从距离考试不到2天开始
计算题重点P148
五个多震国家不包括中国
地下核爆效率小于千分之一
勘探地震学三大方法
第一章
第一节
地震是一种自然现象，每年发生500万次，人类能感觉到的只有1%，造成严重破坏的7级以上大地震约有18次，8级以上特大地震1~2次。
全球有6亿多人生活在强震带上，上世纪因地震死亡的人数约有200万人，预计二十一预计有1500万人死于地震
20世纪以来，我国发生800多次6级以上地震，平均每年8次
历史记载超过20万死亡以上有6次，中国有4次
第二节
地震的学科属于 物理类课程
地球科学，应用物理学，固体地球物理学（地球表面上的物理效应），地震学
书本 P2
第三节
研究的东西
1、宏观地震学（地震灾害的调查和研究，烈度划分，宏观数据）
2、地震波的传播理论
3、测震学
(2，3 又被称为微观地震学)
相关的学科：（勘探地震学，工程地震学，海啸）
第四节
震源是一个点，断裂面，
震中是震中的垂直投影
震源深度就是震源到震中的距离
震中距离可以用角度或者长度表示
地震图有三个方向
上下方向，水平方向（南北方向，东西方向）
地震大小用 烈度I 描述破坏程度（某种宏观标准）
震级M （按一定的微观标准标准）
等震线是烈度相关的
经验公式 M = 1 + 2/3 I
地震序列
1、主震型
2、震群型（中国主要地方都有，规模比较小）
分类：
1、构造地震，火山地震，陷落地震
2、浅源地震（浅震，小于60公里，正常深度地震）
中源地震（60公里到300公里的地震）
深源地震（大于300公里）
有时候把中源和深源统称为深震
已经记录的最深的700公里
3、地方震（小于100公里），近震（小于1000公里），远震（大于1000公里）
4、弱震（M<3）有感地震（3<=M<=4.5），中强震（4.5
第五节
古代日本人认为地震 是地下的大鲶鱼不高兴甩尾
古希腊人气动说，认为是地下气体受到挤压喷出气体（还做实验验证
1755里斯本大地震后（万圣节），欧洲的地震从神学的禁锢中解放出来
我国的：公元前1831年泰山震，6级以上都不遗漏，是伟大的宝库
东汉 张衡 地动仪
中国地震工程：历强震而不倒
赵州桥，经历十几次，邢台地震 7.6级 40公里，以柔克刚
独乐寺，应县木塔（台基稳固均匀）……
斗拱 提高了建筑物的抗震能力
卯榫结构 以柔克刚
——
中国的地震成因
缺点：与政治过于密切，仅限于解释，牵强附会
为什么不同国家地区对成因看法不同：环境不同。
第六节
地震学标志：地震仪的出现和广泛使用，十九世纪二十世纪之交
1910年，弹性回跳理论
二十世纪初，地球内部结构大发现（地壳，上下地幔，内外地核）
——用地震学研究地震结构
六七十年代
地球的自由振荡
大陆漂移海底扩张板块构造
地震预报的研究
地震学对大地构造学说起到了证明的作用
中国从1920年甘肃地震后10年（1930年开始设立（北京鹫峰，南京北极阁地震台）
中国科学院1953年成立地震工作委员会，整理地震资料。
1966年3月邢台灾害性地震，损失惨重，周恩来总理主导下，1971年成立国家地震局（中国是全球唯一一个国家管理和统筹地震的研究）
第二章
第一节
波动是震动的传播过程
需要：波源和弹性介质，只有能量传播，介质不动
在固体中横波和纵波都能传播
在液体和气体中只能传播纵波（没有剪切效应）
简谐震动，只有单一的振幅和频率，各个质点都作简谐运动（正弦波或余弦波）
波阵面：把震动相位相同的点连成的面,简称波面
波前是最前方的波面
波线是沿着传播方向作的带箭头的线
波长小到分子间距尺度的时候，介质不再有连续性，不能传播弹性波，弹性波有频率上限
第二节
地震波是唯一一种能穿透地球的波动
人们只能通过地震激发的地震波来研究地球内部的结构
岩石和地层连续性不好，但是地震波波长很大，所以地球介质通常可以认为是均匀和连续的。
弹性性质（完全弹性）
应力 应变（相对变化量）
simga = E ksi
脆性性质（加载之后破碎了）
塑性性质（能恢复一部分）
应力和应变关系图：
1、胡克定律，线性，弹性
2、脆性形变（比如地震）
3、塑性性质
应力：作用在单位面积上的力
应变：描述相对变化量
E是杨氏模量（应力和应变的系数）
F/S = E dL/L
dL是纵向应力引起的变化
泊松比
mu = 横向线性的相对变化率 比 纵向长度的相对变化率（因为是相反的，所以有个负号）
实验表明 一切都在(0到1/2)，金属在(1/4到1/3)
地球介质：1/4表示地幔的大部分，地球外核（液态）取 1/2
体变模量
各个方向都受到压力，且大小相等
这个情况下的应力和应变（体积）的比值
F/S = -K dV/V
（也有一个负号）
切变模量 受剪切应力时，不发生体积变化，发生形状变化
mu = F/S / phi
phi是切边形状下的变化角度
上面四个弹性常数是物质本身性质成立的
满足关系式 课本P18 其中两个是独立的
波动方程 P19
lambda是一个弹性常数，拉梅常数
对波动方程求散度，得到方程，theta 纵波
