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开裂,与构造运动、地震无关,科学
的解释消除了恐慌,稳定了民心。
地裂缝的出现是一个长期而缓
慢的过程,一般成因的地裂缝一年
位移量以毫米级计算,像电影中洛
杉矶大地裂,蜿蜒横穿美洲大陆、纵
向深切地壳基岩的地裂缝,人在有
生之年几乎是看不到的。
地表张裂
尽管缓慢,长期的活动也会造成积
聚的危害。
由于地裂缝主要是对地
表、地层的破坏,对公路、桥梁、地
铁、隧道,以及民居建筑、农田灌溉
会造成严重影响。
因而,在地裂缝易
发区必须建立长期的监测机制,以
掌握地裂缝的发展趋势,为工程建
设提供基础地质资料。
除此之外,还
要采用高科技的地球物理勘探手
段,包括二维和三维地震勘探、电法
和电磁法勘探技术等,辅助以钻探
技术,以查明地裂缝的发育区域的
地质情况。
对于业已出现的地裂缝,
应采取避让、回填、夯实、注浆、加固
基础等工程技术手段加以治理。
可
见,尽管地裂缝是地球难以愈合的
伤口,只要监测及时、治理得当,是
不会造成大型灾难的。
地震——
—强度达到里氏10.8级
地震,又称地动、地振动,是地
壳在快速能力释放过程中造成的振
动,期间会发生地震波的一种自然
现象。
据统计,地震每年发生约550
万次,基本上人每眨一次眼的时间
就会发生一次地震,只是大部分地
震都发生在远离人居地区或者地震
的振动微不可感罢了。
那么,多大的
地震人能够感觉到?
电影中的地震
的震级是多少、又有多大能量呢?
让我们先了解一下地震的震级
吧。
地震,不一定能够造成灾害,因为
地震灾害还与震级、震源深度、震中
距等因素有关。
表征地震能量大小可
以用里氏震级计算公式得出:
logE=
4.8+1.5M,E表示释放的能量,M表示
话说电影《2012》中的地质灾害
◆徐继山《2012》中地裂的场景《2012》中的地震瞬间
里氏震级。
可以看出,每增加里氏一度,能量大约增加31倍。
可感地震的震级一般在里氏4级以上,用这个公式可以得出,发生里氏4级地震的释放能量大概在630亿焦。
目前人类有记录的震级最大的地震是1960年5月22日智利发生的9.5级地震,所释放的能量相当于一颗1800万吨炸药量的氢弹,汶川地震所释放的能量大约相当于90万吨炸药量的氢弹。
而电影中出现的超级地震,达到里氏10.8级,10.8级是什么概念呢?
地震所释放的能量将达到1021焦,相当于16亿吨炸药量的氢弹,将一个帕萨迪纳这样的城市瞬间毁灭,可以说是不费吹灰之力。
地震波是地震发生时产生于地球内部的弹性波,是地震释放能量的方式。
地震波有体波和面波,体波分为纵波和横波。
横波的振动方向与波前进方向垂直,在地面上表现为左右摇晃,纵波振动方向与传播方向一致,在地面上反应为上下跳动(颠、簸的振动。
二者相比,纵波传播的速度比横波快,所以,一般地震发生后人们先是感觉到上下跳动,其次才是左右摇晃。
另外,横波振幅比纵波大,破坏力大。
横波的水平晃动力是造成建筑物破坏的主要原因。
面波是体波在地表衍生而成的次声波,能量最大,波速大约在3.8千米/秒,低于体波,往往最后被监测到。
面波的传播形式比较复杂,既可以引起地表上下的起伏,也可以是地表做横向的剪切,其中剪切运动对建筑物的破坏最为强烈。
像电影中的汽车、行人在地震发生时被抛到空中几米甚至十几米,就是一种面波的破坏表现形式。
尽管地震很可怕,电影中出现的大规模、大尺度的超级地震在现实中是很难出现的,这是因为地震随时都在发生,换言之,地球内部的能量释放随时都在进行,这使得地球在短时间内很难积聚起足够的能量来摧毁地表
之上的世界。
火山——
—黄石公园火山大爆发
在电影中,我们能够看到黄石
公园火山喷发的情景,这场景壮观
得令人叹为观止,酷似“犀利哥”的
疯子电台主持人忘记了个人处境,
面对火山喷出的滚滚岩浆,慷慨激
昂地解说。
莫说主持人疯了,就是银
幕外的观众也要抓狂了。
回到现实
中,我们要问一问,火山是怎样喷发
的?
