2025年大學(xué)《地球物理學(xué)》專業(yè)題庫——地震活動與海嘯災(zāi)害的關(guān)聯(lián)考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請將正確選項字母填涂在答題卡相應(yīng)位置）1.能夠穿過固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)介質(zhì)，且傳播速度最快的地震波是：A.P波B.S波C.L波D.R波2.引發(fā)海底發(fā)生大規(guī)模垂直位移，從而產(chǎn)生破壞性海嘯的主要地震類型是：A.淺源地震B(yǎng).深源地震C.破碎帶地震D.板緣走滑地震3.地震矩（Mo）與里氏震級（M_L）相比，其主要優(yōu)勢在于：A.計算更簡單B.不受震源深度影響C.能更準(zhǔn)確地反映地震斷層的物理量D.只適用于淺源地震4.當(dāng)海嘯波從深水區(qū)域進(jìn)入淺水區(qū)域時，其主要變化特征是：A.波高顯著降低B.波速顯著增加C.波長顯著縮短D.以上都是5.全球最大的地震海嘯預(yù)警系統(tǒng)是：A.日本海嘯預(yù)警系統(tǒng)B.美國太平洋海嘯預(yù)警中心C.歐洲地中海海嘯預(yù)警系統(tǒng)D.印度洋海嘯預(yù)警系統(tǒng)6.下列哪種儀器主要用于實時監(jiān)測海底地殼的微小形變，并可能用于海嘯預(yù)警？A.地震儀（Seismograph）B.海底壓力計（PressureGauge）C.水準(zhǔn)儀（LevelGauge）D.GPS接收機(jī)7.影響特定海域地震海嘯潛在危險性的最主要因素之一是：A.區(qū)域人口密度B.海岸線形狀C.沿海城市數(shù)量D.海嘯預(yù)警系統(tǒng)的覆蓋范圍8.海嘯波的傳播速度主要取決于：A.海水密度B.海底地形C.海水溫度D.以上都是9.地震震源機(jī)制解能夠提供關(guān)于震源斷層的哪些信息？A.斷層走向、傾角、滑動方向B.震源深度、震級大小C.地震波旅行時間D.受災(zāi)區(qū)域范圍10.海嘯到達(dá)近岸時，其波高可能因地形作用而發(fā)生顯著增大的現(xiàn)象稱為：A.聚焦效應(yīng)B.折射現(xiàn)象C.衰減效應(yīng)D.穿透效應(yīng)二、填空題（每空1分，共15分。請將答案填寫在橫線上）1.地震波分為______波和______波。2.通常用______表示地震的強(qiáng)度，它取決于地震儀記錄的振幅。3.海嘯是由于______或海底地形變化引起的巨量水體擾動。4.地震的震源深度是指震源中心到______的距離。5.海嘯波在深水區(qū)傳播速度約為______公里/秒。6.地震發(fā)生后，利用地震波______原理，可以確定震源的位置。7.海嘯預(yù)警系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)包括地震監(jiān)測、______、模型計算和發(fā)布預(yù)警信息。8.海嘯的破壞力主要來自于其巨大的______和引起的強(qiáng)烈______。9.地球物理學(xué)家通過分析______和______數(shù)據(jù)，研究地震發(fā)生的物理過程。10.海嘯災(zāi)害風(fēng)險評估通?？紤]______、______和______等因素。三、簡答題（每題5分，共20分。請簡要回答下列問題）1.簡述地震波從震源傳播到觀測站的基本過程。2.解釋什么是海嘯的“淺水效應(yīng)”。3.簡述地震海嘯預(yù)警系統(tǒng)的基本工作流程。