地震概論第三章

地震概論第三章第1頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第3章地震儀及基本參數(shù)的測(cè)定3.1張衡的候風(fēng)地動(dòng)儀(Seismoscope)第2頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第3頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第4頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第5頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.2現(xiàn)代地震儀(Seismometer)第6頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第7頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第8頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月意大利地質(zhì)學(xué)家帕爾米里于1856年制造的電磁地震記錄儀

它已能記錄地震到達(dá)當(dāng)?shù)氐臅r(shí)間第9頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月現(xiàn)代地震儀第10頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月現(xiàn)代化的野外地震儀第11頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第12頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月地震圖(Seismograms)＊地震圖也被稱為地震記錄第13頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第14頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一個(gè)遠(yuǎn)震記錄：在德國(guó)Potsdam記錄到的日本發(fā)生的地震第15頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1906年舊金山地震記錄第16頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1906年舊金山地震時(shí)，加利福尼亞大學(xué)里克觀測(cè)臺(tái)尤因地震儀在旋轉(zhuǎn)圓盤上記錄了地面南北方向和東西方向上的地震波動(dòng)

第17頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第18頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1983-4-3哥斯達(dá)黎加地震在德國(guó)貝爾恩臺(tái)記錄的運(yùn)動(dòng)垂直分量P波在地表反射一次或兩次后分別為PP和PPP波，如在最后一次反射后轉(zhuǎn)換為S波，則得到PS和PPS波，S波在地表反射可產(chǎn)生SS和SSS波。記錄中最明顯的是通過大洋路徑傳播過來的瑞利波第19頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.3地震臺(tái)與全球地震觀測(cè)臺(tái)網(wǎng)3.3.1地震臺(tái)第20頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月北京國(guó)家地球觀象臺(tái)（簡(jiǎn)稱北京臺(tái)）的前身是鷲峰地震臺(tái)．鷲峰地震臺(tái)是我國(guó)自己創(chuàng)建的最早的地震臺(tái)，１９３０年開始記錄，１９３７年因日軍大舉侵略中國(guó)而被迫停止運(yùn)行．１９５５年，地震臺(tái)改建在北京西郊白家疃，１９５７年恢復(fù)地震觀測(cè)，同時(shí)增加地磁觀測(cè)項(xiàng)目．１９８２年年底在臺(tái)站南側(cè)約２千米處修建了長(zhǎng)２０２米的大型山洞，為開展高靈敏度地球物理觀測(cè)和儀器研制、運(yùn)行試驗(yàn)提供了良好的環(huán)境．１９８３年５月北京臺(tái)被國(guó)家地震局（現(xiàn)中國(guó)地震局）確定為中美合作中國(guó)數(shù)字地震臺(tái)網(wǎng)（ＣＤＳＮ)的示范性數(shù)字地震觀站第21頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第22頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第23頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第24頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第25頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第26頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

3.3.2全球地震臺(tái)網(wǎng)GSN

(GlobalSeismicNetwork)由128個(gè)超寬頻帶數(shù)字式觀測(cè)臺(tái)組成為研究地球構(gòu)造與地震而設(shè)立的極高質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)地震臺(tái)

第27頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第28頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月計(jì)算機(jī)模擬1977年3月9日日本海5.9級(jí)深源地震的震動(dòng).在德國(guó)埃連根可能記錄到的垂直分量地震圖第29頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.4地震的全球分布第30頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1977年1月至1986年12月記錄到的全球地震震中分布,圓圈、方框、三角分別表示震源深度為0～70千米，70～200千米及200千米以下

第31頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第32頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第33頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第34頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第35頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第36頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.5地震定位以及地震大小的確定3.5.1地震定位地震波最初從地球內(nèi)的一點(diǎn)發(fā)出，這點(diǎn)就是震源，位于地球表面的恰又位于震源之上那點(diǎn)稱為震中。地震學(xué)家們?cè)诮⒂^測(cè)臺(tái)站之后的第一件任務(wù)就是找一種方法精確地確定震中。如果可能的話，也確定每次記錄到的地震的震源。第37頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月最簡(jiǎn)單的方法是通過直接的三角測(cè)量發(fā)現(xiàn)震中的位置。根據(jù)從其他地區(qū)地震或者爆破研究收集的時(shí)間資料，可以畫出曲線來顯示P波或S波從震源傳播不同距離所需的平均時(shí)間。這些地震傳播時(shí)間曲線（時(shí)-距曲線）是確定地震儀到震源距離的最基本工具。

