科學也可以如此靠近

地球自轉變慢或導致明年地震頻發,尤其是赤道地區


2018年4月14日23時 今日科學 博科園
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地質學家表示,明年全球地震災害可能會呈現高發態勢,其原因或許在於地球自轉速度變慢。

2017年11月13日2時18分(北京時間),伊拉克與伊朗邊境地區發生7.2級強烈地震,伊朗邊境地區10多個省份震感強烈,其中最嚴重的克爾曼沙阿省席林堡和薩爾波勒扎哈卜等地由於距離震中較近而受到嚴重損毀,地震已造成至少395人死亡,6600餘人受傷。圖中所示為薩爾波勒扎哈卜鎮一棟在地震中毀掉的建築物。

我們知道月球繞地球平均公轉周期為27天7小時43分11.559秒,而地球的自轉速度為24小時。所以月球繞地球角度遠小於地球自轉的角速度,那麼地球和月球之間就會存在相互作用力,地球引力拖拽著月球,而月球也牽制著地球。潮汐現象則是它們之間的相互作用力的一種表現。事實上就算沒有潮汐現象的出現,地月之間的這種作用力也會存在。

隨著時間的推移,月球的公轉速度會因此增加,速度的增加會讓月球每年以4厘米的速度遠離地球。而月球的反作用力會讓地球自轉速度變慢,平均每天的增長時間卻在1500萬至2500萬分之一秒之間。

從這張圖明顯可以看出,地球的自轉速度的變化並不是長期勻速不變,而是線性減慢的。古地球自轉可能存在間隔2億多年的准周期,其原因可能與小行星或彗星撞擊地球等因素有關。從圖可以看出,1.4億年中生代,地球自轉速度處於高峰;2.3億年前二疊紀,地球自轉速度處於低谷。總體上一直在減緩。

最近,科學家向美國地質學會提交研究報告稱,地球自轉速度的變化可能會引發強烈的地震活動,最有可能發生地震災害的區域是赤道地區,該地區居住著十多億人口。

英國《衛報》報導,地球自轉變慢的幅度很小,僅為毫秒級別,但即便如此之小的自轉速度變化,也足於釋放出巨大的地下能量。科羅拉多大學博爾德分校的羅傑·比爾漢姆、蒙大拿大學密蘇拉分校的麗貝卡·本迪克共同撰寫了該研究報告,他們在報告中提出,地震活動與行星自轉之間存在著關聯。

「地球自轉與地震活動之間存在著很強的相關性,這意味著2018年強烈地震數量將會增多。」比爾漢姆說。

科學家認為,地球自轉角速度的變慢,會讓地面的離心力變小,也就是說地球的腰圍變小了,地表層鎖定地幔層岩漿的力量將減弱,地幔會向地殼稍稍靠攏。同時這種微小變化會導致地球鐵和鎳「內核」的形狀發生變化。

地球自轉速度變慢為何會對地表造成影響,這一原因尚不完全清楚,但科學家認為,地心深處的地質活動可能是地球自轉變慢及地震活動增多的原因。比爾漢姆說,明年的很多地震將有可能會發生於赤道地區。

十年內全球6級以上地震分布,可以看出赤道是高發地區。

在報告中,比爾漢姆及本迪克對1990年以來的7級以上的所有大地震進行了研究分析。比爾漢姆說,上世紀的所有大地震都有著完善的記錄。經數據分析,他們發現了5個時期,在這5個時期里所發生的大地震要比其他時期多得多。「在我們發現的這5個時期,每年發生了25-30次強烈地震。」比爾漢姆說,其他時期發生強烈地震的平均數量僅為15次/年。

2000-2014年全球7.0級以上地震頻次圖

他們對地震活動高發時期進行了深入研究,發現了一些相關性。地球自轉速度出現減慢之後不久,強烈地震活動數量就會增加。「地球自轉速度變化的幅度很小,僅為1毫秒/天,該速度變化可通過原子鐘進行精密測量。」比爾漢姆說。

準確度驚人的"鍶晶格鍾"原子鐘

目前世界上最準確的計時工具就是原子鐘,它是20世紀50年代出現的。原子鐘是利用原子吸收或釋放能量時發出的電磁波來計時的。由於這種電磁波非常穩定,再加上利用一系列精密的儀器進行控制,原子鐘的計時就可以非常準確了。原子鐘的精度可以達到每2000萬年才誤差1秒。這為天文、航海、宇宙航行以及地球物理學研究提供了強有力的保障。

發表在《皇家學會數學與物理學分會學報》一個研究報告稱,在過去的27世紀,地球上1天的時間以平均每世紀增加約1.8毫秒的速度持續延長。

比爾漢姆及本迪克還研究發現,在上個世紀,地球自轉每變慢1毫秒,就會出現一個為期5年的延續期。延續期之後會出現強震期。「地球這是在提前5年時間警告人類要對即將發生的地震做好準備,」比爾漢姆說。

4年前,地球進入了自轉減慢周期,明年,地球將進入下一個減慢周期。「到了2018年,強烈地震活動數量將會明顯增多。今年還不算嚴重。到目前為止,僅發生了6次強烈地震。2018年,大概會發生20次以上。」

2017年,已經發生了一系列的地震,其中最為引人注目的是在希臘、土耳其、中國西南部、印度尼西亞、義大利、墨西哥以及最近伊朗等國家造成數百人死亡的地震。本次研究指出,2018年的地震情況將會更加嚴重,人身和財產損失將會更加巨大。

2017年截至目前,6級-6.9級地震發生了84次,7級-7.9級地震發生了5次,8級-8.9級地震發生了1次。

文:伊曼紐爾·喬撒姆 來自:漫步宇宙


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