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果壳 04-19

地震仪能监测到人类爱情运动吗?能!

1996 年 1 月 11 日下午 3:45 分,加拿大太平洋地学中心悉尼办公室的工作人员监测到一个异常奇怪的地震信号。

这个信号来自一个危险的地震带,学界一直相信这里将会发生强度超过 5.12 汶川地震的的特大地震。大地震一旦发生,甚至整个太平洋沿岸都有可能受到影响。

这个信号显示震源的尾波震级高达 6.8,显示一场大地震已经出现。然而,这个信号的特征却很诡异,完全不像是地震形成的。这到底是怎么回事?到底发生了什么?

奇怪的地震信号

说这个信号不像普通的地震,是因为用不同方法计算它的震级时,数据差异十分巨大。信号显示震源的尾波震级高达 6.8,但体波震级只有 1.2,矩震级只有 0.2。

震级是描述地震大小的参数,最初的震级测量,就是量地震波的大小。而地震波包含很多不同的部分,比如下图中纵波(P 波)、横波(S 波)、面波(Surface waves)、及尾波(Coda Wave)。这些部分分别可以测量得到不同版本的震级。

地震波的不同部分丨制图:朱高华,杨宏峰

体波震级,就是量 P 波部分的振幅大小。同样,面波震级就是量面波的振幅。尾波稍微不同,是测量尾波持续的时间,因为地震越大、震动持续时间也就越长。

正常情况下,不同方法测出的震级很接近,彼此之间的偏差很小。这次观测到的信号则不然,不同的震级之间相差这么大,这肯定不是一场常规地震

而且更诡异的是,这个地震信号,只有一个台站监测到,其它台站都没有反应。难道这就是所谓的 " 局部地震 "?

神秘信号来自何方?

测到神秘信号的这个台站名叫 "ALB",它位于温哥华岛中部的一个隐秘丛林里。

林中的野外地震台 ALB。地震仪埋在地下,地面上是保护仪器修建的地震仪窝丨文献 [ 1 ]

温哥华岛在加拿大西部,下方是著名的卡斯卡迪亚俯冲带(Cascadia Subduction Zone)。俯冲带从加拿大的温哥华岛开始,向南延伸到美国的加利福尼亚州北部,全长超过 1100 千米。

卡斯卡迪亚俯冲带的结构丨 U.S. Geological Survey ( USGS )

要说和地震的渊源,这个地方可谓是大地震的老窝:作为环太平洋地震带的一部分,这里历史上曾经发生过一系列大地震

1700 年 1 月 26 日,该俯冲带发生了约 9 级的大地震,在 1100 千米长的断层上,造成了平均超过 10 米的滑动,在沿海岸线不同地点引起了明显地面沉降,沉降距离 50 厘米至大于 1 米不等。大地震引起了巨大海啸,甚至在太平洋的另一端,袭击了日本沿岸的浪高依然有 1~5 米,被当地居民记录在了日记里。

卡斯卡迪亚地震引发的海啸模拟图丨太平洋海啸预警中心(PTWC)

而根据相关研究,卡斯卡迪亚俯冲带的9 级大地震复发周期约为 550 年,稍微小些的地震,如8.5 级的地震则时间更短,为 200~300 年

要知道,曾对我国造成巨大破坏的 5.12 汶川地震的震级为8.0 级。一旦卡斯卡迪亚俯冲带再次发生 8 级乃至 9 级的大地震,其产生的破坏和损失则可想而知。

2008 年的汶川地震中受破坏的建筑丨 Wikimedia Commons

而卡斯卡地亚俯冲带已经沉寂了 300 多年,平时非常静默,多年来,连一个 5 级的板间地震都没有。

但很多证据显示,这里在静静地积累能量,使科学家确信将来会发生大地震,只是不知道具体哪一天。

所以大地震来临的日子会是今天吗?

真相竟然是……

工作人员一直关注着来自 ALB 台站的这个信号,并进行了仪器校正。但校正后的数据还是显示这里异常。将近半个小时过去了,信号一直持续,丝毫没有减弱的迹象。

4 时 15 分,信号幅度突然显著上升。是不是有人在破坏监测台站?不能排除这种可能,ALB 台站曾经遭受过几次破坏。而且附近有一所学校,说不定是哪个熊孩子在搞破坏。

工作人员立即给加拿大皇家骑警(RCMP)当地支队打了电话,同时也给学校办公室打了电话。

校长立即找来了学校的保安和秘书,和警察一起急忙冲向现场。而在 125 公里之外的太平洋地学中心,越来越多的技术人员、科学家、甚至几个路过的吃瓜群众都聚精会神地盯着地震仪:只见指针运动越来越剧烈,幅度也越来越大,甚至就要爆表了

加拿大地质调查局太平洋地学中心大厅,技术人员检查一个个鼓式地震记录丨文献 [ 1 ]

正当围观人员担心仪器即将损坏的当口,下午 4:28 分,记录戛然而止。地学中心的工作人员悬在嗓子眼儿的心脏又重新放回肚子里。

而在远处的温哥华岛密林深处,警察和学校的工作人员赶到现场时,看到的是令人哭笑不得的画面:一对年轻情侣正在那里激情而剧烈地做着爱的运动,ALB 台站则在他们身下一丝不苟地记录着他们在台站上的震动频率。爱情的信号(下图)通过 ALB 台站传送到了远方的地学中心,被一众科学家认真地分析着。

请旋转屏幕 : )

地震仪所记录的这对情侣产生的 " 地震波 " 丨文献 [ 1 ]

其实,通过分析波形,地震学家就确定这并非是一场地震,因为这次信号是Single-couple source (单力偶源),而真正的地震一般是Double-couple source(双力偶源)。只不过科学家们没有想到的是,波形的源头(source)居然真的是单个(single)情侣(couple)

这样的监测和分析属于地震学中一个重要分支——侦探地震学(Forensic Seismology)的研究范畴。侦探地震学是指利用地震学技术来监测和研究一些远处的震源,尤其是核武器的爆破。

除了爆炸,很多其他现象都可以被地震仪记录下来,比如极光、动物、人类活动,被地震仪一本正经地的记录下来。

不过 ALB 台站这次事件,可能是人类历史上第一次用地震仪记录人类的爱情运动,也成为了侦探地震学史上经久不衰的传说。

参考文献

[ 1 ] John F. Cassidy, Art Whitford; Unusual "Love Waves" Recorded Above the Cascadia Subduction Zone. Seismological Research Letters 1996;; 67 ( 6 ) : 49 – 51. doi: https://doi.org/10.1785/gssrl.67.6.49

作者:杨宏峰

编辑:江笑川

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