求旋度，得到 Vs 横波
Vp = sqrt [ (lambda + 2 mu) / rho) ]
= sqrt [ E / rho ]
Vs = sqrt [ mu / rho ]
纵波线到达，所以称作p波
一般情况下 Vp大约是根号3倍的Vs
泊松介质是 泊松比为 1/4 的，这时候就恰好是根号三倍，满足这个关系式的介质是泊松介质
如果切边模量为0，横波不能传播（地球的外核没有横波通过，属于液态性质）
第三节
在无限，各向同性的均匀弹性介质中，仅有横波和纵波
（地球具有边界和内部分层构造，所有不仅有横波和纵波，还有面波和地球自由振荡）
半无限、各向同性的均匀弹性介质 或 成层介质中，有可能出现一种弹性波，扰动的幅度随着离开界面距离的增加而迅速衰减，扰动只局限于界面附近。
这种波称为面波
地震波的类型1：体波(P波S波)
所有都能分解成体变（相应纵波）和切边（对应横波）
P（纵波）
S波，可以分解成 SH 波 和 SV 波
差别：
1、P波传播速度比S波快，地震图先出现P波
2、P波和S波质点振动方向相互垂直
3、三分量地震图上，P波的垂直分量相对较强，S波的水平分量相对较强
4、S波低频成分比P波丰富
5、天然地震通常以剪切破裂为主，S波能量比P波要强。
6、P波通过时，质元无转动变化，有体积变化，S波通过时质元有转动变化，无体积变化。
P是无旋波，S是无散的等容波
P波振幅一般比S波小
P波频率一般比S波高
第四节
面波和自由震荡是在
理论到观测的过程
体波是：现有观测
：一定的边界条件，从波动方程求解出来的！
面波特征（沿着地球表面传播的）
1、能量主要积聚在地表，随着距离表面的深度增加，能量急剧减少
2、有频散现象，
Love面波：质点的震动是水平的，类似SH波，水平方向上左右震动，人们感到左右晃动
Rayleigh面波：质点的震动是一个？？的椭圆，人有一种滚动的感觉
不同地质结构有不同的频散曲线，通过理论计算的频散曲线，由此反演出地球内部结构。
类似的方法也可以用于其它方法（纳米材料的力学性质之类的）
地震记录上，面波的振幅一般比体波大，对建筑物的影响也比体波大，建筑物的破坏主要是面波造成的。
伦敦圣保罗大教堂 耳语长廊 和 中国天坛回音壁 都是面波
周期越大的面波，深入地表的深度渗透越深
在半无限的均匀介质中，不产生勒夫面波，瑞利面波没有频散。
如果出现瑞利面波，或者勒夫波，说明地下的介质是不均匀的，或者是成层的。
第五节
自由振荡
（撞钟，钟还会振荡）
只有少数规模比较大的地震才能引发地球的自由振荡
分成
T环形振荡，介质只有水平方向的位移，没有垂直方向（地球半径方向）的位移
S球形振荡，既有水平又有竖直方向
周期在半个小时到一个小时之间（曾观测到22min，42min）
影响地球自由震荡周期的因素：
1、地球的自转
2、地球介质的横向非均匀性
也可以通过理论计算（多种模型的自由震荡频散曲线图）和实际观测的（频散关系图）进行匹配，找到最接近的。
还可以研究地震震源
2004年12月26日，印度洋地震，海啸
脉动
实际的地震记录中还有背景噪声和脉动
过去以为没用
也从某种程度上反映了地球的构造，也能用来研究。
第六节
到达的不同，形成一组序列
一般是，P波，S波，勒夫(Love)面波，瑞利（Rayleigh）波，然后是尾巴（脉动，地震尾波）
P波，上下震动
S波，水平晃动
S波之后（或者同时），Love波到达
水平方向上的摇动
这之后，Rayleigh面波，地面在水平和垂直都有摇动，可能会由很多旋回，引起摇滚运动
面波随着距离衰减的速度比体波慢，人们感觉到的主要是面波
尾波（沿散射路径穿过复杂的岩石构造的P，S，瑞利，勒夫波的混合波，也带着信息）
振幅较小，强度较弱，对建筑物的破坏起到落井下石的作用
——近震一般没有面波——
希望能看完
第三章
第一节
地震波传播的距离比较长，有的甚至能穿越地核，几千米的沉积层无足轻重，近似地球的介质是完全弹性体
一般当作各向同性体（沿着不同的方向地震波传播的速度是相同的）
在某些特别的情况下（构造应力背景下，地幔对流情况下）岩石的晶体形成定向排列，则各向异性（沿着不同方向传播速度不一样）
——现代地震学研究中能探测到各向异性
若介质是分层的，不但有反射波，直达波
由一种首波（或叫侧面波，折射波，衍射波，）
地震波在传播的过程中会吸收能量转化成热能，随着时间和空间都会衰减
A=A0 e^{-gamma t} 时间
A=A0 e^{-alpha x} 空间
表示能量消耗另一个重要参数 Q 品质因子，
1/Q=(1/2pi) * (dE/E)
E是一定体积的介质一周期时间内所存储的最大应变能
Q越大，能量耗散越少，品质越好
震中距单位是千米或者度(夹角)
1度 约等于 110 千米
用射线波描述波的传播
和光类似，但如果涉及到干涉之类的东西，就得回到光波的概念而不是光线
第二节
1、射线理论
假定：均匀，各向同性，完全弹性
方法：
动力学方法（求解波动方程）
运动学方法：简化成波传播的射线理论，运用地震射线的概念，研究地震波在地球内部传播的运动学特征，同时获得地球内部构造的情况
