第三章地球的脾气

太阳活动影响地震

在日地关系研究中，地震与太阳活动的关系也是天文学应用研究的热点之一。国内外的地学和天文工作者在这方面开展了大量的研究。我国的统计研究表明，全国地震频率与太阳黑子11年的活动周期有关，我国南北地震带强震高潮与低潮的组成周期为22年。我国科学家还发现，某些地区地震震中纬度迁移有较显著的准22年周期，并给出了天山地带的强震迁移公式，对地震预报有指导意义。

统计发现，地震常与地磁暴相伴，可能磁暴在壳中产生力的作用从而影响了地震。

地壳运动的“马达”

山脉的形成显然是地壳运动的结果。早在一个多世纪以前，就有人设想地球是从一个炽热的熔融的火球慢慢冷却以后形成的。在冷却过程中，地球体积逐渐收缩，于是地球的外壳就发生了褶皱和断裂，如同苹果的表面凸凹不平一样。冷却了的地球表面同样也是高低起伏的，这样就为陆地、海洋、山脉、盆地、河流等各种不同地形的形成奠定了基础，创造了雏形。这就是所谓收缩说。但是，本世纪初放射性元素的发现证实，放射性元素是地球内部的主要热源，它持续不断地放出热量，地球并不是像人们所想象的那样处在逐渐冷却之中，于是人们便开始对主张地球因冷却而收缩的收缩说产生了怀疑。同时，大量的资料表明，地球上巨大的山脉并不是因地球的冷却收缩而形成的。因此，一度流行的收缩说被否定了。

1912年，德国科学家魏格纳提出了大陆漂移的设想。他认为：全球在两亿年以前只有一块连在一起的庞大的陆地，中生代（从距今2.3亿年到7000万年以前）时才开始分裂、漂移，逐渐形成现在的位置。他找到了许多证据，证明漂移现象的存在，例如大洋两岸海岸线的轮廓，尤其是大西洋两岸的海岸线十分吻合，而大洋两岸的地质构造和生物群落等也具有相似性和连续性。1965年，布拉德等人把大西洋两岸的美洲大陆和欧非大陆像玩七巧板一样地拼合起来，令人惊奇地发现它们的吻合真可以说是“天衣无缝”。

但是，是什么力量推动大陆东漂西移的呢？当时包括魏格纳本人在内的一些科学家都认为大陆有离开两极地带而向赤道靠拢的倾向，正是这种力量——所谓离极力把大陆推动漂移。然而，根据计算结果，这种力量太小了，不可能推动大陆漂移。于是又有人提出是由于潮汐牵引的力量，但实际上，这种力量也仍然是太小了，它更不足以引起大陆的漂移。那么，究竟是什么力量推动它们的呢？这个问题不能解决，对于大陆漂移说来讲是个致命的打击。因此，不久以后的30年代，大陆漂移说自然就渐渐销声匿迹了。

大家知道，地球的表面有三分之二以上被海洋所覆盖，然而，在传统的概念中，大洋的洋底是一个没有地势起伏的平坦的盆地。可是，事实上，正如前面所谈过的，海底不仅有延伸几千公里的绵延起伏的山脉，而且还有高达3000～4000米以上的海底火山。

世界著名的海底山脉——大西洋中脊，从深达5000米的海底升起，高度可达3000米以上，宽度超过2000公里。它从北冰洋开始，往南经过大西洋中部，绕过非洲南部的好望角进入印度洋。在印度洋中部，洋中脊分叉，它的东支通过南极海伸展到南太平洋，在这里和东太平洋洋隆相接，形成环绕全球的洋中脊系统，其总长度竟达70000公里以上。大西洋中脊的面积几乎占了大西洋的三分之一，其规模之大远远地超过了陆地上的喜马拉雅山脉或阿尔卑斯山脉。

大西洋中脊有一个中心带，其宽度约为200公里，它具有高低不平的多山地形特征。在洋中脊的顶（轴）部，有一条南北向的宽约15公里的中央裂谷，有人把这个中央裂谷形象地叫做地壳的裂缝，它的确很像一条被撕开的裂缝。

海域热流测量结果表明，在各大洋的洋中脊的顶部，热流值比正常值高出7～8倍。为什么洋中脊顶部下面具有这么异常的温度呢？这是由于地幔对流的关系。由于地幔物质温度高，而洋中脊的顶部似乎是地热的排泄口，因此在洋中脊的中心地带，普遍具有高热流。距洋中脊越近，热流值越高；距洋中脊越远，热流值越低。在大西洋中脊如此，在东太平洋洋隆如此，在印度洋中脊也如此。这里，火山活动强烈，熔岩涌溢，同时这里也是海洋地震震源的集中地。

地幔对流的过程是很缓慢的，上升对流的时间可达几千万年甚至几亿年。地幔为什么会发生对流呢？格里格斯认为，这是由于岩石的传导性不良，放射性元素衰变产生的热量在地球内部聚集起来，使得地幔下层物质受热膨胀，密度减小变轻，从而引起它的上升，并发生对流，这就像锅里的粥煮开了一样。美国的赫斯和迪茨认为，正是由于地幔对流，高温炽热的地幔物质才能从洋中脊的中心带往上涌起，涌起的地幔物质便形成了新的海底，所以大洋中脊也就是新的大洋地壳——海底开始生长的地方，新的大洋地壳不断地增长，便把海底从洋中脊处向两侧慢慢地推开，东侧的向东移动，西侧的向西移动，于是海底逐渐扩张，这就是所谓海底扩张说。事实证明，距离洋中脊越近，火山岛的年龄就越轻，距离越远，年龄也就越老，这说明了海底的的确确是在逐渐扩张的。

