为什么会发生地震?

陶世龙

为什么会发生地震?现在有多种解释，根本原因还未全搞清楚，但产生地震的直接原因是明确的。这就是地下的岩石受到力(机械力)的作用，产生了破裂。从这个破裂处传出地震波，它经过那里那里就发生震动；这个传出震动的破裂处被称为震源。对许多地震的观测结果表明，大多数地震发生在地下早就存在断裂的地方。有人统计，我国7级以上的地震有80%以上发生于地下存在断裂的地带，因为原先就破裂过，是岩层中脆弱的部位，自然容易再次发生破裂。

我们脚下的大地不管它在各处的外貌如何不同，它的主体都是岩石构成的。这些岩石包住了整个地球，形成了一个坚硬的圈层，厚度约有100公里，对地球整个体积来讲，虽然是薄薄的一层，但对我们来说则显得很厚了，对于这个岩石圈层，人们根据岩石性质不同，又划分为若干层，最外边的部分是我们常说的地壳，它的平均厚度大为33公里，大陆部分比较厚，山区高原更厚，在海洋底下则较薄。

绝大多数地震的震源在这个岩石圈层，特别是在地壳里面，而且主要分布在地下5-20公里这一带，近年来我国邢台、海城、唐山等地发生的地震，震源深度都在这个范围以内。

岩石是坚硬的，岩石构成的大地山岳也显得很安稳，自古以来就有“坚如磐石”、“安如泰山”的说法，为什么也会破裂动摇呢?我们应当看到，正因为岩石是坚硬的，所以它会产生破裂。拿一块软面团来扭成麻花，这时表面还看不到裂纹，因为它在受力时容易改变形状面不致破裂；“抽刀断水水更流”，没有固定形状的液体，更无所谓破裂。岩石则不然，它不容易改变形状，受到外来力量的作用时，能在一定程度上适应，到抗不住时就产生破裂了。譬如曾对一种大理岩时行试验，在通常的条件下施加压力时，每平方厘米的面积上达到1300公斤时，还能虽形状有改变但不破裂，但压力一超过这个级限，马上就破裂了。如果同时受到拉力、扭力的作用时，抵抗破坏的能力还要差些。因此，只要地下有足够的力量，磐石也是要破裂的。

地下的岩石为什么会受到这样大的力的作用呢？现在看来主要是因为这岩石圈层并不是一个天衣无缝的整体，它被许多又大又深的断裂分割成若干块，科学家把它们叫做板块。太平洋底下就是一个大板块，印度到澳大利亚连同印度洋底下的大部分构成了另一个大板块，中国是从欧洲到东南亚这个大板块的一部分，正好夹在太平洋这边的和印度那边的两个大版块的中间，并受到它们的挤压，喜马拉雅山脉的形成和青藏高原的抬升，就是这种挤压的结果；东部地区也明显受到太平洋板块挤过来的压力。

我们脚下的大地时时刻刻都在因受到力的作用在改变自己的形态和位置，一些地方在上升，一些地方在下沉就是其表现，不过以人类的时间观念来衡量，平时地壳的运动是太微小了，所以常不能察觉。今天精密的测量仪器弥补了人类感觉器官不足，譬如唐山附近的丰南，从1967年到1970年，垂直方向的移动幅度，平均每年有3毫米。在日本，人们测出日各岛正在以每年平均18厘米的速度向亚洲大陆靠近。美国西部沿太平洋岸有一条著名的大断裂，多年来一直在沿水平方向向右旋转，不同部位速度不一，在一般的情况下，每年移动几毫米到几厘米。

当强烈地震发生时，肉眼对大地壳发生的位置移动也能看得清楚。1967年的唐山大地震，人们不仅在当时看到了地面波状起落现象，地震后地面还保存了不少变动的痕迹。譬如原来平坦的地面变得起伏不平。在远离唐山市70多公里的公旁，原来排成一行的行道树被一条断裂错开，沿水平方向移动了1米多，垂直方向的错动距离，则达到几十厘米。再如一排原来很整齐的厕所，现在凌乱不堪，一条断裂把它错开了，水平方向的错距也有1米多。

1976年2月4日危地马拉发生的7.5级地震，使这个国家的北部至少向西水平推进1米以上，许多地方留下了水平运动的痕迹。有的地方错动的距离达3.25米。

许多大地震中，都可以看到这种断裂错动现象，有的规模更大，发生错动的断裂长度，可以达到几十、几百公里，错动的距离有时可达好几米。一分钟乃至几十秒钟内的变动，就超过了平时的几十年、几百年。但这也不能割断历史。没有那几十年、几百年长期积累的的能量，也就没有这一分钟的变化。

打破沙锅问到底，这板块又为什么会运动？它们是从那里得到的力量呢？这正是科学家在探讨的热门话题，虽然还没最后解决，但至少已可完全否定地下有什么神奇的动物或其他超自然的力量在起作用，地球内部的放射性元素蜕变所产生的能，已足够推动板块发生运动，而且还不排斥来自其他天体的影响。

需要要补充几句，火山爆发也能引起地震，有时大地震也会导致火山爆发，而它们都受着这板块运动的支配，大部分布在板块的前缘。

除此以外，地下暗藏的溶洞塌献也能造成地震，但一般都不大。

本文原发表于1977年出版的《地质》杂志试刊，经改写后收入江苏教育出版社1999年印行的《时间的脚印》