射线地震学也叫几何地震学，是波动地震学在波长很短（地震波速度一般稳定，所以频率很高）的时候的近似。
短波近似等于高频近似
地震波在介质中传播的路径为走时最小的路劲，不是永远成立，是地震波的高频近似解（只有高频近似的时候才行）
地震射线能量束（呈高斯分布）的宽度与频率的倒数成正比，频率高时，宽度趋近于0，也就能近似成射线
Snell定律
角度的正弦除以波速是相同的
sin i / v = p，p为射线参数
（反射角等于入射角之类的）
书本 P31
第二节
地球内部介质变化
1、上下介质的性质 状态迥然不同，出现明显的分界面（地壳固体，外核液体，地幔介于固体和液体）
2、状态基本相同，但性质变化显著（地幔中的细层之间的分界面，传播速度显著不同）
3、在同一层内也不是均匀分布
一般而言，由于地球介质是分层均匀，各向同性的，弹性参数随着深度增加而增加，地震波速度随着深度增加而增加
低速层：（随着深度增加而减少）
高速层：（随着深度增加速度异常增加）
反射，折射，转换（波形的转换）
P波入射，会出现：反射P波，折射P波，反射转换SV波，折射转换SV波
SV波入射，会出现：反射SV波，折射SV波，反射转换P波，折射转换P波
SH波入射只有折射和反射（是水平面振动，所以没有）
（每一个射线参数代表一个射线）
V1是上层的速度，V2是下层的速度。
临界透射，p=1/V2，首波，侧面波
球对称介质的：
对于远震，地球曲率不能忽略，球对称介质的Snell定律，分子中多一个 R，半径
也有射线参数，也是不变量
第三节
观测点的震中距为横坐标，到达时间为纵坐标，汇成的曲线是走时曲线，构成的方程是走时方程
震源在地表的时候
直达波：T = X / V1
反射波，勾股定律
t0 = 2h/V1
渐近线斜率斜率趋于 1/V1
首波，T(x)=2h/(V1cos) + (X - 2h tan)/V2
斜率为 1/V2,只在 X>Xc=(2H-h) tan 才有
截距为 (2H-h)/(V1cos) - (2H-h) tan / V2
震源不在地表的时候，首波也是曲线，就是上面是2H-h不是2h，这个很容易理解
首波，把2h换成(2H-h)，考虑地表在震源的时候
首波曲线的临界震中距是
delta1 = 2H tan =
2H a1/ sqrt(a2^2-a1^2)
在这个里面，乘坐首波的盲区，不会出现首波。
首波的第二临界震中距是使得Pn称为第一个震相
delta2 = 2H sqrt((a1+a2)/(a2-a1))
如何估计震中距？
首波有P波和S波
X = (a1b1)/(a1-b1)(Ts-Tp)
sim (8km/s) * (Ts - Tp)
不一定是8，根据实际来定
反射波走时曲线在震中距较大的时候趋向于直达波
多层，可以用微积分的方法
出现高速层，本来后出现的会先出现，走时曲线有一个类似切线的东西，某些震中距有多个震相
典型：北美地盾
如果出现低速层，会有跳跃的断裂（地表出现了影区）
外核是液体——速度低
2、(1分)一个震源深度为8 km的地震，多个区域台站记到的Pn波走时直线的斜率为0.125 s/km，截距为3sqrt7 s (约8s)，若均匀地壳内P波速度已知为6 km/s，
（1）、地幔顶部的P波速度为（ ）km/s；
（2）地壳的厚度为（ ）km。
上面速度6，下面速度8，
sin=3/4
cos=s7/4
tan=3/s7
(2H-h)/(V1cos) - (2H-h) tan / V2 = 3s7
第四节
体波各种震相：一组一组的震相，地震学要解读震相之类的
对于近震，莫霍面（地壳下界面）是最主要的速度间断面。
直达波：Pg，Sg表示纵波，横波
反射波：PmP,PmS,SmP,SmS
首波：Pn,Sn
远震：用通过不同地球区域的体波
P,S（向下出射纵波和横波）
p,s（向上出射的纵波和横波）
K为在外核中的纵波（没有横波
I内核中的纵波
J内核中的横波
c外核边界的反射（核幔界面）
i内核边界的反射
内反射好像没有——
书本P38
主要震相特征
P：100度的范围，超过103度震幅变小，因为进入地核的阴影区
S：最大为100度的范围，往往比P波振幅要大
PP，SS（地面反射波），在震中距超过20度和P,S分离
pP，sS，在发生深震时，30-100°附近，pP和P的到时差，sS和S的到时差往往随着深度不同差别很大，因此用来确定震源深度
PcP,ScS,pPcP,sScS（外核反射波）常常在震中距30~40度展示出来
地震走时表
各种震相的走时，需要很多资料，提供了有关地球内部的信息
P波S波的走时曲线随着震中距增大而减少，震中距越大体波穿透深度越深，
地震波速度随地球深度增加而增加
瑞利波和洛夫波的走时曲线是直线，速度是恒定的，说明是沿着某些地层传播的，而且只能是表面层
S-P的走时差较多依赖距离，pP-P,sS-S较多依赖于震源深度 震源的深度
第四章
第一节
1522年9月6日，麦哲伦完成第一次环球航行