火山喷出的是什么?
人类是否会
像恐龙一样灭绝?
火山喷发是岩浆等喷出物在短
时间内从火山口向地表的释放。
俗
话说“哪里有压力,哪里就有反抗”,
火山喷发也符合这个规律。
因岩浆
中含大量挥发成分,加之上覆岩层
的围压,使这些挥发成分溶解在岩
浆中无法溢出,当岩浆上升靠近地
表时,压力减小,挥发成分急剧被释
放出来,于是形成火山喷发。
火山喷
发是地壳运动的一种表现形式,是
地球内部热量的最强烈的瞬间释
放。
火山喷发喷出的是什么呢?
按其
物态分为火山气体、熔岩和固体的
岩石碎屑。
在一次火山喷发中,并不
是上述三种类型的喷出物都有。
火
山喷发造成的灾害也由这三种物态
的物质所造成。
火山爆发(喷发的剧
烈形式时常伴有大量气体喷出,成
分主要有水蒸气、CO2、CO、HCl、
NH3、NH4Cl、NaCl、H2S、N2等,某些
有害、有毒气体(如CO、H2S足以致
人于死地。
1986年8月,喀麦隆尼
沃斯火山喷发,有1700余人死于火
山喷出的二氧化碳等大量有害气
体。
火山喷发特别是裂隙式喷发形
成的熔岩也会造成严重的危害。
1783年,冰岛拉基火山喷发,岩浆
沿着16千米长的裂隙喷出,淹没了
周围的村庄,覆盖面积达565平方
千米,造成冰岛人口减少1/5。
火山
爆发抛出的大量火山碎屑和火山
灰,会掩埋房屋、破坏建筑,危及生
命安全。
1951年1月巴布亚新几内
亚的拉明顿火山爆发,炽热的火山
灰毁坏的土地面积大约233平方千
米,造成房屋倒塌,2942人丧生,危
害严重;
1963年印度尼西亚阿贡火
山爆发时,直接死于火山灰云的人
数就达1670余人之多。
根据资料统
计,全球目前有大约500座活火山,
其中有近70座在水下,其余均分布
在陆地上。
在地球上几乎每年都有
规模和程度不同的火山喷发,给人
类活动和生存带来了很大的危害。
据统计,在近400年的时间里,
火山喷发已经夺去了大约27万人
的生命。
火山的危害如此之大,甚至
最新科学研究表明,火山喷发产生
的气体可能是过去5.45亿年间大
量物种——
—包括恐龙在内——
—灭绝
的原因。
尽管火山喷发有如此多危
害,但也有好处,火山灰覆盖在土壤
上,可肥沃土壤,是天然的化肥;
山蕴藏有取之不尽、用之不竭的地
热资源,地热多分布在火山岩覆盖
区的边缘;
火山又是一个天然加工
厂,地球深处高温、高压的极端条件
可形成许多矿产资源,如铁、铜、金
刚石、铅、锡矿和铀、稀土、硫矿等丰
富矿藏。
海啸——
—高山被淹没
海啸,被称为地球的终极毁灭
者,是一种灾难性的海浪,通常由震
源在海底下50千米以内、里氏震级
6.5以上的海底地震引起。
水下或沿
岸山崩或火山爆发也可能引起海
《2012》中岩浆滚滚而来的镜头
啸。
在一次震动之后,振荡波在海面上以不断扩大的圆圈,传播到很远的距离,正像卵石掉进浅池里产生的波一样。
海啸波长比海洋的最大深度还要大,轨道运动在海底附近也没受多大阻滞,不管海洋深度如何,波都可以传播过去。
一旦海啸进入大陆架,由于深度急剧变浅,波高骤增,可达20至30米,这种巨浪可带来毁灭性灾害。
海啸来袭之前,海潮为什么先是突然退到离沙滩很远的地方,一段时间之后海水才重新上涨?
