¿Cuáles son los tipos y características de las causas de los terremotos y cómo distinguir la magnitud y la intensidad del terremoto?

El terremoto es un fenómeno natural en el planeta en el que vivimos y está estrechamente relacionado con la estructura de la propia tierra, especialmente con la estructura de la superficie. El radio de la Tierra es de unos 6.400 kilómetros y se puede dividir simplemente en tres partes: la corteza, el manto y el núcleo (Figura 25.2-1). El espesor promedio de los dos primeros es de aproximadamente 30 ~ 40 km y 2850 km respectivamente, y la parte central se encuentra dentro de un radio de aproximadamente 3500 km. Sus densidades de gravedad son 27~30 n/cm3, 33~55 n/cm3 y 97~123 n/cm3 respectivamente, y la densidad de gravedad promedio es de aproximadamente 55 n/cm3. La temperatura del interior de la Tierra aumenta con la profundidad desde la superficie. A medida que aumenta la profundidad de 1 km, la temperatura aumenta aproximadamente 30°C, pero la tasa de crecimiento disminuye al aumentar la profundidad. Se estima que la temperatura a una profundidad de 20 kilómetros bajo tierra es de unos 600°C a 100 km, de 1000°C a 1500°C a 700 kilómetros es de unos 2000°C; La presión dentro de la Tierra también aumenta con la profundidad desde la superficie. Los datos muestran que la presión fuera del manto es de aproximadamente 90 kN/cm2 (equivalente a 9 t/cm2), la presión fuera del núcleo es de aproximadamente 14.000 kN/cm2 y la presión dentro del núcleo es de aproximadamente 37.000 kN/cm2. Estas diferencias provocarán inevitablemente una deformación local de la corteza terrestre. Cuando la deformación se acumula hasta cierto punto, provocará un terremoto repentino.

2. Tipos de causas de los terremotos

2.1. Formación de los terremotos

Los terremotos generalmente son causados ​​por tres tipos de mutaciones.

2.1.1 La primera mutación: Hay muchos argumentos científicos que sostienen que la corteza global está compuesta por seis placas principales, a saber, Eurasia, el Pacífico, América, África, IndoAustralia y la Antártida. La placa base también se puede dividir en paneles más pequeños. Debido a la lenta deformación de la corteza terrestre, se producen cambios repentinos como colisiones e inserciones entre placas, lo que provoca vibraciones de la corteza terrestre. Este es uno de los terremotos tectónicos, que ocurren todos en los bordes de las placas o en las islas costeras. La provincia china de Taiwán y Japón están ubicadas en la unión de grandes placas, por lo que son áreas propensas a los terremotos.

2.1.2 La segunda mutación: debido a las enormes diferencias en la estructura dentro y fuera de la Tierra, también hay enormes diferencias entre regiones y también se producen tensiones desiguales dentro de las placas. Primero, en estructuras geológicas desiguales o frágiles, los estratos se desplazan o se rompen, provocando terremotos. Este es otro tipo de terremoto tectónico.

Estos dos tipos de terremotos son los más importantes, representan la gran mayoría del número total de terremotos y la energía liberada tiene una amplia gama de efectos. Los terremotos de tipo 1 ocurren principalmente en los márgenes continentales y muchos ocurren en océanos o bajo el mar. Este tipo de terremoto tiene efectos menos dañinos que los terremotos de categoría 2.

Estos últimos suelen ocurrir en continentes y suelen denominarse terremotos intraplaca, que están ampliamente distribuidos y son muy inciertos. Aunque la probabilidad de que ocurra es baja, a veces puede ser fuerte. Si ocurre en ciudades densamente pobladas y sus alrededores, puede ser extremadamente destructivo. Por ejemplo, el terremoto de Tangshan en 1976 arrasó una ciudad industrial que tardó casi un siglo en construirse en sólo unas pocas docenas de segundos.

2.1.3 La tercera mutación: las erupciones volcánicas en determinados puntos débiles de la corteza terrestre también pueden provocar terremotos, los llamados terremotos volcánicos. Este es el tercer tipo de terremoto tectónico.

