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智利大地震造成地球形状轴移动改变质量平衡
添加时间:2010/3/15  作者:彬彬  来源:新浪网  点击:2331  
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美国地质勘探局绘制的关于智利地震的地图。
美国地质勘探局绘制的关于智利地震的地图。
由潮汐、风力、洋流以及其他因素所引起的地球日时长的变化情况。
由潮汐、风力、洋流以及其他因素所引起的地球日时长的变化情况。
自2009年1月起,地球形状轴的正常摆动情况。这是由国际地球自转服务组织所提供的数据。
自2009年1月起,地球形状轴的正常摆动情况。这是由国际地球自转服务组织所提供的数据。

  据国外媒体报道,毫无疑问,2月27日发生于智利的8.8级地震是有史记录以来最强烈的地震之一。此次地震所造成的巨大破坏也是众所周知的。不过,美国宇航局科学家近日研究发现,智利大地震不仅仅造成了地表的人员伤亡和财产损失,还可能移动了地球形状轴,改变了整个地球质量的平衡。

  位于加利福尼亚州帕萨迪纳的美国宇航局喷气推进实验室的地球物理学家理查德-格罗斯介绍说,“根据我们的计算,这次地震造成了地球形状轴位移了大约3英寸(约合7.6厘米)。”如果地球倾斜超过3英寸,你或许可以感觉到。但是,格罗斯表示,“形状轴定义的并非是地球的倾斜程度,而是它的平衡程度。”

  众所周知,地球并不是一个完美的球体,大陆和海洋在地球上的分布也并不均匀。在北半球,陆地要多一些,而在南半球,海洋要多一些。这种不对称性所带来的结果是,地球会在自转过程中缓慢地摇摆。形状轴就是地球质量平衡的轴,自转轴围绕着形状轴摇摆。格罗斯表示,“智利大地震移动了足够的物质,足以改变整个地球质量的平衡。”

  事实上,地球形状轴的改变并不是新鲜事物。“冰河时代反弹”也会造成地球形状轴每年移动10厘米的距离。在大约1.1万年前最后一个大冰河时期之后,许多厚厚的大冰原开始消失。这就减轻了地壳之上的压力,使得地球得以放松并“反弹”回到一个更圆的球形。这个“反弹”过程仍在继续,因此地球形状轴也会发生自然的移动。

  在地球形状轴发生自然移动的同时,2010年2月27日的大地震也造成了地球形状轴一定的位移。不过,科学家也承认,到目前为止,这种理论仅仅局限于模拟计算和推测。格罗斯表示,“我们目前还没有具体地去测量这种位移,但我们计划进行尝试。”

  对地球形状轴的测量,关键之一就是利用全球定位系统(GPS)。格罗斯认为,“利用GPS全球接收网络,我们可以以更高的精度监测地球的自转。地球自转和地球形状轴方向变化会影响我们从卫星上接收到的信号,因为卫星是围绕地球轨道运转的。”事实上,GPS已经被应用于监测地球自转的常规变化。GPS发现,地球表面的潮汐、风力、洋流以及地球内部熔岩的循环模式都会调节地球的自转。比如,一月份的一日时长比六月份的一日时长会多出1毫秒。

  格罗斯相信,他能够发现地震对GPS信号的影响。他表示,“我将利用GPS对地球的自转进行测量,减去潮汐、风力、洋流所产生的效果,那么地震所带来的影响就很容易发现。”

  近期的一些报道主要聚焦于地球一日时长的变化。报道指出,此次智利大地震将地球日缩短了1.26微秒。这是事实,但这种理论也忽略了风和潮汐的影响。它们也会缩短地球的一日时长。不过,它们的影响比地震小得多,缩短的时长也仅仅是地震所缩短的时长的千分之一。格罗斯认为,真正的新闻应该是地球形状轴的变化。

  此前,很少有人测量地震引起的地球形状轴的变化。早在2004年,格罗斯曾经试图监测印尼苏门答腊9.1级地震所引起的地球形状轴的变化,但他最终未能发现任何相关信号。不过,格罗斯认为,苏门答腊地震造成地球形状轴的改变幅度并不大,因为苏门答腊位于地球赤道附近。智利大地震虽然相对较弱,但可以产生更大的位移。

  格罗斯表示,“智利断层的方向有可能产生更强的信号。”他希望在未来数月内能够得到明确的答案。

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