地震（Earthquake）

什么是地震？（What Is an Earthquake?）

• 应力（Stress）：单位面积上的力，导致岩石变形。
• 应变（Strain）：相对变形量，表示变形的百分比。
• 强度（Strength）：岩石在应力超过此临界值时会破裂。
• 地震是岩石在应力作用下沿地质断层突然破裂，释放能量形成地震波，引起地面震动。
• 大多数大地震是由预先存在的断层破裂引起的。
• 断层两侧岩块突然滑动，释放能量，应力降低。地震后应力再次累积，最终导致下一次大地震。
• 活动断层（Active faults）：重复发生地震的断层，集中在板块边界。
• 弹性回跳理论（Elastic rebound theory）：解释地震发生机制，应力累积超过岩石强度，发生断裂，岩石恢复到无应力状态。
• 震源（Focus/hypocenter）：地震发生的地下位置。
• 震中（Epicenter）：震源在地表的垂直投影点。
• 前震（Foreshock）：主震前的小地震。
• 余震（Aftershock）：主震后的小地震。

如何研究地震？（How Do We Study Earthquakes?）

• 地震仪（Seismographs）：记录地震波的仪器，可记录垂直和水平地面运动。
• 定位震中：利用至少三个地震仪记录的 P 波和 S 波到时差，结合距离-时间曲线图确定震中位置。
• 地震震级（Earthquake magnitude）：衡量地震大小的标度，对数形式，震级增加 1 级，地震波振幅增加 10 倍，能量增加约 32 倍。
  • 里氏震级（Richter Magnitude）
• 地震烈度（Earthquake Intensity）：衡量地震在某一地点造成的地面震动程度，随距离震中距离减小而减弱。
  • 地震烈度标度（Seismic intensity scales）：根据地面震动强度对烈度进行分类。

地震和断层模式（Earthquakes and patterns of faulting）

• 地震在全球分布不均，主要集中在板块边界。
• 中国、加州、中东、日本、南美洲是地震危险性较高的地区。
• 中国主要地震带分布。
• 粤港澳地区地震震中分布。

地震灾害和风险（Earthquake hazards and risks）

• 地震造成的破坏方式：
  • 断层和震动（faulting and shaking）：直接破坏建筑物和基础设施。
  • 土壤液化（soil liquefaction）：饱和松散土壤在地震震动下失去强度，变成液态。
  • 滑坡和地面破坏（landslides and ground failures）：地震引发山体滑坡和其他地面失稳。
  • 海啸（tsunamis）：海底地震引起巨大海浪。
  • 火灾（fires）：地震破坏燃气管道和电力线路引发火灾。

地震预测（Can earthquakes be predicted?）

• 地震预测分为：
  • 长期预测（decades to centuries）
  • 中期预测（months to years）
  • 短期预测（days to weeks）
• 目前，精确的短期地震预测仍然是世界性难题。

减轻地震风险（Reducing earthquake risks）

• 灾害特征分析（hazard characterization）
• 土地利用政策（land-use policies）
• 抗震工程（earthquake engineering）：包括建筑规范。
• 应急准备（emergency preparedness）
• 地震预警系统（earthquake early warning systems）
• 抗震建筑（earthquake resistant building）