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舒曼共振(Schumann Resonance)的变化是怎么回事?

世界各地都在不断地产生雷暴和闪电,同时产生频谱很宽的电磁辐射。地球表面和电离层形成的空腔就像一个共振器,闪电激发而形成的低频部分电磁波共振放大,这种现象就是舒曼共振[6]。低频舒曼共振的典型频率是7.83赫兹,并且确实可以受到电离层高度的影响而轻微改变。但并不像流言中所说的,近年来变成了12赫兹。

实际中,人们利用舒曼共振来探测一定区域内的雷电活动情况,而跟时间是否变快没有任何关系。事实上,舒曼共振简直就是个万金油,许多不靠谱的理论都喜欢拿出来用一用。比如“地球脑波”[7]、生物能[8]、针灸[8],以及最近引起很大争议的蒙塔尼“DNA让水发射电磁波”理论[9]之中,舒曼共振都扮演了重要角色。这次“时间变快”的谣言中又出现了舒曼共振一点儿也不奇怪。

有句俗语叫做“见了骆驼,就说马肿背”。Windows时钟“忽快忽慢”、宇宙加速膨胀、近些年减少了增加闰秒、舒曼共振频率的轻微改变,确实都是世间存在的骆驼。但骆驼就是骆驼,它们并不会变成“肿背马”。除此之外,有些版本的谣言还有“光子带”“水瓶座时代”“智利地震缩短了一天时间”“意识到此同样之路7次”等说法,都是随意杜撰、混淆视听。

结论:谣言破解。 时间并没有变快。什么宇宙加速膨胀、Windows系统时钟“忽快忽慢”、近年减少了增加闰秒、舒曼共振频率的所谓证据,都是牵强附会。但是“花有重开日,人无再少年”,谣言粉碎机还是要劝大家珍惜每一寸光阴,活出宇宙137亿年的漫长历史中一刹那的意义!

号外:时间可以变快吗?

如果时间可以变慢,当然就可以变快。例如,受到地球表面附近引力场的影响,地球上一切物理运动的时间,相对于太空中引力场较弱地方的时间,都略微有些变慢。反之,太空中的时间就要比地球上快一些。例如,GPS卫星在大约2万千米的高空,星载时钟每天会快45微秒[10]。现在我们所用到的GPS定位全部是经过对卫星时钟进行相对论修正后的结果。

参考资料:

[1] 维基百科:时间

[2] XP上的时钟会前四秒快第五秒慢

[3] Dark Energy

[4] 维基百科:闰秒

[5] 维基百科:地球自转

[6] Wiki: Schumann_resonances

[7] 脑波与心灵改革

[8] SpeculationaboutSchumannresonanceeffectsinnon-geophysics_domains

[9] 不讨论细节问题的物理就是耍流氓

[10] EffectsofrelativityonGPS

【地震特辑】“生命三角”救生法不可信!

桔子帮小帮主 发表于2011-03-13 12:05:56

接连发生的云南盈江、日本本州海域大地震又一次将人们的目光聚焦到了地震。如何在地震中自救再次成为了大家关注的话题。“生命三角求生法”也再次流传。在地震中寻找“生命三角”真的是合理有效的做法吗?

流言: 地震来时躲在“生命三角”内存活机会最大! 当建筑物倒塌落在物体或家具上的屋顶重力会撞击到这些物体,使靠近它们的地方留下一个空间。这个空间就是“生命三角”。物体越大,越坚固,它被挤压的余地就越小。而物体被挤压得越小,这个空间就越大,于是利用这个空间的人免于伤的可能性就越大。

来源: 2004年,一封宣传地震“生命三角求生法”的邮件开始在互联网上流传。该方法的倡导者、加拿大人库普(Doug Copp)号称“全世界最有经验的救援队队长”。该理论声称:地震来时,要在能形成三角形空间的位置躲藏,“生命三角”由此得名。如果地震发生时在床上的则要翻身下床,如果可能还要尽量接近外墙,伺机逃出。同理,在车里的人要立刻出去坐在或趴在车边。1996年,库普在土耳其尝试验证这一理论。他的团队将20具人模型分别放置于一座楼内的桌子底下和旁边,接着炸毁了那座楼房。现场清理报告指出,桌子底下的10具模型均被掉下的房顶“砸死”,而旁边10具则全数“生还”。[1]这个过程还被拍摄成名为“生命三角”(Triangle of Life)的纪录片[2]。库普还批判了各国地震救援机构推行的传统避难方式。

这些言论很快受到了来自各方的批评。美国红十字会、加州州长紧急服务办公室和地震专家纷纷发文,对“生命三角”的不合理性进行论证和声讨。

2008年汶川大地震之后,库普的“生命三角救生法”又以各种形式在中文互联网上广泛传播。对此,当年在美国参与论战的专家再次强调:“我们四年前的反驳直到今天仍然适用。”近日,随着云南盈江、日本本州海域接连发生地震,关于“生命三角”的信息又开始在论坛、微博上传播开来。

