· 正 · 文 · 来 · 啦 ·
根据我们上一节课对自然灾害的分类，这一节将介绍本章的第二个话题。
与地球物理有关的灾害。但是，我们不可能面面俱到，将所有与地球物理有关的内容都进行介绍。另外，由于自然灾害的多因性和复杂性，许多与地球物理有关的自然灾害，也可能与其他因素有关，所以并不能绝然分开。那么，我们今天要给大家介绍的，就是地震、火山喷发和海啸，还有其他一些常见的地质灾害，例如滑坡、崩塌、泥石流、地面沉降和地裂缝等等。
地震、火山和海啸是三种危害很强烈、令人谈虎色变的自然灾害，是人类目前的技术手段难于完全避免的，其主要的动力都是来源于地球内部能量。这三种自然灾害还经常一起来。所以，我们也就落入俗套，放在一起来说。
著名的智利大地震，发生在1960年的5月22日，这是观测史上记录到规模最大的地震，其矩震级达到了9.5级。地震引起的海啸，冲击了智利海岸，掀起了高达25米的海浪。而且，主海啸还穿越了太平洋，几天之后，距震中一万公里的地方，都记录到了10多米高的海浪，波及到日本和菲律宾，大家可以想象是怎样一种状况。不光是海啸，这场地震还引起十分罕见的地裂，有数个地方的地表产生了新断层并错位。主震后不到两天，普耶韦火山喷发了，就是我们这里的这张图所显示的。
笼统地说，地震就是地面的振动，可以有很多原因，比如核爆炸、打炮，还有一些机械振动等等。而我们现在从自然地理学角度来看，主要关注的是自然界的原因，比如构造地震、火山地震、塌落地震等等。这样的地震，是由于板块及其岩石沿着断层或板块边界运动，然后引起地壳块体的震动。地球内部的应力，并不总是平衡的，在应力作用下岩石会在一段时间内积累应变能，当应力超过岩石强度的时候，岩石就会破碎，应变能以地震波的形式释放出来。能量储存的时间越长，在不释放的情况下维持的时间当然就越长，发生强震的可能性也就越大。但是，一般发生地震，并不会有什么预警，这就是最糟糕的。
地震发生中，有巨大的能量释放。试验证明，在坚硬的花岗岩中爆炸一颗当量为1.5万吨TNT的原子弹，其结果和一个6级地震差不多；唐山大地震是7.8级，能量相当于2800颗美国1945年投在日本广岛的原子弹。地震释放的能量决定地震震级的大小。震级每增加一级，地面振幅增加约10倍，地震释放的能量那肯定就远远大于10倍，你猜猜多少？是32倍呀。也就是说，一个6级地震相当于32个5级地震，而1个7级地震则相当于1000个5级地震。因为地球是一体的，一次强震发生，全世界大部分地区都可以记录这个震动。所以，这可不是吹的，那可是货真价实的 “震撼全球”。
虽然是震撼全球，但在不同的地方，破坏力是不一样的，这个时候我们就需要另外一个指标，地震烈度，那就是指某一地区的地面和各类建筑物遭受到一次地震影响的强弱程度。这里有一个形象的比方，就是说，游泳池中戏水的人，他可以使用不同的气力让水的震动有大有小，但离开他的距离远近，受到的干扰是不一样的。那么，也就很容易理解了，对于一次地震，震级只有一个，但在不同地点，影响是不一样的，所以可以有不同的烈度。距震中愈远，地震影响愈小，烈度就愈低。当然啦，地震烈度除了与地震大小有关，还与震源深度、地震传播的介质、表土的性质、建筑物的动力特性、施工质量等许多因素有关，所以各个国家制定的烈度标准是不同的。
尽管地震发生在转瞬之间，但实际上，地震从孕育、发生到震后的调整，通常都需要经历一定的时间过程。按照物理性质的差异，可以分为孕震、临震、发震和震后调整四个阶段。在孕震阶段，孕震地区的岩石其地球物理性质将会发生一系列异常变化，岩石也会出现微弱的变形和变位；在临震阶段，震源区的应力积累已经接近失稳状态，此时可出现地形的形变异常、地震波速的异常、地磁的异常，甚至还可以看到地下水和动物活动异常等各种现象；在发震阶段，震源区的岩石出现大规模破裂，或者地震断层的闭锁段突然断开并发生弹性回跳，同时释放出大量应变能，引起地壳的强烈颤动。最后，就是余震，剩余的应变能量还将继续释放，岩石进一步破裂并产生一些小震；再之后，地震活动逐渐趋于平静，地磁、地电、地下水等活动也慢慢恢复正常。其实最难的是临震阶段，临震预报是地震预报能否成功的关键。在中国历史上，海城和唐山地震，都有长期和中期预报。而其中，海城地震作出了临震预报，虽然有争议，但不可否认预报是基本成功的；而唐山地震临震失报，前功尽弃。不过，也有许多人认为，所谓的预报成功，更像是瞎猫碰上了死耗子，从学术角度来说，它的经验几乎是不可复制的。