地球是圆的才宣告确立。
【古希腊毕达哥拉斯和亚里士多德都提出球形大地，埃拉托色尼第一个用几何方法给出了地球赤道长度】
1966年，牛顿万有引力，牛顿和惠更斯提出地球是两极扁平赤道隆起的椭圆的理论
用平均性质和已知岩石比较，牛顿的重力原理可以用来初步近似估计地球的密度
1798年，英国卡文迪许测出地球平均密度5.45，比普通岩石密度大一倍，说明地球内部没有空洞，物质是非常致密的。
如果地球内部是液体，岩石也会潮汐一样涨落，结果是看不到海水涨落
1887年 地球物理学家 乔治达尔文从主要海港的潮的高度得出结论，地球内部不是流体，总体刚度没有刚那么大但是相当可观
1897年，德国维歇特理论计算发现，地球内部可能由围绕着铁核的硅酸盐地幔组成
1902年，柏林发表地球内部略图 书本P43
——上面缺乏定量描述
二十世纪，地震仪广泛应用，发现液体的核中还有固体内核
地震波是唯一能穿透地球的波
第二节
地球内部，大多数深度的介质比刚还硬，地壳下面并不软，地壳仅仅是指地球最外的固体层
克罗地亚 札格瑞布地震观测台 莫霍洛维奇 分析 1909年10月8日 地震仪的P波和S波 ，比沿着地球表面传播到达晚一些。为了解释这个现象，假定 PS在 深度54km的界面 被折射上来。
这个界面称为莫霍洛维奇不连续面，或 莫霍面或M界面，是全球现象，全球都有，深度一般比54千米小，并不总是急剧过渡。
这个界面把地壳和其下地幔分开
折射上来是 首波Pn,Sn
地壳厚度在全球各处不同
大陆地壳平均35公里，横向不均匀（青藏60~80，华北有些地区30），海洋厚度5~8
大陆的稳定地区，厚度为35~45，一般分为两层，上层P波5.8~6.4km/s，随深度增加到下层6.5~7.6km/s，增加的情况有很大的地区差异，有些地方，上下层之间有一个速度间断面，叫做康拉德面（Conrad），C界面。有些地方观测不到C界面。
地壳下部到地幔，波速增加很快，P波在几公里深度从7km/s增加到8~8.2km/s，M界面细结构还是要研究。
地震仪探测的，通过大陆和通过大洋完全不同，也就从远处观测分析地震波得到主要的地震构造情况。
实际工作中是现有波形，然后再推测岩石性质平均状态。
面波通常既穿过大陆又穿过大洋，特殊情况下能观察到只经过一个的纯路径面波。面波只在地壳中传播，所以可以很好的研究地壳的性质！
洛夫波经过大洋没有频散，同时到达
经过大陆，因为频散被拉开成长久的波列
P46 频散情况，横坐标周期
各种周期的大洋勒夫波几乎以同样的速度传播，同时到达，产生突出的界面动
大陆勒夫波则沿着周期有变化，所以有频散。
瑞利波：
大洋：以15s周期持续许多分钟
大陆则不存在这种现象
地幔：410公里 670公里（全球平均） 两个地球二级间断面，分为上地幔，过渡层，下地幔
重力均衡现象要求上地幔要有可以沿水平方向流动的物质层，也就是软流层。
软流层以上到地面（包括地壳）称为岩石层，岩石层的物质不能沿着水平方向流动。
和上地幔低速层意义含义不一定符合，因为软流层是地质时间尺度的物理力学性质，而地震波测量的相应内依然是弹性响应的。
700公里以下，地球内部没有发现地震活动
地幔能传播S波，所以通常视为固体
地壳主要是通过研究（首波）发现的
第三节
利用影区的原理，探测出地核的存在。
英国地质学家 奥尔德姆 Oldham 在1906年 发现地核 发表论文
精度不高，错误的认为地核不超过地球半径的0.4。
1、没有充分利用地震波带来的各种信息，如反射波
2、认为地幔中是直线
1914年，古登堡发现古登堡面（Gutenberg），地球的核和地幔的分界面。更接近实际
利用核幔界面的反射波震相
估算出2900公里，与现在的2891公里误差很小。
P波速度从13.72下降为8.06，S波速度从7.26km/s到0.说明是物质间断面，推断地核是液态。
地球内部第二大间断面（幔核界面）被称为（G，古登堡）面。
第四节
内核，利用地震波传播理论
( V1 > V2 < V3 > V2 < V1 )
Lehmann
丹麦女科学家 英格莱曼 1936年首次发表证据说明，有月亮大小的内核。
丹麦 哥本哈根的位置合适于记录太平洋地震产生的通过地球核心的地震波。约为1500千米
名字为 P’ 的论文
模型被进一步的地震观测证实
地球内部第三大间断面（内外核分界面）被称为（ L ）面。
第五节
地球内部的圈层结构
1、壳幔界面，莫霍面M
30km-60km
2、幔核界面，古登堡面G（13km/s->8km/s）
2900km
古登堡精确计算，奥尔德姆先预测出来
3、内外核分界面，莱曼面L
大约5000km
4、上下地幔过渡层
1956年 布伦
布伦的地球分层模型
主要是经过体波
七层模型
后来又根据新的资料把下地幔分成了两份，成为
在主要特征至今依然有价值
1980年5月,国际地球标准模型委员会推荐杰旺斯基和安德森教授提出的初步地球参考模型(PREM)当前国际上临时的地球参考模型,供有关学科参考。
D.L.Anderson
A.M.Dziwonski
