地震产生的地震波在离开震源的岩土体传播引起的变形小，可视为弹性，观测仪器记录的是弹性地震波。弹性地震波有两种类型：体波和面波，其中体波又分为纵波（P波）和横波（S波）。面波又分为瑞利波（R波）和拉夫波（L波）。 

体波特点

①纵波主要对应介质的压缩和拉伸变形，横波对应介质的剪切变形，气体和液体不能承受剪切变形，因此不存在横波。

②纵波传播速度快，又称为P波（Primary wave），意为最初达到的波；横波的波速较纵波低，故也称为S波（Second Wave），意为续至波。

③纵波传播引起质点振动方向与波传播方向相同；横波质点运动方向与波传播方向垂直。

④一般地震波的横波振幅比纵波振幅大，两者振幅都随离开波源距离成反比衰减。 

面波特点

①面波是因不同介质边界影响产生的波，可以理解为纵波和横波干涉的结果，沿界面传播，地球表面是影响最大的界面，在地壳内界面上也有面波。

②瑞利波源于纵波和横波中的平面内偏振分量干涉，拉夫波是纵波与横波中的出平面偏振分量干涉结果，两者独立传播。

③面波振幅在界面上最大，随离开界面的垂直距离呈指数型衰减。

④在界面延伸方向上，面波振幅随离开波源距离的平方根成反比衰减，因此比体波衰减慢，在远场，面波振幅可以超过体波。

⑤面波的传播速度略小于横波波速。

⑥半空间中瑞利波质点运动轨迹为逆时针椭圆。

    体波分为纵波（P波）与横波（S波），亦称压缩波和剪切波。纵波引起质点运动的方向与波传播方向相同，横波引起质点运动方向与波传播方向垂直。纵波的传播速度比横波快约1.7倍，因此总是先到达。 

    瑞利波（R波）为面波的一种类型，面波沿界面传播，R波传播速度略低于横波，引起质点在竖向做逆时针椭圆运动，是P波和S波竖向偏振分量受界面影响干涉的结果，振幅随竖向沿离开界面距离衰减。 

    拉夫波（L波）为面波的一种类型，拉夫波引起质点运动方向与波传播方向垂直，是S波的水平分量受界面影响的结果，可单独传播，振幅随沿离开界面距离衰减，拉夫波只有在分层介质中出现。

    一个典型的远场地震位移记录。2006年7月19日10:57:36.8印尼巽他海峡发生Ms6.0级地震（S6.5°，E105.4°），这是昆明地震台（KIM，震中距 31.6°，方位角355.0°）的实际记录。纵轴是地震动的位移（单位：微米），横轴是时间。可见到P波最先到达，其次是S波，振幅比P波大，然后是面波。图中面波振幅比体波大很多，这是因为面波随距离衰减比体波慢。在近场，振幅最大的是S波，对近场工程结构而言，S波引起的破坏大，更受到重视。

引起地震的地壳内岩石断裂称为地震断层，是构造地震的震源。

构造运动而积累的弹性应力达到岩石破裂强度时，岩石从一点或若干点突然开始破裂，最初出现微裂隙，微裂隙逐渐发展，相互串连成为一条明显的破裂面。破裂有可能沿原有的断裂带发生，也可能产生新的断裂面。伴随应力的释放，断层两侧相对错动，同时发生岩石的相变、融溶等现象，其中一部分能量以地震波形式向四周传播，产生地震动。

许多地震在地面产生了明显的地表断层，大地震的地表破裂可以穿山越岭，无坚不摧，规模巨大，长数十甚至数百千米，错距可达数米，为地震由断层错动产生之说提供了直观的证据。在模拟地壳环境的高温高压条件下进行的岩石试验表明，剪切破裂可以在完整的岩石中产生，也可以沿已有的薄弱面产生，为地震的断层成因提供了间接的根据。地震断层破裂贯通到地表，形成地堑、地垒、鼓包、阶梯状、叠瓦状等多种构造形态，

2001年中国昆仑山口西8.1级地震发震断层的主地面破裂带长350 km,宽度达600 m,最大水平错动7.6 m,最大垂直位移2 m,间隔50 km空区以西的次破裂带长26 km。

1739年平罗8级地震为北北东向的银川-平罗断层，产生拉张兼顺扭错动引起的水平垂直运动造成长城宁夏段错位。

圣安地列斯断层贯穿于美国加利福尼亚州，长约1 287千米，伸入地面以下约16千米，处于向西北运动的北美洲和向西南运动的太平洋板块边沿，系交错挤压形成的转换断层型边界，其存在的时间已经超过二千万年，为两大构造板块之间的断裂线。是北美最活跃的地震断裂，发生过1906年旧金山8¼级地震以及一系列的强震。

