天文潮汐力会引发地震吗?

最近的研究表明,海洋潮汐与某些地震活动之间存在联系,但月球和太阳的引力会引发地震的证据仍然难以捉摸

一组地震学家表示,海洋的运动正在摇晃我们的世界,或者至少在某些条件合适的地方,帮助它进行剧烈的震动。

天体可能导致地震的观点是科学中最古老的理论之一。1687年,牛顿的万有引力定律揭示了海洋潮汐是由太阳和月球的引力引起的。在18世纪,科学家们开始思考这些遥远的天体是否也会影响地质断层。这个观点在19世纪兴盛起来。著名的法国地震学家亚历克西斯·佩里花费了几十年时间寻找地震和月相之间的联系。《大众科学》发表了一篇关于他的工作的1855年文章。甚至查尔斯·达尔文也思考过这个问题(第259页)。

在20世纪末,天体可能与地震有关的观点似乎已经被否定。尽管进行了多次尝试,研究人员一直未能找到潮汐和地震之间存在联系的有力证据。但在过去20年中,一些研究表明,这种长期以来被怀疑的现象可能实际上是真实的。最近的一项研究是2月份发表的,由希腊亚里士多德大学的研究人员分析了1964年至2012年期间袭击该国南部地区的17000多次地震的记录。该团队发现,地震似乎与海洋潮汐效应有关,而不是随机间隔发生。


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结果表明,里氏震级在2.5至6.0之间的地震数量与导致地球潮汐的四个引力因素中的两个密切相关,其中一个是由太阳的引力引起的,称为S2,另一个是由太阳和月球的联合引力引起的,称为K1。(这些以及月球引力的另外两个影响,O1和M2,在很大程度上是海洋潮汐的原因。)

研究小组发现,在太阳引力(S2)最强的时候,地震发生的可能性比太阳引力最弱的时候高出约15%。对于太阳和月球的联合影响(K1),观察到了相反的趋势;当K1最弱时,地震发生的可能性比K1最强时高出约16%。这种相关性并不能证明潮汐正在引发希腊的地震。然而,观察结果很有趣,可能代表了有史以来测量的最大的潮汐对地震的影响之一。

无论希腊下方发生了什么,自20世纪90年代后期以来,已经积累了足够的证据,以至于一些科学家开始接受潮汐触发地震的概念。“从逻辑上讲,潮汐和地震之间必然存在联系,”华盛顿大学的地震学家约翰·维代尔说,他没有参与希腊的研究。“潮汐会给断层施加压力,当压力足够大时就会发生地震。”然而,这种影响的贡献可能非常小,并且只发生在地球的某些地区。

美国地质调查局的地球物理学家伊丽莎白·科克伦说,潮汐对地震活动影响最大的地方之一是深海盆地,她也没有参与这项研究。“潮汐对地震的最大影响是在海洋区域,”她说,“在那里,海洋潮汐在某些地方可以对浅层断层施加很大的力。”

太阳和月球的引力太弱,无法单独引发地震。然而,当海水积聚在已经接近破裂的潜艇断层之上时,增加的压力可以减少断层上的摩擦,从而加速地震的发生。这个观点表明,随着海底断层向地震方向发展,它可能会对潮汐力的微小推动变得更加敏感。

一些科学家认为,这种敏感性有一天可以用来预测危险的地震。2012年,一位地震学家发现,在2011年袭击日本的毁灭性东日本大地震之前的十年中,较小的地震开始遵循潮汐的模式。然而,一旦发生较大的地震,这种相关性就消失了。这种相关性可能源于东日本大地震的震中位于太平洋。上覆海水的运动可能放大了微小的潮汐力,使其能够在断层在较大地震发生前的几年中承受压力时触发小震动。对东日本大地震的研究为通过研究潮汐来预测大型海底地震提供了希望。然而,这种方法不太可能对袭击内陆地区的地震有用,例如4月25日袭击尼泊尔的毁灭性7.8级地震。在没有水的情况下,这种潮汐力会减弱。

潮汐可能不会在全球范围内帮助预测所有地震,但在某些地区,它们可能会成为地震学家的一项重要工具。除了几个世纪以来的科学兴趣之外,太阳和月球对地球深层地质的影响可能会被证明不仅仅具有科学意义,它还可以挽救生命。

 

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