深源地震和浅源地震是依据震源深度(地震发生点在地下的深度)进行的分类。了解它们之间的差异对于理解地震机制、评估灾害风险和研究地球内部结构都至关重要。以下是它们的主要特点对比:
核心定义:
- 浅源地震: 震源深度在 0 - 70 公里 的地震。这是最常见、对人类影响最大的地震类型。
- 深源地震: 震源深度在 300 - 700 公里 的地震(震源深度在70-300公里之间的通常称为中源地震,但有时也纳入广义的深震讨论中)。它们相对少见,且发生在特定的地质构造环境中。
关键特点对比:
特征
浅源地震
深源地震
发生位置
岩石圈上部(地壳和上地幔顶部)。主要发生在板块边界(俯冲带上部、转换断层、洋中脊、大陆碰撞带)和板块内部的活动断层上。
下地幔。
仅发生在俯冲带,是俯冲下去的大洋板块内部或板块与周围地幔界面发生的地震。
成因机制
脆性断裂(弹性回跳理论)为主。板块相对运动导致应力在冷而脆的岩石圈中积累,最终克服摩擦力发生突然破裂滑动。
复杂且有争议,不再是简单的脆性断裂。主要理论包括:
1.
相变诱发断裂: 俯冲板块中的矿物(如橄榄石)在高压下发生相变(如变成尖晶石),体积缩小导致局部应力集中和断裂。
2.
脱水脆化: 俯冲板块携带的水在高压下释放,降低了周围岩石的强度,诱发滑动。
3.
塑性不稳定性/剪切热化: 在极高围压下,岩石可能发生快速塑性变形或局部熔融导致失稳滑动。
破坏力与灾害
破坏力最强,灾害最大。
原因: 离地表近,地震波传播路径短,能量衰减少。
现象: 地表震动强烈,破坏建筑物、基础设施;易引发滑坡、液化、海啸(尤其是发生在海底时)。历史上造成重大人员伤亡和财产损失的地震几乎都是浅源地震(如唐山地震、汶川地震、日本311地震)。
破坏力相对较小,直接灾害轻。
原因: 震源极深,地震波在长距离传播过程中能量被地幔物质吸收(衰减)严重。
现象: 地表震动通常较弱、范围广但强度低,很少造成严重地面破坏。一般不会直接引发海啸(除非非常巨大且发生在特定位置)。
*
例子: 2013年鄂霍次克海8.3级地震(震源深度~609公里),是记录到的最强深震之一,但地面破坏轻微,无海啸。
发生频率
占全球地震的绝大多数(约75%)。是地球上最频繁的地震类型。
相对稀少。占全球地震的比例很小(约3-4%)。
分布范围
全球广泛分布:
环太平洋地震带(“火环”)
欧亚地震带(阿尔卑斯-喜马拉雅带)
洋中脊系统
大陆内部活动断裂带
分布极其局限:
仅发生在
古老的、俯冲角度较陡的俯冲带深部。主要区域包括:
西太平洋:日本海沟、千岛海沟、马里亚纳海沟、汤加-克马德克海沟、菲律宾海沟
南美洲西海岸:秘鲁-智利海沟
* 印尼苏门答腊-爪哇海沟部分地区
震级范围
从微小地震到巨大地震(9.0+级)都有。
通常较小(<6.0级),但也可能发生强震甚至巨大地震(如上述鄂霍次克海8.3级)。
地震波特征
地震波(尤其是面波)强烈。
波形相对简单清晰,易于定位。
地震波经过长距离传播和衰减,高频成分损失严重,波形以低频为主(“嗡嗡”声)。
波形复杂,定位相对困难(需考虑深部复杂速度结构)。
余震活动
余震丰富且频繁,可能持续数周、数月甚至数年。
余震极少或没有。主震后活动迅速平息。
科学意义
研究板块边界相互作用、应力积累释放过程。
评估地震灾害风险的核心对象。
* 探测地壳和上地幔顶部结构。
研究地球深部(下地幔)的窗口:
揭示俯冲板块的命运(能沉多深?形态如何?)。
研究深部地幔的物理性质(温度、压力、流变学、矿物相变)。
验证深源地震的物理机制(挑战传统断裂理论)。
* 探测下地幔的速度结构和各向异性。
总结:
位置与成因: 浅源地震发生在脆性的岩石圈上部,主要是脆性断裂;深源地震发生在俯冲板块深入下地幔的部分,机制复杂,与相变、脱水或塑性失稳有关。
破坏力: 浅源地震离地表近,能量衰减少,破坏力巨大,是主要灾害来源;深源地震能量在深部传播中被大量吸收,地表破坏轻微。
频率与分布: 浅源地震极其常见且分布广泛;深源地震稀少且仅限特定俯冲带深部。
科学价值: 浅源地震是灾害研究和板块边界过程的关键;深源地震是探索地球深部奥秘(下地幔结构、俯冲板块命运、极端条件下的物理机制)的独特工具。
理解这两种地震的根本差异,有助于我们更准确地评估不同地震事件的风险,并更深入地认识我们脚下这颗活跃星球的内部运作方式。