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科学史话:催生现代地震学的1755年里斯本地震 精选

已有 2253 次阅读 2020-3-8 17:26 |个人分类:科研随想|系统分类:科研笔记|关键词:学者| 1755年里斯本地震

英国哲学家培根曾说: “读史使人明智,读诗使人灵秀,数学使人周密,科学使人深刻,伦理学使人庄重,逻辑修辞使人善辩;凡有所学,皆成性格。”读科学史,可略窥科学创造活动之门径、领悟科学大师“非凡一念”塑造科学之路,并可启迪后来者优选科研进阶通关之策略、成攻坚克难之豪杰。俗话说:“山外有山,天外有天,人外有人。” 姬扬研究员道:“只有见识过真正的伟大成就,才能避免被那些花里胡哨的杂耍吸引;只有了解真正的科学大师,才不会盲目崇拜那些喧嚣一时的小丑。”这皆诠释了“登高望远”的涵义。鉴于此,建议每个对世界怀抱好奇的人士,都应多读读科学史,以提升自己的科学品味且从中受益。

下面,咱就事论事,简介现代地震学诞生的背景。欲知晓此事,得从1755年里斯本地震说起(参考了诸多网络资料,致谢!)。

1755里斯本地震Lisbon earthquake),发生于1755111日早上940分,震级为M8.5~9.0,震中位置为葡萄牙首都里斯本西约100千米大西洋底。

里斯本地震是人类历史上破坏性最大和死伤人数最多的地震之一,也是欧洲历史上最大的地震,导致的死亡人数约6万至10万人。大地震后随之而来的海啸和火灾几乎摧毁了整个里斯本,令葡萄牙的国力严重下降,殖民帝国从此衰落。

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18世纪前欧洲神学界势力强盛,不许人们研究地震。里斯本地震后,欧洲的地震研究才从宗教的束缚中解放出来,首开地震科学研究之先河,这标志着现代地震学的诞生。

首相马卢在危难之间,不仅展现出了卓越的领导能力,而且还具有深邃的科学眼光,真乃时势造英雄也。他除了指导进行灾后重建外,还派人调研了如下问题:地震持续了多久?地震后出现了多少次余震?地震如何产生破坏?动物的表现有否不正常?水井内有什么现象发生?这些问题既包含了对震前自然界异常现象的调查,也包含了对地震活动性和地震烈度的研究等。这些调查在没有地震仪和人们对地震知之不多的时代具有重要意义,其促进了人们对地震成因和过程的了解,为后人留下了首部宝贵的完整地震资料,这些资料还存放于葡萄牙国家档案馆。因为马卢是倡导开展地震科学调查和研究的第一人,他被认为是现代地震学的先驱

特别值得一提的是,除葡萄牙本土的研究者外,受里斯本大地震的触动和启发,英国科学家约翰·米歇尔也对地震的成因和过程进行了研究。1760年,他撰写了有关地震的研究报告,其中的几大亮点是:(1)试图用牛顿力学原理讨论地震动,认为地震是地表以下几英里岩体移动所引起的波动;(2)指出了里斯本地震的震中和震源地的大致位置;(3)初步认识到不同地震波的走时,特别是P 波和S 波的速度差。

嗯,所有对里斯本地震的科学研究都极大地促进了现代地震学的诞生和发展。

科学家对里斯本地震的震级大小与成因研究仍在持续,目前尚存争议。 鉴于“孕震断层多锁固段脆性破裂理论”(简称锁固段理论)能很好地描述板内和板间地震产生过程,故咱依据该理论谈谈对这些问题的认识。

里斯本地震发生在我们命名的里斯本地震区(图1)。只要确定了该震所属的地震区,则可根据锁固段理论确定其震级。

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1 欧亚地震带部分地震区划分图(2.0版)

A区:里斯本地震区)

1755里斯本地震,Johnston(1996)根据海啸波振幅得出的震级为M8.7Gutscher et al. (2006)运用海啸建模与地震烈度估算震级为M8.5~9.0Grandin et al. (2007)通过与1969年里斯本MS8.0地震烈度对比,用速度建模的方法推算震级为MW8.5~8.7。根据锁固段理论涉及的震级约束条件,该震震级定为MS8.5合理。

在里斯本地震区当前地震周期,先后发生了如下标志性地震(图2):1531126葡萄牙里斯本MK8.0地震, 16145月4日亚速尔群岛MK8.0地震,1755111日里斯本MS8.5地震,1761330日直布罗陀海峡西部MS8.5地震与19411125日北大西洋东部MW8.3地震。这些地震的演化遵循着锁固段理论涉及的孕震规律。由此可知,1755里斯本地震是第二锁固段损伤至峰值强度点发生的一次标志性地震,为可预测地震,属于破裂成因。

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误差修正后里斯本地震区公元前218年2016.2.24之间ML≥7.3地震的CBS与时间关系

我们对环太平洋地震带和欧亚地震带62个地震区的研究均表明,锁固段主控构造地震产生,锁固段不同规模的破裂导致不同量级的地震发生;锁固段破裂发生的标志性地震,其演化遵循确定性规律,具有可预测性。

科学研究是一个不断“去伪存真”的探索过程,与其他科学一样,地震学也是不断发展的。随着研究的持续深化,科学家对构造地震成因及其规律的认识必然从“百家争鸣”到“一家独霸”,这是科学发展的归宿。

参考(略)




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