Los tres tipos de terremotos anteriores son terremotos destructivos causados ​​por cambios lentos en la corteza terrestre y acumulación de energía hasta cierto punto. Los terremotos de categoría III tienen mucha menos energía e impacto que los dos primeros terremotos.

También existen terremotos de colapso: sus causas no son más que dos. En primer lugar, la formación de cuevas se debe a que las formaciones rocosas son atacadas por el agua subterránea; en segundo lugar, debido a los viejos pozos de arena, cuando son lo suficientemente grandes, los estratos locales colapsarán, provocando vibraciones en el suelo. Por ejemplo, entre 1954 y 1985, se produjeron muchos terremotos en la ciudad de Zigong, provincia de Sichuan. La energía fue pequeña, el foco fue poco profundo y el alcance del terremoto fue pequeño. Además, se producen terremotos de explosión y terremotos de embalses.

A continuación se presenta principalmente el proceso de ocurrencia y desarrollo de los terremotos tectónicos.

La corteza terrestre está formada por diversas rocas. Una gran cantidad de hechos muestran que durante el largo tiempo geológico, la corteza terrestre ha estado cambiando constantemente y grandes áreas se elevan, se hunden o se inclinan. Debido a la acción de la tierra, la capa de roca horizontal original (Figura 25.2-2a) se deforma. El plegamiento ocurre cuando la fuerza sólo puede doblar la capa de roca sin perder su continuidad e integridad (Figura 25.2-2b). Cuando la resistencia de la roca en la parte frágil de la formación rocosa no puede soportar la fuerza fuerte, la formación rocosa se fracturará y se moverá (falla, Figura 25.2-2c). Durante este proceso de cambios en la estructura de los estratos de la corteza (llamados cambios tectónicos), los estratos de la corteza se encuentran en un estado complejo de estrés in situ.

A medida que el movimiento de la corteza continúa cambiando, el papel del geoestrés se intensifica gradualmente y los cambios tectónicos también se intensifican. Cuando la tensión local excede el límite de resistencia de una determinada formación, se rompe repentinamente y se mueve violentamente, se producirán vibraciones. Se transmitirá al suelo en forma de ondas elásticas y el suelo se moverá en consecuencia. Este es un terremoto. Lo que liberan los terremotos es la tensión acumulada durante los movimientos tectónicos. Las ondas sísmicas son sólo una pequeña parte de la energía del terremoto y la mayor parte se convierte en energía térmica. Existen otras teorías sobre la causa de los terremotos, pero el consenso general es que cuando las rocas de la corteza o del manto superior alcanzan sus límites debido a las fuerzas, las rocas se rompen, provocando terremotos.

Entonces, ¿cómo se formó la enorme fuerza que provocó los cambios estructurales en la corteza terrestre? En general, se cree que esto puede deberse a la energía térmica liberada durante el proceso de desintegración de los elementos radiactivos en el material interno de la Tierra, la atracción gravitacional de los cuerpos celestes (especialmente el Sol y la Luna) sobre la Tierra y la energía de rotación generada durante la rotación de la esfera terrestre.

De lo anterior se puede ver que la ocurrencia de terremotos está estrechamente relacionada con las estructuras geológicas, entonces, ¿qué lugares tienen más probabilidades de tener terremotos? En términos generales, muchos terremotos se concentran en ambos extremos y esquinas de zonas de fallas activas, en la intersección de dos zonas de fallas activas y en las zonas de transición de grandes levantamientos y depresiones donde el movimiento diferencial de las fallas modernas cambia dramáticamente. Estos lugares son áreas con geoestrés concentrado y estructuras frágiles, que a menudo son propensas a fuertes terremotos.

