1 觀測事實
緬甸7.9級地震,為什么距震中1000公里外的曼谷民眾感到震感強烈?
我們可以去地震學研究機構聯合會(IRIS)網站,查看曼谷地區的地震臺波形記錄,看看是否很大?
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泰國地震臺站分布,據FDSN
可以看到,在曼谷附近,有5個地震臺,我們一個個看:
第一個臺站:沒有數據;
第二個臺站:
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第三個臺站:
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第四個臺站:
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第五個臺站:
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除了第一個臺站沒有數據,離曼谷最近的第三個臺站數據質量很差外,能用的有3個臺站。
其中,可以明顯看到曼谷東北側的第四個臺站,出現了限幅。
即:地震動太強,超過了地震儀的量程。
見下圖,最大幅度頂格。
據筆者經驗,一般只有發生6級以上地震且離震中較近(幾十公里內)的臺站才會出現限幅。
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這充分說明,緬甸地震發生時,曼谷地面震動的確很強。
那這是為什么呢?
2 地震晃動由來
請問,地震發生時,為什么會產生地面的晃動?
定性講,這是由于斷層非勻速快速破裂,激發大量地震波;
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圖片來源:南加州地震中心
地震波傳向遠方,引起地震晃動,見下圖。
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圖片來源:南加州地震中心
地震波在地球表面傳播:
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地震波在地球內部傳播:
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其中,真正造成建筑物破壞的,是S波和面波,尤其是面波。
面波貼著地表走,振幅大,頻率較低,易和建筑物發生共振,放大破壞。
面波是這樣引起晃動的:
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S波是這樣引起晃動的:
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既然是波,那么在傳播過程中,就會發生疊加,反射,透射等各種現象。
當某一區域,地下速度結構比較特殊時,可能會放大晃動或“圍陷”波動(即讓波動出不去),如低速沉積層和盆地-山地結構等。
3 原因探討
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圖片來源:谷歌地圖
(1)曼谷位于湄南河沖積平原(以下沉積物厚度和波速信息來自deepseek,請行家批評指正),
沉積層厚度通常在1000米至2000米之間,局部區域可能更厚。
500米內,地震波速度很低:
- 淺層(0–50米)
- VP(縱波速度):300–600 m/s(軟黏土、淤泥)。
- VS(橫波速度):100–200 m/s
- 中層(50–500米)
- VP:800–1,500 m/s(砂層或固結較好的沉積物)。
- VS:200–500 m/s
- 這些厚層軟沉積物會放大地震波。并且,軟土層可能導致長周期地震動,對高層建筑物影響顯著。
(2)此外,曼谷西側為一排大山,山地波速肯定比沉積層大得多。
由高中物理學過的Snell定律可知:
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由低波速曼谷平原傳播出去的波,容易被高波速山地反射回來;
特別地,還可能發生全反射現象,即波動全部反射回曼谷平原。
這無疑會加大曼谷地區晃動的時間。
(3)同時,緬甸7.9級地震主要向南傳播,并且可能發生了超剪切破裂。
這會導致震中南邊震動比北邊強得多,并且震中往南的地震動衰減也會慢很多。
由此,緬甸7.9級地震就在曼谷引發強烈地面震動。
從美國地質調查局給出的地面晃動情況估計,也能看出曼谷比周圍顏色更鮮艷,表示晃動更強:
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圖片來源:美國地質調查局
從此實例可以看出,度量地震破壞力時,
除了晃動振幅的絕對大小,還應該考慮晃動持續時間。
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