1920年宁夏海原8½级地震的发震断层地表断裂遗迹 

2008年汶川8级地震的发震断层为龙门山断裂，使地表木耳种植地隆起数米，还可见水平错动。 

断层类型

断层面两侧相对移动的岩块称为断盘。当断层面倾斜时，位于倾斜面上方的称为上盘，位于倾斜面下方为下盘。当断层面直立时：以方向来说明，如东盘和西盘。

断层破裂时两盘相对运动，按错动方向分上升盘、下降盘。上升盘与上盘不一定一致。

正断层：上盘相对下降、下盘相对上升的断层。正断层的断层面常常较陡，倾角一般在45º以上，断层线也比较平直，它通常是在拉张和重力作用下形成的。

逆断层：上盘相对上升、下盘相对下降的断层。逆断层的倾角有陡有缓，如果断层面的倾角小于45º，常称为逆掩断层或冲断层。逆断层一般是在较强的水平挤压力的作用下形成的。

逆冲断层：断层面倾角小于45º的逆断层称为逆冲断层。

平移断层：两盘沿断层面走向相对水平错动的断层为平移断层或走向滑动断层。按照上下盘水平错动的方向，对面一侧顺时针错动为右旋走滑断层，反之为左旋走滑断层。

断层类型示意图

断层的识别

 （1）构造线和地质体的不连续

 岩层、含矿层、岩体、褶皱轴等地质体或地质界线等在平面和剖面上的突然中断、错开的现象，说明可能有断层存在。

（2）地层的重复与缺失

 在一区域内，按照正常的地层层序，如果出现有某些地层的不对称重复，某些地层的突然缺失或加厚、变薄等现象，这都可能是断层存在的标志。

（3）擦痕、摩擦镜面、阶步及断层岩

 断层面上平行而密集的沟纹称为擦痕，局部平滑而光亮的表面称为摩擦镜面。断层面上往往还有与擦痕方向垂直的小陡坎，其陡坡与缓坡呈连续过渡，称为阶步。擦痕、摩擦镜面及阶步均是断层滑动的直接证据。

断层带中因断层而形成的动力变质岩类称断层岩或构造岩。如断层角砾岩、糜棱岩、断层泥等。断层岩不仅是断层存在的岩石标志，而且断层岩的特征还能反映断层的性质、运动方向及形成的物理环境等。

（4）地貌及水文标志

较大规模的断层，在山前往往形成平直的陡崖，称为断层崖。断层崖如被沟谷切割，便形成一系列三角形的陡崖，称为断层三角面。此外山脊、谷地的互相错开，洪积扇的错断与偏转，水系突然直角拐弯，泉水沿一定方向呈线状分布，湖泊、沼泽呈条带状断续分布等，都可能是存在断层的间接标志。 