4.列舉至少三種影響地震發(fā)生的主要地質(zhì)因素。四、計算題（共15分）假設(shè)一次發(fā)生在海底的地震，震源位于海平面下10公里處，震源機(jī)制解表明斷層走向為北東向（30°），傾角為70°，滑動方向為向下右旋。假設(shè)地震矩M?=1.0×1021N·m。請回答：（1）判斷該地震屬于哪種基本斷層類型（正斷層、逆斷層、走滑斷層）？（3分）（2）簡述利用該地震矩M?計算地震震級Mw的基本思路（無需計算具體數(shù)值）。（4分）（3）如果該地震在距離震中50公里處的海岸站記錄到P波到達(dá)時間為T_p=0.5秒，S波到達(dá)時間為T_s=1.2秒，假設(shè)P波速度為Vp=8公里/秒，S波速度為Vs=4.5公里/秒。估算此次地震的震源深度H。（8分）五、論述題（10分）結(jié)合你所學(xué)的地球物理學(xué)知識，論述地震監(jiān)測技術(shù)在預(yù)測和減輕地震海嘯災(zāi)害中的應(yīng)用價值、面臨的挑戰(zhàn)以及未來的發(fā)展方向。試卷答案一、選擇題1.A解析：P波（Primarywave）是縱波，振動方向與波傳播方向一致，能夠穿過固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)介質(zhì)，且在地球內(nèi)部傳播速度最快。2.A解析：淺源地震發(fā)生在地殼淺層，往往伴隨較大的斷層垂直位移，這是產(chǎn)生破壞性海嘯的主要原因。深源地震能量衰減快，走滑地震水平位移為主，不易引發(fā)大規(guī)模海嘯。3.C解析：地震矩（MomentMagnitude,Mo）是基于斷層面幾何形狀和滑動位移的物理量，能更準(zhǔn)確地反映地震的斷層數(shù)學(xué)和物理屬性，與地震的破壞力相關(guān)性更好，是現(xiàn)代地震學(xué)標(biāo)準(zhǔn)震級。4.D解析：海嘯波在深水區(qū)近似于淺水波，波速快，波長長，波高小。進(jìn)入淺水區(qū)后，波速減慢，波長縮短，但能量集中，波高急劇增加。5.B解析：美國太平洋海嘯預(yù)警中心（PTWC）是負(fù)責(zé)太平洋地區(qū)，覆蓋范圍最廣、歷史最悠久、技術(shù)最先進(jìn)的全球性海嘯預(yù)警系統(tǒng)。6.B解析：海底壓力計安裝在海底，可以測量海水壓力的變化，當(dāng)海底發(fā)生垂直位移時，會引起壓力變化，因此可用于監(jiān)測潛在的地震海嘯源。7.B解析：海岸線形狀（如海灣、狹窄通道）會顯著影響海嘯波的傳播和變形，是決定局部海嘯災(zāi)害程度的關(guān)鍵因素。其他選項是災(zāi)害影響或預(yù)警相關(guān)的，而非潛在危險性本身。8.D解析：海嘯波在均勻介質(zhì)中傳播速度主要取決于介質(zhì)的物理性質(zhì)，包括海水密度和彈性模量（與溫度、鹽度有關(guān)），以及海底地形（如海溝、隆起）會顯著影響局部傳播速度。9.A解析：地震震源機(jī)制解通過分析P波和S波的極性，可以確定震源斷層的走向、傾角和滑動方向（rakeangle），揭示地震的物理成因。10.A解析：海嘯波在進(jìn)入淺水區(qū)或遇到海岸地形（如島嶼、半島）時，能量會向特定方向集中，導(dǎo)致該方向波高異常增大，稱為聚焦效應(yīng)。二、填空題1.體；面解析：地震波分為在地球內(nèi)部傳播的體波（P波、S波）和在地表附近傳播的面波（Love波、Rayleigh波）。2.里氏震級解析：里氏震級（RichterMagnitude,M_L）最初是基于標(biāo)準(zhǔn)地震儀記錄的振幅來量度地震大小的。3.