지진 원인의 종류와 특징은 무엇이며, 지진 규모와 진도는 어떻게 다른가요?

1. 소개

지진은 우리가 살고 있는 지구, 특히 지구 표면 구조와 밀접한 관련이 있는 자연 현상입니다. 지구의 반지름은 약 6400km로 간단히 지각, 맨틀, 핵의 세 부분으로 나눌 수 있다(그림 25.2-1). 처음 두 개의 평균 두께는 각각 약 30~40km와 2850km이며, 코어의 반경은 약 3500km 내에 있습니다. 이 세 가지의 중력 밀도는 각각 27~30N/cm3, 33~55N/cm3 및 97~123N/cm3이며, 평균 중력 밀도는 약 55N/cm3입니다. 지구 내부의 온도는 지표면에서 깊이가 깊어질수록 증가하며, 깊이가 1km 증가할 때마다 온도는 약 30°C씩 증가하지만, 성장 속도는 깊이에 따라 감소합니다. 지하 20km 깊이의 온도는 약 600℃이고, 100km 깊이에서는 약 1000℃~1500℃이며, 700km 깊이에서는 약 2000℃입니다. 지구 내부의 압력은 지구 표면으로부터의 깊이에 따라 증가하며, 데이터에 따르면 지구 맨틀 외부의 압력은 약 90kN/cm2(9t/cm2에 해당)이고, 지구 핵 외부의 압력은 약 14000kN/cm2입니다. 압력은 약 37000kN/cm2입니다. 이러한 차이는 필연적으로 지각의 국지적 변형을 야기하며, 변형이 어느 정도 축적되면 급격한 변화, 즉 지진이 발생합니다.

2. 지진의 원인 유형

2.1.지진의 형성

지진은 일반적으로 세 가지 유형의 돌연변이에 의해 발생합니다.

2.1.1 첫 번째 돌연변이: 많은 과학적 주장에 따르면 지구 지각은 6개의 주요 판, 즉 유라시아 대륙, 태평양, 아메리카 대륙, 아프리카 대륙, 인도 대륙으로 구성되어 있습니다. 호주 및 남극 플레이트. 각 주요 부문은 더 작은 부문으로 나눌 수도 있습니다. 지각의 느린 변형으로 인해 판 사이의 충돌 및 삽입과 같은 급격한 변화가 발생하여 지각의 진동이 발생합니다. 이는 모두 각 판의 가장자리 또는 해안에서 발생합니다. 섬. 우리나라의 대만섬과 일본은 모두 큰 판이 만나는 지점에 위치하여 지진이 발생하기 쉬운 지역입니다.

2.1.2 두 번째 돌연변이: 지구의 내부 구조와 외부 구조의 큰 차이로 인해 지역 간에도 큰 차이가 있습니다. 첫째, 고르지 않거나 약한 변형이 발생합니다. 지질 구조 지진은 땅이 움직이거나 부서질 때 발생합니다. 이것은 또 다른 유형의 지각 지진입니다.

이 두 가지 유형의 지진이 가장 중요하며 전체 지진 발생 건수의 대다수를 차지하며 방출되는 에너지는 넓은 범위에 영향을 미칩니다. 첫 번째 유형의 지진은 주로 대륙의 가장자리에서 발생하며, 대부분은 바다나 해저에서 발생합니다. 이 유형의 지진은 두 번째 유형의 지진보다 파괴적인 영향이 적습니다.

후자는 주로 대륙 내에서 발생하며 흔히 판내 지진이라고 부릅니다. 이는 널리 분포되어 있으며 발생 가능성은 낮지만 강도가 매우 높은 경우도 있습니다. 인구 밀집된 대도시와 그 주변 지역은 극도로 파괴적입니다. 예를 들어, 1976년 탕산(Tangshan) 지진은 단 몇십 초 만에 건설하는 데 거의 100년이 걸렸던 산업 도시를 거의 초토화시켰습니다.

2.1.3 세 번째 돌연변이: 지각의 특정 취약 지점에서의 화산 폭발은 소위 화산 지진이라고 불리는 지진을 일으킬 수도 있습니다. 이것은 세 번째 유형의 지각 지진입니다.

위 세 가지 지진은 지각의 느린 변화와 어느 정도의 에너지 축적으로 인해 발생하는 파괴적인 지진입니다. 처음 두 가지 지진에 비해 세 번째 유형의 지진의 에너지와 영향은 훨씬 작습니다.