一系列山岭的断层三角面 

断层错断水系河流 

断层形成时代

断层的形成时代应晚于其切割地层中最新的地层时代，而早于上覆地层中最老的地层时代。

中国活动构造图，可见6级以上地震与活动构造密切相关。

地震是人类面临的一种主要自然灾害，一次大地震可能在瞬间毁灭城镇，造成数十万人伤亡；山崩地裂，陆地沉没，山河改观。

全球每年发生能用仪器测量的地震约500万次，人能感觉到的地震约5万次，平均每年发生7级以上的强烈地震约18次。能产生破坏的地震都发生在地壳内。   

成因类别

①构造地震：由地质构造运动产生的地震，绝大多数地震是构造地震，频度高、强度大、破坏重。

②火山地震：火山岩浆运动和喷发引起的地震，数量少，震级小，影响范围小，多群震。

③陷落地震：由于地层塌陷（如溶洞、矿坑塌陷等）引起的地震，振动小，影响范围局限。

④陨石地震：因陨石坠落冲击地表引起的地震，影响范围和破坏力随陨石大小而异。

⑤人工地震：指核爆破、化学爆破、重物冲击引起的地震。 

深度类别

①浅源地震：震源深度小于70km的地震，几乎所有引起破坏的地震都是浅源地震，尤其是地壳内的地震。

②中源地震：震源深度为70—300km。

③深源地震：震源深度在300km以上的地震，到目前为止，世界上纪录到最深的震源深度为780公里。

地震观测表明，浅源地震释放的能量约占85%，中源地震占12%，深源地震占3%。 

距离类别

①地方震：震中距小于100km的地震。

②近震：震中距为100—1000km。

③远震：震中距大于1000km的地震。 

震级类别

①弱震：震级小于3级的地震。

②有感地震：指震级在3.0—4.0级之间，人能感觉到的地震。

③中强地震：震级大于4.0级，小于6.0级的地震。

④强烈地震：震级大于6.0级小于8.0级的地震。

⑤特大地震：等于或大于8.0级的地震。 

序列类别

①主震：一定时间内在相同发震构造上发生的大小不同、且发震机制具有某种内在联系的一系列地震称为地震序列。地震序列中最强（震级最大）的地震称为主震。一般主震和其他小震的震级差达0.8-2.4 级，能量占序列能量的90%。

②前震：地震系列中在主震前发生的地震。

③余震：地震系列中在主震后发生的地震。 

类型类别

①主震—余震型：余震的强度（震级）逐步减小的地震序列。主震释放的能量可能占该地震序列释放总能量的90%以上。

②双震型：90%以上的能量主要由发生时间接近，地点接近，强度接近的两次地震释放的地震序列。

③震群型：没有突出的主震，由一群强度相近的地震组成的地震系列。

④孤立型：无前震，余震数量少，且震级与主震相差悬殊，达2.5级，能量主要由主震一次性释放。 

板块类别 

①板内地震：板内地震是发生在岩石圈的构造地震。板内地震多数发生在大陆内，有时又称为大陆地震。板内地震绝大部分发生第四纪以来岩石圈板块内部有强烈活动的断层带上，多为浅源地震，少数为中源地震、深源地震。与海洋板块相比较，大陆板块较古老，因此大陆地震具有空间分布范围广而零散、频度较低、构造环境复杂、破裂过程复杂、前兆范围大且前兆图像复杂等特点。  

②板间地震：板间地震是地球板块边缘的地震，成带分布，频度较高，震级大，且易引发海啸。板间地震的类型与震源深度与板块边界类型有关，可以分为碰撞型、俯冲型、洋脊型、转换断层型。在会聚型的板块边界(如海沟处的俯冲带) 断层错动为挤压型的逆断层型；在分离型的板块边界(如洋脊处) 断层是拉张正断层；转换断层处发生的地震为走滑型。板间地震分布在各大板块的边缘，如环太平洋地震带。 

时段渐进式

根据地震孕育不同阶段的特征。我国将地震预报分为长、中、短、临四个时段：

①长期预报。根据历史地震活动、地震地质构造和地壳变形，做十年尺度的地震形势预报。

②中期预报。根据地震前兆的变化，综合趋势做一至数年的预报。

③短期预报。根据前兆趋势异常加速或转折变化做出数月内的预报。

④临震预报。根据突发性快速异常做出几天或十几天的预报。  

    地震前兆

自然界与地震孕育、发生有关联的异常变化现象为地震前兆。

①直接前兆：包括地震活动监测，地壳形变，地下流体变化。这些前兆与地震孕育的物理过程直接相关。

②次生前兆：包括地电阻率变化，地磁异常，重力异常，动物习性异常等。 

通过专门的仪器（地震仪）记录地震波,监测地震活动,确定地震发震时刻,震级大小,震源深度;并用于研究地球内部结构。

观测地震的监测台站要求分布均匀,尽量选择基岩台址,避免干扰。观测仪器有足够高的放大倍数,且在一定频带内不失真。 

震相

源于震源、介质界面、不同波型（体波、面波等）发出的地震波，在到达时间、波形、振幅、周期、和质点运动等方面具有一定特征的波形，称为震相。地震观测就是分析和解释各种震相的起因和物理意义，并利用各种震相的特征和到时推断地球内部构造和地震的震源特征，测定地震位置和震源参数。

不同观测距离范围内的特征震相不同。各国地震学家编制了各个震相的走时表，便于地震定位。

地球内部传播的主要地震波震相

老式的熏烟滚筒记录地震仪。通过电磁感应，将摆体机械运动转化为电讯号，放大后推动记录笔，笔尖在熏烟记录纸上刻画出地震波的模拟波形。现代的地震仪是数字记录式，转化为数字讯号，并直接存储在硬盘，大大方便数据的计算机自动计算处理，拓宽了观测的频带。 

