地震波是如何传播的？下面的图形形象地给出了说明。以加利福尼亚北岭地震为例，1994年1月17日，震级6.8北岭是位于洛杉矶以北不远的圣费尔南多谷中的一个社区，在1994年1月17日当地时间4:31 AM受到大地震的冲击。约60人死亡，财产损失估计为300亿美元。因为地震发生那天是马丁.路德.金纪念日，所以当天早晨高速公路上的人并不象通常的星期一早晨那样多。这个事实很可能使死亡人数减少了。工程师对这次地震的影响既感到高兴，有感到吃惊。在1971年的圣费尔南多地震（在这次地震的震中以北不远处）后，这个地区公路上的很多桥梁加固了。这些加固过的桥梁没有一座坍塌。然而，几座已计划要进行加固的桥梁坍塌了。很多钢结构建筑物在接缝处断裂了。
当地震发生时，地震波在地球内部和地表传播。使时间加速，你能够看到这一切的发生。右图表明了面波是如何从地震发生处向外传播的。切面图显示的是体波在地球内部传播，在遇到内部障碍物时发生改变。地表的黄色条标示的是面波的传播范围。

这个图形显示了是从全球的地震台站收集
来的实际地震图。当各震相（P波，S波等）到
达地球表面和切面图上的某一台站时，你可看
到地震波形的变化。在P波和S波之后的是面波。它们是地震中造成主要破坏的地震波。有两种类型的面波：一种是勒夫波，物质粒子在沿与波传播方向垂直的方向作水平的前后运动，另一种是瑞利波中，物质粒子沿与波传播方向同方向作垂直的前后运动。地震学家利用这些地震波的到达时间来测定地球的内部结构。

地震的产生和类型

地震分为天然地震和人工地震两大类。天然地震主要是构造地震，它是由于地下深处岩石破裂、错动把长期积累起来的能量急剧释放出来，以地震波的形式向四面八方传播出去，到地面引起的房摇地动。构造地震约占地震总数的90%以上。其次是由火山喷发引起的地震，称为火山地震，约占地震总数的7%。此外，某些特殊情况下了也会产生地震，如岩洞崩塌（陷落地震）、大陨石冲击地面（陨石冲击地震）等。

人工地震是由人为活动引起的地震。如工业爆破、地下核爆炸造成的振动；在深井中进行高压注水以及大水库蓄水后增加了地壳的压力，有时也会诱发地震。

地震波发源的地方，叫作震源。震源在地面上的垂直投影，叫作震中。震中到震源的深度叫作震源深度。通常将震源深度小于70公里的叫浅源地震，深度在70-300公里的叫中源地震，深度大于300公里的叫深源地震。破坏性地震一般是浅源地震。如1976年的唐山地震的震源深度为12公里。

地震带


地震主要分布在环太平洋带，阿尔比斯—喜马拉雅带，大西洋中脊和印度洋中脊上。总的来说，地震主要发生在洋脊和裂谷、海沟、转换断层和大陆内部的古古板块边缘等构造活动带。

震源：是地球内发生地震的地方。
震源深度：震源垂直向上到地表的距离是震源深度。我们把地震发生在60公里以内的称为浅源地震；60－300公里为中源地震；300公里以上为深源地震。目前有记录的最深震源达720公里。
震中：震源上方正对着的地面称为震中。震中及其附近的地方称为震中区，也称极震区。震中到地面上任一点的距离叫震中距离（简称震中距）。震中距在100公里以内的称为地方震；在1000公里以内称为近震；大于1000公里称为远震。
地震波：地震时，在地球内部出现的弹性波叫作地震波。这就像把石子投入水中，水波会向四周一圈一圈地扩散一样。
地震波主要包含纵波和横波。振动方向与传播方向一致的波为纵波（P波）。来自地下的纵波引起地面上下颠簸振动。振动方向与传播方向垂直的波为横波（S波）。来自地下的横波能引起地面的水平晃动。横波是地震时造成建筑物破坏的主要原因。
由于纵波在地球内部传播速度大于横波，所以地震时，纵波总是先到达地表，而横波总落后一步。这样，发生较大的近震时，一般人们先感到上下颠簸，过数秒到十几秒后才感到有很强的水平晃动。这一点非常重要，因为纵波给我们一个警告，告诉我们造成建筑物破坏的横波马上要到了，快点作出防备。
1976年唐山大地震时，一位住在楼房里的干部突然被地震惊醒。由于这位干部平时懂点地震知识，所以当他感到地震颠簸时，迅速钻到桌子底下，五、六秒种后，房顶塌落。直到中午，他被救出后，深深感到要不是自己果断钻到桌子底下，早就没命了。他说是地震知识救了他的命。
地震学的伟大成就之一是，人们完全了解了地震波被激发的机制。在上个世纪末，一位地震学者评述地震时写道：“地震的原因还仍隐匿于朦胧之中，可能是永恒之谜，因为这些强烈震动发生的处所，远距人类观察领域之下。”许多与他同时代的人认为，火山作用是地震的首要原因，而另一些人倾向于地震源于高大山脉造成的巨大重力差。

在20世纪初地震台网建立之后，完成了地震活动的全球性监测，人们发现许多大地震发生之处远离火山和山脉。越来越多的地质学家把破坏性地震的野外考察作为他们的任务。地面断裂之大常常使他们震惊，这些断层可以从地形沿线状系统变形而被识别。上世纪末科学家已经清楚地认识，一般的地震与造成地球表层广泛变形的构造过程密切相关，这些变形也创造了山脉、裂谷、洋脊和海沟。地质学家推测，地表岩石的大规模迅速错动是强烈地动的原因。他们的推断很快发展成信心十足的论述，大多数地震发生的机制已经被发现。