Los terremotos tectónicos causados ​​por la segunda mutación representan la gran mayoría del número total de terremotos. La profundidad focal de los terremotos suele ser de decenas de kilómetros bajo tierra y se propagan a la superficie a través de ondas sísmicas (incluidas ondas longitudinales, ondas de corte y ondas superficiales), lo que hace que el suelo vibre. [1] Enseñanza en línea de Zhangjiagang

3. Hipótesis y causas de los terremotos.

3.1 Hipótesis del origen del terremoto

3.1.1, Teoría del rebote elástico

La energía generada por el movimiento de la corteza terrestre se acumula en forma de energía de deformación elástica en la falla y su vecindad durante mucho tiempo en la formación, lo que hace que las rocas a ambos lados de la falla se muevan entre sí. Debido a la fricción y viscosidad del plano de falla, el desplazamiento relativo de la roca se expresa en forma de deformación elástica (cortante). Cuando la roca continúa estresada y alcanza un cierto nivel, un cierto punto de la falla comienza a fracturarse y dislocarse, la energía de deformación elástica de sus puntos adyacentes se libera repentinamente y la dislocación se expande rápidamente a lo largo de la falla.

3.1.2, Teoría de la viscosidad

Los terremotos se consideran deslizamientos viscosos a lo largo de planos de falla existentes, es decir, en un momento determinado, el plano de falla bloqueado libera repentinamente la energía. y deslícela hacia adelante para continuar volviendo a bloquear. A medida que se deslizan hacia adelante, se libera el esfuerzo cortante, lo que produce vibraciones elásticas conocidas como terremotos.

3.1.3, Teoría del cambio de fase

En el estado de equilibrio de temperatura y presión, no se puede provocar un cambio de fase instantáneo y no se puede liberar tensión. Sólo en estado estacionario pueden ocurrir cambios de fase rápidos e instantáneos. El flujo de material del manto puede llevar combinaciones de minerales formadas bajo ciertas condiciones de temperatura y presión a otro entorno de temperatura y presión. Se producirán cambios de fase instantáneos en la superficie de discordancia, provocando terremotos.

3.1.4, Teoría del impacto del magma

Los cambios físicos y químicos del magma en las profundidades de la corteza terrestre le dan al magma una poderosa fuerza explosiva para expandirse hacia afuera. Cuando la fuerza de la roca circundante local se debilita por el movimiento de la corteza, el magma atravesará la roca circundante y se insertará en la parte más débil de la corteza, provocando un terremoto.

3.2 Causas de los terremotos

3.2.1. Filósofos y pensadores de diversas nacionalidades han dado diversas explicaciones sobre las causas de los terremotos. La contribución de China en este campo es incomparable. Ya hace 2.700 años, en la dinastía Zhou Occidental, el padre de Bo Yang creía que "el sol no puede salir y el yin no puede evaporarse, por lo que hay terremotos". Esta es la "teoría filosófica del yin y el yang".

3.2.2. Desde la antigüedad, debido al atraso de la ciencia, el ser humano siempre ha atribuido los desastres sísmicos a la fuerza natural de los dioses. Muchos pueblos creen que la tierra está sostenida por algunos animales, y cuando estos animales se mueven se producen terremotos. Por ejemplo, algunas tribus de la India creen que hay varios elefantes parados sobre una tortuga que transporta la tierra y que se producirán terremotos cuando los elefantes se muevan. En Japón se cree generalmente que el terremoto fue causado por el vuelco del bagre subterráneo. Si se detuviera el bagre, el mundo estaría en paz. Según una antigua leyenda griega, Poseidón golpeó el fondo marino con su tridente cuando estaba enojado, provocando terremotos y tsunamis.

3.2.3 Desde la década de 1960, los científicos han ido proponiendo gradualmente la teoría de la tectónica de placas. La litosfera de la superficie terrestre está formada por varias placas gigantes. Estas placas se separan entre sí o chocan y se subducen. Los límites de las placas suelen ser terremotos. Zonas con actividad volcánica particularmente activa. Sin embargo, el mecanismo por el cual ocurren los terremotos intraplaca aún no está claro.