붕괴 지진도 있습니다. 이는 두 가지 이유에 의해 발생합니다. 하나는 암석층이 지하수에 의해 침범되어 동굴을 형성한다는 것입니다. 국부 지층이 붕괴되어 지반 진동이 발생합니다. 예를 들어, 1954년부터 1985년 사이에 쓰촨성 자공시에서 많은 지진이 발생했습니다. 지진의 에너지는 작았고, 초점도 얕았으며, 영향 범위도 작았습니다. 그 밖에도 폭발지진, 저수지지진 등이 있습니다.

다음에서는 지각지진의 발생과 전개과정을 주로 소개한다.

지각은 다양한 암석층으로 이루어져 있습니다.

많은 사실은 지구의 지각이 오랜 지질학적 시간에 걸쳐 지속적으로 변화하고 있음을 보여줍니다. 광대한 지역이 상승하거나 가라앉거나 기울어지고 있습니다. 지구는 그 작용으로 인해 원래의 수평 암석층(그림 25.2-2a)을 변형시키기 때문에, 힘이 연속성과 완전성을 잃지 않고 암석층을 구부릴 수만 있을 때 암석층은 접힐 뿐입니다(그림 25.2-2b). 암석층의 취약한 부분의 강도가 강한 힘의 작용을 견딜 수 없으면 암석층이 부서지고 탈구됩니다(단층, 그림 25.2-2c). 지각 암석층의 구조적 상태가 변화하는 동안(구조적 변화라고 함) 지각 암석층은 복잡한 현장 응력 상태에 있으며, 지각 운동이 계속 변하면서 현장 응력의 영향이 점차 강화됩니다. 국부적인 응력이 특정 암석층의 강도 한계를 초과하여 갑작스러운 균열이나 격렬한 전위가 발생하면 진동이 탄성파의 형태로 땅에 전달됩니다. 이에 따라 땅이 움직일 것입니다. 이것은 지진입니다. 지진은 지각 운동 중에 축적된 변형을 방출합니다. 지진파는 지진 에너지의 극히 일부일 뿐이며 대부분은 열 에너지로 변환됩니다. 지진의 원인에 대해서는 다른 설도 있지만 지각이나 상부 맨틀의 암석층이 힘에 의해 한계에 도달하면 암석이 부서져 지진이 일어난다는 점에서는 기본적으로 일관된다.

그렇다면 지구 지각 구조의 변화를 일으키는 거대한 힘은 어떻게 발생하는 걸까? 일반적으로 이는 지구 내부 물질의 방사성 원소가 변형되는 과정에서 방출되는 열에너지 때문일 것으로 생각되는데, 및 천체(특히 태양과 달)), 지구에 작용하는 중력, 지구의 자전 중에 발생하는 자전 에너지 등이 있습니다.

위에서 알 수 있듯이 지진의 발생은 지질 구조와 밀접한 관련이 있는데, 어느 부분에서 지진이 발생할 가능성이 더 높습니까? 일반적으로 활동성 대형 단층의 양쪽 끝과 모퉁이에서 지진이 많이 발생합니까? 두 개의 활성 단층 구역의 교차점과 현대 단층의 차등적 움직임이 극적으로 변하는 큰 융기부와 함몰부 사이의 전이 구역입니다. 이들 장소는 지압이 상대적으로 집중되어 있고 구조물이 상대적으로 취약한 지역으로 강한 지진이 자주 발생하기 쉽습니다.

두 번째 돌연변이로 인한 지각 지진은 전체 지진 수의 대부분을 차지하며, 초점 깊이는 지하 수십 킬로미터인 경우가 많으며 지진파(확장 종파 포함)를 통해 표면으로 전파됩니다. , 전단파 및 표면파) 지면을 진동시킵니다. [1] 장가항 온라인 교육

3. 지진의 가설과 원인

3.1 지진의 가설

3.1.1. p>지각 운동에 의해 생성된 에너지는 단층 및 인근 암석층에 탄성 변형 에너지의 형태로 장기간 축적되어 마찰과 점성으로 인해 단층 양쪽 암석 블록의 상대적 변위를 일으킵니다. 단층면, 암반의 상대변위는 탄성변형(전단)의 형태로 표현되며, 암반은 계속해서 응력을 받아 일정 수준에 도달하면 단층의 특정 지점에서 균열이 발생하기 시작합니다. 변위가 발생하고 인접한 지점의 탄성 변형 에너지가 갑작스럽게 해제되면서 전위가 단층을 따라 급속히 확장되고 단층의 양쪽이 갑자기 반대 방향으로 미끄러지거나 점프하여 상대 변위가 발생하고 지진이 발생합니다.