获得了1998年，Crafoord奖
在1981年国际地震学委员会通过
PREM给出了P波和S波的速度和地球的密度。
1991年，IASPEI91模型，给出了P波，S波在各个层的速度分布。
第六节
奥尔德姆，莱曼“正演问题”，先假定模型然后去预测
通过观测走时来推导出构造“反演问题”
许多科学问题都要用正演和反演两种方法解决
地球深内部的遥测问题必须用（）方法加以论证解决维图像。正演”和“反演”两种
震相 到时 波形 振幅 周期 质点运动方式 有自己的特征。取决于震源和传播介质的特性。
重叠干涉得到复杂的东西
球对称的地球模型是一阶近似模型，假定P波和S波的速度仅是地球半径的函数，大大简化了计算。数学方法和光学和声学反演类似。
沿地壳的不同截面有不同的特性。有横向变化，可以预期很深处也是。
过去四十年甚至发现地球内核的非对称性迹象。
原因：环球适当布设的地震台网的合作。通过信息技术得到地球内部的三位速度结构（最早1977年开始）
层析诶！好棒！信息技术太有用了！
第五章
第一节
二十世纪初地震台网建立后，地球活动的全球观测得到实现，科学家推测【地表岩石的大规模迅速错动】是强烈地动的原因。【地球深层构造力造成地球外层大规模变形】是地震的根源。【沿地质断裂的突然滑移是地震波被激发，能量辐射的直接原因】
大断层有数百千米（有很多组成断层带）也有几十米的小断层。断层面。
断层类型取决于断层的滑移方向
破裂面两端没有发生相对位移 叫做结合， 发生了相对位移 叫做断层。
断层上盘是在上面的那个盘，下面的叫做断层下盘
断层面和地球表面的夹角叫做倾角
走向是，上盘在右方，前面的方向，然后从正北方向开始顺时针旋转到走向方向。（0~360）
滑移方向：上盘相对于下盘的方向
朝下滑移是正断层
朝下滑移是逆断层
水平方向是走滑断层
（方向站在一侧看另一侧的移动方向）
斜滑断层
能告诉我们应力状况
三种主应力：两个水平的一个垂直的
正断层应力【垂直方向力很大
逆断层【垂直方向力很小
走滑断层【垂直方向和水平方向相差不多 中等
第二节
地震的效率大约在0~0.2范围里
（核爆炸更低）
弹性回跳理论——是1906年美国旧金山大地震后美国地球物理学家 H.F.Reid 里德 的假说。（包含应变建立和释放的全过程）
是一个理论模型，复杂的因素让不可观测。（如断层强度介质结构的变化，断层的相互作用）
先是微破裂 地震前兆
然后释放应力 主地震
然后断层调整 余震
弹性回跳不是一次性全部完成的，未完成的地方应力继续增加。
应力的单位是帕斯卡Pa或者巴Bar，1Bar = 10^5 Pa
一个标准大气压=1013百帕（毫巴）
随着深度增加，应力也是逐渐增加的。
物体受到应力作用时，反应形式【变形（改变形状或体积） 流动（粘滞行为） 断裂（脆性行为）】
摩天大楼的设计都允许上部作来回摆动（如果没有弹性摆动，不然遇到强风或者地震只能断裂）
应变没有单位
介质发生弹性形变的时候，就储存了能量，具有做功的本领
地震，岩石应变能的灾变性释放，能量来自重力和地球内部热驱动板块运动。
地震发生时，大部分应变能都转化为热能，只有百分之几的变成地震波。
地震效率=地震波的能量 / 地震能（包括克服摩擦力的热能）
大约在 7.5% ~ 15%
观测到的热流值比理论值少十倍。
第三节
震源机制解，分成四个象限，分成四份
然后搞出来沙滩球理论，是下半个球的俯瞰图，用黑的表示压缩，白的表示拉伸。
初动向上或者向下，压缩的地方初动向上，用黑的表示
如果中间是黑的，两边是白的，说明是逆滑断层
如果中间是白的，两边是黑的，说明是正断层
走滑断层而言，是均匀的四象限。
无法仅仅从地震图上区分断层面和断层面的平行面
根据经验来推断：
正断层的断层面比较陡
逆断层比较缓
走滑断层的沙滩球模型没搞懂
记结论吧
水平的是断裂面，然后顺着看左旋还是右旋
第四节
1915年，德国气象学家魏格纳（Alfred Lothar Wegener，1880－1930）提出“大陆漂移假说”。
大陆漂移-> 各种证据，动物化石，大陆七巧板，古气候证据……
澳大利亚极地恐龙，大西洋中脊，古地磁场
机制是什么（不是Wegner说的潮汐）
—缺乏物理根据。
第五节
（20世纪50年代，出于军事理论开始测量海底）
海底扩张->
1959年，美国普林斯顿大学地质学教授Harry Hammond Hess 发出了未经正式出版的手稿，阐述了海底扩张的基本思想，在学界传播。1962年发表论文“History of Ocean Basins”。
最古老的海洋地壳的年龄大约为2亿年左右。
1947年，海底沉积层很薄
1950年代，全球大洋中脊
又通过地磁仪，测量两侧的磁性，发现反常磁极沿着洋中脊对称。
1961年，认为是洋中脊热的岩浆喷出来（但是地球不应该膨胀）
1959年发表手稿，1962年发表论文，海底扩张
Hess估计，海洋年龄不超过3亿年
海洋化石年龄没有超过1.8亿年，陆地上要老得多（20多倍）
——大陆不是随着海洋漂移，而是随着
科学推测：大洋中脊有热泉存在！
