地概12地震和地球内部层圈.ppt

第十二章第十二章 地震和地球内部层圈地震和地球内部层圈12.1 地震地震12.2 地球内部层圈的特征地球内部层圈的特征12.3 地球内部层圈的运动地球内部层圈的运动 1976 1976年年年年7 7月月月月2828日唐山日唐山日唐山日唐山7.87.8级级级级地震地震地震地震24.324.3万人死亡万人死亡万人死亡万人死亡 图图图图: :唐山火车站和商业局招唐山火车站和商业局招唐山火车站和商业局招唐山火车站和商业局招待所待所待所待所 2001年年4月成立中国国家月成立中国国家地震灾害紧急救援队地震灾害紧急救援队 1975年年2月月4日海城、日海城、营口营口7.3级地震成功预级地震成功预报死亡报死亡2041人（避免人（避免15万人死亡）万人死亡）第一节第一节 地震地震12.1.1 地震发生的原因地震发生的原因12.1.2 地震监测地震监测12.1.3 地震的震级和烈度地震的震级和烈度12.1.4 地震波地震波12.1.5 地震带地震带12.1.6 地震预报地震预报12.1.1 地震发生的原因地震发生的原因•地震地震：地球的快速颤动称为地震。

地球的快速颤动称为地震•地震分为地震分为:火山地震火山地震 陷落地震陷落地震 构造地震构造地震 世界上的大部分地震是由于断层活动引世界上的大部分地震是由于断层活动引发的构造地震发的构造地震•震源震源：地震的发源地地震的发源地•震中震中：震源在地表的垂直投影震源在地表的垂直投影断裂断裂 震中震中•地地震震波波震源震源震源震源地震的破坏作用地震的破坏作用地震造成的地裂地震造成的地裂• 12.1.2 地震监测是通过设置在各地的地震台站中的地震地震监测是通过设置在各地的地震台站中的地震 仪对全球地震进行监测仪对全球地震进行监测12.1.3 地震的震级和烈度地震的震级和烈度•震级和烈度是表示地震强度的两种方法震级和烈度是表示地震强度的两种方法•地震的震级地震的震级：表示地震释放能量的大小，：表示地震释放能量的大小，与地震波的振幅成正比，同一次地震只与地震波的振幅成正比，同一次地震只有一个震级有一个震级•地震的烈度地震的烈度：表示地震对地面的破坏程：表示地震对地面的破坏程度同一次地震，视距震中的距离不同度。

同一次地震，视距震中的距离不同存在不同的烈度分为存在不同的烈度分为12级  地震仪地震仪12.1.4 地震波地震波•地震波由纵波（地震波由纵波（P波）、横波（波）、横波（S波）和面波波）和面波（（L波）组成波）组成•纵波（纵波（P））：：一种疏密波，速度最快，称为首波，一种疏密波，速度最快，称为首波，8-9公里公里/秒，可以在任意介质中传播秒，可以在任意介质中传播•横波（横波（S））：：一种摆动波，速度其次，称为次波，一种摆动波，速度其次，称为次波，4-5公里公里/秒，只能在固体中传播秒，只能在固体中传播•面波（面波（L））：：沿地表面传播的一重摆动波，类沿地表面传播的一重摆动波，类似波浪，速度最慢，也称长波，破坏性最大似波浪，速度最慢，也称长波，破坏性最大纵纵波波 横横波波地地震震震震中中位位置置的的确确定定• 0 20 40 60 弧度弧度(距离距离) •地震地震 时间时间/距离曲线图距离曲线图 :通过通过P波与波与S波传导时间差计算震中距离波传导时间差计算震中距离 •地震波的地震波的性质性质：•地震波与地震波与光波类似，光波类似，遇到不同遇到不同介质界面介质界面发生折射发生折射和反射。

和反射•目前为目前为目前为目前为止：地止：地止：地止：地球内部球内部球内部球内部层圈结层圈结层圈结层圈结构主要构主要构主要构主要是通过是通过是通过是通过地震波地震波地震波地震波了解到了解到了解到了解到的称为地震为地震为地震为地震成析成成析成成析成成析成像技术• •P P波波波波• •S S波波波波地震波在地球内部传播地震波在地球内部传播• •12.1.5 12.1.5 地震带地震带地震带地震带• •全球地震的分布主要分布于环太平洋、阿尔卑斯全球地震的分布主要分布于环太平洋、阿尔卑斯全球地震的分布主要分布于环太平洋、阿尔卑斯全球地震的分布主要分布于环太平洋、阿尔卑斯————喜马拉雅和喜马拉雅和喜马拉雅和喜马拉雅和大洋中脊三个带上大洋中脊三个带上大洋中脊三个带上大洋中脊三个带上• 板块边界是地震的主要分布地带板块边界是地震的主要分布地带板块俯冲与贝尼奥夫带板块俯冲与贝尼奥夫带•贝尼奥夫带贝尼奥夫带:• 由由海沟海沟开始向大陆开始向大陆方向深处倾方向深处倾斜延伸的地斜延伸的地震震源深度震震源深度面是板块面是板块的汇聚边界。