目前，无论是主张以地壳的垂直运动为主的学派，还是主张以地壳的水平运动为主的学派，差不多都公认地幔对流是地壳运动的主要动力来源。大陆漂移说所遇到的一个致命的打击——驱动力的问题，一直到20世纪60年代后期才发生了戏剧性的变化，现在可以说基本上已经解决了：地幔对流是一个威力无比的马达。

失去平衡的滑坡

滑坡是一种最常见的地质灾害现象，尤其是在松散地层分布的地区滑坡的发生尤为频繁。

什么是滑坡呢？简单地说滑坡是指坡地的土体或岩体由于水、重力和人为等因素失去了平衡而沿着一定的斜坡面发生整体滑动的现象。这部分岩石土壤堆积物称为滑坡体。滑坡体的岩性松软破碎，一般为黄土、沙砾、碎石等，其中有些是残留在坡上的坡积物，也有些是洪水带来的洪积物。发生滑坡现象的因素除地形坡度较陡及岩性松软破碎外，最重要的因素是地下水的活动。由于地下水的渗透作用，在浅部土层或碎石堆积物与较坚硬的不透水岩体的接触面上形成了一定的水位，水不断地向外排泄，便形成了一个凹曲面。在地下水长期渗透作用下，当土体因含水量过多而导致重量增加失去平衡，同时由于水使接触面摩擦力减小，于是岩石土堆积物即沿斜坡滑落而形成滑坡。

滑坡发生的原因很多，既有内因，又有外因。滑坡发生的内在因素主要包括斜坡地层的岩石性质、斜坡的地质构造和内部结构；外在因素是指地表水和地下水的活动、人工切坡或加载以及震动等促进斜坡丧失稳定性等因素。人类的活动，如修建铁路、公路、桥梁，开挖隧道以及修筑水坝、水库蓄水等，均可促使滑坡的发生。另外，地震也是诱发滑坡的重要因素之一。

滑坡在世界各地分布广泛。日本是世界上多山、尤其是多火山和地震活动十分频繁的国家，滑坡几乎遍布日本各地。据1958年实地勘察结果，日本全国共查明滑坡5584个，面积达143263公顷，平均每年有40000公顷土地、78900问住房、218间校舍、500座神社受到滑坡的危害，甚至发生过滑坡将火车和公共汽车推入大海的事故。在美国，由于滑坡的发生，河流被滑坡体堵塞而形成湖泊；印度也发生过类似的情形。1962年，原捷克斯洛伐克通过滑坡普查，发现了9164个滑坡，被滑坡毁坏的耕地面积达35000公顷，森林达13500公顷。瑞士总人口仅为643万，滑坡灾害曾使5000人丧生。前苏联和美国，每年因滑坡造成的损失可达数千万以至数亿美元。

我国发生滑坡的地区分布很广，而且是世界上最早有滑坡记录的国家，滑坡造成“移山湮谷”、“地移村掩”的灾害，在历史上早有记载。公元前186年，武都（今甘肃省武都县）由于地震引起了滑坡，死亡760人。该滑坡记录较欧洲有文字记载的滑坡记录要早749年。

近几十年来、我国境内的滑坡活动更加频繁，尤其是在西南和西北地区，每年都有规模不等的滑坡发生。据统计，四川省滑坡、泥石流共波及90个县区，约有60000处之多；在陕西凤县、略阳、宁强、勉县等县，发生滑坡、泥石流的地段达20000多处。

（1）甘肃洒勒山滑坡

甘肃省东乡族自治县是个多滑坡的地区，东乡果园洒勒山的前后左右都有许多老滑坡体。这里解放以来曾发生过4次大的滑坡。1983年3月7日又发生了一次大型滑坡，其规模之大、滑动速度之快、造成损失之惨重，均属国内外所罕见。

这次滑坡的滑坡体南北长约1600米，东西宽600～1100米，其厚度达20～35米，滑坡体的体积约600万立方米，滑坡体在地表所占的面积约3平方公里。在大约2～3分钟之内，滑坡体即滑至巴谢河南岸，截断了巴谢河，掩埋了苦顺、新庄、洒勒三个村庄，毁坏良田达3000余亩，掩埋致死237人，重伤27人，损失惨重。

洒勒山主峰位于巴谢河的北岸，山脉呈东西向延伸，主峰海拔2283米，相对高差大于300米。山体从上到下由黄土、亚砂土、紫红泥岩组成。山坡的坡度为40°左右，顶部在50°～60°左右。南坡冲沟较为发达，加上1982年冬季降雪量较大，因此在第二年融雪期间形成的地下水的作用下，产生了这次震惊中外的大型滑坡。

