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【辟谣】日本地震可能是核试验吗

科学 | admin发表于2018年04月30日 | 564个浏览

【辟谣】日本地震可能是核试验吗

流言:惊天秘闻!2011年3月11日的日本9.0级大地震看似一场大自然的灾难,但从多方面综合分析,可以看出这可能是人为的——人祸!可能是日本进行海底核试验引起的!

日本Mw9.0(Mw:矩震级)大地震后,网上开始流传“这是日本进行海底核试验”的猜测,这个令人吃惊的消息像地震波一样迅速传播,并且貌似越传越有“理”了。有的说日本福岛海域前几年发生了很多次5.5——6级的地震,和原子弹试验产生的震级相当;有的说3月11日的大地震是氢弹试验造成的。

令人遗憾的是,“理由”忽视了核试验监测的核心问题——地震学。

1996年,《全面禁止核试验条约》最终达成一致,规定每个缔约国承诺不进行核试验爆炸或任何其他核爆炸。这就意味着,想进行核爆炸的国家会采取更隐秘的方式,比如在地下进行核爆炸。而监测地下核爆炸最重要的手段就是地震波监测。因为只要是核爆炸,就会产生地震波;只要爆炸达到一定当量,地震波就会被全球的地震台网记录到。地震学家就能研究、判断这次地震是人工地震,还是天然地震。自从全球数字化地震台网和台阵技术这些永不休息的“顺风耳”发展以后,一般认为只要核试验引发的震级超过Mb3.5(Mb:体波震级)的,就可以被台网监测到。

地震学是如何监测核试验的呢

我们可以通过一个人的外貌、声音、行为举止来辨识一个人,地震学家则可以通过地震波的震相、纵波初动、震源深度等多种方法判断地震类型。下面简单介绍一下这些传统的方法。

震相:地震、爆炸,波组不同

震相指地震图上不同类型、不同传播路径的地震波组。震相识别是地震学的基本功,地震学家研究每一个地震时,首先要识别震相。

天然地震的常见震相有纵波、横波和面波,它们的传播速度不同。地震波传播有点像运动员赛跑,一开始所有运动员差距不大,这时还不容易区分谁是“飞人博尔特”。不久之后,跑得快的和跑得慢的距离会越拉越大,这下就容易区分了。地震学家在分析震相的时候,不喜欢分析单个地震台记录的地震波,他们喜欢把很多地震台的数据按照震中距的远近排列起来,即让地震波“跑起来”来,更准确地识别震相。大多数天然地震的纵波振幅<;横波振幅<;面波振幅。人工爆炸的纵波振幅大于横波,面波振幅小。日本3.11地震中,美国地震台接收到的数据显示,纵波振幅<;横波振幅<;面波振幅,由此可知,这是一次能量巨大的天然地震。与此原理相似的还有震级比较法,例如利用面波震级Ms和体波震级Mb的比值来判断地震类型,这类方法简单、直接、普遍。

纵波初动:压缩、膨胀,方向不同

初动指的是地震波到达地震仪时,所测质点最初的振动方向,初动分为向外的压缩和向内的膨胀两种。地下核爆炸和天然地震的本质区别在于它们的震源特性不同。大多数天然地震是地下岩石破裂、滑动引起的,破裂面很大,持续时间较长。表现在地震波上,不同方位的地震台接收到的纵波初动不一致,有的是压缩,有的是膨胀。地下核爆炸的震源过程相对简单,时间也短得多,球对称压缩(各个方向都向外压缩),使所有地震台接收到的地震波初动都是压缩的。利用地震波初动信息,就可以反过来求出震源机制解,即推测出地震是正断层、逆断层、滑移断层还是人工爆炸引起的。对日本3.11大地震的研究得出:地震台接收到的地震波初动既有压缩,也有膨胀;震源是一条逆冲断层,而不是人工爆炸。

震源深度:超过10千米无需考虑

地震波的快速定位已经不是难题。美国地质调查局测定这次大地震的震源深度为地下32千米。这就意味着,如果是核爆炸,就要将核装置埋在地下几十千米的地方,那是不可能的。要知道,迄今为止,大陆上最深的钻孔——苏联SG-3孔的深度也不过12262米,更何况是在海底?《全面禁止核试验条约》议定书在筛选核试验数据时,一般也认为:震源深度大于10千米的将不予考虑。

地震能量:几十亿吨TNT炸药

1万吨TNT当量的核爆炸,能量相当于5级地震;100万吨TNT当量的核爆炸,能量超过6级地震。1974年之后进行的地下核试验当量都不超过15万吨。根据地震能量释放的公式lgE=4.8+1.5Mw,可以估算Mw9.0地震释放的能量约为2×10的18次方焦耳,相当于几十亿吨当量的TNT。原子弹的威力通常为几百至几万吨TNT当量,氢弹的威力可大至几千万吨TNT当量。但要制造几十亿吨TNT当量的核武器,目前还很难。

除了上述方法,《全面禁止核试验条约》议定书还列出了其他用于筛选核试验事件的参数:事件位置、信号频率成分、震相间的谱比、频谱涨落、震源机制、与其他事件及事件组的对比等。此外,还可以结合次声、水声、放射性核素监测等其他领域的方法,综合判识核试验。

结论:谣言粉碎。通过地震学的方法可以断定这次地震不是由核试验引起的。迄今为止,也未见联合国全面禁止核试验条约组织发布有关日本地下核试验的消息。“日本9.0级大地震是日本进行海底核试验”的猜测不成立。

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