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美国:科学博客解释地震及海啸

日本与世界各国都在试图理解,这一连串的地震、海啸与核危机后续效应,科学博客则从事实切入,用浅显易懂的方式解释事件成因。

地球变形

理论天体物理学家Ethan Siegel在Starts With A Bang!博客提出基本说明:

地球结构就像是巨大、球形的千层糕,核心多由铁与镍组成,密度最高;地表岩石圈密度最低…地球若想维持最大稳定度,最好能像 是洋葱,让密度最高、最重的部分位居核心,然后密度逐渐愈来愈低,每一层也是愈紧密愈好,就像石头会沉入水中、冰山会浮在海上、氦气球会飘在空中…可 惜地球目前并非最稳定的状态,不过长期而言,重力仍试图让地球逐渐稳定,将密度较高、规模较大的区块一步步拉近地心,让重量较轻、密度较低的区域渐渐抬 升…从能量而言,这就是每次地震发生的情况。

现居美国芝加哥的地质学家Chris Rowan则在Highly Allochthonous博客上,说明日本震灾的基本原理:

上星期五的地震撼动全世界,震波传遍北美地区,连英国亦有记录,汇整全球地震仪的资料后,即可利用像海滩球的断层面解,分析地球在这段时间的变形情况,如下所示,此次地震的断层面解中出现挤压情形,沿着浅层的西隐断层或深层的东隐断层压缩。

Focal mechanism for the main shock, and cross-sections of the two possible fault orientations

主震的断层面解,以及两种可能的断层移动模式,图片来自Chris Rowan

包括Discovery News的Irene Klotz在内,许多科学家都指出,因为密度较高的物质向地心位移,令地球自转速度加快,让每天时间出现细微变化,原理就像溜冰选手或舞者转圈时,利用曲臂加速一样。

John Horgan则在Cross Check博客指出,可惜科学仍无法准确预测地震,尚在不断尝试与努力,科学家整理过去地震资料,试图发掘规律与预兆,但至今都行不通:

许多人提出各种预测方式,有些亦进行测试,例如观测地下水位变化、具放射性的氡气排放量、岩石受挤压时发散的地光 (fractoluminescence)、异常潮汐活动、低频电磁波、异常动物行为等,日本曾进行长期观察鲶鱼的实验,认为这种动物对地震之前的电磁活 动很敏感,但这些方案至今都不可靠。

不过科学仍已从地震手中抢救许多生命,工程学领域便已有长足进步。

海啸慢动作重现

无数人们均已透过有如超现实的片段,看到惊涛骇浪如千军万马向海岸汹涌而来,吞噬城镇与农地,甚至将起火建筑物拖入水中,民众很想知道是什么力量导致滔天巨浪,科学博客则试图解答。

地球物理学家Mika McKinnon在GeoMika解释海啸原理,并比较海啸、潮汐与风浪有何不同。

The Woods Hole Oceanographic Institute去年上传一段影片(经Punctuated Equilibrium转载),说明海啸时的水流情形。

纽西兰博客Grant Jacobs也提供多种来自美国政府海洋与大气局及其他单位的资源,包括预测与警示系统,也有一份互动地图,标示美国在各地追踪海啸的浮标位置。

校对:Soup

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