El 2 de marzo de 1996 se produjo un fuerte terremoto de magnitud 8,3 en San Francisco, Estados Unidos, provocando graves pérdidas. Después del terremoto se descubrió que había dislocaciones a ambos lados de la falla de San Andrés, de 430 kilómetros de longitud, en la costa oeste de América del Norte. El sismólogo estadounidense Fred propuso la teoría del rebote elástico a través de una investigación. Según esta teoría, las rocas se deforman por los movimientos sísmicos. Cuando la deformación excede un cierto nivel, las rocas sufren violentas fracturas y dislocaciones, y luego las rocas deformadas regresan a su estado original. Este es el proceso de ocurrencia de un terremoto.

3.3 La ciencia moderna explica las causas de los terremotos de la siguiente manera:

A medida que la tierra se mueve y cambia constantemente, gradualmente acumula una enorme energía, provocando rupturas repentinas o rupturas repentinas de capas de roca en Algunas zonas frágiles de la corteza terrestre. La dislocación de la falla original. Este es un terremoto. La mayoría de los terremotos ocurren en la corteza terrestre. Los terremotos se dividen en terremotos tectónicos, terremotos volcánicos, terremotos de hundimiento y terremotos inducidos.

3.3.1 Terremoto tectónico se refiere al movimiento tectónico. Cuando la tensión local alcanza y excede el límite de resistencia de la capa de roca, la capa de roca se deformará repentinamente o incluso se romperá, y la energía se liberará por completo. una vez, provocando movimiento del suelo. Estos terremotos se denominan tectónicos y representan más del 90% del número total de terremotos.

3.3.2 Los terremotos volcánicos se refieren a terremotos causados ​​por la ruptura o el colapso de los estratos suprayacentes debido a la pérdida de grandes cantidades de magma, la reducción de la presión subterránea o la reposición insuficiente de magma subterráneo profundo. El número de estos terremotos es pequeño y representa sólo alrededor del 7% del número total de terremotos.

3.3.3 Los terremotos de colapso son terremotos locales causados ​​por el colapso de cuevas o chivos subterráneos. Los terremotos de colapso son el resultado de la gravedad. Son de pequeña escala y de baja frecuencia, y representan sólo alrededor del 3% del número total de terremotos.

3.3.4 Los terremotos artificiales y los terremotos inducidos son terremotos causados ​​por voladuras artificiales, minería, construcciones militares y pruebas nucleares subterráneas. Algunas actividades de falla causadas por actividades de producción humana se denominan terremotos inducidos, que incluyen principalmente terremotos de embalses, terremotos inducidos por bombeo de pozos profundos e inyección de agua, terremotos inducidos por pruebas nucleares, actividades mineras e irrigación que también pueden inducir terremotos. Desde que se confiscó el embalse de Xinfengjiang en la provincia de Guangdong en junio de 1959+00, hasta finales de junio de 1987 se han registrado 337 terremotos. Entre ellos, en junio de 1962 se produjo un terremoto de magnitud 6,1 que provocó una grieta de 82 metros de largo en la presa de hormigón. En la foto aparece la falla de San Federico, un nido de terremotos.

4. La diferencia y conexión entre intensidad y magnitud

4.1 La magnitud de un terremoto es el tamaño de un terremoto al que se hace referencia comúnmente en sismología.

4.2. La intensidad de los terremotos se determina con base en fenómenos macroscópicos como sentimientos humanos, objetos dinámicos, daños a edificios y manifestaciones de fenómenos naturales.

La magnitud refleja el tamaño del terremoto en sí y sólo está relacionada con la energía liberada por el terremoto, mientras que la intensidad indica el impacto y daño al suelo. Los terremotos tienen una sola magnitud y su intensidad varía de un lugar a otro. La intensidad no sólo está relacionada con la magnitud del terremoto, sino también con la profundidad de la fuente del terremoto, la distancia desde el epicentro y las condiciones medias por las que pasan las ondas sísmicas (como la naturaleza de la roca, la estructura del estrato, etc.). ). La relación entre la intensidad del epicentro y la magnitud y profundidad focal se muestra en la siguiente tabla:

Sacudida

Horizontal

Epicentro