今天认为天然浅震几乎都有同样成因。地球深成构造力造成地球外层大规模变形是地震的根源。沿地质断裂的突然滑移则是地震波能量辐射的直接原因。

4.1 地 质 断 层

在实验室里岩石受压能使之以不同方式“破裂”和“破坏”。在有的突发破裂中，断裂把岩石切开，两侧岩石相对滑动，多条裂纹把岩石裂成碎块。如果岩石破碎的碎块能再拼合起来，这种破坏类型称之为脆性破坏。另外一种岩石破坏中，标本的两侧不突然滑移，而是缓慢地碾磨，沿着一个倾斜断面仍粘合在一起。这种岩石的破坏不能像脆性破坏那样快速释放储存的弹性能量。

在自然界，大规模的破裂面被称为地质断层。像在实验室中见到的那样，一条断层的两侧可以逐渐地并难以察觉地互相滑过；也可以突然破裂，以地震形式释放能量。在后一情况下，断裂两侧向相反方向错动，以致一度横过断裂排列的岩石会发生变位。许多断裂非常长，有的可在地表追踪几千米。

断裂展示的特性形形色色。它们可能是仅具有很小的可见位错的清晰的裂面也可能是岩石的扩展破碎带，几十或几百米宽，这是沿断裂带不时重复运动的结果。断层一旦形成，它往往成为持续应力作用下继续变位的场所，这可由断面附近的碎裂岩泥质物所证实，断面上的大多数岩体含有曾发生岩石变位造成的丰富的破裂。断裂带中的岩石可在若干地震过程中被非常细地挫碎和剪切，使它变成一种塑性粘土物质，叫断层泥。这种物质强度小，以致弹性能量不能像在较深的脆弹性岩石中那样存储。

断层曾按它们的几何学及相对滑移方向分类。如图4.2所示，断层在三维坐标中的定位由两个角度给出：第一是断层的倾向，即断面与水平面之间形成的角度。第二是断层的走向，即出露于地表的断层线相对于正北方向的角度。

斜断层(图右边)都具有水平运动(走滑断裂)和垂直运动(正断层和逆断层)两种断裂的特征

断裂可按其沿倾向和沿走向的运动方位分类。走滑断裂，有时也叫横推断层，能引起断层两侧彼此相对水平滑移。岩石平行于走向相对平行地移动，如果当我们站在这种断裂的一侧，看另一侧的运动是从左向右，这种断层运动叫右旋走滑。同样地能确定左旋走滑断层。

断层的运动可完全沿倾向发生，称为倾滑断裂。这时断裂一侧相对另一侧上下运动，其断裂运动基本平行于断层倾向，岩石在垂向发生位错，有时造成一个小而可见的岩石墙面，称之为断层崖。这类断层可划分为两个亚类：一个是正断层，是在倾滑断裂中倾斜断面上边的岩石相对断裂下边的岩石向下运动；相反地，逆断层是倾斜断面上边的岩石向上运动。逆冲断层是断层倾角很小的逆断层。断层很少是纯走滑或倾滑的，通常它们具有水平和垂向运动分量。这种断裂名为斜向断裂。有些断裂面没有能从基岩穿透上覆土壤，因为近地表的土壤吸收了差异滑移。这时只能通过挖探槽或切开隐伏断崖才能探测出断层。

4.2 其他来源的地震动

大多数破坏性地震——诸如1906年旧金山地震、1988年的亚美尼亚地震和1992年加利福尼亚兰德斯地震，都是因断层岩石的突然破裂而发生的。虽然通常谈地震指的就是这些所谓的构造地震，但强烈的地面震动也可能是许多其他来源的结果。

第二种熟知的地震类型是伴随火山的喷发而发生的地震。许多人，像早期希腊哲学家那样，想象地震是与火山活动联系的。的确，在世界许多地区地震与火山相伴发生，令人印象深刻。现在我们知道，虽然火山喷发和地震都是岩石中构造力作用的结果，但他们并不一定同时发生。今天我们称与火山活动相关发生的地震为火山地震。

在大火山地震中，从地震波确定的震源机制可能与构造地震是一样的。靠近喷发的火山，岩石由于岩浆的积累和运动而变形，弹性应变能在岩石中积累起来。这些应变导致的断层破裂就像构造地震一样，但与火山并无直接关系。然而，由于地下火山通道中喷发岩浆的快速运动以及超热蒸汽和气体的激发，可使周围岩石发生颤动，称之为火山震颤。

另外一种类型的地震为，当地下洞穴或矿坑崩陷时造成一个小的“塌陷”地震。这种现象是通常所说的矿爆的变种，矿爆时采矿场诱发应力造成大量岩石爆裂飞出采矿面，产生地震波。

1974年4月23日在秘鲁沿曼塔罗河一个壮观的滑坡造成相当4.5级地震的地震波。大约1.6立方千米体积的岩石滑动了7千米，致使约450人死亡。这次滑坡并非由邻近的构造地震驱动，而是由于山体的失稳。部分重力位能在土壤和岩石的快速向下运动时转化成地震波，并被上百千米以外的地震台清楚地记录到。一台80千米以外的地震仪记录到3分钟的地动。这个摇动持续时间是与地滑的速度和范围相一致的，它在观察到的滑移7千米距离内以每小时约140千米的速度运行。

因为地震通常造成地滑，有时规模很大，很难分开原因和效果。近代史中最大地滑可能发生于1911年俄国帕米尔山中的乌索。伽里津（Galitzin），一位现代地震学的先驱，在圣彼得堡附近他的地震仪上记录到了乌索地滑造成的地震波，因此地滑发射出来的地震波传播了3 000千米。他开始以为记录了一个正常的构造地震，直到1915年派出一支调查队去研究乌索地滑，才发现这次地滑席卷了2.5立方千米岩石!