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地震来了,是住在高层还是底层的生存机会更大?

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有人纠结,地震来临时,住在高层还是底层生存机会更大?这个话题很有意思,但时空通讯思考良久,似乎是一个随机选择题,很难有标准答案。要理解这个问题,我们首先简单了解一下地震的成因和破坏机制。

为什么会有地震?我们知道,地球每时每刻都在不停的自转,而地球结构由大气圈、水圈、岩石圈、地幔层、地核组成,由于地球自转,这些不同结构就会有各自的运动,导致地球板块发生移动和碰撞,有时板块还会断裂,地幔冲破地壳薄弱处发生火山爆发,这些地质事件导致的能量释放就是地震。

地震传播方式和破坏力主要是三种波。地震导致人员伤亡最多的就是房屋倒塌和地裂山崩,这些都是地震能量释放的结果。地震能量释放的形式是地震波,而地震波有三种方式,即纵波、横波和面波。

纵波又称P波,体现为上下颠簸震动,震波比横波传播速度快,每秒为5.5~7km,因此是最早到达地面的地震波;横波又称S波,振动方向与波传播方向垂直,传播速度稍慢,每秒为3.2~4km,在纵波之后紧随而来,表现为来回晃动摇摆。

面波又称L波,是P波与S波在地表相遇后产生的混合波,是滞后于前面两种波最后来到的,L波波长很长,振幅强,像水波浪一样沿着地表传播,是造成建筑破坏的主要因素。

虽然三种波有一个时间差,但对于逃生几乎没用。前面说的P波、S波、L波由于传播速度和生成机制不同,因此到达地表形成破坏力有先有后,但这种先后是非常短暂的,根本无法利用时间差来逃生。

按纵波最高速度每秒7千米、横波每秒4千米计算,如果震源深度在30km,纵波传到地面要4.3秒,横波要7.5秒,看起来似乎有3秒的时间差,但纵波并不是只上下颠簸一次就停住了,而是要颠簸多次,时间从几秒到十几秒,这个时候横波早就接踵而来了,随之而来的就是面波。如果震源在100km以上深处,这种时间差或许有点作用。

衡量地震破坏力大小有两个指标是地震震级和地震烈度。

地震的等级:我们都知道,地震最重要指标是震级,震级最先由美国地震学家里克特在1935年提出,最早规定是距震中100km处,以“标准地震仪”所记录测算得出;后来发展到远方各种监测方法都可以换算得出震级。这种震级被人们称为“里氏震级”。

据历史资料记载,在近2000年时间里,人类记录到的最大震级为8.9级,没有超过这个震级的更大地震。震级是衡量地震释放能量大小的指标,根据震级不同,人们把地震分为超微震、微震、弱震(或称小震)、强震(或称中震)和大地震等5个档次。

小于3级地震不易被人察觉,现在最小的地震是通过精密仪器监测到的,为-3级;3~4.5级地震能够察觉,属于有感地震,但极少造成破坏。前两个范围的地震属于弱震,中强震是指大于4.5级小于6级的地震,大于6级的地震叫强震,8级及其以上地震叫巨大地震。

震级表示的是地震释放的能量。地球上每天都要发生上万次地震,每年发生500多万次地震,但绝大多数都属于弱震以下,造成破坏的强震每年只有十几二十次,造成特大灾害的地震一般只有1~2次。

地震造成的破坏,随着震级提高而增大,但破坏力的大小与震源深浅和震中距离远近有密切关系。一般来说,震源越浅、距离震中越近破坏程度越大,反之越小。强烈地震释放的能量巨大,每一等级之间能量是以指数上升的,每增加一级的地震,释放能量叠加增大约31~32倍(见上表)。

一次里氏7级地震,相当于48万吨TNT的威力,也就是约37颗广岛原子弹同时爆炸威力;而到了8级地震,就相当于1100多颗广岛原子弹爆炸威力;到了9级地震,就相当36000多颗广岛原子弹威力。

地震烈度是地震实际破坏力大小的度标。震源越浅,震中越近,烈度越大,破坏力越大。就像8级地震相当1100多个广岛原子弹爆炸,在爆炸中心一切荡然无存化为灰烬,附近几十公里受到的破坏也会很大,但如果这种爆炸在几百公里深处爆发,或者距离很远,比如广岛原子弹爆炸,中国就几乎感觉不到破坏力了。

这就是烈度,地震的实际破坏力。一般来说,震源越浅,烈度越大,破坏力也越大,但传播的距离就相对越近;而震源越深,烈度越小,破坏力也相应减小,但影响波及范围越宽广。

烈度分级有两种,一种是日本分级,分为8级,将无感定为0度,有感分为1~7度;西方基本使用麦加利烈度表,分为12个等级,我国也参照12级划分烈度。麦加利烈度表表述为:3度以下只有轻微感觉;4~7度有感觉,并随着烈度增大破坏力显现;8~11度随着烈度升级,破坏力越来越大;12级山崩地裂,建筑尽毁。

现在来说说地震来了,是住在高层好还是底层好的问题。大家看了上面关于地震的成因和破坏原理,肯定对住高层底层这个问题依然是丈二和尚摸不着头脑吧?其实我也和各位一样,对这个问题很难说清楚,也很难把握。

最好的办法当然是不要发生地震,或者发生一些无感小感地震,这样,无论住在高层还是底层都无所谓了;其次要住在足够牢固的抗震房里,能够抵御一定烈度的地震,这也无关乎高层底层问题。

如果住在一个豆腐渣工程房屋里,没有地震也会倒塌,住在高层或底层又有什么区别呢?因此最好是不发生地震,尽量在自古以来没有地震或者极少地震地区居住,尽量避开可能滑坡的山边水边居住,这样至少能够保几代免受地震之苦;还有买房建房尽量要选择和保证房屋质量和坚固,这样地震来了才更有安全保障。

因此地震来了,关键还是房子能否能够扛住第一波打击。地震来了,人在上下颠簸左右摇晃环境,就像曾坐在一辆高速行驶在曲里八拐盘山路上的敞篷汽车,人们站在车厢里,站都站不稳,是很难逃生的。因此只有房子足够坚固能够挨过第一波纵波、横波、面波的打击后,有一个短暂的停留,这时要立即抓住机会逃生,躲过第二波余震的打击来临。

这个时候住底层就有一定的时间优势,可以快速逃生。但住高层的优势是,地震中房子垮塌了,只要还活着,被埋的可能性比底层要小些,更容易被救援。前提还是房子足够坚固,地震烈度较小。如果房子是豆腐渣,且地震烈度够大,在地震的第一波打击中,房子全部被摧毁,纵有天大本事,也难逃厄运。

如果遇到8级以上巨大地震,而又在震中附近,震源又浅,住在哪一层都难逃厄运,但从被搜救的角度来说,住在上层机会会多一些。

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少师级
科普中国、普及科学。
2022-04-14