日本古代流傳下來一句諺語:鯰魚鬧,地震到。這個位于地震頻發(fā)帶的國家對于地震起因有個神話解釋,陸地依靠一條巨大的鯰魚(Namazu)支撐,鯰魚尾巴一甩,就造成了地震。
安政江戶地震·鯰繪(1855年)。圖源:東京大學(xué)圖書館
最初這一說法的起因可能是,人們發(fā)現(xiàn)平時都窩在塘底的鯰魚在地震來臨之前會有異常激動的行為。1855年發(fā)生的6.9級安政江戶地震在很大程度上強化了大鯰魚引發(fā)地震的說法,各種鯰魚形象出現(xiàn)在震后印刷品上。1923年東京8.3級地震發(fā)生之前,也出現(xiàn)了大量鯰魚群的異常遷移。東京市政府在1976年甚至撥款1100萬日元對鯰魚習(xí)性進行專題研究。但即便是在當下,我們對于地震還是了解太少了。
文/Gemma Tarlach
譯/宋瑋婕
校對/石煒
1. 在我們的地球上遍布著地震活動帶,包括在美國加州、日本、新西蘭,但現(xiàn)代地震學(xué)之父羅伯特·馬萊(Robert Mallet)卻出生于鮮有地震的愛爾蘭。
2. 1849年,出生于都柏林的工程師羅伯特·馬萊引爆了埋在沙灘下的火藥桶,驗證地震波如何在巖石和其他介質(zhì)中傳播:這是世界上首次地震學(xué)實驗。
3. 我們當然要感謝馬萊,因為他創(chuàng)造了“地震學(xué)”(seismology)這個詞,來源于希臘語seismos,意為地震。
4. 但是第一個研究地震的人并不是馬萊。早在公元前4世紀,亞里士多德便認為,地下風(fēng)乃是地震的成因。
圖源:QPEEK
5. 公元二世紀,張衡發(fā)明了地動儀,據(jù)說能夠監(jiān)測到人類感知不到的震動。
1755年葡萄牙里斯本大地震,以及被海嘯摧毀的船只。這是人類史上破壞性最大和死傷人數(shù)最多的地震之一,死亡人數(shù)高達約6萬至10萬人。圖源:維基共享資源
6. 1755年葡萄牙里斯本的大地震,連遙遠的芬蘭都有震感。這場大地震為地震波理論的首次誕生提供了靈感,即地震波從震源點通過巖石傳導(dǎo),正像聲波通過空氣傳遞一樣。
圖源:MASW
7. 但是直到20世紀初,研究者們才搞懂地震波。如今我們將地震波分類為體波(body wave,地球內(nèi)部傳播的地震波)和面波(surface wave)。
8. 體波又稱為P波,有時被稱為初波或壓力波,比其他地震波傳播速度快,在地震后被首先監(jiān)測到。
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9. 你知道還有誰能感知到P波嗎? 狗狗們。狗能夠聽到地震波,但是我們的耳朵卻無法聽到這樣頻次過高的聲音。這也正是為何我們常聽到地震前狗狂叫的報道。
10. P波是通過同方向壓縮和移動介質(zhì)傳播的——就好像演奏手風(fēng)琴時一拉一縮那樣。
圖源:Giphy
11. 較慢的S波,另一種體波,震動方向與地震波的傳播方向垂直:上下或左右晃動。
12. 在地表或近地表傳播的面波,實際上破壞力極大。雖然傳播速度比體波慢,但是傳播過程中能量卻不衰減。
去年,墨西哥近海的8.2級地震后出現(xiàn)的地震光。圖源:Metro
13. 盡管我們現(xiàn)在已經(jīng)搞懂地震波,但科學(xué)還是無法解釋地震光(EQL)的成因。地震光在地震中途時最為明顯,但在地震發(fā)生前后也曾有目擊記錄。地震光的出現(xiàn)方式與極光非常相似。至少公元前4世紀就有最早的地震光記載。
14. 2014《地震研究快報》(Seismological Research Letters)的一項研究表明,地震前斷層線受壓增加,釋放出正電荷可能導(dǎo)致地震光。
15. 大地震主要發(fā)生在斷層帶,即構(gòu)造板塊相接的地方。世界上每天發(fā)生的許多規(guī)模較小的地震,雖然大多數(shù)人類無法感知,卻是由于爆炸引起的,比如核武器試驗、開礦,又或者與火山活動有關(guān)的巖漿運動。
16. 巖漿涌往地表的過程中可以撕裂地殼或者撐大裂縫,石油和天然氣開采時向地下排廢水的過程與此類似,也能造成小規(guī)模的地震。
古騰堡-芮克特定律:N表示震級≥M的地震數(shù)量;a與b為常數(shù)。圖源:維基共享資源
17. 非構(gòu)造型地震的震級通常在里氏3級以下。盡管如今有些過時,著名的里氏震級是表示地震規(guī)模大小的標度。但是,古騰堡-芮克特定律(Gutenberg-Richter law)仍然是地震學(xué)和地球物理學(xué)的根基。簡單地說,該定律表明,地震的規(guī)模越大,發(fā)生的頻率就越低。
18. 去年1月,《科學(xué)報告》(Scientific Reports)補充了該定律,研究者們提出了更準確的災(zāi)難性地震風(fēng)險模型。
19. 眼下時機正好:地球上震級較大的地震似乎有小幅增加。從1977年到1999年,地球上沒發(fā)生過8.5級以上的地震。但2004年以來,8.5級以上的大震已有6次。
20. 我們繁忙的地球的確經(jīng)歷過地震活動的低谷和高潮。從1950年到1965年,8.5級以上的地震不少于7次,所以,先不必躲到掩體中了。