第38頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月設(shè)想3座地震觀測(cè)臺(tái)，每一座觀測(cè)臺(tái)記錄到的是同一個(gè)地震，而且各臺(tái)位于震源的不同方向上。這3座臺(tái)站的觀測(cè)人員能夠讀到P波抵達(dá)時(shí)間，有時(shí)也讀到S波的抵達(dá)時(shí)間。因?yàn)镻波傳播速度比S波傳播速度大約快2倍，所以這兩種波傳播得越遠(yuǎn)，它們的波前分離間隔就越寬。如果有了P波和S波抵達(dá)的時(shí)間，從這兩種波型的抵達(dá)某臺(tái)時(shí)間間隔將可以直接求得震源到該記錄臺(tái)的距離。然后，畫3個(gè)圓，每個(gè)圓以一座地震臺(tái)為圓心，半徑是計(jì)算得到的距離（震中距）。這3個(gè)圓將相交于，至少是近似的相交于所要求的震中。第39頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月P波、S波到達(dá)臺(tái)站時(shí)間

臺(tái)站P波S波時(shí)分秒時(shí)分秒BKSJASMIN15151546464504.507.654.215151546464625.528.007.1

根據(jù)上面S波與P波的時(shí)間差值估算出下列震中距離。

第40頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月?lián)波與S波的時(shí)間差值估算震中距離

臺(tái)站S-P/秒震中距離/千米BKSJASMIN21.020.412.9190188105

第41頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第42頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.5.2地震大小的確定地震學(xué)家們發(fā)明了許多簡(jiǎn)單的方法從地震記錄上確定地震的大小。觀測(cè)臺(tái)站所用衡量地震大小的最普通單位是地震震級(jí)。在1935年查爾斯·里克特（CharlesRichter）（下圖）在加州理工學(xué)院發(fā)明了相對(duì)的方法測(cè)量地震，和達(dá)也曾經(jīng)用類似的方法確定日本地震的大小。里克特提出按照地震儀器探測(cè)到的地震波的振幅將地震分級(jí)。這種分級(jí)系統(tǒng)最初只用于衡量南加州當(dāng)?shù)氐牡卣?，現(xiàn)在全世界地震的研究都使用這種分級(jí)系統(tǒng)。第43頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第44頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月因?yàn)榈卣鸬拇笮∽兓秶艽?，所以用?duì)數(shù)來壓縮測(cè)量到的地震波振幅是很方便的。精確的定義是：里氏震級(jí)ML是最大地震波振幅以10為底的對(duì)數(shù)。一種被稱之為伍德-安德森（Wood-Anderson）的特殊地震儀記錄到的振幅測(cè)量精度達(dá)到1‰毫米。里克特沒有指定特殊的波型，因此最大振幅可以從有最高振幅的任何波形上取得。由于一般振幅隨著距離增大而減少，里克特選擇距震中100千米的距離為標(biāo)準(zhǔn)。第45頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月按著這個(gè)定義，對(duì)一個(gè)100千米外的地震，如果伍德-安德森地震儀記錄到1厘米的峰值波振幅（即1‰毫米的10000倍）,則震級(jí)4。第46頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第47頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月震級(jí)本身沒有任何上下限（雖然地震大小有上限）。自本世紀(jì)有了地震儀以后所記錄到的地震僅有幾次震級(jí)達(dá)到8.5級(jí)以上（下頁(yè)圖）。例如，1964年3月27日在阿拉斯加威廉王子海灣的大地震的里氏震級(jí)約為8.6。另一方面，小斷層的滑動(dòng)可能產(chǎn)生小于零震級(jí)的地震（即負(fù)值）。在局部地區(qū)記錄的非常靈敏的地震儀可探測(cè)到小于-2.0級(jí)的地震。這種地震釋放的能量大約相當(dāng)于一塊磚頭從桌子上掉到地面的能量。第