3.1.2. 점성 이론

지진을 기존 단층면을 따라 미끄러지는 것으로 생각하십시오. 즉, 특정 순간에 단층면이 함께 잠겨 갑자기 에너지를 방출합니다. 앞으로 미끄러지면서 계속해서 다시 잠기게 되면 전단응력이 풀리고 동시에 탄성진동이 발생하는데, 이것이 바로 지진이다

3.1.3. /p>

온도와 압력 평형 상태에서는 순간적인 상 변화가 일어날 수 없으며 응력이 방출될 수 없습니다. 순간적인 빠른 상 변화는 안정된 상태에서만 가능합니다. 맨틀 물질의 흐름은 특정 온도에서 형성된 광물 조합을 가져올 수 있습니다. 압력 조건이 다른 온도와 압력 환경으로 들어가고, 위상 부정합 표면에서 순간적인 위상 변화가 발생하여 지진이 발생합니다.

3.1.4 마그마 충격 이론

지각 깊은 곳에 존재하는 마그마는 물리적, 화학적 변화로 인해 마그마가 외부로 팽창하는 강력한 폭발력을 갖게 되는데, 지각 운동으로 인해 주변 암석의 강도가 약해지면 마그마가 주변 암석을 뚫고 들어가 지각의 가장 약한 부분으로 침투하게 됩니다. , 지진을 일으킵니다.

3.2 지진의 원인

3.2.1 모든 민족의 철학자와 사상가들은 이 분야에서 지진의 원인에 대해 다양한 설명을 제시했습니다. 견줄 나위 없는. 2,700년 전 서주(周周)나라 때 보양의 아버지는 “양(陽)은 억제되어 나오지 못하고, 음(陰)은 억제되어 증발하지 못하므로 지진이 일어난다”고 믿었다. 철학이 풍부하다.

3.2.2. 고대부터 인간은 과학적 낙후성으로 인해 항상 지진 재해를 하나님의 자연적인 힘에 의한 것으로 여겼습니다. 많은 사람들은 지구가 일부 동물에 의해 지탱되고 있으며 이러한 동물이 움직일 때 지진이 발생할 것이라고 믿습니다. 예를 들어, 인도의 일부 부족에서는 거북이 위에 서 있는 코끼리가 지구를 등에 업고 있고, 코끼리가 움직일 때 지진이 일어날 것이라고 믿습니다. 일본에서는 거대 메기가 지하에서 뒤집히면 지진이 일어난다는 것과 메기를 억제하면 세계가 평화로워진다는 말이 널리 퍼져 있습니다. 고대 그리스 전설에 따르면 포세이돈은 화가 났을 때 삼지창으로 해저를 쳐서 지진과 쓰나미를 일으켰다고 합니다.

3.2.3. 1960년대부터 과학자들은 점차적으로 판구조론을 제안해 왔습니다. 지구 표면 암석권은 여러 개의 거대한 판으로 구성되어 있습니다. 이 판들은 서로 분리되거나 충돌하여 섭입됩니다. 판 경계는 종종 지진입니다. 특히 화산 활동이 활발한 지역. 그러나 판 내 지진의 메커니즘은 아직 명확하지 않습니다.

3.2.4. 1996년 미국 샌프란시스코에서 규모 8.3의 강진이 발생해 심각한 피해를 입혔다. 지진 발생 이후 북미 서해안의 산안드레아스 단층(430km)의 양면이 이동한 것으로 밝혀졌다. 미국의 지진학자 리드(Reed)는 연구를 통해 탄성반발이론을 제안했다. 지진의 움직임으로 인해 암석이 변형된다는 이론입니다. 변형이 일정 수준을 초과하면 암석이 격렬하게 부서지고 움직입니다. 이것이 지진이 발생하는 과정입니다.

3.3 현대 과학은 지진의 원인에 대해 다음과 같이 설명합니다.

지구는 끊임없이 움직이고 변화하면서 점차적으로 엄청난 에너지를 축적하여 지구의 일부 취약한 지역에 암석이 형성됩니다. 지각이 갑자기 파열되거나 기존 단층이 이탈되는 것을 지진이라고 합니다. 대부분의 지진은 지각에서 발생합니다. 지진은 구조지진, 화산지진, 침강지진, 유도지진의 네 가지 유형으로 구분됩니다.

