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為什麼要進行地震觀測

對於人類,地震既是一種能帶來災難的自然災害,又是人類認識地球內部結構和演化的一種有力工具。作為一種自然災害,人們需要瞭解地震的孕育、發生和發展的規律,以及地震造成的效應,以便採取相應的預測和預防措施,使地震造成的災害減至最小程度;作為人類認識地球內部結構和演化的工具,就要設法充分利用地震發生時激發的地震波所攜帶的關於震源和地球介質的信息。所以,不論是為了減輕地震災害,還是為了利用地震作為一盞燈去瞬間照亮地球內部以瞭解地球,首先要進行觀測,這就是我們通常所說的「地震觀測」。

由於地震發生在地下幾公里、幾十公里、甚至幾百公里的深處,而且我們在一次地震發生之前又無法知道地震發生的確切時間和地點,所以對地震震源無法進行直接的觀測,只能觀測由地震激發的地震波傳播到地面時引起的地面運動,通過對地面運動的記錄,反演出有關震源的信息,例如計算出這次地震發生的時間、地點、深度和地震的大小(通常用震級表示)。這就如同閉著眼睛聽人敲一口鍾一樣,如果您的雙耳聽力都健全,那麼您不僅能根據聲音知道有人敲了鐘,還能估計出敲的力度,並判斷出鍾所在的方向。但對於本文作者,情況就不同了,由於一隻耳朵的聽力已近於零,僅靠一隻耳朵,即使聽到了聲音都不知聲音來自何方。基於類似的道理,對地震波造成的地面運動的觀測需要有許多地震觀測儀器(稱作地震計)放在不同的地點(稱作地震台)。

而且每個地震台還安裝不同的地震計去觀測地震造成的地面不同方向的運動(南北向、東西向和垂直向),即所謂三分向地震觀測。

這種對地震激發的地震波所造成的地面運動的觀測是在傳統意義上的地震觀測,俗稱為「測震」,而更廣泛意義的地震觀測,還包括了為地震預測和預報的目的進行的對地震相關現象的觀測,稱作「地震前兆觀測」,其觀測的主要目的是要抓住大地震發生之前的先兆。地震前兆觀測的內容很廣泛,其中一些觀測原本是對地球物理場進行的基本觀測,例如地磁場觀測、重力場觀測、大地形變場觀測等。因此,在地震行業所說的地震前兆觀測,實質上包含了許多可以用於地球科學研究的對地球物理場及其他物理量或化學量的科學觀測,按照現在地震部門的一般分類方法,地震前兆觀測包括電磁觀測類、地形變觀測類和地下流體觀測類。

為了便於說明,在以下各節中所講的都是傳統意義上的地震觀測,即對地震波引起的地面振動的觀測。關於地震前兆觀測,將在其他場合予以介紹。
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