地震定位

确定发震时刻、地震震中和震源深度称为地震定位。 

绝对定位法

①交切法

如果知道波速和波传播时间，二者乘积为震源距，则震源（点源）位于以台站为球心，震源距为半径的球面上。

以至少三个台站为球心，以各自测定的震源距为半径作出的球面是震源轨迹面，球面与地面的交线为圆，两个球面的地面交线圆又相交成连接的圆弧，圆弧的弦就是震中在地面的轨迹线。多个弦的交点即为震中，并由此根据几何关系可得震源深度。引入虚波速度便于求解。

地震定位示意图 

②盖革（Geiger）法

上述方法中方位的微小误差在远处将被放大，因此远震采用盖革法。可先假定一个大致的震中位置、发震时刻和震源深度，由此计算出地震波至各地震台的走时，与实际观测值相比较，如果不符就加以修正，再重复计算，如此迭代直至误差小到令人满意为止。此法适于计算机定位。 

③联合反演法

与盖革法不同之处是将地壳速度结构模型，连同每个台站的到时和震源位置一起都当成待定参数，从初始模型开始起算各台站到时，以到时残差最小为目标，用各种优化方法求得最佳值。 

相对定位法

基本原理是选定一震源位置较为精确的主事件，计算发生在其周围的一群事件相对于它的位置，进而确定这群事件的震源位置。 

震级-频度关系

震级越小，发生的次数越多，大震反之。1944年古登堡（B.Gudenberg）和里希特（C.F.Rechter）通过统计研究发现，地震发生次数（频度）与震级之间存在对数关系：                       

式中：N是震级大于或等于M的地震次数；a和b是通过统计研究确定的经验常数，此关系可绘成震级-频度曲线。尽管这种关系的物理基础至今仍不是很清楚，但已证实可应用于全球或区域尺度上一个较宽的震级范围内。

 震级-频度关系曲线示例

板块构造是解释岩石圈（地壳和上地幔顶部软流层）构造和运动的全球构造模型，是现代地球动力学的基础。板块构造学说认为陆海地壳被分割为几个巨大的刚性板块，漂浮在相对比较热和软的地幔之上做相对运动。板块的边界地带是现今构造运动最强烈的区域，板块间的挤压碰撞也造成板块内部剧烈构造运动；板块从大洋中脊产生，在与海沟相联系的俯冲带（消减带）消亡。 

板块构造说的先驱

①大陆漂移说

1912年德国气象学家魏格纳（A.Wegener）提出：远古时期存在一个泛大陆，由于受到地球自转等作用，在侏罗纪开始分裂，而后在漫长的年代中脱离漂移，形成现今的大陆分布。

证据：各大陆（实际是海下的大陆坡）边界彼此吻合；不同大陆的有相同年代的山系和岩层；有相同年代的古生物化石；有相同年代古冰川遗迹；古地磁变化分析支持等。

质疑：地球自转不均匀产生的力不足以产生漂移；自转影响大陆漂移方向不符；海洋地壳有煤，岩石年龄与古陆不符等。

贡献：大陆是分块且移动的。

人工复原的过去不同时期的地球上各板块的相对位置，5幅图的时间分别为：2.25亿年前; 2亿年前; 1.35亿年前; 6500万年前; 现在。板块构造提供了地球表面的运动图象，从地球表面运动的角度提供了地球活动的证据。 

全球各大陆有相同时代古生物化石，说明这些大陆在远古有相同的环境，以后逐渐漂移远离。 

②海底扩张说

1960-1962年美国地质学家赫斯（H.Hess）和迪茨（Diets）分别提出：地幔中存在对流，上升流在地壳薄弱的大洋形成中脊，并向两侧对称扩张，受阻于大陆，在海沟处俯冲下插消亡，新陈代谢，从而使洋底地壳在2亿年间更新一次。

证据：海底地壳岩石年龄新；地形对称分布；岩石年龄离中脊越远越老；海底地磁场周期性倒转，且呈斑马状对称性条带异常；海底巨大的平错型转换断层说明存在水平位移；太平洋海沟的深地震呈斜向自大洋向大陆方向的倾斜带分布（贝尼奥夫带）。

贡献：说明岩石圈运动的动力源；海底地壳运动和物质的长消和规律。

问题：只涉及海底构造，未说明与大陆关系。 

地幔内的高温物质上升到岩石圈底部,并开始水平运动、冷却下沉及再加热上升,形成一个周而复始的物质循环。沿大洋中部穿透岩石圈的裂缝或裂谷向两侧扩展并导致新生洋壳。新上涌侵入的地幔物质把原已形成的洋壳向裂谷两侧推移扩张,致使洋底不断新生和更新。由于洋壳不断向外推移,及至海沟岛弧一线,便受阻于大陆而俯冲下插于地幔,达到新生和消亡的消长平衡,从而使洋底地壳在2~3亿年间更新一次。

