第二节 地震的时间规律

在地震的孕育过程中,软流圈中的岩浆流围绕舌岩体转动,形成岩浆流涡旋。在岩浆流涡旋形成之初,其规模和作用强度都相对较小,对舌岩体的扭旋作用较弱。然而,每次天文潮效应都将给岩浆流涡旋注入能量,在经历一个或几个天文潮周期后,一直处在能量加载状态的岩浆流涡旋,其能量积累即可达到扭断舌岩体的水平。临震前的天文潮效应,就是压倒骆驼的最后一根稻草。地球表面的海水与地球内部的岩浆流同步涨落,因此,通过分析海潮涨落情况,可以总结出地震的时间规律。

一、天文大潮效应

在任何时刻,围绕地球的海平面都有两个突出的部分,在理想的情况下,它们分别出现在地表面离月球最近和最远的地方。之所以出现这种状况,是因为正对月球的地方受引力大,海水向外膨胀,形成引力潮;而背对月球的地方海水受引力小,离心力变大,海水在离心力作用下,向背对月球的地方膨胀,形成离心潮,故一天有两次涨潮,这是一种常见的天文潮效应。

太阳、地球和月亮三者的位置不同,地球上所受到的引力大小也不尽一致。农历每月的初一、十五,日、地、月基本在一条线上,地球上各点所受到的日月引力相互叠加,使高潮极高,低潮极低,称之为大潮。根据地震的形成机制推断,朔望大潮给岩浆流涡旋注入了大量的能量,对下潜板块的扭旋作用增强,舌岩体极易发生断裂与脱落。因此,每月农历的初一、十五是地震的高发期。

在地震时间规律性方面,中国人总结出了“躲过初一,躲不过十五”之说。1966年3月22日,我国河北宁晋发生7.2级地震,这天正好是农历初一。1976年7月28日,唐山发生特大地震,这天正好是农历初二。在河北(包括京津)地区,史料载明日期大于6级的地震有30次,发生在初一、十五前后各一天的大地震,占总地震数的55%。在整个华北地区,自1966年~1984年间发生5级以上的地震95次,其中发生在朔望期(取朔望日前一天至后两天)的为48次,约占50.5%;6级以上的地震共19次,发生在朔望期的为10次,约占52.6%;7级以上的地震共5次,发生在朔望期的为3次,占60%。这些比例都比自然概率27.1%高得多。除此以外,新疆柯平地区及江苏溧阳一带的地震也明显与朔望期有关。[57]

受天文大潮的影响,在一天当中,地震的发震时间也具有规律性。科学统计发现,大地震主要集中在夜晚的两端,一是凌晨0点~5点,一是晚间18点~21点。1300~1976年的600多年间,中国发生的29次特大地震,有21次发生在夜晚,占72%;1990~2000年全球有重大伤亡破坏的8次大地震中,有7次发生在夜晚,占87%。[58]

对上述现象的解释是,每月农历初一,月亮都是在凌晨时刻升起,此时引潮力最大,因此,朔日所发生的地震都集中在凌晨时分。而每月农历十五,月亮都是在傍晚时刻升起,因此,望日所发生的地震都集中在傍晚时分。另一方面,太阳的朝升夕落所产生的引潮力变化,也是导致地震集中在夜晚两端的重要原因。

二、月球近地潮效应

月球的近地潮效应也是诱发地震的原因之一。月球绕地球公转运行在椭圆形轨道上,公转周期为27.5天,即每27.5天靠近和远离地球一次,近地潮要比远地潮大39%。由此可以推测,当朔望大潮和月球的近地潮效应叠加时,必将引发强震。

如2008年6月3日21时,月球运行至近地点:6月4日凌晨3时23分,太阳、月球和地球排列成一条直线(朔)。对地球来说,这两个天文潮汐的时间间隔只有6个小时,两个临近的天文潮叠加形成强天文潮。据此推测,6月3~4日是强震的高发期。

6月4日,美国地质勘探局报告,南太平洋岛国所罗门群岛附近海域4日凌晨发生里氏6.2级地震。地震发生在当地时间4日凌晨3时20分,震中位于所罗门群岛首都霍尼亚拉东南184公里处。在这次地震发生1个小时后,印度尼西亚的弗洛勒斯岛附近海域也发生里氏6.1级地震。

火山活动与地震遵循相同的时间规律性。美国火山专家奥马拉夫妇经过长年观测发现,火山喷发与月球的轨道位置和月相存在密切关系。他们的结论是:火山最有可能喷发的时候,是当月球处于近地点并发生满月的情况下,此时火山活动处于最活跃时期。

三、天文小潮效应

农历每月的初七、初八(上弦)或二十二、二十三(下弦),月亮转到了和太阳成90°的位置,日、月引力大致垂直,二力相互抵消,使高潮、低潮的差异最小,称之为小潮。地震学家们在统计云南地区发生的地震时发现,地震最喜欢在农历二十二光临云南,云南地区地震在农历二十二这天释放的能量占总能量的26.1%。二十世纪以来,包括5.12汶川地震在内的许多大地震都发生在小潮期。[58]

