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1、 教案二课程名称：现代科学技术概论 总学时：32 性质：公基 教学辅助：多媒体课件地震预报与环境授课内容：地震预报与环境 课时：2 班级：全校文、体、美、医、管理、旅游等班级 时间：05.9-12教案2地震及预报、环境教学目的：了解地震知识及预报、了解环境保护教学重点：地震知识及预报、环境保护教学难点：地震预报课时分配：一、地震学概要（0.5学时）二、地震活动概况（0.5学时） 三、地震成因四、地震预报（0.5学时）五、环境保护 （0.5学时）授课内容：地震预报与环境一、地震学概要1 地震学简史中国是世界上地震学发展最早的国家。据竹书记年记载：“夏帝发七年（公元前 1年）泰山震”。通鉴外记又载
2、：“周文王立国八年（公元前 7年），岁六月，文王寝疾五日，而地动东西南北不出国郊”。中国也是最早发明地震仪器的国家。后汉书选中载，河南人张衡“阳嘉元年（公元年）复造侯风地动仪。以精铜铸成，圆径八尺，合盖隆起，形似酒尊，饰以篆文山龟鸟兽之形。中有都柱，旁形八道，施关发机，外有八龙，首衔铜丸，下有蟾蜍，张口承之。其牙机巧制，均隐在尊中，覆盖周密无际。如有地动，尊则振龙，机发吐丸，而蟾蜍衔之。振声激扬，伺者因此觉知。虽一龙发机，而七首不动，寻其方向，知震之所在。验之以事，合契若神。自书典所记，未之有也。尝一龙机发而地不觉动，京师学者，咸怪其无征。后数日，驿至，果地震陇西，于是均服其妙。自此以后，乃令
3、史官记地震所从方起。”张衡的这架世界上最早的地震仪在当时的首都洛阳第一次记录了甘肃的地震。2 地震学内容地震灾害研究地震灾害对于人类社会来说,实在是太可怕了，人类对地震的研究始于对它的恐惧。人们研究地震灾害通过以下几个方面进行。、地震调查、地震区划、地震预防、地震预报E、地震控制地震物理地震的发生过程基本上是一种物理过程。可以作为一种物理现象来研究，内容如下a. 地震波理论 研究地震波在地球表面和内部的传播过程，传播规律，能量的传递过程。b. 地震机制 研究地震的成因，震源附近地区应力和应变情况，地震发生的力学过程。c.地震现象的固体物理学 由地震发生过程中得到的全球性的各种数据,推断地球内部
4、物质的物理性质，如温度、压力、密度、刚性、弹性模量随深度大小的变化规律,以及在特殊条件下地球深处高温高压下固体介质的各种特性和变化规律。d.地震信息地球的地壳、大洋、地壳内的地幔、地核都能传递地震信息，研究地震信息在地球本身传递的规律,有助于研究地球内部及地壳的构造。f.地震学的应用利用地震学的基本原理探测地下资源，找油、找气、找矿物，这就是地震勘探。还可以利用地震资料研究地球内部的构造及地壳构造。地震也给出地质活动的信息，有助于地质学的研究。研究地震发生的地质条件，由地质条件及地质活动的情报对地震作出估计和准确的预报是地震地质的重要目标。地下核爆炸与地震产生的冲击模式是不一样的，用测震学的方
5、法可以探测到核爆炸，尤其是地下核爆炸。地震学的方法还用来研究矿山的塌陷、地球的脉动等等。二、 地震活动概况1 、大地震大地震是可怕的自然灾害，山峰崩塌、河流改道、地形地貌剧烈改变、大厦倾覆、桥梁断裂、可以使一座宏伟繁华的城市在短短的几分钟里变为一片废墟，几十万人的生命瞬间消失，财产损失更是不计其数。1556年1月23日，陕西省关中地区发生强烈地震，波及陕西、山西、甘肃、河北、河南、山东、湖北等省185个县。据载：秦晋之交，地忽大震，延及千里，川原坼裂，郊墟迁移，或壅为岗阜，或陷作沟渠，山鸣谷响，水涌沙溢。城垣庙宇、官衙、民庐倾颓摧屺，十居其半。军民被害，其奏报有名者，八十三万有奇，不知名者复不