（2）云南禄劝县烂泥沟滑坡

烂泥沟滑坡是1965年11月20日至23日发生在云南省禄劝县普福乡烂泥沟的一次特大型滑坡。在滑坡体剧烈滑动之前，地面曾出现长200～300米，宽约2米的大裂缝，至11月20日晚11时33分，裂缝急剧扩大到3～4米宽。第一次滑动，滑坡体土石方总量达2.5亿立方米；23日晚发生第二次、第三次滑动，滑坡体土石方总量分别为5000万立方米和900万立方米。由于滑坡体前后缘高差大、山坡陡，滑坡物质滑落后，顺沟谷高速滑动5～6公里，直到前方受到鲁干大山阻拦后，方才停积下来。滑坡在河谷中堆积而筑成了一个拦河大坝，构成了一个容量达500万立方米的水库。此外，还由于巨大的滑坡体急剧下滑而引起地面大的震动，震级达4.4级，震中烈度达到5～6度。直接遭受滑坡之害的有4个村庄，共计85户、283间房屋；被掩埋的死亡人数至少为443人。1966年7月，即滑坡发生8个月之后，大坝又发生溃决，形成了一股强大的泥石流，大量石块被带进金沙江，形成了险滩。

滑坡的防治措施主要是工程措施，包括截排水工程（排除水对滑坡的作用）、卸荷减重工程（减轻滑坡重量）、坡面防护工程（加固岸坡）等。由于滑坡的类型很多，引起滑坡的原因也很多，因此，要根据当地具体条件，采取一种或几种措施相结合的方法，才能取得良好效果。

地球嚎啕大哭

泥石流虽然也和山崩一样是一种比较罕见的灾害性地质现象，但它十分凶猛，一旦发生，对人类的危害性极大。泥石流是山区突然爆发、历时短暂、含有大量泥沙和石块等固体物质并具有强大破坏力的特殊洪流，俗称“山洪”、“龙扒”、“走蛟”等。泥石流在一些山区，一般几十年甚至几百年才发生一次，但也有个别山区一年会爆发几十次。泥石流的发生远远不如滑坡那样普遍，但其危害程度大大超过滑坡。

泥石流是温带和半干旱山区所特有的一种突发性的地质灾害，在我国主要分布在西南、西北的高山区，西藏高原的边缘山区以及西北的黄土高原地区。

造成泥石流的条件主要有以下几项：一是要有物质来源，即常年累月地积存下来的大量泥沙、石块；二是要有充足的水源；三是地形陡峻，也就是说，它常常发生在山区的沟谷地带。

在泥石流形成之初，通常可听到从山沟里传来雷鸣般的阵阵巨响，紧接着，泥石流便挟带着大量大小不等的石块、泥沙，前推后涌直泻而下。泥石流的每一次阵流（阵发性泥石流），相隔时间一般为几秒到几分钟不等。阵流持续一段时间后，如遇暴雨不止，就会形成另一种形态的泥石流，即连续流，也就是阵流一个连着一个，连续不断。连续流通常流速、流量很大，迅猛向前奔涌，其冲击力更大，破坏力也就更甚。

研究表明，泥石流在地球上的分布极广，七大洲中除南极洲外，其余六大洲的六十多个国家和地区都受到泥石流的危害，世界上泥石流发生最频繁、来势最凶猛的地区要数阿尔卑斯山—喜马拉雅山系、环太平洋山系以及欧亚大陆内部的一些山系了，其次是拉丁美洲、大洋洲和非洲的某些山区。

我国是世界上多山的国家，泥石流分布十分广泛，危害也相当严重，但各地危害程度不一，在我国境内，黄土高原、祁连山和昆仑山的山前地带，秦岭、太行山地区以及北京的西山、辽宁西部的山区和吉林长白山地区，均有泥石流分布，甚至在我国东南沿海地区，也时有泥石流灾害发生。而我国西南横断山区，则是我国泥石流发生最频繁、爆发最凶猛的典型分布区。

（1）云南东川因民沟

泥石流

1984年5月27日晨4时30分，在云南省东川市西北一百多公里处的因民沟，发生了一次由暴雨引起的泥石流灾害，给当地人民的生命财产造成了巨大的损失。

这次泥石流发源于因民沟上游左侧的支流——黑山沟。黑山沟沟长5.4公里，集水面积9.5平方公里，山坡坡度左岸为50°，右岸为45°左右，分水岭处标高3579米。从总体来看，山体比较稳定，仅局部地段有少量浅层滑坡，有的地方也曾发生过山崩。但由于人类长期的经济活动和自然风化作用，尤其是山崩时有大量的块石滚到沟床中填积，长年累月，越积越多，为泥石流的发生提供了物质来源。

1984年5月27日，在黑山沟的上游三风口一带降了一场百年不遇的雹暴雨，冰雹粒径为10到20毫米，雨滴直径为5至10毫米，雹暴雨来势凶猛，沿陡峭山坡直泻而下，夹带着大量的沙石泥土，形成了一股股强大的黏滞洪流汇聚于沟床中，涌向下游。流量越大，流速也就越快，到黑山村上游80米处，开始淘蚀沟床，最后造成水、泥、沙、块石俱下的泥石流，犹如一条长龙，直向因民沟袭来。它的舌状前缘，俗称龙头，把沟床中的沙砾、石块推向下游，掀上两岸。

据现场调查，这次泥石流破坏并波及的地段，长1500米，宽30～50米，沟床被淘深2.5～5.0米，搬运固体物质总量为36万立方。固体物质中块石直径大于0.5米者约占30%，最大为5.5×3.3×1.6米，泥石流的流量为400立方/秒，流速为6.11米/秒。在这场泥石流中共死亡121人，伤34人，死牲畜360头，冲走粮食137万斤、食油3万斤，冲毁农田3205亩，冲毁各种建筑4万多平方米、管道2万多米，造成直接经济损失约合人民币1000万元。