板块构造说

    板块基本构架

①全球分为若干个大板块：太平洋板块，欧亚板块，北美洲板块，南美洲板块（或合并为美洲板块），非洲板块，印度-澳洲板块和南极洲板块，和若干次级小板块，如菲律宾板块，柯柯斯板块，纳斯卡板块，加勒比板块和阿拉伯板块等。 

全球主要板块分布 

②板块的边界有三种：大洋中脊为主的扩张中心；以海沟为主的汇聚中心；连接板块的转换断层。

板块的三种边界

③板块覆盖在相对热和软的地幔软流层上，软流层的地幔物质做热对流运动。

④地幔物质从大洋中脊涌出，向两侧逐步冷却做对称水平扩张运动，形成新洋底，在海沟消减带俯冲沉入地幔。

⑤陆地被海底运动“传送带”拖运，因其密度较小，而不会潜入地幔。

⑥板块间的挤压碰撞也造成陆地板块边界剧烈构造运动，如造成喜马拉雅山等高耸山系和板块内部一系列地震。 

中国处于欧亚板块,印度板块,太平洋板块之间,受到印度板块挤压,在中国大陆西部造成强烈的构造运动,形成喜马拉雅山等东西向高山峻岭,以及南北向的横断山脉,这一带是强震活动的集中区域,其中以南北地震带为最著名。台湾处于太平洋板块的俯冲带,更是强震频发。 

板块构造说证据

①地震活动

全球地震分布集中成带，地震带与大洋中脊、海沟消减带、转换断层、板块接触带高度对应，为板块划分的依据之一；在海沟消减带，地震分布呈斜向大陆的俯冲带；震源机制解得到的主应力方向与洋脊断层性质一致；地震波传播品质因子Q值分布对应板块不同深度岩性性质等。

全球地震带与火山活动带，主要沿大洋的洋脊和板块边界分布。 

②古地磁

古地磁的磁极移动路线与板块运动符合；记录洋底板块运动的地磁异常呈条带形对称分布，平行于洋脊，与海底扩张一致。

③地热学

大洋中脊为高热流区；消减带为低热流区，深大洋盆地平均热流低；火山链的分布（如夏威夷火山链）估计出海底扩张速度；洋壳岩层温度与年龄相符。

威尔逊旋回（循环）

描述岩石圈构造运动和地壳结构形成的假说，试图说明海陆板块结构运动、形成、消亡的全过程。分为几个阶段：

①萌芽阶段。在地幔物质驱动力作用下，陆壳因拉张而开裂形成大陆裂谷，但尚未形成海洋。如东非大裂谷，北美裂谷。以地堑和大断裂为构造特征。

②初始阶段。陆壳继续开裂，上升的岩浆形成狭窄的海湾，局部出现洋壳。如红海、亚丁湾.。

③成熟阶段。新的海底以大洋中脊为中心向两侧不断扩张，大洋迅速扩张，且推动所属板块运动，即大陆漂移。如大西洋形成，将美洲和非洲大陆分离。 

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大西洋洋底地形图，可见大西洋中脊的山岭和转换断层，不断上涌的地幔物质使海底扩张，推动美洲和欧洲、非洲向两侧推移。

④衰退阶段。海底扩张中远端不断冷却，厚度和密度变大，在海沟向地幔俯冲沉降，消减进入地幔而消亡。如现今太平洋。.

⑤残余阶段。随着洋壳海域的缩小，终于导致两侧陆壳地块相互逼近，大洋中脊消失，其间仅存残留小型洋壳盆地。如地中海，阿留申群岛。

⑥消亡阶段。海洋消失，大陆相碰，使大陆边缘原有的沉积物强烈变形隆起成山。如喜马拉雅山，阿尔卑斯山脉.。

回流到地幔的物质参与下一个循环，周而复始。

这个假说只是勾画地壳运动的轮廓，实际情况比较复杂，有些区域板块不见得经历所有阶段。

地球是太阳系排第三颗接近太阳的行星，距太阳大约149,597,870公里（1天文单位）。地球位于宇宙中的位置：半人马星座—银河系—第三臂旋—太阳系—地月系—地球。地球每 365.256 天绕太阳运行一圈，形成四季，每 23.9345 小时自转一圈，形成昼夜。月亮是唯一的卫星，绕地球一圈为27.32天。

