还记得语文课本中那篇名叫《世界地图引出的发现》的课文吗？文中那位生病时爱看地图，不愿“躺平”的魏格纳，其工作竟然对于地震的研究产生了深远影响。

如何理解地震？打个响指吧！

世界地图 图片来源：Wikipedia

1912年，德国天文气象学家魏格纳在花费多年时间考察搜集地层、化石等方面的资料后，正式提出了大陆漂移学说。随后在其出版的《大陆和海洋的形成》一书中，对于该学说进行了详尽的阐述。

不过令人遗憾的是，这一理论在魏格纳生前并未得到普遍承认，反而招致了诸多批评与反对。一方面是因为魏格纳没有地质背景，难免让人怀疑其科学性；另一方面是因为该理论在当时确实不完善，比如不能解释大陆漂移的动力来源。毕竟大陆是一个庞然大物，究竟是何等强大的力量，竟然能够推得动它们？

1930年，魏格纳去格陵兰岛进行科学考察，希望收集到更多证明漂移学说的证据，但在这次科考中他不幸遇难，年仅50岁。

1930年11月，魏格纳（左）在格陵兰岛进行科考时的照片 图片来源：Wikipedia

但人类对地球的探索从未停歇。第二次世界大战后，美苏出于军事战略需要，开始探测海底地形，没想到这一军事行动竟然为大陆漂移学说找到了突破口。

海底地形（红色条带为洋脊，深色阴影为海沟） 图片来源：Wikipedia

20世纪60年代，美国海洋地质学家H赫斯和R·S·迪茨提出“海底扩张学说”。他们认为洋脊（大洋中间呈条带状分布的海底山脉）是地幔对流的上升部位，海沟（大洋中狭长陡深的沟槽）是地幔对流的下降部位。在洋脊处，当地幔上涌物质抵达地表附近时，一部分喷出形成海底火山，推动两边的岩层分离；另一部分沿岩层底部往两边散开，摩擦推动岩层运动漂移，同时被推挤到海沟处的物质就慢慢折回到了地球深部。

小知识

地震发生时，岩层错动释放能量的地方叫做震源，震源在地面的投影是震中，地面建筑距离震中的距离是震中距。另外地震以波的形式释放部分能量，这种波叫地震波。

地震示意图 图片来源：作者自制

地震的过程有点像打响指，打响指时两个手指突然错动，并以声波的形式释放部分能量。我们之于板块，就好比灰尘之于指头，看到灰尘的命运，大概可以理解人类在地震面前的渺小与脆弱。

其实上面所说只是构造地震的成因，除此以外还有诱发地震、陷落地震等，但因为几乎所有造成重大破坏的地震都是构造地震，所以本文只介绍构造地震，并以“地震”代称“构造地震”。

地震的能量可以算出来吗？

提起地震，大家的第一反应可能是山河破碎，墙倒屋塌，但实际上绝大多数地震都没有这么严重。据统计，世界上每年要发生500多万次地震，平均每天都有一万多次。绝大部分地震规模很小，人类感受不到，真正能对人类造成严重危害的，每年大约有一二十次。

那么问题来了，我们应该如何描述一个地震的规模大小呢？

1935年，加州理工学院的里克特和古登堡教授制订了大名鼎鼎的里氏震级，以地震波的最大振幅来表征地震规模。他们对0级地震的设定是：地震让距离震中100公里处的地震仪产生的最大振幅为1微米，其他地震以此为基础确定震级，公式如下：

ML——里氏震级

A——距离震中100公里处的地震仪记录到的最大振幅

A0——1微米

可以看出，当距离震中100公里处的地震仪记录到的最大振幅为10微米时，震级为1级；100微米时，震级为2级，以此类推。

地震发生时释放的能量大部分以机械能（如岩石破裂）和热能（如摩擦生热）的形式滞留在震源区，另一部分以地震波的形式向四面八方传播，称为地震波辐射能量，正是这部分能量对地表造成了破坏。

里氏震级和辐射能量之间有一个经验公式如下：

E——辐射能量

M——震级

可以看出，当震级M增加1时，log10 E 增加15≈316倍；增加2级，辐射能量就会变成1000倍；增加3级，能量就会变成31623倍。

地震波辐射能量的数值是相当惊人的，可以尝试计算一下当M= 6时的能量，代入上式得

这一数值相当于一颗广岛原子弹的能量。1960年，智利发生了有仪器记录以来震级最高的地震，达到98级地震烈度图（颜色越深烈度越大） 图片来源：中国地震局

未完待续 模糊评价方法在地震预报中的应用[D]

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作者：肖易东

作者单位：中国科学院地质与地球物理研究所