第六节
板块构造
从大尺度上看，全球的板块可以分为7块。
假如夏威夷大岛附近若干年后形成一个新岛，那么新岛会出现在现今的大岛东南。
扩散边界，洋中脊是扩张，都是正断层
走滑边界，转换边界处，都是走滑断层
汇聚边界，聚边界处，都是逆断层
东非大裂谷：200百万年前的大西洋
1963年，加拿大地球物理学家 Wilson，转化断层的发现者 关于夏威夷火山提出新的解释：地幔热柱解。
第七节
全球主要有3个大地震带。
地震每年发生数目比较多
震级 能量 数量 表格关系 P75
地震波能量释放主要集中在大地震
1900年以来全球6次震级最大地震
1900年以来全球13个最有影响的灾难性地震
【全球已发生的最大地震震级为8.9，相应的能量为10^25 尔格
lg E = 11.8 + 1.5M
E单位为尔格
】
空间上不均匀
地震最多的五个国家
地震强烈的地区：日本，意大利，智利，秘鲁，土耳其
地震区的震中常常是带状分布
全球性的地震带：
环太平洋地震带，阿尔卑斯-喜马拉雅地震带（欧亚地震带）和海岭（大洋中脊）地震带
【80%浅震，90%中源，全部深震 集中在环太平洋地震带】
时间上也不均匀
第八节
天然地震包括构造地震、火山地震、陷落地震，其中火山地震占7%
92%的地震发生在地壳中，其余的发生在地幔上部。
第六章
第一节
候风地动仪不能预测地震
复原研究，1875，1951，2008
地震不来它不动
不算地震仪，只能算验震器，主要是没有时间记录，不能唯一显示出方向
都是摆的惯性原理，是现代地震仪的先驱
第二节
地震仪工作的基本原理是惯性原理。√
第三节
很久以前的地震台多是建在天文台附近，因为可以获得准确的时间。√
1895年 米尔恩从日本回到英国建立地震台，后成为著名地震研究中心（怀特岛的赛德），不到几年建立第一个全球地震台网（10个在大不列颠，30个在国外）
后来，1957年国际地震概要 列入了大约600个地震台。
米尔恩：现代地震学的奠基人
我国：鹫峰地震台（1930-1937；1955改建在北京西郊白家？，1985年5和美国一起数字合作）
地震观测台网：短、中长、长周期地震仪，相应的记录器也要有大、中、小的振幅类型。才能分析真实的。
全球地震台网由128个超宽频带数字式观测台组成
第四节
地震定位，利用走时差
今天在世界的多数地区，震中定位的精度大约为10千米，震源深度的精度更差，大约为20千米。
最简单的三角测量法：
通过时距曲线确定传播速度，
如果不是交于一个点，或许可以试试三角形的中点。
为保证精度，地震台有近台和远台的合理搭配
第五节
某个台站使用伍德-安德森地震仪接收信号。某天，接受到一串地震波，经过分析，知道震中距离台站100km。工作人员测量出这串地震波的峰值波振幅为1厘米，该地震的震级为里氏（ 4 ）级。
100km，1cm是四级，100km，按照振幅取对数
一般认为，震级的测定精度在0.3左右。
震级宣布误差很正常
震级没有上下限，但只有少量的几次达到了8.5级以上，小断层的滑动可能产生小于零震级的地震。
震级Ms,mb,Mw
P96
汶川大地震其实是面波震级Ms
ML,MS,mb都属于里氏震级系统
ML用于南加州
Ms不用于深源地震，因为不能激发显著的面波
对特大型地震，用里氏系列震级会出现饱和问题。
地震矩M0 ： 岩石的弹性刚度，施力面积，突然滑移中断裂的位错量 三者的乘积
Mw震级给出了地震大小更具有物理意义的衡量
$ Mw = 2/3 log_10 M_0 - 6.06 $
单位：N·m
第七章
第一节
地震预报的三要素是
时间，地点，强度
地震灾害与其他自然灾害相比不同的特点：
突发性较强
破坏性大，成灾广泛
社会影响深远
防御难度大
次生灾害多
持续时间长
地震灾害具有某种周期性
地震预测：长，中，短，临（其实不管，差不多就行）
地震预测和地震预报一半不加区分
第二节
地震预报的三种主要方法
》地震地质方法
》地震统计方法
》地震前兆方法
地震地质方法对时间的预测精度最差。
地震地质方法：地点和规模优于其它方法，时间不行
1、大地震常发生在线代构造差异运动最强烈的地方，或活动的大断裂附近。（速度变化率最大的地震活动性最强）
2、受构造活动影响的体积和岩层的强度越大，则可能产生的地震也越大
3、构造运动的速度越大，岩石的强度越弱，积累最大限度所需的能量越短，发生地震频次越高
4、在一个构造活动区，是：有时在这里，有时在那里。
统计方法（代表P106）：
统计方法的可靠性决定于资料的多寡
1、极值预报
2、震中迁移预报
3、地震序列的概率预报
4、周期图方法（用有限傅里叶级数拟合
第三节
地震前兆 没有一定有的前兆
古登堡-里克特关系
log N = a - bM
地震震级M，地震次数N，b为大小地震比例关系。如果b严重偏离正常值，b偏低时候可能发生大震，但原因和物理机制是复杂的，有待深入研究。
地震空区理论
地震的能量释放低于平均水平的区域
帕克菲尔德地震没有发生）
横波纵波波速比异常
地下水位和化学成分
地震与电磁现象