地球是太阳系唯一存在生命的行星，人类的家园，地球的运动特性和地球物质的各种物理化学特性无不与人类生活息息相关。 

地球的形状和大小

地球在自转的离心力作用下，是一个两极略扁的不规则椭球体。地球赤道半径6378.140km，地球极半径6356.755km，地球平均半径6371.004km，赤道周长40075km，面积510100934km²_.，地球体积1.083 207 3×10¹² km³。 

地球的年龄

地球形成年龄：约为50亿年~70亿年

地壳形成年龄：约为46亿年

现有最古老岩石年龄：40亿年

最早生物化石年龄：超过30亿年

地球物质元素

地球的上部地壳和地幔主要成分是硅酸盐，在地壳中最多的化学元素是氧，它占总重量的48.6%；其次是硅，占26.3%。地核主要由铁镍元素组成。 

地球的质量和密度

地球质量：质量 5.976×10²⁴ kg。平均密度 5.515 g/cm³。 

地球的重力

地球上物体受到垂直向下的引力作用而具有重力，重力加速度等于物体在重力作用下作自由落体运动时的加速度，是度量地球重力大小的物理量，其数值为g=978.03185cm/s²，但与海拔高度、纬度以及地壳成分、深度相关而有差异。重力场分布的差异反映了地球内部物质密度的变化分布。

地球平均轨道速度 29.79 km/sec，赤道逃逸速度（向太空发射可离开地球引力作用）11.18 km/s。 

地球的圈层结构

地球的内部结构为分层的同心圈，由外及内分别是：地壳，地幔和地核。

地球的内部结构为一同心状圈层构造，由地心至地表依次分化为地核（core）、地幔（mantle）、地壳（crust）。地球地核、地幔和地壳的分界面，主要依据地震波传播速度的急剧变化推测确定。

地壳

①地球的薄壳：大陆地壳平均厚33km，最厚如青藏高原达65km以上，海洋地壳薄，厚度只有5-8公里，海陆平均厚度为17km，约为地球半径的1/400。地壳物质体积约为地球的0.8%。

②高低起伏：最高珠穆朗玛峰海拔8844.43米，最低马里亚纳海沟海平面以下10911.4米。

③地壳压力：由一个大气压增至底部1300个大气压。

④地壳温度：至底部增加到1000℃左右。 

地幔

①质量与体积：厚度近2900km，约占地球半径45%，质量约占地球总质量的 6 8％；体积约占地球总体积的82％。

②地幔结构：分上地幔和下地幔两层。上地幔顶界面距地表33km，密度3.4 g/cm³，顶部有软流层，因放射性物质集中而温度高，在1000℃~3000℃之间，处于熔融状态，是岩浆的发源地。下地幔顶界距地表1000km，密度为4.7g/cm³~5.7 g/cm³。

③地幔对流：地幔中熔融状态的物质因竖向密度和温度差异，形成缓慢对流运动。

④地幔压力：约50万~150万个大气压。

⑤地幔温度：推测底部约3500℃. 

地核

①地球的核心：厚度约3500km，约占地球半径55%，物质成分以铁、镍为主。

②地核结构：分为内核和外核，之间可能存在过渡层。内核的顶界距地表约5100km，密度为10.5~15.5 g/cm³。外核的顶界面距地表2900km，可能是液态，其密度为9~11 g/cm³。

③地核压力：中心的压力可达到350万个大气压。

④地核温度：地核中心温度可达6680℃。 

圈层构造的形成

星际尘埃向中心聚集的过程中，由于引力的作用，体积收缩，压力加大，会释放出大量的热量。放射性元素的蜕变和陨石的撞击，也都要放出热能。地球物质处于热的熔融状态。重者下沉，轻者上浮，出现了大规模的物质分异和迁移，形成了从里向外，物质密度从大到小的圈层结构。铁和镍比较重，向中心聚集称为地核，较轻的硅酸盐物质形成地幔和地幔之上的地壳。

