guó)地震學(xué)家芮氏於1935年所創(chuàng)。其定義為：一標(biāo)準(zhǔn)扭力式伍德－安德森地震儀(Wood-Andersontorsionseismometer)（自由週期0.8秒，倍率2,800倍，阻尼常數(shù)0.8）在距震央100公里處所記錄的最大振幅以微米(10-6ｍ)計(jì)的對(duì)數(shù)值。其計(jì)算公式為：ML=logＡ-logＡ0式中Ａ=標(biāo)準(zhǔn)扭力式地震儀，在某觀測(cè)站所記錄之最大振幅(以μm為單位，1μm=10-6ｍ)。Ａ0=距離修正量；當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)扭力式地震儀於標(biāo)準(zhǔn)地震(ＭL=0)所記錄之最大振幅。補(bǔ)充規(guī)模如何計(jì)算?目前世界所通用的地震規(guī)模為芮氏規(guī)模(ＭL)，乃27規(guī)模差1，能量差?根據(jù)地震學(xué)家古騰堡(Gutenberg)之公式：logＥ=11.8+1.5ＭL可知規(guī)模每增加一個(gè)單位，其所釋放的能量約增大30倍。補(bǔ)充規(guī)模差1，能量差?根據(jù)地震學(xué)家古騰堡(Gutenberg)之28第三章固體地球王光正第三章固體地球王光正29地球淺層巖石的化學(xué)成分目前人類挖掘不到15公里深，只能確定地球表層的元素地球淺層巖石的化學(xué)成分目前人類挖掘不到15公里深，只能確定地30地球內(nèi)部層圈構(gòu)造地球內(nèi)部可分為地殼、地函、地核三層地殼又分成大陸地殼與海洋地殼大陸地殼厚約20～70km，主要為花岡巖質(zhì)巖石海洋地殼厚約7～10km，主要為玄武巖質(zhì)巖石地球內(nèi)部層圈構(gòu)造地球內(nèi)部可分為地殼、地函、地核三層31地球內(nèi)部層圈構(gòu)造在海洋地區(qū)地下深約75～225km及大陸地區(qū)地下深約120～225km處，巖石部分融熔，稱為軟流圈軟流圈以上較堅(jiān)硬的固體部分稱為巖石圈外地核為液態(tài)，內(nèi)地核為固態(tài)，地核（外地核+內(nèi)地核）的主要成分為鐵與少量的鎳地球內(nèi)部層圈構(gòu)造在海洋地區(qū)地下深約75～225km及大32怎知地球內(nèi)部的成分及構(gòu)造?最直接的方式─鑽井但目前最深不超過10公里利用地震波其他推測(cè)地球內(nèi)部的方法…地?zé)崃?、重力探測(cè)、地磁變化、地球轉(zhuǎn)速、比較隕石、地球密度的測(cè)量…怎知地球內(nèi)部的成分及構(gòu)造?最直接的方式─鑽井33地震波震源巖層斷裂處，產(chǎn)生震波的起點(diǎn)，通常在地底下。震央震源垂直投影至地表處的一點(diǎn)。地震強(qiáng)度地面搖晃或受破壞的程度。地震規(guī)模震源釋放能量的多寡規(guī)模8.2的地震威力，如果以轟炸日本廣島的原子彈作為比較的標(biāo)準(zhǔn)來看，它的能量相當(dāng)於1,000個(gè)同類型原子彈的能量。地震波震源34資料來源：中央氣象局

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.35震度分級(jí)地動(dòng)加速度(cm/s2,Gal)人的感受屋內(nèi)情形屋外情形0無感0.8以下人無感覺。1微震0.8~2.5人靜止時(shí)可感覺微小搖晃。2輕震2.5~8.0大多數(shù)的人可感到搖晃，睡眠中的人有部分會(huì)醒來。電燈等懸掛物有小搖晃。靜止的汽車輕輕搖晃，類似卡車經(jīng)過，但歷時(shí)很短。3弱震8~25幾乎所有的人都感覺搖晃，有的人會(huì)有恐懼感。房屋震動(dòng)，碗盤門窗發(fā)出聲音，懸掛物搖擺。靜止的汽車明顯搖動(dòng)，電線略有搖晃。4中震25~80有相當(dāng)程度的恐懼感，部分的人會(huì)尋求躲避的地方，睡眠中的人幾乎都會(huì)驚醒。房屋搖動(dòng)甚烈，底座不穩(wěn)物品傾倒，較重傢俱移動(dòng)，可能有輕微災(zāi)害。汽車駕駛?cè)寺晕⒂懈校娋€明顯搖晃，步行中的人也感到搖晃。