北京時(shí)間3月28日中午,緬甸中部發(fā)生里氏7.7級(jí)地震,震源深度10公里,我國云南、廣西等地震感強(qiáng)烈。通過視頻能看出這次地震破壞十分顯著,預(yù)計(jì)將有數(shù)百萬人受災(zāi)。本次地震是今年以來全球發(fā)生的第17次6級(jí)及以上地震,是今年以來的最大地震,也是全球近十年來發(fā)生在大陸上的最強(qiáng)地震。
緬甸7.7級(jí)地震位置和烈度
(圖源:中國地質(zhì)大學(xué)、中國地震局)
3月28日在緬甸曼德勒省拍攝的地震后受損的曼德勒皇宮圍墻
(圖源:新華社)
這場地震發(fā)生的時(shí)候恰好是農(nóng)歷月末,接近新月(3月29日朔),也就是地球、月球、太陽三者排成一直線。有巧不巧的是,3月29日晚間還將發(fā)生日偏食天象——這回確實(shí)是“三點(diǎn)一線”了。(2025年天象預(yù)覽請戳→)那么地震和日地月位置是否有著必然的關(guān)聯(lián)呢?
日食示意圖
(圖源:starwalk官網(wǎng) |?Vito Technology, Inc.)
首先,我們都知道月球是引發(fā)地球潮汐的首要原因。每每到了新月和滿月前后,就會(huì)出現(xiàn)所謂“天文大潮”。例如舉世聞名的錢塘江大潮就發(fā)生在中秋期間(通常是農(nóng)歷八月十七或十八)(古詩詞里的錢塘江潮請戳→)。從天文學(xué)的角度說,這是引潮力在發(fā)揮作用。引潮力又叫潮汐引力,是萬有引力的一個(gè)分量,簡單說就是地球某一點(diǎn)上的實(shí)際引力與整個(gè)地球平均引力的差值。月球和太陽以及其他天體都會(huì)給地球施加引潮力。但是引潮力的大小與天體距離的立方成反比。于是,即便太陽的質(zhì)量是月球的2700萬倍,但由于太陽比月球遠(yuǎn)400倍,因此月球?qū)Φ厍虻囊绷Ψ炊忍枌Φ厍虻囊绷Υ?.3倍。
月球引潮力對地球的影響
( 圖源:NASA)
月球既然能引起海水的漲落,那么是否會(huì)引起地面的起伏呢?答案是肯定的。月球和太陽的引力使地球巖石圈產(chǎn)生周期性形變,被稱為“固體潮”。在地殼中產(chǎn)生的附加應(yīng)力約為幾百帕至幾千帕(Pa),造成巖石圈形變幅度約為幾十厘米。不過,地殼構(gòu)造應(yīng)力的典型值為百萬帕(MPa)量級(jí),也就是說,引潮力產(chǎn)生的應(yīng)力僅為地殼構(gòu)造應(yīng)力的 0.1%-1%,這個(gè)差異通常不足以直接引發(fā)地震。那么當(dāng)日、地、月剛好“三點(diǎn)一線”,當(dāng)月球的引潮力再疊加上太陽的引潮力,是否會(huì)增加對地殼的應(yīng)力呢?會(huì)增加,但僅僅在地殼構(gòu)造本身應(yīng)力上再加百分之零點(diǎn)幾。
日地月位置關(guān)系對潮汐的影響
(圖源:NASA)
關(guān)于滿月和新月是否更易產(chǎn)生地震的研究是長期存在的,爭論也是長期存在。有研究統(tǒng)計(jì)了40多萬次大大小小的地震,并未發(fā)現(xiàn)地震發(fā)生時(shí)刻與月相存在明顯關(guān)聯(lián)。2016年東京大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)對過去20年里強(qiáng)度在里氏5.5級(jí)以上的地震進(jìn)行統(tǒng)計(jì),重建了每個(gè)地震時(shí)間點(diǎn)的潮汐應(yīng)力的大小或振幅,發(fā)現(xiàn)從統(tǒng)計(jì)上看不到地震與月相之間的直接關(guān)系,但發(fā)現(xiàn)震級(jí)越大,似乎發(fā)生在接近滿月或新月的地震數(shù)量越多。研究區(qū)間里12次最大的地震中有9次是發(fā)生在日、地、月“三點(diǎn)一線”的前后,且震級(jí)都在8.2級(jí)以上。其中比較知名的如2004年蘇門答臘9.3級(jí)地震(農(nóng)歷十一月十五)、2010年智利8.8級(jí)地震(農(nóng)歷正月十四)等都在滿月前后。而今次緬甸大地震發(fā)生在新月前一天。
然而,反例也不少。例如2008年汶川8.0級(jí)地震發(fā)生在農(nóng)歷四月初八,2011年日本9.0級(jí)地震發(fā)生在農(nóng)歷三月初七,1976年唐山7.8級(jí)地震發(fā)生在農(nóng)歷七月初八。這些大地震對應(yīng)的月相都是上弦前后,也就是月球與太陽相距90度,按理說月球和太陽的合力是最小的時(shí)候。
所以,當(dāng)前的科學(xué)共識(shí)是,月球和太陽引潮力對地殼會(huì)產(chǎn)生固體潮,但是不足以獨(dú)立地產(chǎn)生地震。導(dǎo)致地震的決定性因素是地球的板塊構(gòu)造、地殼運(yùn)動(dòng)、火山活動(dòng)等。地球是太陽系最活躍的星球之一,地球上板塊與板塊之間相互擠壓碰撞,能量不斷積蓄,一旦板塊邊沿及板塊內(nèi)部產(chǎn)生錯(cuò)動(dòng)和破裂,就會(huì)產(chǎn)生較大規(guī)模地震。如果正當(dāng)斷層已處于臨界破裂狀態(tài)時(shí),恰好遇上了滿月或新月期間,小小的引潮力成為“最后一根稻草”,從而誘發(fā)地震。
2025年重點(diǎn)天象
(圖源:上海天文館)
參考資料:
[1] https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/us7000pn9s/executive
[2] Agnew, D. C. (2007) Earth Tides. Treatise on Geophysics, 3, 163-195.
[3] 李麗,陳颙,張國民. 臺(tái)灣及鄰區(qū) Mb≥4.0 地震受月相調(diào)制的時(shí)空統(tǒng)計(jì)研究[J]. 中國地震,2001,17(2):210-220.
[4] 丁中一,賈晉康,王仁. 潮汐應(yīng)力對地震的觸發(fā)作用[J]. 地震學(xué)報(bào),1983,5(2):172-184.
[5] There's Now Even More Evidence That The Moon Triggers Our Most Powerful Earthquakes (https://www.sciencealert.com/there-s-now-even-more-evidence-that-the-moon-triggers-our-most-powerful-earthquakes).
作者:施韡(上海天文館展教中心 副研究館員)
編輯:格蕾絲
審核:水仙
圖源:已在文中標(biāo)注
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