由于地球有足够引力，使气体分子不至于逃逸，最初大气圈的成分主要是水蒸汽，还有一些二氧化碳、甲烷、硫化氢和氯化氢等。

直到距今38亿年前，地球上的大气仍是缺氧和呈酸性。随着时间的流逝，地球上的温度逐渐降低（低于100°C），大气中的水蒸汽陆续凝结出来，形成广阔的海洋（水圈）

大约到27亿年前，游离氧在海洋中出现。绿色植物的大量繁殖，更加快了大气和海洋环境的变化，使其有利于高等喜氧生物的发展，海洋中的生物迅速繁殖起来。

断层说

地壳主要由固态的各类岩石组成，因构造运动积累的应力达到岩石的破裂强度，岩石突然破裂，瞬间释放出积累的应变能，造成地震。这是目前对构造地震，特别是浅源地震成因的共识。岩石破裂产生地壳中的断层，一些强震后的巨大地表破裂是直观的证据，也为高温高压岩石实验所证实。地震活动资料分析表明，已经活动过的断层还可能出现多次破裂。 

①弹性回跳模型

1910年美国地质学家里德(H.F.Reid)提出，根据1906年美国旧金山8.3级地震沿圣安德列斯断裂带产生的大规模破裂带，以及震前、震后长达50多年的跨断裂的形变实测资料分析，认为在地震前，弹性应变能在岩石中长期积累，使断裂两侧的岩块产生相对位移和变形，当超过岩石所能承受的变形极限时，岩体发生破裂和错动而形成地震，同时破裂面两侧岩石向弹性应变减小的状态发生回跳。根据该模型，可以估计即使断裂穿透地壳，最大震级上限为9.5级。

弹性回跳是浅源地震成因的主要模型。 

跨圣安德烈斯断层的篱笆当断裂弹性回跳时造成的结果。(a)篱笆垂直穿过断层，地震前未发生形变。（b）构造力作用下横过断层的篱笆发生弯曲，两侧向相反方向移动；（c）在应变最大处发生破裂， 

②断裂粘滑模型

考虑到地下深处的高温高压环境，1966年布雷斯（W.F.Brace）和拜利（J.D.Byerlee）提出，由于高温高压下摩擦阻力的不均匀和在滑动过程中的变化，出现动态不稳定。当闭锁的断层面产生滑动时突然释放能量，生成地震，继而闭锁，如此反复，断裂的破裂过程表现为断续地滑动和粘结交替运行，为实验证实。这个模型可以解释部分浅源地震和板块俯冲带的中源地震。 

岩浆说

岩石在高温下熔融，体积膨胀挤压围岩，导致岩石破裂产生地震，此时能量主要来源于热能。这种假说可以解释点源型地震，例如深源地震或火山地震。另外火山中岩浆的冲击也可能造成火山地震。 