大多数情况下,出现海面下落的现象都是因为海啸冲击波的波谷先抵达海岸。
波谷就是波浪中最低的部分,它如果先登陆,海面势必下降。
同时,海啸冲击波不同于一般的海浪,其波长很大,因此波谷登陆后,要隔开相当一段时间,波峰才能抵达。
另外,这种情况如果发生在震中附近,那可能是另一个原因造成的:
地震发生时,海底地面有一个大面积的抬升和下降。
这时,地震区附近海域的海水也随之抬升和下降,然后就形成了海啸。
海啸可分为4种类型。
即由气象变化引起的风暴潮、火山爆发引起的火山海啸、海底滑坡引起的滑坡海啸和海底地震引起的地震海啸。
地震海啸是海底发生地震时,海底地形急剧升降变动引起海水强烈扰动。
其机制有两种形式:
下降型海啸和隆起型海啸。
下降型海啸:
某些构造地震引起海底地壳大范围的急剧下降,海水首先向突然错动下陷的空间涌去,并在其上方出现海水大规模积聚,当涌进的海水在海底遇到阻力后,即翻回海面产生压
缩波,形成长波大浪,并向四周传播
与扩散,这种下降型的海底地壳运
动形成的海啸在海岸首先表现为异
常的退潮现象。
1960年智利地震海
啸就属于此种类型。
隆起型海啸:
某
些构造地震引起海底地壳大范围的
急剧上升,海水也随着隆起区一起
抬升,并在隆起区域上方出现大规
模的海水积聚,在重力作用下,海水
必须保持一个等势面以达到相对平
衡,于是海水从波源区向四周扩散,
形成汹涌巨浪。
这种隆起型的海底
地壳运动形成的海啸波在海岸首先
表现为异常的涨潮现象。
1983年5
月26日,中日本海7.7级地震引起
的海啸属于此种类型。
海啸的发生,
曾经夺取无数人的性命,如何采取
有效的手段和技术,完善海啸预警
系统,已成为当前一项重大课题。
磁极倒转——
—地球磁场下降了80%
电影《2012》中,由于地球磁场
的消失,造成通信中断、生物灭绝、
太阳粒子的辐射等等一系列骇人听
闻的事件,烘托了整个电影的惊险
气氛。
地球磁场真的会消失、甚至倒
转吗?
目前,对于地球磁场的形成有
两种假说:
一种假说是“发电机原
理”,物理学家埃尔萨塞根据磁流体
发电机的原理,认为当液态的外地
核在最初的微弱磁场中运动,像磁
流体发电机一样产生电流,电流的
磁场又使原来的弱磁场增强,磁场
增加到一定程度就稳定下来,形成
了现在的地磁场;
第二种假说是“磁
现象的电本质”,认为按照物理学研
究的结果,高温高压中的物质,其原
子的核外电子会被加速而向外逃
逸,地核在6000K的高温和360万
个大气压的环境中会有大量的电子
逃逸出来,地幔间会形成负电层,按
照电磁理论,“电动生磁,磁动生
电”,要形成地球南北极式的磁场,
必然需要形成旋转的电场,而地球
自转必然会造成地幔负电层旋转,
即旋转的负电场,磁场由此而生。
关于磁极倒转的原因,现在还
无定论,但至少有一点是可以肯定
的,地球从产生到现在,磁场的方向
是一直在改变的,只不过相对缓慢而
已。
关于磁极倒转有许多说法,占主
流的有以下三种假说,第一种,认为
磁极倒转是因为地球处在银河系这
个大磁场中,地球磁极的倒转是根据
银河的磁极倒转转变的。
第二种,认
为地球内部的物质不断发生碰撞,碰
撞的结果使地球内部的磁场不断的
调整、变化。
第三种,认为陨石撞击地
球致使磁场发生了转变。
磁极多长时间会发生倒转呢?