地震；海底解析：海嘯主要由海底發(fā)生的地震活動（如斷層錯動）或火山噴發(fā)、海底滑坡等引起。4.海平面解析：震源深度定義為地震震源中心到地球表面（海平面或地形基準(zhǔn)面）的垂直距離。5.1500解析：在海水中，海嘯波（屬于淺水長波）的傳播速度接近于該深度的重力波速度，在平均海洋深度約4000米處約為1500米/秒，即1500公里/小時。6.旅行時間解析：通過比較不同地點記錄到的地震波（P波、S波）到達(dá)時間的差異，利用已知的波速，可以反推震源的位置，這是地震定位的基本原理。7.海嘯模型解析：地震監(jiān)測是第一步，獲取震源參數(shù)后，需要輸入海嘯數(shù)值模型進(jìn)行模擬計算，預(yù)測海嘯波的傳播和到達(dá)情況。8.動能；inundation（淹沒）解析：海嘯的破壞力源于其巨大的動能（與波高、速度有關(guān)）以及洪水般的淹沒作用（inundation），對沿海地區(qū)造成毀滅性破壞。9.地震波形；地震目錄解析：地球物理學(xué)家利用記錄到的地震波形數(shù)據(jù)（包含震源信息）和長期積累的地震目錄數(shù)據(jù)（震級、發(fā)震時間、地點），研究地震的成因、發(fā)生規(guī)律等。10.地震活動性；海底地形；歷史災(zāi)害記錄解析：評估地震海嘯風(fēng)險需要考慮該區(qū)域地震發(fā)生的頻率和強(qiáng)度（地震活動性）、可能引發(fā)海嘯的海底地質(zhì)構(gòu)造和地形（海底地形），以及歷史上的地震海嘯事件記錄。三、簡答題1.解析：地震發(fā)生時，震源處巖石破裂，產(chǎn)生地震波。這些波以球面波形式從震源向四周傳播。P波最先到達(dá)觀測站，它通過壓縮和稀疏的方式穿過地球內(nèi)部介質(zhì)。隨后S波到達(dá)，它通過剪切的方式振動。L波（面波）最后到達(dá)，它在地表附近傳播，振幅最大，破壞力最強(qiáng)。觀測站記錄到的波形包含了震源的距離、深度、方位以及震源機(jī)制等信息。2.解析：海嘯波在深海中傳播速度很快，波長很長，波高相對較小，類似于長周期的淺水波。當(dāng)海嘯波進(jìn)入淺水區(qū)靠近海岸時，由于海底摩擦和水深變淺，波速減慢。在淺水區(qū)域，波長變短，波峰與波谷之間的時間差減小，能量集中在狹窄的波段內(nèi)，導(dǎo)致波高急劇增加，這就是淺水效應(yīng)，是海嘯在近岸造成巨大破壞的主要原因。3.解析：地震海嘯預(yù)警系統(tǒng)的工作流程通常包括：①監(jiān)測：全球地震監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)實時監(jiān)測地震事件，快速確定震源參數(shù)（震級、位置、深度）。②判斷：根據(jù)震源參數(shù)（特別是震級、震源類型、深度、距海遠(yuǎn)近等）判斷是否可能引發(fā)海嘯。③計算：如果判斷有風(fēng)險，利用數(shù)值模型計算海嘯波的傳播路徑、到達(dá)時間和可能的最大波高。④發(fā)布：將預(yù)警信息（包括影響區(qū)域、預(yù)計到達(dá)時間、可能波高等）通過多種渠道（電視、廣播、手機(jī)、專用預(yù)警系統(tǒng)等）快速發(fā)布給沿海社區(qū)和公眾。4.解析：影響地震發(fā)生的主要地質(zhì)因素包括：①構(gòu)造活動：板塊構(gòu)造運(yùn)動是地震的主要成因，板塊的俯沖、碰撞、走滑等相互作用形成強(qiáng)烈的應(yīng)力積累和釋放，引發(fā)地震。②地應(yīng)力場：地殼內(nèi)部應(yīng)力場的分布和變化是地震孕育的直接原因。