地球上，当然不是任何地方都会发生地震。据统计，全球有85%的地震发生在板块边界上，也就是说，仅有15%的地震与板块边界的关系不大。世界上主要有三大地震带：环太平洋地震带，就是这幅地图上黄色的部分，分布在太平洋周围，还有从阿尔卑斯，到喜马拉雅，再到印度尼西亚，这是全球分布最广、地震最多的地震带；第二个就是大洋中脊地震活动带，蜿蜒于各大洋中间，就是图上绿色所标注的部分；还有大陆板块内部的地震带，与上述两个带相比其规模最小，不连续地分布于大陆内部，地貌上常表现为深水湖，比如东非裂谷、红海裂谷、贝加尔裂谷、亚丁湾裂谷等等。
那么，在什么情况下会发生地震呢？也就是地震的成因问题。一般有如下四种：构造地震、火山地震、陷落地震和诱发地震。
我们知道，地壳并不完整，厚薄也不均匀，还分成好几个“板块”。在地球内部巨大力量的推动下，这些“板块”像是在地幔的岩浆上“漂浮”着，互相接近而挤压、俯冲，或互相远离而发生拖拽，形成岩石层间复杂的运动，造成了大大小小的地震。构造地震的特点是活动频繁，延续时间较长，影响范围最广，破坏性最大，世界上有90%以上的地震都是构造地震，最大的地震也都属于构造地震，因此是地震研究的主要对象。
火山地震，是火山喷发时岩浆或气体对周围岩石的冲击所引起的地震。大家可能会觉得，我们中国很少发生火山地震，你这个感觉是正确的，火山地震主要分布在南美洲和日本等地。火山地震约占各类地震总数的7%左右，所以不算多的。火山地震的影响范围也比较小，在火山附近可能感觉很强烈，而在距离稍远的地方就感觉不到了。
陷落地震，是由于地壳的陷落所引起的地震。这类地震多发生在石灰岩等易溶岩分布的地区。因为溶岩长期受地下水侵蚀，形成了许多溶洞，洞顶塌落造成了地震。此外，矿洞塌陷或大规模山崩、滑坡等，也可导致陷落地震的发生。陷落地震的数量更少，只占地震总数的3%左右，一般震源浅，震级也不大，影响范围和危害比较小。但在矿区范围内，陷落地震会对矿区人员的生命造成威胁，并直接影响矿区的生产。
人工诱发的地震，是由于水库蓄水、石油和页岩气开发，或地下大爆破，都可能引起地震。它多发生在水库、矿区或爆破点附近地区，震源深度较浅，最大的震级不超过6.5级。
火山，是由地球深处的岩浆等高温物质穿过地壳裂缝，喷发出地面而形成的锥型山体。火山口就是地球释放热量和气体的裂口。火山，有活火山、死火山之分，活火山，就是在人类历史记载中经常或周期性喷发的火山，而死火山呢，就正好相反，是在人类历史记载中没有喷发过的火山。但是不是真的死了，也不知道，因为有时候还会复活再次喷发，所以，我觉得应该叫睡火山，岂不是不更好？
火山的突然喷发，会造成很大的破坏。具体的致灾方式，有许多。比如：火山溢出地面的岩浆自火山口顺坡而下，火山熔岩的流动，几乎可以毁灭一切生物；大量的火山灰遮云蔽日，随着蘑菇云飘移，形成火山灰云；喷发的水汽遇冷凝结，挟带着火山灰等物质形成泥雨再降落到地面，形成火山泥石流；火山口附近被炸碎的岩石和部分射入空中的岩浆冷凝后落下，形成火 山碎屑流；火山喷发后，空中弥漫的有毒的火山气体，对生命有窒息作用。
意大利的庞贝古城，相信许多人都听说过。一千九百年多前，维苏威火山大爆发，火山灰掩埋了整座城市，全城无一幸免。至今在庞贝的地下还有成千上万的遗骸，被火山灰包裹成了木乃伊，保持着死亡时的形态。现在这里成了旅游胜地，去意大利旅游的人，一般都不会放过这里。
火山喷发看起来是突然的，但它是有规律的，前兆也比地震明显得多。所以，在现代科技的帮助下，火山是可以进行预测的，虽然还做不到像天气预报那样准确，但至少可以做一些防备，或者是尽早离开。火山喷发前山体膨胀，这是熔岩在其内部涌动所造成的；火山附近的温泉、热气口及火山口湖的温度在喷发前经常会急剧上升；地下的熔岩在深处流动，会引起局部地区重力和磁力的异常变化。
