3424 期 / 第4版:科学生活
地震是如何被“捕捉”到的?

■ 杨力  罗勇  王宇航

“中国地震台网正式测定:2020年9月6日11时39分在四川宜宾市兴文县(北纬28.30度,东经104.94度)发生3.1级地震,震源深度14千米。”这是一次地震发生后,地震部门对外发布的地震信息。从信息中,我们可以看出此次地震的发震时刻、发震地点和震级等信息,即“地震三要素”。那有读者好奇了,地震发生后,地震工作者是如何“捕捉”到这些信息的呢?我们来看看。

地震后,地震相关单位布设在地球上各个角落的“眼睛”——地震仪就发挥作用了。地震后,地震仪能记录下地面发生的每一次震动,但显现出来的是具有不同起伏幅度的曲线,曲线起伏幅度与地震波引起地面振动的振幅相对应,它标志着地震的强烈程度。

地震波在地球内部穿过两种物质不同的界面时,以直达、反射、绕射方式前进,把这种地震波穿过不同地质界面在地震仪记录下来的曲线上所反映的特征叫做震相,以便于人们在地震波上区分它们不同的行走路径。对于地震发生在离台站比较近的位置时,地震波一般直接穿过上地壳产生直达纵波(Pg)和直达横波(Sg)以及其它一些震相。

由于地震波速在不同介质中运动的速度是已知的,根据纵波速度(VP)和横波速度(VS)的不同,通过它们的到达时间差(ts-tp)计算出地震仪离震源的距离;以该距离为半径,地震仪为圆心画圆,就可以知道震中必定位于该圆周的某处。如果同时有3台以上的地震仪记录到了这个地震,则3个圆的交点处即是地震震中位置(如下图所示)。


根据单个或多个台站记录到的震相到达时间确定该地震的发震时刻,通过测量波形曲线上的最大幅值(图中红色线框部分),计算出地震的震级。一个地震就这样被“捕捉”到了。

(作者单位:中国地震局成都青藏高原地震研究所)