3.3.1 지각 지진은 지각 운동의 작용으로 국부 응력이 암석층의 강도 한계에 도달하거나 이를 초과할 때 암석층이 갑자기 변형되거나 심지어 파열되어 에너지가 모두 방출되는 것을 의미합니다. 한꺼번에 지진이 일어나 지진이 일어나는데, 이런 종류의 지진을 지각지진이라고 하며, 전체 지진수의 90% 이상을 차지합니다.

3.3.2 화산지진은 화산폭발 후 다량의 마그마가 유실되거나 지하압력이 감소하거나 지하 깊은 곳의 마그마가 이를 보충할 시간이 부족하여 발생하는 지진을 말한다. , 공동이 발생하여 위에 있는 암석층이 부서지거나 붕괴됩니다. 이러한 유형의 지진은 많지 않으며 전체 지진 발생 건수의 약 7건에 불과합니다.

3.3.3 침강지진은 지하동굴이나 광산의 붕괴로 인해 발생하는 국부지진이다. 침강지진은 모두 중력의 결과로 규모가 작고 빈도도 낮아서 ​​전체 지진 수의 약 3%에 불과합니다.

3.3.4 인공지진 및 유발지진은 인공폭파, 광산, 군사시설 및 지하 핵실험으로 인해 발생하는 지진입니다.

인간의 생산 활동이 특정 결함 활동을 유발하기 때문에 발생하는 지진을 유도 지진이라고 하며 주로 저수지 지진, 깊은 우물 펌핑 및 물 주입 유도 지진, 핵 실험 유도 지진, 광산 활동, 관개 등이 지진을 유도할 수 있습니다. 1959년 10월 중국 광둥성 신펑장 저수지가 물을 저장하기 위해 건설된 이후 1987년까지 337건의 지진이 기록됐으며, 1962년 규모 6.1의 지진으로 콘크리트 댐에 길이 82m의 균열이 발생했다. 사진은 지진 둥지 San Frederick Fault를 보여줍니다.

4: 강도와 규모의 차이와 연관성

4.1 지진 규모는 지진학에서 일반적으로 언급되는 지진의 규모입니다.

4.2. 규모는 지진 자체의 크기를 반영하며 지진으로 인해 방출되는 에너지에만 관련되며, 진도는 지표면을 나타냅니다. 지진으로 인한 충격과 피해 정도는 하나의 규모만을 가지며 강도는 장소에 따라 다릅니다. 장소. 진도는 지진의 규모뿐만 아니라 진원의 깊이, 진앙으로부터의 거리, 지진파가 통과하는 매체조건(지진의 성질 등) 등 다양한 요인과 관련이 있습니다. 암석, 암석층의 구조 등). 진원 강도, 규모, 초점 깊이 사이의 관계는 다음 표에 나와 있습니다.

지진

규모

진원

진도

p>

초점 심도

5

10

15

20

레벨 3 미만

5

4

3.5

3

4

6.5

5.5

5

5

8

7

6.5

6

6

9.5

8.5

8

7.5

7

11

10

9.5

9

8

12

11.5

11

10.5

일반적으로 지진의 발생원은 얕지만, 피해지역은 얕습니다. 진원이 깊고 진도가 큰 지진이 심할수록 더 넓은 지역에 영향을 주지만 진앙의 강도는 그리 높지 않습니다.

[2]

중국 지진 강도 척도[1]

강도

인간의 감정

일반 주택

기타 현상

참고 물리적 지표

대부분의 주택 피해 상태

평균 지진 피해 지수

가속도(수평)(cm/s2)

속도(가로)(cm/s)

1

느낌 없음

2

여전히 방에 있는 몇몇 사람들은 감정을 가지고 있습니다

문과 창문이 약간의 소음을 냅니다

셋

방에 있는 몇몇 사람들은 여전히 ​​감정을 가지고 있습니다

p>

문과 창문에서 약간의 소리가 났습니다

매달린 물건이 약간 움직였습니다

4

실내의 대부분의 사람들, 외부의 소수의 사람들이 그것을 느꼈습니다 , 그리고 몇 사람이 꿈에서 깨어났습니다

p>

걸린 물건이 분명히 흔들리고 식기는 소리를냅니다

五

일반적인 느낌은 실내에서 느껴지고, 대부분의 사람들은 실외에서 느끼며, 대부분의 사람들이 꿈에서 깨어납니다.