地面形变
地磁
第四节
第五节
【关于怎么逃生】
第八章
第一节
震级相差1级，释放的地震波能量相差约32倍。
日本的地震烈度表为7度表。
中国是一个地震灾害十分严重的国家，半数以上的省会城市都在地震烈度6度的背景下，属于需要设防的城市。
对于某次地震，震级是个定值，而烈度则在同一次地震中因地而异。
错误！！！四川西部是地震多发的地区，灾害也严重，为确保人民群众的生命和财产安全，该地区的居民住宅楼有必要按照七级以上地震设防。错误！！！
地震预报，预测地面震动的强度和持续时间
重要设施都要设计建筑的抗震能力（可能经受的最大地面震动）
影响地震灾害的因素：
地震震级，人口密度，地震发生的时间，房屋抗震性能
地震震级：M = lg A
A表示标准地震仪距震中100km记录的最大水平位移，单位为 微米！
震级与能量的关系
lg E = 11.8 + 1.5 M
E的单位为尔格，1尔格 = 10^{-7} 焦耳
震级相差一级，能量相差32倍
震级相差两级，能量相差1000倍
一个6级地震相当于一个两万吨级的原子弹（广岛1.5万吨）
震级大，破坏力不一定大
烈度：
四川地震，断裂层 椭圆
烈度表是不同程度划分等级
以十二度普遍，此外尚有七度表（日本）和十度表。
1957，同苏联相近，1980，对前表简化，并加入了加速度和速度。
古代的资料只有用
建筑物的抗震设计是在一定烈度情况下进行的。
基本烈度：一个地区未来50年内可能遭受的具有10%超越概率的地震烈度值称为该地的基本烈度，相当于475年一遇的最大地震的烈度，也称偶遇烈度或中震烈度。
需要编制 中国烈度区划图。原则方法：
以地震区带为基本单元，进行地震活动性分析，利用地震构造条件类比法判定地震危险区，确定地震宏观影响场
大部分省会城市都在六度以上
Id 设防烈度 国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度
《中国地震参数区划图》基本烈度
或者是已经编制抗震设防区的城市按照抗震设防烈度进行。
六度以上必须进行抗震设计！
常见的
第二节
有时，次生灾害所造成的伤亡和损失比直接灾害还大。
宏观：直接能看到
围观：必须借助仪器 P130
直接灾害：
1、地面破坏
2、建筑物结构破坏：房屋倒塌，桥梁断落，水坝开裂，铁轨变形
3、山体等自然物的破坏
4、海啸
次生灾害：
自然和社会原有的平衡引发的灾害（可能影响更大
1、火灾
2、水灾
宏观地震调查
强地震调查
前兆现象调查
历史地震的调查和考证
宏观地震资料和整理
第三节
判断题
面波比体波衰减慢、振幅大、周期长、传播远。√
错误！ 相同结构下，地球和月球发生相同规模的地震，仅从建筑物上看，地球的震害会较严重。错×
（月球引力小，相同地震对月球破坏大）
错误！ 相同结构下，北京和上海发生相同规模的地震，仅从建筑物上看，北京的震害会较严重。错×
（上海是填充地吧，容易放大地震）
错误！ 在宏观烈度大体相同条件下，处于大震级远离震中的低矮建筑物的震害比中小级震级近震中距的情况严重的多。 错×
（主要是面波在破坏）
P132
峰值加速度 并不随着震中距增加平稳减弱 受到几种地质环境影响
1、走滑断层面特别弯曲不平处，断层会产生突然增大的高频能量脉冲
2、不均匀的地壳岩石和山脉、溪谷等陡峭地形会使波长几百米的高频地震波被散射或放大
3、厚的沉积突然会放大某些波削弱一些波
【震源机制】【岩石的不均匀性和结构变化】【突然和其它地质条件】
盆地效应和盆地的边缘效应！！
基岩上地震小，淤泥和填充地放大地震波
1989年洛马普瑞特地震 人工填充地比基岩放大8倍
1985年墨西哥地震：
在湖泊地带，周期约2s的面波倍粘土层特别放大
被10~14层高的建筑物放大，
没有受到损坏的是低矮建筑和摩天大楼（高了，固有振动周期就超长！然后就不会共振啦www）
体波：
横波：周期长，振幅大，速度慢，3-6km/s
纵波：周期短，振幅小，速度快，6-10km/s
面波：
比体波衰减慢，振幅大，周期长，传播远，建筑物破坏主要面波造成。
地震波的共振作用：
破坏啥的，要看周期和共振频率的一起结合！
在宏观烈度大体相同条件下，处于大震级远离震中的高耸建筑物的震害比中小级震级近震中距的情况严重的多。
第四节
和传统的地震学相比，工程地震学主要研究地震的近场效应。√
工程上感兴趣的是逼近震源一二百米
如何选择场地和地基呢？
1、
避开可能的
2、
自振周期长的建筑物不要建在深厚松软沉积上
刚性建筑物不要建在卓越周期短的地基上
3、可能塌陷的地区不要
4、不要选孤立突出地形
抗震有利条件【开阔平坦，基岩均一坚硬，有较薄的覆盖层，若较厚也应密实；地下水埋藏深；不发育崩塌滑坡泥石流】
第九章
第一节
石油勘探主要有三大类方法，分别为（ ）。
地质法，地球物理方法，钻探法
石油勘探主要有三大类方法，分别为地质法、地球物理方法以及钻探法，其中，（）成本昂贵且覆盖范围限制。
钻探法
地球物理方法简称物探，可以分为（ ）。
重力勘探
磁性勘探
电法勘探
地震勘探