美国佛罗里达国际大学地质学家克
莱门特研究发现,地球磁场两极逆
转所需时间大约为7000年,其中低
纬度地区磁场逆转的时间要比高纬
度地区短。
在地质史上,地球磁场经
常不定期出现剧烈变化,磁力线会
彻底改变方向,这为磁极转换认识
提供了重要线索。
克莱门特指出,目
前科学界普遍认为,在磁极逆转过
程中,地球磁场减弱到全部磁性的
10%左右,磁场方向发生近180度
的转变,磁性随即沿逆转后的方向
再度加强。
但这一过程究竟需要多
长时间一直无法确定,科学家们只
能含糊地回答“几千年”。
通过对深
海沉积芯的研究,他发现,地球磁场
逆转所需时间平均为7000年,但随《2012》中海啸的场面
《2012》中惊恐万分的人
纬度不同存在一定差异。
低纬度地区磁场改变方向所需的时间是中高纬度地区的一半。
这一结论与磁场逆转几何模型预测的结果完全相同。
无论什么说法现在都是猜想,人类对地球、对宇宙的探索不会停止的。
如果真的有磁极倒转那一天,恐怕我们真的找不到北了。
板块运动———太平洋板块正在瓦解?
板块运动是一种地质构造现象,理应不属于地质灾害的范畴,但在电影中板块运动被提速了,直接和间接对人类的生存、发展造成了破坏,因而就成了一种“地质灾害”。
电影里面有一句台词,说“太平洋板块正在瓦解!
”那么,太平洋板块是否真的正在瓦解?
欲回答这样的问题,就要了解一些板块构造学说的理论了。
板块构造说认为,地球并不是铁板一块,而是由裂隙、海沟、断层所切割成的六个大板块组成,即太平洋板块、亚欧板块、美洲板块、印度洋板块、非洲板块和南极洲板块。
在这些大板块中又分出一些较小的板块,例如,把美洲板块分为北美洲板块和南美洲板块;
从太平洋板块中分出东太平洋板块;
从亚欧板块中分出以中国大陆为主体的东亚板块,等等。
但不管板块怎么分,所有板块都漂浮在具有流动性的地幔软流层之上。
随着软流层的运动,各板块也会发生相应的水平运动。
板块之间的作用方式可分为聚合、张裂
与保守(错动三种方式,相应地,板块之边界可分为张裂型板块边界、聚合型板块边界和错动型板块边界三种类型。
聚合作用会在地貌上表现为海沟、火山岛弧、褶皱山脉,张裂作用则在地貌上表现为裂谷、中洋脊等,而错动作用是两个板块互
相摩擦的地区。
太平洋板块形成于距今1.9亿年前后的印支期,至今为止,一直处于扩张状态。
电影中所谓的“太平洋板块正在瓦解”是指其四周的板块正在以汇聚、离散、错动等各种作用聚合着、张裂着、剪切着太平洋板块,这是一个全球性的、剧烈的板块运动,运动的结果,使非洲的德拉被斯堡山成为新的世界屋脊,非洲大陆被抬升几千米,至于喜马拉雅山将不再是高不可攀了。
只是这样的板块运动是“被提速”的结果,实际的板
块运动,据地质学家估计,大板块每年可以移动1-6厘米距离,离我们要看到的这种现象,需要亿万年。
由此看来,地质灾害并不可怕,可怕的是缺少追求科学、追求真理的精神。
2012年的故事,源自一个玛雅文明的预言,与其说是一个预言,不如说是人类自身对未来的一种担忧。
这种担忧对于人类自身的成长是必要的,也是必须的。
在灾害中成长,在反思中成熟,远比永无休止的惶恐更重要。
也许我们现在创造出的现代文明会有玛雅文明一样的命运,也许我们现在所生活的地球会有预言所道的全球性灾难的一天,那么,拯救人类自身的将不会有什么“诺亚方舟”,而只有人类不断追求真理,才能开拓出科学的“新大陆”。
唯有如此,人类才能迈向一个又一个新生……
(责编林方时
虚构的板块瓦解过程
(责编付建平
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- 话说 电影 中的 地质灾害