6、可数计。1737年10月11日，印度加尔各答地震，30万人死亡。1920年12月16日，中国宁夏海原地震，山崩地裂，黑水上涌，海原、固原等四城全毁，死亡20余万。1923年9月1日，日本东京-横滨大震，死10万人。1960年智利海底大震，地动山摇，大海激荡，几十米高的海啸扑向海滩，摧毁沿途的一切，大船被抬到码头的大楼上，大楼顷刻压垮，返回的浪头越过太平洋在日本登陆，登陆的浪头高达6米。1883年8月26日,印度尼西亚爪哇和苏门答腊之间的克拉克托火山爆发、地震，近4立方公里物质被炸入空中。火山原高度820米，炸后低于海平面，爆炸时海啸高达46米。西爪哇海岸的36000人在海啸中丧生。1976年7
7、月28日,中国唐山大地震，兰光闪过，动地摇山，公路开裂，铁轨变形，桥梁塌入河中，所有建筑无一幸存。地面喷水、冒沙，淹没大量农田，矿井大量涌水。通讯中断、交通受阻，供水供电系统全部瘫痪，工业城市唐山一片瓦砾，25万人丧生。2 、基本名词、术语震源地壳某些部位应力集中，当这种应力大到岩层已无法保持原有的形状而发生破裂、变形、移动，因而产生巨大的冲击力、弹性波。这种冲击力、弹性波向四面八方传播，这就是地震。发生地震的地方就称震源。图2-1(见PPT)震中震源处岩层破裂、形变、巨大的地震能量释放出来，不仅仅是从震源处释放出来，而是从大面积的、大体积的累积了大量应变能量的地质构造带中释放出来。其中一小部
8、分能量以地震波的形式传到各处。震源在地表的投影称为震中。震源深度震源至震中地表的距离h称为震源深度，深度在0-60公里的地震称为浅源地震，深度在60-300公里的地震称为中源地震，深度大于300公里的地震称为深源地震。深源地震的极限大约是900公里。震中距离震中距观测点的距离称为震中距。小于1000公里的称为近震。大于1000公里的称为远震。震中距有时也用震中距对应的地球球心角来表示，单位以度计算。发震时刻地震发生的时刻称为发震时刻，用O或To表示。我国使用北京时间。国际上使用国际时间，即格林威治时间。北京时间比国际时间早8小时。震级地震所造成的破坏与地震时释放的能量有关，地震能量通常指地震时
9、释放出来的弹性波能量，用E代表。但计算地震波能量比较费事，也难于算得精确，所以平常采用比较简单的地震震级M代替能量E 。地震的震级M表示了地震的大小。关于地震波能量E和地震震级M之间的函数关系，由古登堡和李希特根据观测数据，在年审定为 LogE =11.8+1.5ME的单位为尔格五级地震的地震波能量E=1011.8+1.5X5=1019.3（尔格）（1012.3焦耳）即 E5=1019.3(尔格)（1012.3焦耳）七级地震的地震波能量E=1011.8+1.5X7=1022.3（尔格）（1015.3焦耳） 即 E7=1022.3（尔格）， E7=1000E5七级地震的地震波能量是五级地震的 1
10、000倍！还要注意的是，地震时释放的能量有弹性地震波，有地震时转变成的地下热能，还有使大体积岩层破裂和移动的机械能，及岩层中的应变能。总之，地震时释放的地震波能量也仅仅是地震总能量的一部分而已。地震的震中位置(经度、纬度 )，震源深度h, 发震时刻O, 地震的震级M, 称为地震的五个基本参数。地震时由震源发出两种地震波，P波-纵波，S波-横波，地震波传到地表附近还会产生面波，面波的强度随深度的增加而迅速减弱。地震烈度按一定的宏观标准表示地震对地面的影响和破坏程度的一种量度，通常用I表示。一般将烈度分为12度，地面上各等烈度点构成等震线，根据等震线可大致确定震中和震源深度。极震区震中地区又称极震