（2）四川甘洛县利子依达

泥石流

1981年7月9日，在四川甘洛县利子依达发生了一场高密度黏稠泥石流，它是解放后三十多年来在横断山脉地区发生的规模最大、损失最为惨重的一场泥石流。

利子依达是成昆铁路横跨大渡河后从沟口附近穿越的第一条沟谷，属凉山彝族自治州甘洛县。主沟与大渡河交汇处海拔638米。当时正在成昆线上行驶的列车的两个机车头、一节行李车和一节硬座车厢顷刻之间被推到了大渡河中，另外两节硬座车厢被扔到桥台护坡上，还有一节出了轨，造成了很大的伤亡。

泥石流的防治措施有两类：一是生物措施，通过植树造林、种草育草来保持水土，使斜坡坡面得到保护；二是工程措施，如改善泥石流流势，增大桥梁等建筑物的泄洪能力等等。

开创新生面的火山地震和陷落地震

人们很早就注意到火山喷发前后伴生有地震，这就是火山地震。

意大利著名的维苏威火山东南坡上的庞贝古城，63年2月5日曾发生较强烈的地震，其后的16年里便经常发生小地震。79年8月24日地震活动达到高潮，接着维苏威火山开始大爆发，火山喷出的熔岩、浮石、碎石、火山灰埋葬了整座庞贝古城，直到1592年当地修筑水渠时才发现其遗迹。1748年开始进行发掘，1763年才证实这就是被地震和火山爆发毁灭了的庞贝古城。庞贝古城的两万多居民，如果能够意识到火山爆发前持续了十多年的一千多次地震是火山大爆发的先兆，就可能避免全城覆灭的命运，庞贝灿烂的古代文化和文明，就可能较多地流传下来。

1855年，有人根据南太平洋新西兰惠灵顿地震造成的地面上升情况，认为这次地震与火山爆发在成因上有密切关系，推测火山地震是地下岩浆上涌注入地下岩层裂隙，裂隙中的压力增高使地表岩层破裂导致火山喷发，喷发时大量气体在火山口附近爆炸形成地震。

后来科学家们在火山周围建立地震台，监测火山地震的活动情况。日本学者分析地震仪观测记录到的火山地震的地震波，发现地震波的冲击方向都指向火山中心，因此认为火山地震是由于岩浆大量喷发之后，火山内部压力减小，引起火山的岩层断裂错动而形成地震，所以火山地震群大都发生在火山大爆发之后。

在有活火山的地区，经常发生地震。从20世纪60年代开始，多火山的国家都在火山周围建立地震观测台网，用以观测地震活动情况，并以此监视火山的活动。经过观测研究，许多科学家认为，当地质构造运动使地壳局部区域改变状态变得软弱时，岩浆就趁机上涌，并沿隙缝冲出地面，形成岩浆喷发时的火山地震。另外，当岩浆注入地下断层裂隙后，可能降低断层面上的摩擦力，加强断层附近地应力，改变地应力的平衡分布，使断层错动发生地震，同时岩浆喷出地表形成火山爆发。但发生在火山区域的地震不一定都是火山地震，例如，日本首都东京位于著名的富士山火山群区域，1923年发生的毁灭了东京的大地震不是火山地震，也没有引起火山爆发。

世界上火山带与地震带的分布基本一致。火山主要分布在太平洋沿岸及其弧形岛屿地带，形成“太平洋火山环”。另外，中亚至地中海一带火山也比较多。意大利、日本、印度尼西亚、堪察加半岛、墨西哥、智利、夏威夷群岛等多火山的国家和地区，常发生火山地震。

我国的火山主要分布在东北、内蒙古、山西、云南、新疆和台湾。东北长白山区的白头山火山曾于1597年和1702年爆发过，黑龙江德都县五大连池火山也曾于1720年爆发过，这几次火山爆发都可能伴有一些小地震。台湾大屯火山群的七星山火山，至今还在继续活动，是我国著名的活火山，经常发生微弱的火山地震。新疆于田县苏巴什以南昆仑山中大坂西沟附近的火山，1951年5月27日曾爆发，爆发时发出巨响，从火山口喷出圆柱状的烟灰，飞出石头，由于喷发不甚猛烈，未引起较大的地震。

没有人否认火山爆发会引起地震，但火山地震一般都很小，数量也很少，仅占全世界地震总数的百分之几。通过观测火山地区的地震活动来预报火山爆发，已成为很有效的办法。

另外，在我国广西、贵州、云南东部分布有石灰岩地下溶洞的地区和全国各地的某些矿区，有时由于溶洞、矿山采空、地下水过量开采致使地表塌陷，会引起局部范围的地面震动或破坏，这就是人们熟知但少见的陷落地震。与构造地震和火山地震比较，陷落地震数量极少，影响范围极小，都属于小地震之列。例如，1935年广西百寿县安和乡屯浪弄发生一次较大的陷落地震，仅崩陷了三四万平方米，陷坑附近房屋屋瓦掀动，十多公里范围内的居民受到惊骇。