相变说

    在高温高压条件下，岩石的结晶状态可能发生突变，体积随之突然变化，称为相变。大范围的相变会释放巨大的结晶能，从而产生地震，这种假设可能解释某些深源地震。 

地震预警的目的是在地震波的主要强烈地震动到达之前发出警报，以便采取紧急应急措施应对。 

地震预警原理

    地震预警的原理是：

①在地震有显著影响的区域，S波引起的地震动比P波强烈；

②P波的传播速度比S波快约1.7倍；

③电磁波速度比地震波速快约3万倍。

仪器检测到地震P波后，可通过无线电通讯系统立即发出警报，在S波达到之前获得数秒或数十秒的时间提前量。

在离震中附近约20~30km范围内，预警时间过短，称为预警盲区。 

预警类型

①本地预警：此时预警时间为P波和S波的到时差。

②异地预警：监测台站与目标地相距如60km以上，预警时间中还多出P波到时与发出预警信号时刻之差。 

预警起动

发布地震预警信号的判据是：

①地震参数预警：用地震三要素（即时间、地点、深度）综合判别，确定预警级别，决策时间长。

②地震动值预警：设定地震动预警阈值，超过时发出预警。 

预警功能

①启动重大工程地震应急控制系统。如停止高速列车行驶，关闭或控制核反应堆、有危险的高温高压化工反应设施装置，关闭燃气阀门等，这是预警系统最主要的功能。

②向公众发布地震警报，采取相应的躲避撤离等措施，效果取决于预警时间的长短。 

预警关键技术

①监测台网合理部署，应在地震多发区。

②完善数据处理技术，应尽量减少数据处理时间。

③减少误触发或误预警，避免干扰信号。

④提高硬件系统的可靠性，耐用性。

地震预警原理及方法示意图

①突然袭击

与台风、洪水等其他灾害不同，地震难以预报，突然发生。突然袭击的后果是使人惊慌失措，增加恐惧感。 

2008年汶川8.0级地震，地震引起山崩地裂，人们急忙逃离。

2008年5月12日汶川8.0级地震，北川县的小学生正在礼堂演出，地震时险遭意外，惊恐逃出礼堂。

2008年汶川8.0级地震，北川县城房倒屋塌，大批居民被废墟压埋。  

②瞬间成灾

地震的成灾时间极短，一次地震的主要振动持续时间大都在十几秒到几十秒，来不及采取有规模、有组织的躲避措施。 

③伤亡惨重

地震中遭到破坏的主要是房屋，房屋倒塌是造成伤亡的元凶，强烈地震可以造成数十万人死亡。 

自然灾害伤亡人数统计（1900~1976），地震伤亡人数居首。

按国家统计地震伤亡人数（1900~1989），中国居首。

按照建筑结构类型统计地震伤亡人数，不抗震的砖石房屋居首。

④次生灾害

地震次生灾害是指房屋、工程结构和环境破坏后引起的续发灾害，例如地震火灾，地震水灾，有毒气体泄漏，爆炸，放射性及病毒菌污染，以及瘟疫、抢劫等社会骚乱等。不同的灾害连续发生，称为灾害链。 

1995年日本阪神地震引发神户市多处大火，有的起火在地震后很长时间，是电路短路引起，因地震破坏了供水系统，因此大火昼夜燃烧。 

2011年日本东近海9.0级地震引发海啸，破坏福岛第一核电站冷却系统，反应堆发生爆炸事故，造成核泄漏，是典型的地震引发的灾害链。

地震破坏作用

①强烈地震动

地震动牵连工程结构运动，此时结构受到惯性作用，亦即惯性力，惯性力使得构件的强度或变形超过允许值就会引起破坏，这是地震破坏的主要原因。地震动的主要频率与结构的自振频率相同，结构的运动就因共振而放大，这是地震动引起结构破坏的重要因素。

强烈地震动造成房屋和结构破坏，地震作用是往复的惯性力，且有很大的水平分量，结构出现X形裂缝是地震作用造成墙体破坏的特点。 

②地震地质破坏

包括地面破裂、斜坡失稳（崩塌、滑坡）、泥石流、地基失效（砂土液化、软土震陷）、地面塌陷等对工程结构的破坏作用；

地震地质灾害一般局限在局部区域，相对强地震动影响范围要小，但造成震害往往是毁灭性的。 

③海啸 

海底强烈地震的发震断层垂直错动可能激起强大的海洋巨浪，在海岸地区具有极大破坏力，称为地震海啸，是海洋周边国家的巨大灾难。

运动方式

水平运动

岩层沿平行于地球表面方向的运动。亦称造山运动或褶皱运动，形成巨大的褶皱山系，以及巨形凹陷、岛弧、海沟等。 

    最基本的褶皱为背斜和向斜

典型的褶皱构造山体 

垂直运动

亦称升降运动、造陆运动，形成高原、断块及拗陷、盆地和平原，还引起海侵和海退，使海陆变迁。 

运动速度

缓慢运动，以万年或百万年计。例如大陆和海洋的形成，古大陆的分裂和漂移，形成山脉和盆地的造山运动等。

快速运动，以年或小时、分钟计，如地震产生的断裂、崩塌滑坡、隆起沉陷，火山岩浆喷发，固体潮等引起的地壳脉动等。 

典型的断层错动，断层面两侧可见到地层的错动 

运动结果

一般指短期不可恢复的地壳变形后果，形成地壳的地质构造。典型的构造如水平构造、倾斜构造、褶皱构造、断裂构造。并在地貌上形成千姿百态的高山峡谷，平原盆地，江河湖海。 

一系列产状相近的正断层的组合构造。此构造中，断层层面基本平行，形成断块山。

一系列产状相近的逆断层的组合构造。各断层的上盘依次相对上冲,呈屋顶盖瓦式或鳞片状依次叠覆，呈叠瓦状。此构造中，断层层面基本平行，且其倾向与伴生的褶曲轴面倾向几乎一致。 

运动分期

地壳表层大部分是沉积岩，形成分层结构，称为地层。利用不同地质年代地层，根据生物由低级向高级发展的顺序，对比不同年代地层中古生物化石，可以确定不同地层形成的相对时间顺序，又由同位素衰变可以测定岩石的绝对年龄，互相结合，形成地壳运动的地质年代表。地质年代表描述地壳地质演化的时间顺序，对研究地壳运动规律，勘探矿藏，工程建设起到不可或缺的作用。