地球物理方法中，由于（）精度高，分辨率高，探测深度大而应用最为广泛。
地震勘探
地震勘探技术分为（ ）三个环节：
地震资料的野外采集
地震资料的处理
地震资料的解释
天然地震学属于被动源方法，而不是主动源方法
勘探地震学研究对象的尺度较小。
正确
天然地震学：被动源方法，研究对象的尺度很大
勘探地震学：采用主动源方法，研究对象的尺度较小。
【反射地震学，折射地震学】
1919年德国Mintrop用折射法第一次勘探
折射波方法在地质条件复杂情况下容易导致解释错误也使得折射的方法让位于利用地震反射波方法。
20世纪40年代，哈瑞提出共深度点记录反射波的思想。（从最早6道数据变成如今成千上万道）
第二节
几何地震学是勘探地震学的理论基础。
反射波
时间t和跑检距x的关系
t^2 - x^2/V1^2 = 4h^2 / V1^2
在2h>x的时候，泰勒展开，取近似
正常时差：去掉之后可以看成垂直反射上来的
Vrms定义均方根速度，把多层模型看成是单层模型，是一个关于时间的函数值。
第三节
地震勘探的第一步即是地震采集工作。获取高质量的地震数据是野外地震勘探成功的基础。
第四节
动校正的目的是在于消除偏移距的影响，使得所有数据都变成一个自激自收的数据。
第五节
优秀的地震资料解释的正确率能够达到（30%）％。
第十章
第一节
海啸通常由海底地震引起。
【最可能引发海啸的是海底浅源地震】
2004年12月26日 印度洋海啸 印度尼西亚苏门答腊岛外海160公里处 9.0级特大地震，遇难人数近30万。
海啸不是潮汐，不是风暴潮
【由于进入近岸浅水区，深度变浅，波速减小，波高突然增大，水墙达到数十米】
逆冲断层垂直方向上运动最大，正断层其次，走滑断层几乎没有垂直运动，相对的，引发海啸的能力也是越来越低。
走滑断层即使发生海啸，规模也不大。
最可能发生海啸是：断层破裂面在海底地表的逆冲断层
不是所有地震都发生海啸，还需要具备一些条件
1、地震发生在深海区
2、地震震级要大
3、具备开阔并且逐渐变浅的海岸条件
海啸等级 m=2.61M-18.44
太平洋海啸预警中心发生预报的必要条件：震源深度小于60km，同时地震震级大于7.8级
海啸波长很长，周期【10分钟-2小时】，波高一米，波长数百公里
第二节
浅水波的波长大大于海水的深度。
海啸具有（ ）三个特点。
长波长
能量大
传播速度快
在深海海面，海啸造成的海面高程最大变化约为0.5m，其波长却高达数百公里。
0.5
在狂风暴雨时，海面上波涛汹涌，海底却平静如昔。
远洋海啸和近海海啸的分类是相对的，也就是说，同一个海啸对于不同地区其分类可能是不同的。
质点运动和 A(h) = A0 e^{-h/lambda}
lambda是海水表面处质点运动的波长
用h代表海水深度 lambda代表波长
lambda >> h 的时候，叫做浅水波
通常波会发生会产生频散现象，形状会改变
但浅水波不会，形状不会改变，传播速度速度之和海水的深度有关 一般情况下 v = sqrt(gh)
海啸是一种特殊的浅水波
长波长，能量大，传播速度快
印度洋海啸：高程差0.6m，波长500km
（2000颗广岛原子弹）
分类：
成因：大多数海啸都是地震海啸
地震海啸
【下降：异常退潮】1960年智利
【隆起：异常涨潮】1983年日本
火山海啸 1883年印尼附近海啸
滑坡海啸
海底有长达70s的声响，海底滑坡
在主震发生之后过了二十分钟才开始袭击海岸
按受灾区
近海海啸
几分钟，多者几十分钟，预警时间更短，很难逃脱
远洋海啸
周期近一个小时那种，有几个小时或十几个小时，有充分时间逃离
第三节
1960年智利海啸就是在地震发生22个小时后才到达日本海岸。
2004年印度洋海啸是有史以来死亡人数最多，损失最惨重的海啸灾难。
中国沿海地区发生地震海啸的可能性很小。
【好像是说，那些海都不能称得上海，然后南海确实稍微深一点。然后中国外面一圈天然岛弧屏蔽了中国大部分的海岸线】
不是所有的大地震都会产生海啸。
海啸几乎是不可能准确预测的。
全球海啸80%发生在环太平洋地区，8%发生在地中海地区，日本列岛及邻近海域占太平洋地区的60%，算一下是48%总共。
1960智利也，2004印度尼西亚也，都是频繁发生的
新中国成立后我国观测到海啸3次
1964阿拉斯加9.2地震海啸
1965在夏威夷建立了太平洋海啸警报中心，通过计算机分析电脑模拟。海啸形成会及时更新海啸信息
科学依据：
地震波传播速度比海啸波传播速度快
海水水面大面积升高
大约1/4的海底强震才会引发海啸
夏威夷，虚报
避灾注意事项：
海啸几乎是不可能准确预测的
感觉到地震，马上向高处跑去！
海水退去！别回去！别回去！！最初的海浪过去之后海啸还没结束！！海啸是一系列的！！而且通常第一个波不是最大的波啊！！
关闭燃气切断电源，跑，跑，钱啥的，先跑了再说！
在外面不要回来，往海的远方去，去大海的深处！去往那平静辽阔的深海区！不要留在港口，不要回岸！
和海港管理联络
掉下去了，不要脱衣服，不要喝海水，抓木板，浮着就好别游泳