문과 창문, 지붕, 지붕 트러스가 진동하고, 먼지가 떨어지고, 석고에 미세한 균열이 발생합니다.

불안정 물체 뒤집기

31(22~44)

6(2 ~4)

여섯 번째

공황 상태에서 탈출,

피해: 벽돌이 떨어져 나가고, 벽에 작은 균열이 나타남

0~0.1

강둑과 연약한 토양에 균열이 생기고, 포화된 모래에서 물이 새는 현상 분사 중 층, 벽돌 굴뚝에 약간의 균열, 회전

63(45~89)

8(5~9)

7

대부분 서둘러 탈출

경미한 피해: 집이 부분적으로 손상되고 금이 갔으나 사용에 지장은 없음

0.11~0.30

강둑 붕괴, 분사시 포화된 모래층에서 물 방출, 연약지반에 많은 균열 발생, 대부분의 벽돌 연기 창은 약간 손상됨

125(90~177)

13(10~18)

8명

사람이 흔들리고 울퉁불퉁해 걷기 힘들 정도

손상 정도

0.31 ～0.50

건조하고 단단한 토양에 균열이 있고 대부분의 벽돌 연기창이 심각하게 손상되었습니다

250 ​​​​(178~353)

25(19 ~35)

나인

사람이 불안정하고 이동하는 사람이 넘어질 수 있음

심각한 피해: 벽 균열, 부분 붕괴, 수리 어려움

0.51~0.70

건조하고 단단한 토양에 균열이 많음, 기반암이 균열, 산사태, 벽돌 연기창 붕괴

500( 354~707)

50(36～71)

TEN

자전거 타는 사람도 넘어지고, 불안정한 상태의 사람도 몇 피트 떨어진 곳으로 떨어져, 토할 것 같았다

붕괴: 대부분의 가옥이 붕괴되어 수리 불가

0.71~0.90

산사태와 지진으로 인한 균열이 발생하고, 기반암의 아치교가 파손되었으며, 벽돌 굴뚝이 대부분 파손되었습니다. 또는 뿌리부터 무너짐

1000(708~1414)

100(72~141)

일레븐

파괴

0.91~1.00

지진 파열이 장기간 지속, 산사태, 기반암 공통 아치교 파괴

12

지반의 극적인 변화 , 산과 강의 변화

5. 지진 영향

지진 사건의 직접적 및 간접적 결과를 지진 효과라고 하며 이는 지진의 강도와 형태를 모두 반영합니다. 지진 피해 반사 지진 효과에는 지진으로 인한 표면 변위 및 균열(지반 기울기, 고르지 못한 침하, 토양 액상화 및 산사태 등)과 수면의 비정상적인 변동(예: 호수 파도 및 쓰나미) 등) 등 특정 범위 내에서 지진 효과는 일반적으로 지진으로 인해 방출되는 실제 에너지, 진원지로부터의 거리, 암석 및 토양의 특성, 지진 성능과 관련이 있습니다. 건물 및 기타 요인 따라서 지진 효과는 지진의 파괴력이기도합니다.

지질 조건과 인간 활동 사이의 상호 영향의 결과입니다.

6. 지진 위험 및 전조

지진 재해의 주요 징후는 지진의 영향으로 발생하는 건물과 프로젝트입니다. .시설의 파괴 및 붕괴로 인한 인명피해 및 경제적 손실이 발생합니다.

내진보강은 먼저 지역과 건설현장의 내진안전성 평가를 바탕으로 토지개발계획과 중요사업 건설을 추진해 도시와 사업 건설이 지진재해가 발생하기 쉬운 지역을 피할 수 있도록 해야 한다. 불리한 위치. 안전한 부지를 선택하고 주요 프로젝트 및 기타 프로젝트에 대한 내진보강 기준을 명확하게 규정합니다. 둘째, 신규 프로젝트와 건물은 내진성에 따라 설계되고 강화되어야 하며, 특히 원자력 발전소, 저수지 및 댐, 상수도, 전력 공급, 통신 및 교통과 같은 주요 프로젝트 및 라이프라인 프로젝트에 대한 보강 조치가 이루어져야 합니다. 내진 요구 사항을 충족하지 못하고 장기간 사용될 건물에 대해 도시 생명선 프로젝트는 도시의 정상적인 기능을 유지하는 생명선입니다. 내진 및 예측 측면에서. 피>