地震简史,地震神话和早期发现


土耳其南部靠近叙利亚边境地区近日在12小时内接连发生两次7.8级强烈地震。据土耳其和叙利亚政府及救援机构方面消息,强震已致超过1.5万人死亡。卫星影像对比图片显示,这次地震的破坏力巨大。

靠近震中的土耳其加济安泰普省的伊斯拉希耶受损严重,多幢建筑倒塌,大量的碎片散落在地面。

数以千计的建筑物倒塌,援助机构特别担心叙利亚西北部,那里已有4多万人依赖人道主义援助。

寒冷的天气条件进一步危及幸存者,并使救援工作复杂化,因为该地区发生了100多次余震。

随着搜索队与恶劣的条件作斗争以寻找幸存者,地震死亡人数攀升

周一袭击土耳其和叙利亚的灾难性地震造成的死亡人数已攀升至15,000多人,主要是由于土耳其的人数激增。叙利亚的死亡人数仍然相对稳定 - 尽管援助机构警告说这个数字可能会高得多。

世界卫生组织估计,两国可能有多达23万人受到地震的影响。

地震学简史第 1 部分:地震神话和早期发现

这一切都始于一声巨响,构造板块的运动,然后我们今天所知道的地球终于形成了。但这当然不是全部,因为大陆和地壳板块的形成和移动是一个持续的过程。


图一:地震波的测量与记录

从亚里士多德到第一台地震仪的发明

虽然地震的科学研究——地震学——和地震学历史相对较新,直到 18 世纪地震学家才提供太多关于地震发生的描述信息,但他们已经记录了一些关于地震的事实描述。最早的具有描述性信息的地震可追溯到公元前 1117 年的中国1而欧洲的地震直到公元前 580 年才被提及 尽管地震已被记录在案,但它们的来源、影响以及可能的前兆都没有得到很好的解释。

直到 18 世纪,人们才不再将地震视为神怒的表现,而当时对任何自然灾害的通常反应都是。然而,一些前现代文化,如希腊中国,对地震震动发展了他们自己的自然主义解释。在希腊文化中(大约公元前 330 年),亚里士多德将地震归因于风,而在中国(大约公元前 200 年),人们强调所谓的一种微妙的本质,当它被阻塞时,引起了地球的震动。这些解释不仅导致了中世纪欧洲和中东亚里士多德自然灾害观的兴起,而且还促进了地震起源研究的发展以及一些惊人的发明——其中最最重要的是中国博学者和政治家张衡(78-139 年)在公元 132 年发明了第一台地震仪

然而,现代的地震学思维方法和地震学的定义,一般来说,是在 1755 年的破坏性里斯本地震之后开始的,这场地震在整个欧洲造成了地震。这一破坏性事件改变了人们对地震的思考方式:即 J. Michell(1724-1793)在 1761 年提出了由波浪和高温蒸汽引起的地震运动的想法。尽管这些想法并没有引导科学家们进行任何额外的研究,但它们并没有被遗忘,也没有取代旧的理论。

图2:公元132年张衡发明的第一台地震仪

19世纪地震研究的突破

在 18世纪,我们目睹了一些了解,地震起源的尝试。然而,直到 19世纪,公众才开始将地震学及其地震研究视为一门专业,19世纪科学作为专业的转变对此做出了贡献。

19 世纪科学家在该领域的最大贡献之一是 大量数据的积累1 。这种对特定数据进行编目的风格主要受到德国博学者、地理学家、博物学家和探险家亚历山大·冯·洪堡(Alexander von Humboldt,1769-1859 年)的影响,因此被称为“洪堡式”风格:其主要目标是确定破坏性事件背后的模式,例如如地震。在地球科学和地震研究方面,他试图发现地震起源以及地震、气象事件和天文周期之间可能存在的相关性,这导致了第一个系统的冲击 目录。

19世纪初兴起了一些对自然灾害的综合研究,也为我们提供了一些个别地震的研究。这种转变背后的原因是在 18 世纪末和 19 世纪初发生了一些强烈地震,随后进行了专门研究,例如 政府或地方科学协会设立的委员会1。这些研究促进了地震学的发展及其用于描述地震(感觉到的)影响的特定词汇和工具,其中之一是震动强度的尺度,由普鲁士科学家 PNC Egen(1793-1849 年)于 1828 年开发。这些不仅仅是理论上的但也应用于所谓的等震图(由德国矿物学家和地质学家 Johann Jakob Nöggerath(1788-1877 年)于 1847 年发明)。19 世纪的科学家,尤其是德国自然历史学家和地质学家卡尔·恩斯特·阿道夫·冯·霍夫(Karl Ernst Adolf Von Hoff,1771-1837 年)和苏格兰地质学家查尔斯·莱尔(Charles Lyell,1797-1875 年),开始将地震与其他地质过程联系起来,这导致了一些新发现,最值得注意的是 地震可能导致大面积的垂直运动

1830 年之后,这些观察和新发现最终导致了一种不同的地震研究方法,重点是弹性材料及其行为。法国数学家和物理学家 Siméon Denis Poisson(1781-1840 年)等人提出了弹性材料中波动的概念,英国数学家和地质学家 William Hopkins(1793-1866 年)和爱尔兰地球物理学家、土木工程师和发明家 Robert Mallet(1810-1881)于 1840 年提出。这种思维方式导致使用波到达的时间观测来定位地震以及由地震引起的波的产生。大约在这段时间,(除了)Mallet创造了这个词»地震学«,提供了地震学的定义,并且 » 构建了迄今为止最完整的地震目录之一1 «。

图3:构造板块图

第一次尝试记录地震运动

Mallet于 1858 年首先定义了世界地震和无震区域;而且,他不仅试图提供描述性的信息,而且还提供实用的信息。这就是为什么他试图应用力学原理来找出地震期间地面移动的方式和方向,以及确定地震深度和测量地震波速度的原因。尽管他的研究很全面,并帮助建立了今天已知形式的地震学,但他们都缺乏 » 一种记录地震运动的适当方法1 «。 缺少的是仪器网络可以记录地面震动的时间和其他方面。这种仪器最终由意大利物理学家和气象学家Luigi Palmieri(1807-1896)于 1856 年发明,并被公认为第一台现代地震仪。然而,它的主要目的不是记录地球的震动,而是“测量持续的、感觉不到的小运动,寻找与天气或地震相关的幅度或周期的变化1。”

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