③斷層系統(tǒng)：斷層是應(yīng)力積累和釋放的薄弱環(huán)節(jié)，是地震發(fā)生的場所。④地質(zhì)結(jié)構(gòu)：巖石圈的厚度、密度、脆性等性質(zhì)影響應(yīng)力積累和地震發(fā)生的深度、方式。⑤火山活動：地幔物質(zhì)上涌、巖漿活動等也可能引發(fā)地震。四、計算題（1）解析：根據(jù)震源機(jī)制解描述的斷層滑動方向“向下右旋”，判斷為走滑斷層。右旋（dextral）意味著在俯視震源時，斷層上盤相對于下盤向右移動。如果是正斷層，滑動應(yīng)為上盤向下；如果是逆斷層，滑動應(yīng)為上盤向上。因此，該斷層為右旋走滑斷層。（2）解析：利用地震矩M?計算震級Mw的基本思路是建立地震矩與震級之間的標(biāo)度關(guān)系。首先，需要根據(jù)震源機(jī)制解確定的斷層參數(shù)（正斷、逆斷、走滑，以及斷層面面積A和滑動位移D）來計算地震矩M?=μAD，其中μ是巖石的剪切模量。然后，利用一個經(jīng)驗公式或查表，將計算得到的地震矩M?轉(zhuǎn)換成震級Mw，該公式通常形式為Mw=(1/2)log??(M?)-6.07或類似形式，其中包含一個與地震深度、類型相關(guān)的常數(shù)項，使得不同類型的地震震級具有可比性。（3）解析：估算震源深度H的方法是利用P波和S波的到達(dá)時間差ΔT=T_s-T_p。已知P波速度Vp和S波速度Vs，根據(jù)震源距離R與波速和旅行時間的關(guān)系R=Vp*(T_p-T_p0)和R=Vs*(T_s-T_s0)，其中T_p0和T_s0為理論上的零偏移時間。由于震源距離相同，可以聯(lián)立方程或利用近似關(guān)系，得到H≈(Vs2-Vp2)*(T_s-T_p)/(2*(Vp+Vs))。代入數(shù)據(jù)：Vp=8km/s,Vs=4.5km/s,ΔT=1.2s-0.5s=0.7s。計算得H≈(4.52-82)*0.7/(2*(8+4.5))=(20.25-64)*0.7/27≈(-43.75)*0.7/27≈-30.625/27≈-1.14km。注意：此計算假設(shè)震源位于觀測站的正下方（直下震源），且T_p和T_s分別代表從震源到觀測站的P波和S波旅行時間。實際震源可能偏離，且需要更精確的走時表。此結(jié)果僅為基于題目給定數(shù)據(jù)的一個估算值，實際深度應(yīng)更接近10公里（題目設(shè)定值）。更精確的深度計算需要使用走時表和震源定位算法。五、論述題解析：地震監(jiān)測技術(shù)在預(yù)測和減輕地震海嘯災(zāi)害中具有不可替代的應(yīng)用價值。首先，全球部署的地震監(jiān)測臺網(wǎng)能夠?qū)崟r、準(zhǔn)確地記錄地震事件，快速確定震源參數(shù)，這是觸發(fā)海嘯預(yù)警的基礎(chǔ)。通過分析地震波形，可以了解震源機(jī)制，判斷是何種類型的地震，從而評估引發(fā)海嘯的可能性。其次，地震監(jiān)測數(shù)據(jù)用于地震危險性評估和區(qū)劃，識別潛在的地震海嘯源區(qū)，為防災(zāi)規(guī)劃和工程設(shè)防提供依據(jù)。再次，長期地震監(jiān)測有助于理解區(qū)域構(gòu)造活動規(guī)律，識別應(yīng)力積累區(qū)，為預(yù)測大地震的發(fā)生提供科學(xué)支撐。面臨的挑戰(zhàn)主要包括：①監(jiān)測能力的時空不均，深海、偏遠(yuǎn)地區(qū)監(jiān)測空白；②短臨預(yù)測能力有限，難以精確預(yù)測地震發(fā)生的時間和地點；③海嘯預(yù)