的汇聚边界活动大陆（活动大陆边缘）边缘）浅震中震深震岩石圈软流圈海沟岛弧03年年新新疆疆伽伽师师—巴巴楚楚地地震震•2003年年2月月25日日 新疆伽师发生新疆伽师发生4.1级地震（级地震（14-00-15.7）） •2003年年2月月25日日 新疆伽师发生新疆伽师发生5.7级地震（级地震（11-52-42.8）） •2003年年2月月25日日 新疆伽师发生新疆伽师发生4.9级地震（级地震（05-18-42）） •2003年年2月月25日日 新疆伽师发生新疆伽师发生4.4级地震（级地震（00-33-19）） •2003年年2月月24日日 新疆伽师发生新疆伽师发生4.3级地震（级地震（23-49-05.1）） •2003年年2月月24日日 新疆伽师发生新疆伽师发生4.2级地震（级地震（22-23-57.2）） •2003年年2月月24日日 新疆伽师发生新疆伽师发生4.4级地震（级地震（19-22-33.8）） •2003年年2月月24日日 新疆伽师发生新疆伽师发生4.2级地震（级地震（11-19-59.4）（余震） •2003年2月24日 新疆麦盖提发生4.7级地震（10-14-05.5） •2003年年2月月24日日 新疆伽师发生新疆伽师发生6.8级地震（级地震（10-03-42.3） （主震）•2003年2月24日 新疆乌鲁木齐发生3.7级地震 •2003年2月20日 新疆博乐西南发生4.7级地震 •2003年2月14日 新疆石河子发生5.0、5.4级地震 •2003年2月11日 唐古拉山以东发生5.1级地震 •2003年1月22日 墨西哥哈利斯科州近海发生7.5级地震 •2003年1月20日 所罗门群岛发生7.5级地震 •2003年1月17日 西藏班戈发生5.0级地震 •2003年年1月月4日日 新疆伽师发生新疆伽师发生5.4级地震级地震 （前震）（前震）•2003年5月04日 伽师伽师发生5.8级地震（23-44-36.0） •2003年4月30日 新疆伽师发生4.0级地震（21-05-57.0） •2003年4月23日 新疆阿合奇发生4.2级地震（22-41-33.0） •2003年4月01日 新疆温泉北发生4.5级地震（21-27-24.4） •2003年3月24日 新疆巴楚发生4.7级地震（22-05-50.0） •2003年3月18日 阿留申群岛发生7.2级地震（00-36） •2003年3月16日 新疆伽师发生5.0级地震（06-59-25.3） •2003年3月13日 新疆吐鲁番东南发生4.7级地震（23-07-03.7） •2003年3月12日 新疆伽师发生5.8级地震（12-47-51.8） •2003年3月12日 新疆伽师发生4.0级地震（12-15-12.9） •2003年3月07日 新疆伽师发生4.3级地震（04-55-50.6） •2003年3月05日 新疆伽师、巴楚交界处发生4.4级地震（07-58-06.4） •2003年3月01日 新疆伽师发生4.4级地震（10-09-55.8） •2003年2月28日 新疆伽师发生4.0级地震（19-00-35.5） •2003年2月27日 新疆伽师发生4.3级地震（19-09-15.7） •2003年2月27日 新疆伽师发生4.5级地震（05-38-03.5） •2003年2月26日 新疆伽师发生4.4级地震（20-29-48.5） •2003年2月25日 新疆伽师发生4.4级地震（20-16-52.3） •2003年2月25日 新疆伽师发生4.1级地震•新疆伽师地震新疆伽师地震 •前震前震 、、 主震主震 、、 余震余震 列表列表公元公元132年张衡发明的世界第一台地震仪年张衡发明的世界第一台地震仪  2004.12.26印尼地震的原因印尼地震的原因 印尼地震引起海啸的模型印尼地震引起海啸的模型第二节第二节 地球内部层圈的特征地球内部层圈的特征12.2.1 地球内部的研究手段：地球内部的研究手段：• 地震波（最主要手段）地震波（最主要手段）• 岩石高温高压实验岩石高温高压实验• 陨石研究陨石研究12.2.2 地球内部层圈（壳、幔、核）地球内部层圈（壳、幔、核）的密度、压力、温度特征。