陷落地震越来越受到人们的特别重视。煤矿采空区自然塌陷和人为放落采空区顶板造成的地震较普遍。例如，1973年5月30日起，山西省大同煤矿区微弱地震次数逐日增多，5天后每日达80多次，6月14日发生两次较大的有感地震后，地震次数进一步猛增到一天内发生240多次小地震，紧接着就发生了矿井采空区塌落（冒顶），形成震级达4级的陷落地震，之后小震次数急速减少，很快就趋于平息。矿区陷落地震的这一普遍规律，已被用来监测预报矿山采空区的自然塌落，成为保障矿区安全生产的重要手段之一。

除构造地震、火山地震和陷落地震外，陨石坠落冲击地面、陡峻的山坡和海岸崩塌等，也会形成地震，这些自然原因造成的地震，统称为天然地震。开山炸石、采矿爆破、地下核爆炸等也产生地震，称为人工地震。地下核爆炸促进了地震学的发展，地震观测又使核试验的秘密暴露在光天化日之下。

强大的地下核爆炸是人工地震，它产生的地震波虽然比大地震微弱得多，但同样传遍全世界，用灵敏度很高的地震仪可以把它记录下来。任何国家在任何地区进行地下核试验，设有地震台的国家，几分钟后就能分析出核爆炸的时间、地点和量级（核爆炸的大小）。因此，如今的地震学已不仅仅是一门重要的基础科学，而且跃入了尖端科技领域，开创了应用地震学的新生面，推动着其他学科的迅速发展。

险象丛生的水库地震

人类对自然规律认识不多的时候，某些自然现象的发生。往往出乎人们的预料之外。修建大水库诱发地震，就是这样一种自然现象。

希腊曾在阿里洛斯河上修建蓄水0.41亿立方米的马拉松水库，1929年10月建成并蓄水，1931年在库坝区开始发生小地震，这是世界上最早由水库蓄水诱发的地震。因为该水库处于地震活动区，建水库之前，当地就曾发生过地震，因此水库蓄水后诱发的地震没有引起人们的特别注意。地震随库水增高而增多，1938年库水猛涨的时候发生了5级地震，震动了水库大坝，更震惊了科学家和当地群众，人们才开始注意水库蓄水诱发地震的问题。

1935年，美国在科罗拉多河上修筑胡佛大坝，建成蓄水375亿立方米的米德湖大水库。虽然库区几百年来没有发生过地震，美国工程技术人员仍注意吸取希腊马拉松水库地震的教训，在库区周围建立地震台，监测地震活动。1936年水库水位升高到100米时，库区发生一次小地震；库水继续增高，地震也随着增多增强。1939年库坝区发生5级地震，危及水库及其下游人民的生命财产安全，美国政府被迫投入大量人力物力详细研究水库与地震的关系，从此研究水库诱发地震逐渐成为地震学中的一个重要课题。

科学家和工程技术人员虽然注意到大水库可能会诱发地震，兴建水库前要对库区地震活动性进行调查和观测研究，认真考虑大坝的抗震性能，但失误仍然一再重演，险情不断发生。

1958年，我国在风光秀丽的广东省东江支流新丰江（河源县）兴建新丰江大型水库，一年多即筑成一座105米高的混凝土大头坝（空心坝），库容115亿立方米。库坝及周围地区历史上没有破坏性地震记录，按抗震建筑规范规定，大坝按抗6度地震烈度设防（即不抗御破坏性地震）。1959年截流蓄水，库坝区即开始发生小地震，地震随库水增高而增多增强，当地群众不时感到地震的摇撼，听到地震时的地声。

1960年，当水库第一次蓄满水之后，大坝附近小地震骤然增多增强，并发生一次人们感觉强烈的地震，引起地震工作者、工程技术人员和当地群众的高度警觉。大坝一旦溃决，东江沿岸的河源、增城、惠州、东莞、广州等许多城市都将被一扫而光，并危及香港和澳门的安全。在危险迫在眉睫的时候，周恩来总理亲临水库大坝视察，指示立即采取有效防范措施，加固大坝，确保安全。水库工程局当即决定改大头坝为实心的重力坝，对大坝按抗御8度地震烈度加固，以实际抗9度进行验收。与此同时，成千上万的小地震接踵而至，0.4级以上的小地震平均每月达4000多次，危如累卵。

当大坝加固工程临近结束时，1962年3月19日，大坝下游1公里处发生了6.1级破坏性地震，坝区的地震烈度达8度。纵横100公里范围内的城乡机关、学校建筑物和民房倒塌1800余间，破坏23900余间，死伤85人。地震时，大坝剧烈摇晃，水平裂缝贯穿坝体，大坝电厂及附属设施均遭破坏。由于震前加固及时，大坝整体稳定，才顶住了强烈地震的冲击，转危为安，避免了一场险恶的灾难。三十多年来，新丰江水库地震台观测记录到的地震已超过了40万次。新丰江水库是世界上诱发地震次数最多、地震延续时间最长、大坝加固最及时的大水库。

20世纪60年代以来，水库地震遍及世界各国，水库地震与日俱增，国内外已有几十座库容1亿立方米以上的大水库诱发了地震。非洲赞比亚卡里巴水库、印度柯依纳水库、希腊克里马斯塔水库和我国新丰江水库等，都诱发了6级以上的破坏性地震。

