地球自轉減速強震增 「神秘減速器」竟是潮汐摩擦?

大陸中心/臺北報導

臺灣地區4日發生達25次的有感與無感地震,其中規模達5以上有3次。雖然中央氣象局表示與菲律賓海板塊擠壓歐亞大陸板塊造成有關,但美國研究顯示,受到「地球自轉減速」影響,2018強震至少20起,而地球減速的原因,大陸學界則推測潮汐扮演「減速器」的功能,地球自轉總體在「轉慢」之中,估計每50年減少了0.05毫秒。

根據大陸《科技日報》報導,大陸科學家在全球首次發現在6年週期振盪信號中會出現一個「減速度」。中科院測量地球物理研究所與中科院上海天文專家合作進行了這項研究,相關論文已在國際地學著名期刊《地球和行星科學通訊上線上發表。

月亮影響地球潮汐。(圖/翻攝自臺北市立天文科學教育館)

中科院測量與地球物理研究所研究員劉根友指出,作爲一個天文學經典課題分析地球旋轉「快慢」是爲了解地球本身,正是地球內核轉動,影響了自轉速度,專家們從結果到過程,去反推地球內部物理現象地球表面的物質分佈。劉根友表示,以年來計算,這種變化可能是在毫秒級,連「瞬間」都算不上,幾乎很難察覺,但「在精密測量時,這個量已經很大了,0.1毫秒產生的位置誤差赤道上可達0.5米,產生的無線電波測距誤差可達30公里。」

劉根友說,針對國際機構發佈的長達50年的日長觀測資料,中科院測地團隊通過頻譜分析發現,存在一個振幅約0.12毫秒的6年週期變化,振幅在減小,從1962年到2012年共減少了大約0.05毫秒。

劉根友說,地球自轉速率(日長)的變化非常複雜,在時間尺度上,「我們可將日長(一般人所稱的「一天」)變化總體上分爲季節變化、年際變化以及年代際變化。在更長的時間尺度上,例如,在世紀尺度、甚至數萬年尺度上,地球自轉速率的確存在長期非常緩慢的減少現象,主要與地球表面的潮汐摩擦有關。」

中科院測量與地球物理研究所段鵬碩博士則表示,6年信號的振幅變化特徵及其物理激發機制問題,在國際上長期以來沒能得到很好的解答,目前國際上有人認爲6年週期剛好是太陽活動週期的一半,試圖利用太陽活動來解釋日長6年信號,而我們發現日長6年信號也存在衰減現象,日長6年信號的衰減主要與地幔液態外核邊界處存在的能量耗散效應有關。

段鵬碩說,「我們的研究表明日長6年信號與地球內核的運動存在本質上的關聯,它的變化直接反映地球內核的動力學資訊」,由於地球內核遠在數千公里深的地下,瞭解它的運動變化特徵十分困難,然而,日長6年信號「爲我們打開了一扇直接瞭解內核運動的視窗」,因此研究它很有意義。

最爲關鍵的是大陸專家找到了表徵日長6年信號衰減現象的品質因數Q值與核幔邊界電磁資訊之間的定量關係。通過對日長6年信號衰減現象的精確分析,可以直接定量推測地球深部(地幔—液態外核邊界)的磁場資訊,這是一種新的定量估計地球內部磁場的方法,這種方法是大陸科學家在國際上首次提出的。

▼臺灣連續地震,新北市鶯歌一水塔因地震整座倒下,所幸無人傷亡。(圖/記者楊佩琪翻攝)