除了这种因地质原因造成的喷发岩浆的火山，还有一种火山会喷发泥浆。这种火山温度不高，由黏土、角砾岩、地层水等组成，还带着甲烷、二氧化碳和硫化物等气体。左边这张图，是2011年一位摄影师在俄罗斯库页岛的开阔地拍到的泥火山，这是不是很像一只巨大无比的“眼睛”？它一眨不眨地凝望着天空，甚至连眼球中呈放射状分布的“血丝”都清晰可见，真是惟妙惟肖。大多数泥火山的形成都与天然气有关，泥火山逸出的气体，约20%是甲烷，并混杂有少量二氧化碳或氮气。
海啸是由海底的地震，海底或海岛的火山爆发以及海底塌陷、滑坡和地裂缝等激发而引起的一种重力长波。波长一般为几十到几百公里，传播速度最快可达每小时数百到上千公里。海啸开始形成时，其波高并不大，仅有１到２米，在快要到达海湾或岸边的浅水区时，波高才会突然急剧增加数倍甚至数十倍，波高可达数十米，形成一堵水墙，这种“水墙”内含极大的能量，冲上陆地后所向披靡，往往造成对生命和财产的严重摧残。我们前面说的智利大地震形成的大海啸的波涛，移动了上万公里仍不减雄风，足见它的巨大威力。
好，下面我们再来看看地质灾害。常见的地质灾害有滑坡、崩塌、泥石流、地面沉降、地面塌陷和地裂缝等。重力失稳，是这些地质灾害的共同诱因。滑坡，崩塌和泥石流，都是斜坡物质的稳定性被外界条件破坏而发生的灾害，它们不管在成因上，还是在发育的时空条件上，往往有密切的联系，因此在减灾、防灾研究中也常常将它们作为一个灾害系列来对待。
首先是滑坡，那就是斜坡上的岩土物质沿一定的面作整体性下滑的运动，这是 山区常见的一种地质灾害。滑坡发生以后，可以单独成灾而摧毁公路和铁路，摧毁村镇和厂房，或者堵塞河道、阻断航行；许多时候，它们是其它灾害的次生灾害，大大加重了原来的灾情。比如暴雨过后、地震之后发生的滑坡，危害是很大的。是否发生滑坡，与很多因素有关，比如地形地貌条件、地质构造与新构造运动的条件、地层岩性条件和水文地质条件都有关。
崩塌，就是悬崖峭壁、陡坡和洞顶的岩石或土体，大块向下垮落的现象。欸，崩塌与滑坡似乎有些相似，对不对？它们共同的诱因是重力作用，但崩塌发育的条件会更加局限一些。崩塌不仅需要满足滑坡的大多数条件，还同时需要具备更陡峭的坡度，需要较大的地形高度差才行。简单来看，崩塌的角度必须要大于50°，而滑坡一般是小于50°的。
泥石流，经常发生在峡谷地区和地震火山多发区，在暴雨期具有群发性。泥石流，顾名思义，就是携带一股泥石的洪流嘛，瞬间爆发，是山区最严重的自然灾害。泥石流的形成，与降雨的关系就非常密切了。在地势陡峭、泥沙和石块等堆积较多的沟谷，每遇暴雨或长时间的连续降雨，就容易形成泥石流。但泥石流是与人为因素有关的，比如滥砍乱伐，山坡就失去了植被的保护；修建公路、铁路、水渠等工程时，就破坏了山坡表层；不合理的采石、开矿，就破坏了地层结构，这都会导致人为泥石流的发生。
地面塌陷，那就是地表的岩石、土体在自然或人为因素作用下向下陷落，并在地面形成塌陷的坑或洞的一种地质现象。地面塌陷的形成原因，以人为因素引起的岩溶塌陷和采空塌陷最为常见。比如人类开采地下流体资源，这就包括地下水、石油、天然气等等，因为抽走了东西，没有填充，当然到一定程度就会塌陷。煤矿开采区也会导致岩溶塌陷，地表的高程往往发生剧烈变化。
地面沉降，是目前世界上各大城市的一个主要工程地质问题。它一般表现为区域性下沉，可引起建筑物倾斜，破坏地基的稳定性。滨海城市甚至会造成海水倒灌，给生产和生活带来很大影响。大家可以看到，地面沉降与地面塌陷还很多相似的地方，但二者的区别也很明显，那就是，地面沉降一般是指大面积缓慢的下沉，而地面塌陷呢，就是指小面积的剧烈塌陷。
最后我们要介绍的是地裂缝，这是一种伴随其他地质灾害的事件。比如，强震中经常产生地裂缝，这个称为地震裂缝；超量开采地下水引起地面沉降也可以产生地裂缝；矿山采空区落顶或者岩溶塌陷也会在地表产生地裂缝。
总体来说，多数地质灾害的发生部位都有可能准确判别，但其发生时间，这与大多数地球物理有关的灾害一样是难以确定的。人类活动不当，往往也可成为这些灾害发生的重要诱因。因此，约束人类活动的范畴，是减轻地质类灾害的一条有效途径。这个我们在后面再详细讨论。好，同学们，今天的课就到这里，再见！
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