纵观国内外的水库地震，地震次数和地震大小均随库水升降而增减，最大地震一般发生在第一次蓄满水后的数月之内。水库地震还与库容及坝高有一定关系，诱发了地震的水库，库容一般在10亿立方米以上，坝高多在100米以上。破坏性的水库地震，都发生在库容25亿立方米以上、坝高100米以上的大型水库。但不是所有高坝大水库都诱发地震，全世界坝高200米以上的大水库只有25％左右诱发了地震，坝高100米以上、库容10亿立方米以上的大型水库只有10％诱发了地震，坝高100米以上、库容不足10亿立方米的大型水库则只有0.54％诱发了地震。

许多位于地震区的大水库平安无事，有些位于非地震区的中小水库却诱发了地震。但所有诱发地震的水库，都位于地质构造复杂和地下岩层软弱易透水的地区。几十万年来地质构造活动强烈、有大规模活动断层或多组断层交错切割的地区，地下应力分布复杂，水库蓄水后增加的静压力可以改变地下应力分布状况，造成地下应力分布不均匀和局部加强，致使断层失去平衡，最后突然断错形成地震。另外，水渗透对断层面的软化、润滑、吸附、增温、水化学、气化学及应力腐蚀等物理化学作用，亦使地下断层易于活动，导致发生一系列地震。各水库的具体情况和条件不同，诱发地震的原因也不完全相同，但水库地震都属于有水参与作用的构造地震，研究水库地震是地震学的一个专门课题。

破坏严重的高烈度地震

地震有大有小，对地面的影响或破坏程度有强有弱。大地震导致山崩地裂、房倒屋塌，小地震则一晃而过。

1668年7月25日（清康熙七年六月十七日），文学家蒲松龄出游到山东省临淄县北的古齐城，晚上8点左右他正与表兄李笃在旅馆对烛畅饮时，忽闻地下有声如雷，自东南方向传来，众骇异，不解其故。接着桌子颠簸，酒杯倾倒，屋梁椽柱错折乱响，人们相顾失色，呆滞了一阵才意识到是地震，急忙逃往屋外。只见远近楼阁房舍剧烈摇晃，墙倾屋塌之声与儿啼女号声交混鼎沸。人眩晕坐立不稳，河水倾泼且猛涨数米，四野鸦鸣犬吠，一个多小时后始稍定。蒲松龄把自己的这些亲身体验和见闻，写成《聊斋志异》一书中精湛的《地震》一文。这次大地震就是山东省郯城、莒县发生的8.5级大地震。

山东省南部的郯城、临沂、莒县、莒南一带是1668年大地震的极震区，灾情十分惨重。城郭房舍、庙宇寺观毁如平地，数百公里内无立着的房舍，城内及四乡遍地裂缝喷水涌沙，高阜崩为堑，平地陷为渊。地裂缝深不可测，宽不能越，长者数公里，断续数十公里，遍布山东省全境及江苏省北部的许多县区。井、泉、裂缝喷水高达数米至十几米不等，河水暴涨，平地水深数米。莒南、莒县一带山崩裂15处。江苏北部的赣榆县海滩隆起，黄海海水后退15公里之遥。可见，这次大地震对地表自然景观的破坏程度是很严重的，破坏范围是很广阔的，地震烈度是很高的。

地震烈度是衡量地震时地表受震强度的标准。它是根据地震时人的感觉、房屋建筑物受震程度和地表自然面貌受影响的程度综合评定出来的。

每次地震震动最厉害的中心区域烈度最高，称为极震区烈度；距离震动中心区域越远的地方，烈度越低。好比炸弹爆炸一样，炸弹的炸药量相当于地震本身的大小（即震级），炸弹爆炸后对各地的破坏程度相当于烈度，爆炸点附近区域破坏最严重，距离爆炸点越远破坏越轻。由于地震波在地下行走的路径不同，各地的地质构造、岩石性质、土质条件和地下水分布情况不同，各地房屋等建筑物的形式和耐震程度千差万异，所以每次地震的烈度分布都很复杂。

根据地震现场的实际受震情况，科学家把地震破坏程度分为若干等级，作为评定地震烈度的标准，并绘成图表，称为地震烈度表。最早的地震烈度表是一次地震制定一回，内容很简单。欧洲人卡塔尔迪在调查1564年7月20日发生在阿尔卑斯山麓的地震时，在地图上用不同颜色标出地震破坏强弱的分布，这就是世界上第一个地震烈度表。19世纪，意大利学者罗西和瑞士学者弗瑞尔分别研究地震烈度问题，1883年他们联合发表世界上第一次得到广泛使用的综合性的罗—弗氏地震烈度表。这个表把非破坏性地震对地表的影响程度由弱至强分为7个等级，破坏性地震从破坏至毁灭分为3个等级，即全表共分为10个等级（称10度表）。1912年，德国学者西伯格除在内容上充实罗—弗氏烈度表的判据外，将最高的一个烈度细分为3度，成为当时最完备的通用12度烈度表，是各国制定本国地震烈度表的蓝本。

1957年，我国地震学家谢毓寿教授根据我国建筑物的形式和结构特点，编制成12度的《新的中国地震烈度表》，表中的各度烈度按房屋、结构物、地貌和其他现象等四项内容，较详细地列出了烈度判据，并对房屋类型和建筑物的破坏程度作了较明确的说明。二十多年间，这个烈度表在我国地震科学研究和国家基本建设中发挥了积极作用。1980年，国家地震局组织修定发布了新的《中国地震烈度表》，在表中增加了平均震害指数和参考物理指标。