11、区，是破坏程度最大的地区。3 、地震分布地震都发生在地壳和地幔上部，大多数发生于地壳之中。大约有72% 的地震震源深度小于33公里，大约24% 的地震震源深度在33-300公里之间，只有大约4% 的地震震源深度大于300公里，是深源地震。图2-2世界地震震中分布(见PPT)地震在全球的分布也是有规侓的，按地质构造、地震活动性、地貌特征来划分,世界地震的分布有四种类型。（1）环太平洋地震活动带太平洋东西两岸及北部边界地震活动极为强烈,是主要的地震带。全世界80%的浅震,90%的中源地震和几乎全部的深源地震都集中在这一地震带中。这个地震活动带占世界地震活动带面积大约一半，但是释放的能量却占全球地震
12、释放能量的80%，而南太平洋地震活动明显变弱。环太平洋地震带的最大特点是弧型构造非常发育，特别是北部和西部，弧型突出部分朝大洋,弧的外缘是深海沟。弧型构造带地震强烈频繁,从浅源地震到深源地震都有,象阿留申群岛、千岛群岛、日本琉球群岛、菲律宾东岸岛弧地带都是这样。图2-3世界地震带分布(见PPT)（2）地中海-喜玛拉雅地震活动带这一地震带也称欧亚地震带,由于它大部分分布于大陆上,所以造成的危害很大。除环太平洋地震带外,余下的中源地震和大的浅源地震都发生在此带。释放的地震能量占全球的15%。地中海-喜玛拉雅地震带横跨欧亚大陆,还包括非洲一小部分,大致为东西向分布,总长约15000公里。以浅震为主,
13、中源地震以喜玛拉雅地区、帕米尔地区为主，在土耳其、希腊、罗马尼亚、意大利也有分布。深震主要在印度尼西亚弧区。强烈地震主要发生在弧形构造带和弧形山地，如喜玛拉雅山系向南突出的弧形。山脉高达7000-8000米，而南面是突降的恒河平原，强烈的下陷地区，显示出印度大陆俯冲入喜玛拉雅下部的态势。强大的冲压地质构造力形成这一带强烈的地震，如印度阿萨姆和中国察隅地震震级都在8.5级左右。（3）大洋中脊地震活动带太平洋、印度洋、大西洋及北冰洋都存在着沿海盆中轴线的大洋中脊系统。中脊一般由两列互相平行的脊峰和中间的大峡谷构成，峡谷一般比脊峰深2000米左右，宽约十几到二十公里，长数百公里。中脊并不完全连续，在
14、很多地方被一些与其垂直的断层切割成一段一段的。大洋底沿中脊在不断地扩张，在这一地震带中经常发生一些较弱的地震，释放的能量不大。（4）大陆裂谷系地震活动带裂谷系多由一些区域性的大断裂形成，在地貌上表现为深水湖，如东非地堑、红海地堑、亚丁湾、死海、贝加尔湖等。这些地带的地震都是浅源地震，多与地壳的扩张有关。东非裂谷系是大陆上最大的裂谷系统，全长约6500公里，处于非洲地势的最高部位，是在隆起背景下的大张裂带。断陷的地堑与周围山地有很大的构造差异运动，最大位移可达3000米，一般也在1000-2000米。贝加尔湖也是地堑断裂谷，新构造活动强烈，最大垂直位移超过5000米，贝加尔湖的湖底由于这种构造活
15、动下陷，现在已低于海平面1061米，若不是有湖水覆盖其上，那就是全球最低洼的地区了，在这些构造带中不断的发生着大大小小的地震。表2-1 中国强震（震级M8）表(见PPT) 图2-4 中国6级以上地震分布(见PPT)中国跨越环太平洋地震带和地中海-喜马拉雅地震带，是一个地震较多的国家。由于受这两个地震带的影响，并且我国有的地区本身就属于这两个地震带，所以我国的地震活动是很复杂的。地震类型多样，地震的强度，时间、空间分布上都受附近地震带活动的影响。 图2-5中国主要地震带分布图(见PPT)中国历史上记载的地震记录有3千多次，相当于6级以上的破坏性地震8百多次，8级以上大地震18次。全国除1/3省区地震活动较弱，频度较低外，其余地区都发生过较强地震，有不少地区现代地震活动相当强烈。根据地震活动的强度和频度，我国可划分为三类地区:(1) 地震活动强烈的地区包括台湾、西藏、新疆、甘肃、青海、云南、宁夏、四川西部等，强烈地震不断发生。在强度和频度方面大大超过其他地区，发生的地震占全国地震总数80% 。(2) 活动中等地区包括河北、山西、陕西关中地区、山东、辽宁南部地区、吉林延吉地区、安徽中部、福建-广东沿海、广西等，这些地区的