1920年12月16日,农历十一月初七,宁夏回族自治区海原县发生8.5级地震;

1925年3月16日, 农历二月二十二, 云南大理发生7.1级地震;

1951年12月21日,农历十一月二十三,在丽江—剑川发生6.3级地震;

1975年2月4日,农历腊月廿四, 海城发生7.3级地震;

1999年8月17日,农历七月初七,土耳其西部发生7.8级地震;

2005年10月8日,农历九月初六, 巴基斯坦克什米尔地区发生7.8级地震;

2006年12月26日,农历十一月初七,台湾南部海域发生7.2级地震;

2008年5月12日,农历四月初八,四川汶川发生8.0级地震。

按说理,只有天文大潮诱发强震的几率较高,为什么在小潮期也有强震发生呢?这是一个值得探究的话题。

笔者研究认为,小潮期太阳和月亮的引潮力相互垂直,日、月潮潮峰潮谷相错,太阳潮消落之际,正是太阴潮上涨之时。虽然二者没有合在一起形成大潮,但是,每一次潮涨潮落,都将给岩浆流涡旋注入能量,只不过天文大潮是一次性注入,天文小潮则是分两次注入。天文小潮效应有一个前提,它要求太阳和月亮引潮力作用的纬度区相临近,用M、N分别代表太阳和月亮作用于地表的纬度,只要M、N线近似重合,就可产生类似天文大潮的叠加效应。

5.12汶川大地震临震前,5月10日月球抵达近地点;5月11日,太阳位于天空北纬18º,而月亮由北往南掠过北纬18º。根据这些资料所提供的信息,5月10日地球上出现了近地潮;5月11日太阳和月亮引潮力作用点有一时间段位于同一纬度线上(M=N),5月12日,月亮引潮力作用点移至北纬25º附近。在北纬18º~25º区,太阳和月亮所产生的引力潮相隔半个周期(6小时),太阳潮与太阴潮此消彼涨,在落潮过程中,分别向岩浆流涡旋注入能量。对于北纬30º附近区域的地下岩浆流涡旋来说,太阴潮和太阳潮所注入的能量之和,正好相当于一次朔望大潮注入的能量。5月12日14时许,经历了近地潮、太阴潮和太阳潮三次能量注入,岩浆流涡旋能量积累达到了诱发地震的临界状态,在四川汶川一带引发了8.0级地震。

天文小潮期诱发地震的关键在于,日月引潮力作用在同一纬度线上,M=N。天文大潮的相变周期为十二小时,而天文小潮则是在十二小时内分别经历了太阳潮和太阴潮,相变周期实为六小时。在M=N情况下,天文小潮与天文大潮诱发地震的效果相等。据此推断,在天文大潮期和天文小潮期,应该特别关注以下时间组合:

(1)春分和秋分时节,月亮赤纬角最小值组合(M=N=0º)。此时太阳和月亮同处在地球赤道面上,引潮力达到最大值,造成一年中春、秋两次高潮。该组合为地震和火山活动的高发期。

例如,2008年9月22日秋分,9月15日,月亮赤纬角达到最小值-0.00099º,15日为日月大潮(望日)。

震情:9月13日哥伦比亚发生5.7级地震,东帝汶发生5.7级地震,9月15日阿拉斯加发生5.2级地震,9月16日中大西洋海岭发生5.8级地震,东帝汶发生5.7级地震,17日中太平洋海岭发生6.0级地震。

2008年9月28日,月亮赤纬角达到最小值-0.00059º,29日为日月大潮(朔日)。

震情:27日菲律宾6级地震,29日克马德克群岛7级地震,10月1日日本5.6级地震。

(2)夏至和冬至时节,月亮赤纬角最大值组合(M=N≈23.50º±4º)。此时日月引潮力作用点大致处在同一纬度区,在中纬度区形成大潮。该组合为地震和火山活动的高发期。

2008年6月21日夏至,太阳光直射北回归线北纬23.5º,6月4日月球赤纬角达到最大值27.5°;6月3日为月球近地潮,4日为日月大潮(朔日)。

震情:6月4日,南太平洋岛国所罗门群岛附近海域发生6.2级地震(对称潮效应)。在这次地震发生1个小时后,印度尼西亚的弗洛勒斯岛附近海域也发生6.1级地震。

四、月亮赤纬角最大值效应

我们知道,月球视运动轨道面——白道面与地球赤道面之间存在着夹角,因而,月亮在天空中的运行轨迹每天都处在变化之中。有些学者研究发现,当月亮赤纬角达到最大值时,发生强震的比率较高。在2005~2007年月亮赤纬角最大值时期,2004年12月26日、2005年3月28日、2007年9月12日,印尼苏门答腊相继发生9.1级、8.5级、8.6级特大地震。2008年5月12日,中国四川汶川发生8级地震。经对中国1940~1981年7级以上地震统计,在月亮赤纬角最大值期间发生地震的比率为38%,超过同期朔望大潮的发震比率[59]。上述事实表明,月亮赤纬角最大值与地震之间存在着较强的对应关系。