为适应新时代抗震设防的要求和土木工程师的需要，1992年，欧洲地震委员会（ESC）重新修订著名的1964年《欧洲地震烈度表（MSK—64）》，制成新的《欧洲地震烈度表（MSK—1992）》，作为烈度表的国际标准向欧洲各国推荐使用。迄今为止，全世界已有六十多个地震烈度表，大多数都是12度表，基本内容大同小异。低烈度以人的感觉为主，中、高烈度以房屋等建筑物破坏情况为主，极高烈度则以山崩地裂等地貌自然破坏现象和破坏范围作为评定烈度的主要依据。把国内外所有地震烈度表的主要内容抽出来汇集在一起，可制成下列简缩的示意性的地震烈度表：

极震区烈度等于或大于6度的地震，一般被称为破坏性地震，或称为强烈地震、大地震。1668年，山东省郯城、莒县发生的大地震，极震区烈度达到12度，是世界上罕见的大灾难震之一。1976年，河北省唐山大地震的极震区烈度达到11度，而且高烈度区分布在唐山市区内，因此造成的破坏和损失相当严重。

地震烈度高低与震级大小关系密切，震级越大，烈度越高。对于发生在地下10～30公里深处的地震，震级与极震区烈度大致有如下对应关系：

地震烈度高低还与震源深浅密切相关，对于震级相同的地震，震源浅则极震区烈度高，但影响范围较小；震源深则极震区烈度低，但影响范围较大。另外，地下岩层中断裂纵横、岩石破碎、土质松软、地下水位接近地表和建筑物不耐震的地区，发生中、小地震也会造成严重灾害，出现很高的地震烈度；而地下岩层完整坚固、土层结实、地下水位较深和建筑物按抗震建筑规范设计建设的地区，地震时地震烈度一般较低，即使发生大地震，也不致于造成惨重的灾祸。

地球的黑飘带

在地球演化的历史长河中，地震是经常发生的一种自然现象，从46亿年前地球形成并出现地质构造运动开始，就有地震发生。而人类对地震的认识只有几千年的历史，使用近代地震仪器观测记录地震则仅仅100年，究竟地球上发生过多少次地震，有多少人死于非命，有多少财富付诸东流，恐怕是永远揭不开的谜。

1981年，美国地震学家统计分析了全世界近80年发生的地震，得出每年全球平均发生各级地震的次数大致为：包括零级地震在内，全世界每年平均发生地震500万次左右，每年死于地震灾难的人数平均为1万人左右。

地球上不是到处都发生大地震，大地震只发生在地质构造活动很强烈的地区，特别是地球岩石层圈不牢固的地带。

20世纪60年代以来，科学家们认识到，地球固体外层厚70～100公里左右的这一层，是紧紧包围着地球的坚固的岩石层，但它不像天衣无缝的蛋壳那样完整，而是由许多巨大的岩块——地球岩石板块紧密拼接在一起构成的。板块大小不等，构成全球岩石层圈的六大板块是：欧亚大陆板块、美洲大陆板块、非洲大陆板块、大洋洲（印度）板块、南极洲板块和完全是海洋的太平洋板块。各大板块又由一些较小的板块组成，例如，我国大部分版图处于欧亚大陆板块中的东南亚板块，从中还可以再划分出更小的东南亚半岛板块、中国东部板块、中国西部板块和西伯利亚板块等等。我国东临太平洋板块中的菲律宾板块，西接欧亚大陆板块中的土耳其板块，南连大洋洲板块中的印度半岛板块。各板块不但大小不一，它们各自的运动方向和运动速度都不一样，在板块交接带附近就形成了高耸的山脉、海底山岭，深邃的海沟、峡谷和水平错动的巨大深断层带，这些地方就是大地震的策源地。大地震沿海岭、海沟和水平大断层带等的巢穴分布，形成鲜明的大地震带——地球的黑色飘带。

九十多年来，各国地震台共观测到全世界7级以上的大地震两千多次，它们主要集中发生在以下三个地震带上：

第一，太平洋周围地震带：地震沿太平洋周围的岛弧。海沟和水平大断层带分布，即沿南北美洲西海岸，经美国阿拉斯加海岸、阿留申群岛至俄罗斯堪察加半岛，转向千岛群岛到日本，然后分成两支，一支向南经马里亚纳群岛至伊里安岛，另一支向西南经琉球群岛、我国台湾岛、菲律宾群岛、印度尼西亚群岛至伊里安岛，两支汇合后经所罗门群岛、新赫布里底群岛、汤加至南太平洋的新西兰。

这一地震带的地震活动最强烈，全球76％的地震能量从这里释放出来。几乎全部深源地震都发生在这里，因此太平洋沿岸的国家和地区屡遭大地震的袭击和浩劫。

第二，阿尔卑斯—喜马拉雅（欧亚）地震带：西起大西洋中的亚速尔群岛，向东经地中海及其沿岸的葡萄牙、西班牙、意大利、希腊、北非沿岸国家，再向东经土耳其、伊朗、阿富汗、格鲁吉亚、亚美尼亚、阿塞拜疆、土库曼、塔吉克、印度北部、我国西部和西南地区，经过缅甸至印尼与太平洋周围地震带相汇。

这一地震带的地震活动虽不如太平洋周围地震带那么强烈，特大地震不多，地震释放的能量只占全球地震能量的22％，但它横贯人口众多的欧亚大陆，震源一般都不深，往往造成严重灾害，其重要性和危害性与太平洋周围震带相比都毫不逊色。

