✔ 最佳答案
地震的成因與條件
地震是一種自然現象,有其生成的原因,當然也有一定的生成條件。其實要發生地震必須滿足許多條件,而且缺一不可,其中最重要的幾個控制因素為:物質的力學性質、溫度與壓力狀態,以及適當的應力來源。在此,我先分別就生成地震的條件與過程加以說明。
首先談物質的力學性質,地球的物質當然以岩石為主,不同的岩石表現出不同的力學性質,總括說來,可分為「脆性」及「塑性」兩種。脆性物質在受到應力時,最初是以彈性的方式變形,也就是說一旦應力消失,物體會恢復原來的形狀。但是當受到的應力強度逐漸增加,最後超過物質本身的強度時,物體就會破裂,藉此釋放累積的應力。塑性物質在受到應力時,則是以連續變形的方式來釋放,並沒有累積、破裂的過程。
在古老的傳說中,人類總是賦與地震一種神祕的色彩,其實地震現象就是地球的物質在受到應力狀態下的一種脆性破裂行為。這個現在看來再簡單不過的推論,卻一直到大約一個世紀前才逐漸被人類了解。西元一九○六年舊金山大地震過後,地球科學家根據地震前後的地表變形,提出了劃時代的「回彈學說」。當一個斷層系統受到外加剪應力時,沿斷層面的摩擦力會阻止斷層面錯動,因此所有的變形起初都以彈性的方式表現。一旦剪應力超過斷層面的最大摩擦力,斷層面就會發生瞬間錯動,這就是地震。這個學說最大的貢獻是從地質構造(斷層)及大地應力的角度去解釋地震現象,從而開啟了往後對地震的科學研究。
接近地表的岩石大都表現脆性行為,而位於較深處的岩石則反而以塑性的方式釋放大地應力,這其中的差別就引導我們到第二個控制地震生成的重要因子,那就是岩石所在位置的溫度與壓力條件。當物質受熱或受壓時,會改變分子的排列型態,就像冰加熱後會變成水一樣,這種改變進一步變更物質的力學行為,也直接決定了物質是否能承受剪應力,亦即地震是否能發生。
地震要發生當然要先產生變形,而變形源自於應力的增加,因此,另一個非常重要的因素就是要有適當的應力來源。大自然中存在著各種應力來源,但是有什麼力量大到足以震撼大地,引起地動天搖呢?答案就是「板塊運動」。
發生地震的主要動力來源:板塊運動
為什麼有板塊?我們知道,地球的表面溫度平均在攝氏零度至三十度之間,地球的主要組成物質在這個溫度範圍內的力學性質是以脆性為主,因此形成所謂的「岩石圈」。另一方面,在較深處的溫度增高,壓力也增大,地球的主要組成物質則以塑性行為為主,形成所謂的「軟流圈」。我們可以想像岩石圈就是一個雞蛋的蛋殼,而軟流圈就是其下的蛋清。若是這個雞蛋的蛋殼有裂紋,那麼每片蛋殼就是一個板塊。
但是為什麼表面會有裂紋呢?這是因為地球內部的溫度較高,外部溫度較低,這種內外溫度的差異促使地球內部的物質產生對流現象,也就是說,極高溫度的地球內部物質由深處向地表湧出,而近地表較冷的物質也會沈降回地球內部,類似一壺煮沸的熱水。至於這些物質湧出或沉降的地方就是裂紋所在,也就是所謂的「板塊邊界」。板塊邊界大致分為三種型態,基本上,地球內部的高溫物質從「伸張型邊界」湧出,通常稱之為「中洋脊」。反之,「聚合型邊界」則是地表較冷的物質重新返回地球深部的地方,最常見的例子為「隱沒帶」。若是板塊相互之間沒有伸張或聚合,而是一左一右的錯動,這種邊界稱為「轉型邊界」。所謂的板塊運動學說,簡單而言,就是認為地球內部物質由中洋脊湧出,冷卻後形成新的岩石,這些岩石被緩慢的帶向隱沒帶,最後隨著隱沒板塊又返回地球深部,像是一個超大形的輸送帶。這種由熱而產生的運動便是造成地震的主要動力來源。
http://web1.nsc.gov.tw/ct.aspx?xItem=7689&ctNode=40&mp=1
點解會發生地震?