参考震例:

发震 时间   震级  震中参考地名   月亮赤纬角 月亮近地潮  M值     N值

1940-07-10 7.30   黑龙江东宁      7-10:-0.002  7-5      18.23      0

1941-12-26 7.00   云南澜沧        12-25:0.00   12-17   -22.5     0

1946-01-11 7.20   黑龙江宁安南  1-10:-0.00   1-14    -18.23     0

1947-03-17 7.70   青海达日南     3-16:-25.9  3-29      0     -25.9

1951-10-22 7.25   台湾凤林       10-20:28.3   10-7     -7.8   28.3

1955-04-14 7.50   四川康定折多糖 4-12:23.8   4-24     6.3      23.8

1955-04-15 7.00   新疆乌恰西       4-12:23.8   4-24     6.3     23.8

分析上述震例,可以发现,不仅月亮赤纬角最大值期间发震比率较高,在太阳赤纬角最大值期间,也有强震发生,只是统计比率较低而已;且N值(或M值)为最大值时,M值(或N值)都很小或为零。还有一个值得注意的现象,就是这些地震大多发生在小潮期或临近日期,这是怎么回事呢?

笔者以为,在天文小潮期,太阳潮和太阴潮涨落相差半个周期,太阴潮涨潮之际,正是太阳潮退潮之时;反之亦然。如果此期间月亮赤纬角达到最大值,太阳赤纬角达到最小值,那么,将在18.30º—28.60º纬度区形成太阴潮,在赤道线上形成太阳潮。太阳潮和太阴潮分属于不同区域,且涨落相差半个周期,这样在M、N之间,地下岩浆流将形成一种谐振式流动。太阴潮涨潮——太阳潮落潮时,岩浆流由赤道低纬度区向中纬度区流动;经过六小时后,太阳潮涨潮——太阴潮落潮时,岩浆流又将由中纬度区向赤道低纬度区流动。谐振式流动结果是,太阳潮和太阴潮在涨落过程中,同时向M—N之间区域岩浆流涡旋注入能量,产生了与天文大潮相同的效应。这就是小潮期月亮赤纬角达到最大值时,发震比率较高的主要原因。

同理,在天文小潮期,当太阳赤纬角达到最大值、太阴赤纬角为最小值时,同样可以产生谐振式流动效应。一些发生在夏至、冬至日前后的地震与此效应有关。

另一方面,由于月亮引潮力占总引潮力的70%,月亮引潮力作用效应明显大于太阳引潮力,因此,在月亮赤纬角达到最大值时,还会表现出单一的诱发地震机制。

例如,2006年5月16日,农历四月十九,月亮赤纬角达到最大值南纬28.54º,这一天接连发生两次7级以上强震。在印尼苏门答腊西南海中(北纬0.1º,东经97.2º)发生7.2级地震,新西兰北部(南纬31º,东经179.2º)发生7.5级地震。

新西兰发震地点临近月亮引潮力作用点运行轨迹—N线。据此推断,发生在新西兰北部7.5级地震,就是由月亮引潮力诱发的。

月球围绕地球公转运动,在一个公转周期(27.5天)赤纬角两次达到最大值;因此,在一个月内,由月亮赤纬角最大值效应引发的地震活动,将出现两次高峰期。大量的地震统计数据证明了上述推测。科学家们对美国国家海洋和大气局从1964年到1971年记录的42000个地震进行了分析,结果表明,地震数峰值是13.65天,每月出现两次这样的峰值。科学家们分析了1949~1974年美国阿拉斯加和中美洲的大量地震,也发现有13.65天的周期。[57]

地球自转速度的变化,也是影响地震活动的因素之一。一年中4月9日~7月28日,11月18日~1月23日为地球自转速度的加速阶段。离心力增大,地球上的流体物质将由高纬度区向低纬度区流动。一年中1月25日~4月7日,7月30日~11月16日为地球自转的减速阶段,离心力减小,流体物质又将由低纬度区向高纬度区流动。根据地震形成机制,如果地下岩浆流的运动方向与日月引潮力的作用方向相同,就会加快岩浆流涡旋的生成和能量积累,诱发地震活动。如果地下岩浆流的运动方向与日月引潮力的作用方向相反,则会减弱岩浆流涡旋的生成和能量储备,抑制地震活动。在地震的实际观测中,科学家们确已发现,当地球自转处在加速与减速交换期,全球的大地震比较活跃。

综上所述,在天文大潮效应的作用下,引发了地球50%以上的地震;在月球近地潮效应、天文小潮效应和月亮赤纬角最大值效应作用下,引发了另一部分不足50%的地震。可以肯定,地球上的大地震,是太阳和月球两种引潮力共同作用的结果。

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