的密度、压力、温度特征 12.2.1 地球内部结构与波速的变化地球内部结构与波速的变化 （（1）莫霍面与古登堡面）莫霍面与古登堡面• 莫霍面（莫霍面（M面）：面）：• 全球地震波速不连续面，全球地震波速不连续面，P波由波由7.6km/s(玄武玄武岩的波速岩的波速)突然增大到突然增大到8.1km/s（（橄榄岩的波速）橄榄岩的波速），平均深度，平均深度33km，，被视为地壳与地幔的分界被视为地壳与地幔的分界• 古登堡面（古登堡面（G面）：面）：• 2900km深度的地震波速不连续面，深度的地震波速不连续面，P波由波由 13.6km/s突然降低到突然降低到8km/s，，S波消失，被视为波消失，被视为地幔与地核的分界，证实外核为液态地幔与地核的分界，证实外核为液态（（2）岩石圈与软流圈）岩石圈与软流圈• 岩石圈岩石圈:由地壳和上地幔上部坚硬的岩石组成由地壳和上地幔上部坚硬的岩石组成, • 平均厚度平均厚度75km，，是固体地球的真正外壳，是固体地球的真正外壳， • 组成岩石圈板块。

组成岩石圈板块• 软流圈：软流圈：岩石圈下部上地幔中的软层，地震岩石圈下部上地幔中的软层，地震• 波低速带，在波低速带，在1400度高温下（接近岩石熔度高温下（接近岩石熔• 点），岩石塑性增大，深度延伸到点），岩石塑性增大，深度延伸到300km，，• 最软的部分位最软的部分位200km处软流圈驮载着岩石处软流圈驮载着岩石• 圈板块发生运动圈板块发生运动12.2.2 地球内部的密度、压力和温度地球内部的密度、压力和温度•密度（克密度（克/立方厘米）立方厘米）：地球平均：地球平均5.5，花，花岗岩岗岩2.6，玄武岩，玄武岩3.0，铁，铁8根据陨石根据陨石（铁、铁石、石）实测和深部地震波速（铁、铁石、石）实测和深部地震波速增加的事实，推断（计算）：地表到地增加的事实，推断（计算）：地表到地心密度逐渐增高心密度逐渐增高•压力（围压）：压力（围压）：随深度逐渐增大地心随深度逐渐增大地心是地表的是地表的350万倍根据实验推断根据实验推断•温度：温度：随深度逐渐增大地核达随深度逐渐增大地核达4000摄摄氏度以上由地热增温率实测、高温高氏度以上。

由地热增温率实测、高温高压实验和地震波测量结果推断压实验和地震波测量结果推断(1)地地球球内内部部压压力力变变化化(2)地地球球内内部部温温度度变变化化地壳、地幔和地核地壳、地幔和地核(3)地壳的特征地壳的特征• 厚度：厚度：平均平均33km，，陆壳最厚达陆壳最厚达80km • （青藏），洋壳平均（青藏），洋壳平均7km• 组成：组成：陆壳为三大岩类，洋壳主要为玄陆壳为三大岩类，洋壳主要为玄• 武岩密度武岩密度2.6 — 2.9，主要由硅，主要由硅 • 酸盐矿物组成酸盐矿物组成• 构造：构造：陆壳复杂（存在褶皱和断裂），陆壳复杂（存在褶皱和断裂）， • 洋壳简单（无褶皱）洋壳简单（无褶皱）• 年龄：年龄：陆壳老（最老陆壳老（最老38亿年），洋壳新亿年），洋壳新 • （最老（最老2亿年）(4)地幔的特征地幔的特征• 厚度：厚度：2850km，，体积是地球的体积是地球的82.3%，质，质 • 量是地球的量是地球的 67.8%。

• 组成：组成：固体岩石铁、镁硅酸盐矿物（根固体岩石铁、镁硅酸盐矿物（根 • 据陨石、深成岩、地震波和实验推据陨石、深成岩、地震波和实验推 • 测）• 结构：结构：分三层B：：上地幔上地幔33 — 400km橄橄 • 榄石结构（四面体）；榄石结构（四面体）；C：：过度层过度层• 400 — 673km尖晶石结构（四面体尖晶石结构（四面体+• 八面体）；八面体）；D：：下地幔下地幔670—2900km• 钙钛矿结构（八面体钙钛矿结构（八面体+立方体立方体)(5)地核的特征地核的特征• 厚度：厚度：3471km，，体积是地球体积是地球16.2%，， • 质量是地球的质量是地球的31.3%• 组成：组成：铁、镍，少量氢、硫化物或硅铁、镍，少量氢、硫化物或硅 • 酸盐。

根据陨石、地震波和酸盐根据陨石、地震波和• 实验推测）实验推测）• 结构：结构：外核为液态，内核为固态外核为液态，内核为固态(6)地球内部层圈的运动地球内部层圈的运动•岩石圈板块的运动岩石圈板块的运动• 地幔对流地幔对流• 内核与壳幔旋转速度差内核与壳幔旋转速度差岩石圈板块的运动岩石圈板块的运动岩岩石石圈圈板板块块的的运运动动(俯俯冲冲) 岩岩石石圈圈板板块块的的运运动动(海海底底扩扩张张)地幔对流地幔对流(A全对流全对流,B浅对流浅对流) 大大洋洋中中的的热热点点形形成成夏夏威威夷夷群群岛岛。