5強(qiáng)震80~250大多數(shù)人會(huì)感到驚嚇恐慌。部分牆壁產(chǎn)生裂痕，重傢俱可能翻倒。汽車駕駛?cè)嗣黠@感覺地震，有些牌坊煙囪傾倒。6烈震250~400搖晃劇烈以致站立困難。部分建築物受損，重傢俱翻倒，門窗扭曲變形。汽車駕駛?cè)碎_車?yán)щy，出現(xiàn)噴沙噴泥現(xiàn)象。7劇震400以上搖晃劇烈以致無法依意志行動(dòng)。部分建築物受損嚴(yán)重或倒塌，幾乎所有傢俱都大幅移位或摔落地面。山崩地裂，鐵軌彎曲，地下管線破壞。震度分級(jí)地動(dòng)加速度(cm/s2,Gal)人的感受屋內(nèi)情形屋外36地震觀測(cè)網(wǎng)站中央氣象局:.tw/V5/seismic/quake.htm美國(guó)地質(zhì)調(diào)查中心/eqcenter/

地震觀測(cè)網(wǎng)站中央氣象局:37P波比S波的傳遞快P波比S波的傳遞快38地震波的型式P波質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波形前進(jìn)方向一致(平行)可在液體、氣體及固體中傳遞S波質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波形前進(jìn)方向垂直只能在固體中傳遞地震波的型式P波39地震波的型式地震波的型式40古氏不連續(xù)面古氏不連續(xù)面41Ｐ波和Ｓ波的特性從圖中應(yīng)該可以看出相似點(diǎn)：不同深度的波速變化類似P波波速增加時(shí)，S波波速亦增加。在約2900公里深時(shí)兩者波速皆突減。相異點(diǎn)：P波波速較S波快。同一深度的P波速皆比S波快。S波在約2900公里深時(shí)的速度降為零。震波速度的改變可推知地球內(nèi)部的狀況。P波可在固、液、氣體中傳遞，但S波只能在固體中傳遞。震波在固體中的傳遞速度比在液體中快。震波在物質(zhì)密度愈大時(shí)，傳遞速度會(huì)愈快。Ｐ波和Ｓ波的特性從圖中應(yīng)該可以看出42利用地震波為地球分層軟流圈巖石圈地殼地核地函深度（公里）速度（公里/秒）綠色細(xì)線的部分上部地函最上層軟流圈利用地震波為地球分層軟流圈巖石圈地殼地核地函深度（公里）速度43利用S波波速分層地函地殼軟流圈巖石圈莫氏不連續(xù)面利用S波波速分層地函地殼軟流圈巖石圈莫氏不連續(xù)面44地函(地幔)的特性就時(shí)間來看，地函具有流動(dòng)性，而軟流圈的流動(dòng)性更大地函(地幔)的特性就時(shí)間來看，地函具有流動(dòng)性，而軟流圈45由地震波的速度分布推知地球的構(gòu)造由地震波的速度分布推知地球的構(gòu)造46板塊運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力地函的熱對(duì)流提供板塊運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力地函的熱對(duì)流造成板塊運(yùn)動(dòng)水的熱對(duì)流板塊運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力地函的熱對(duì)流提供板塊運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力地函的熱對(duì)流造成47臺(tái)灣1993至1995年地震震央分布臺(tái)灣1993至1995年地震震央分布48震源在那裡?震源在那裡?49如何得知震源的位置？利用震接收到P波與S波到達(dá)測(cè)站的時(shí)間差可以得知震源的可能位置例:假若P波波速為5km/s，S波波速為3km/s，某測(cè)站於7:00:00收到P波，7:00:10收到S波，則震源在何處?解:假設(shè)震源位於X公里處，則P波與S波到達(dá)測(cè)站的時(shí)間差可列成下列等式─可解得X=75即震源約位於75km處，換句話說，以測(cè)站為圓心，75km為半徑所畫出來的球面皆可能為震源所在。如何得知震源的位置？利用震接收到P波與S波到達(dá)測(cè)站的時(shí)間差可50若僅有兩測(cè)站的資料，仍無法確定震源位置測(cè)站測(cè)站震源的位置可能