第三，海岭地震带：沿大西洋、印度洋和太平洋绵延几万公里的海底山岭分布。

这一地震带的大地震虽然数量不多，震级不特别高，震源也不深，但它们完全沿狭长的海岭和水平大断层分布，对于研究地球岩石层圈的构造和板块运动，具有十分重要的意义。

我国台湾位于太平洋周围地震带上，新疆南部、西藏、四川西部和云南则位于阿尔卑斯—喜马拉雅地震带上，是科学家公认的我国著名的大地震巢穴。

使地球颤栗的高级地震

地震破坏的轻重程度用烈度来表示，而地震能量的大小则根据地震仪观测记录的地震波的强弱程度来计算，计算出来的结果就是震级。

1960年5月21日（星期六）早晨6点多钟，南美洲智利阿劳科半岛南端太平洋深海沟，突然发生一次7.9级强烈破坏性地震，居民们刚起床不久就被震得昏头转向，房倒屋塌，死伤甚众，幸存者慌忙逃离残破的房舍，半小时后又发生一次同样强烈的地震。第二天是个灾难更为深重的星期天，快到下午3点又发生一次更大的地震，11分钟后使地球发抖的特大地震惊天动地地发生了。智利从南到北600公里海岸的城镇变成废墟，沿海土地下沉一两米，地下沙水冒出地面淹没大片土地，再加上接踵而来的暴雨造成的河水泛滥、平静了五十多年的普惠火山持续几个星期的喷发、大海啸的反复洗劫和不断发生的强烈余震，使智利人民和太平洋沿岸各国人民陷于严重的震灾和水患之中。一个月内共发生225次强烈地震，其中10次超过7级，3次超过8级，最大一次地震达到9.5级，这是世界上震级最高、强烈地震次数最多的大地震群。

震级是表示地震能量大小的一个科学标度。1935年，美国地震学家里克特首先创立震级概念和测定方法，他使用伍德—安德生式扭力摆地震仪，观测美国加州南部1000公里范围内的地震。这种地震仪可以把地震波的振动放大2800倍。在距离震中100公里的地方，当地震仪记录下来的地震波水平平均振幅为1微米（即0.001毫米）时，里克特规定这样大小的地震为零级地震；以它为标准推算比它大或比它小的其他地震的震级，称为里氏震级。因为里克特观测到的地震波是在地球内部向四面八方传播的地震纵波和横波（统称为地震体波），用它们测定的震级就叫做里氏体波震级，用英文字母ML表示。

1945年，美国地震学家古登堡在观测1000公里范围以外的远地震时，发现地震波中振动周期20秒左右沿地表层传播（不通过地球内部）的地震面波最强烈。后来对于1000公里以外地震的震级就用地震面波来测定，因为其基本原理和方法仍然是里克特创立的，所以这样测定的震级称为里氏面波震级，用英文字母MS来表示。

观测分析和理论研究证明，震级与地震波类型、地震台地基条件、震源情况、地震波传向地震台的方位、地震波传播途中遇到的地质构造情况、地震台使用的地震仪类型及性能等因素密切相关。每次地震只应该有一个震级数值，但由于各地的上述具体情况不同，国内外各地地震台测定的同一次地震震级数值就有差异。例如，1976年7月28日河北省唐山大地震，美国地震报告定为7.9级，美国地质调查所测定为8.2级，美国帕斯登纳地震台测定为7.6级，美国帕默地震台测定为8.2级，美国檀香山地震台测定为8.0级，美国夏威夷地震台测定为8.1级，日本地震报告定为8.0级，日本长野地震台测定为7.5级，瑞典乌普萨拉地震台测定为8.1级，日本气象厅测定为7.5～8.2级，原香港英国皇家地震台测定为8.0～8.2级，原苏联莫斯科地震台测定为7.7级等等，最大相差0.7级。由于唐山大地震很大，我国地震台使用的微震仪记录全部超出限度，不能用来测定震级，只能使用少数强震仪的记录来测定，西安地震台测定为7.8级，兰州地震台测定为7.7级，成都地震台测定为7.9级，渡口地震台测定为7.6级，最大相差仅0.3级。根据以上各地震台测定结果的平均数值，唐山大地震的震级即定为7.8级，这与用其他方法估算的结果基本相同。

各种震级可以通化为一个基本的物理量——地震波能量E。1956年，古登堡给出里氏震级与地震波能量的关系，各级地震的地震波能量大致是：

震级相差1级，地震波能量相差31～32倍。最小的-7.9级地震与迄今观测到的最大的9.5级地震，地震波能量相差100多亿亿亿倍。全世界每年地震波释放出来的总能量平均为约1018焦耳。1960年智利特大地震群的地震波能量超过1019焦耳，超过全世界年平均释放的地震波能量的数十倍，相当于1945年美国投向日本广岛原子弹威力的5000万倍，足以影响地球自转速率、地极运动，激发地球的自由振荡，所以地震那几天，整个地球颤抖不已，太平洋的海水振荡了一个星期之久，如此巨大的地震波能量，实际上还不到地震释放总能量的1％。在震源处，绝大部分地震能量主要以热能、机械能、化学能、电磁波能、位能、势能等多种形式释放转换掉，但这些能量至今还无法直接测定。