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[阿什卡咖啡馆] 九寨沟地震:为何中美官方数据相差那么大?

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发表于 2017-8-28 11:53:35 | 显示全部楼层 |阅读模式
0.jpg
这是阿什卡微信公众号的第414篇原创文章

首发于2017年8月11日




8月8日21时19分,九寨沟地震,目前已确定20人死亡,507人受伤。

这个震惊全国、举世关注的地质灾难,在数据监测上,权威部门发布的结果却相互打架:

中国地震局:震源在北纬33.20度、东经103.82度,震级7.0级,深度20千米[1]

美国地震局:震源在北纬33.193度、东经103.855度,震级6.5级,深度9.0千米[2]

中、美的数据,相差不是一星半点,尤其是震级、震深。

这还不算完,中科院青藏高原研究所根据地震数据,进行了地震源破裂过程反演,计算结果:震级6.5级,震源深度7千米[3]

一看,震级与美国一致,震深呢,跟中美地震局相比,又是前不着村、后不着店,相对深度最大误差接近300%(7千米↔20千米)。

这里面,相差最大的,不是震深的300%,而是震级。

有的童鞋可能认为,6.5和7.0只差了0.5,误差仅仅5%而已啊!

这就不对了。

我们人类的地震分级,不是线性上升的,而是指数上升的。

这个指数表示啥上升呢?地震释放的能量。

国际标准,是1935年提出的“里氏地震规模”,提出者是美国的地震学家里克特、古登堡。

简单讲就是:每增强一级,释放的能量大约增加32倍。

这是什么概念呢,一级和三级,能量相差32 x 32=1024倍。

看图体会一下:

01.JPG
为了形象理解,有人把里氏震级(ML)能量,换算成TNT当量:

震级
释放能量
   TNT吨当量(吨)
零级
0.000015
一级
0.000477
二级
0.015
三级
0.477
四级
15
五级
477
六级
15000
七级
477000
八级
15000000
九级
477000000

感受一下这张图:

02.JPG

我们就会发现,6.5级和7级,这0.5的差,比前面各级加起来都多。

每一级之间相差太大,以至于,折线图只能显示最右的差额,其他部分都是平的。

再感受一下1—9级的对比,刚刚还耸入云霄的7级,又被巨大的差距抹平。

03.JPG

是不是想起了励志的贫富差?

所以说,这个0.5级的误差,是相当大的,能量相差2000%+。

那么,同样是权威机构的数据,差距怎么这么大捏?

这个还得分开说,因为震级差异、震深差异的原因不一样。

先说震级

计算震级的依据不一样,结果就不一样。

地震波扩散,地表的叫“面波”,地下的叫“体波”,谁的能量最大呢?

面波能量最大,但它速度慢,一秒钟只能跑3.8公里,只有一般狙击步枪子弹的4倍。

那么,我们在地面,测面波的MS值,用它算出来的震级,就叫面波震级(MS)。所以你立即知道:还有体波震级(MB)。
咱国用的就是面波震级

然而,里氏震级有个BUG,就是MS值到了8.6以后,释放的能量增大,但MS值却不肯增大了,产生了饱和效应,咋整呢?

别急,地震呢,会让断层发生错动,它的力学量,就是地震矩。

从地震矩出发,搞出来又一个震级标度:矩震级。

美国用的就是矩震级

标度不一样,得出的级数就不一样。

中国的MS7.0,美国的MB6.5,换算成里氏震级ML,结果会一样吗?

正好有一套经验公式,我们算一下就知道了。

先算中国的:

ML=(7.0+1.08)/1.13=7.15

再算美国的:

ML=(1.17×6.5+0.67)/1.13=7.323

瞬间,差距小了,只差0.173级了。

但是,别小看这0.173。

地震级数,每0.1级,能量相差1.414倍。

所以,这0.173级,能量相差250%。

这个差距,同样伤害了人民纯真的感情。

想想RMS,哦不,RMB,想想体重,差这么多,你受得了?

说到这,再回想三个震深:中美地震局、中科院反演,分别是20、9、7千米。

这就更受不了了。刚才说了,最大差将近300%呢。

那么,震深的差距是咋来的呢?

这个就更无奈了。因为情况太复杂:

首先,地壳结构很复杂,东边硬点,西边软点,南面很厚,北面很薄,中间断层很多,就算同样海拔,这里是花岗岩,那里是水……从地下传到上面的地震波,差别就很大。

其次,大地震,不太可能只有一个纯洁的震点,自己在那里搞,而往往是群震,并且属于“隐爆”。过程是酱婶儿的:沿着断裂带由深到浅,横向上一连串隐爆,地震波还相互干扰,就像一串扔进炭火盆的鞭炮。

在这种情况下,我们想监测、认识、准确定位震源,那是相当困难的。

所以,误差的根源在于:不是单个震源[4]

地球是一个复杂系统,符合混沌理论的不可预测性(指准确预测),在地球内部运转中,神秘的蝴蝶效应,同样满世界的飞。

这就是为啥权威机构发布的结果老是打架,而且公布后,还老是改来改去的原因。


参考资料
[1]来自中国地震局官方发布数据
[2]来自美国地震局https://earthquake.usgs.gov
[3]来自科学网中科院之声《四川九寨沟7.0级地震震源破裂过程反演获得初步成果》
[4]中科院地研所梁光河博士的文章《可怕的地震定位误差》

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