真相:

可遇不可求的“生命三角”

不过,库普和他的小组所做的“实验”根本不能算是对地震的研究。曾对1999年土耳其7.8级大地震进行详细调研的抗震减灾专家佩特(Marla Petal)指出了库普犯下来一个严重错误:将炸药爆破导致的房屋倒塌等同于地震中可能出现的房屋倒塌。库普将炸药置于承重柱内部,爆破时柱子一折房顶就会像一张大饼一样平塌(pancake collapse)下来。但真正的地震给房屋造成的破坏却并非如此。[3]

地质学家和抗震工程学家告诉我们,房屋受到地震波袭击时,可能发生各个方向上的平晃。坍塌也分成房顶平塌、墙体外倒、墙体内倒和房顶M形向下弯折几种。所以,尽管观察地震造成的废墟,我们可以发现在一些位置上确实存在类似的“三角空间”。不过,在地震发生时,人们无法预先知道地震的方式、倒塌发生的方向,也就无法知道什么地方会有所谓的三角“求生空间”。

强调“生命三角”可能带来的一个显而易见的问题是,原本你指望用来支撑“三角”的支撑物很快就倒下了。在一次日本利用振动台进行的地震模拟实验中,佩特博士就看到一台巨大的冰箱划过整间房屋,在翻了几个跟斗之后将实验中的“儿童”挤扁。同样,你或许从网上看到地震过后汽车旁形成“生命三角”的照片,也许觉得沉重的汽车会一直呆在原地。可实际上,汽车在地震中很容易被掀起来甚至翻倒,但你头上却未必有危险的高架路面。

地震口诀:伏地、遮挡、手抓牢(Drop,cover and hold on)

美国红十字会灾难教育部前总管罗伯茨(Rocky Lopes)强调,根据对加州地震生还者所作的综合统计,地震最危险的伤害因素并非轰然塌下的屋顶,而是四处乱飞的家什和碎玻璃。“伏地、遮挡、手抓牢”(Drop,cover and hold on)的地震口诀正是针对这个。这个口诀教导大家,在地震来临时要赶紧钻到桌子下边或用靠垫捂住最脆弱的头部,手牢牢抓住桌子腿并做好桌子大幅度移动的准备。

此外,在地震中,人很难移动位置。移动的距离越远、时间越长,在这途中受到各种杂物袭击的危险性也会大大增加。在美国地震最频繁的地区加州开展的公共健康调查显示,在地震中,人们跑来跑去找地方躲或者犹豫不决,确实会大大增加被飞在空中的东西打中的概率。这也许恰好可以解释佩特从加州和土耳其地震中得到的令人费解的统计结果――对地震发生时正躺在床上的人来说,躺着不动者受到伤害的概率要小于翻身下床者。

值得一提的是,库普在宣传其“生命三角救生法”时,指责“伏地、遮挡、手抓牢”的口诀是“杀人的方法”。他的观点建立在极端设定的基础上:1、在地震中房屋必定倒塌;2、房屋的倒塌必定导致里面的家具完全被砸碎。

不过,不是每栋建筑都会在地震中倒塌,也不是每一场造成伤亡的地震都会导致房屋的严重倒塌。但几乎所有会造成人员伤亡的地震中,都肯定会出现家什、碎玻璃乱飞的情况。它们带来的伤害常常是致命的。

即便是发生了房屋倒塌这样的严重情况,“伏地、遮挡、手抓牢”同样是有意义的。地震救援专家发现即使房屋倒塌了,桌子之类的家具也常常能为人们提供保护。[4]而随抗震减灾工作的开展,“中国近年修建的七层以下居民楼采用现浇钢筋混凝土的砖混结构,更高的则采取框架结构,也是现浇的,这些房屋的屋顶不会掉下来。”“伏地、遮挡、手抓牢”口决在这种情况下会更加有效。

伊朗国际地震工程学和地震学研究院的Mohammadreza MAHDAVIFAR博士2009年发表的论文则比较了“伏地、遮挡、手抓牢”和“生命三角”这两种方法的优劣。研究的结论仍然是“伏地、遮挡、手抓牢”口诀是更好的选择。[5]

“英雄”还是“投机主义者”?

“生命三角救生法”的倡导人库普自诩是全世界最有经验的救援队“美国国际救援队”队长。不过,这个名字很唬人的机构只是他创建的一家公司,并不隶属于美国政府或是其他的机构。[6]虽然他自称曾任联合国减灾小组编号为UNX051的专家,但曾指导过联合国的全球减灾十年计划(International Decade for Natural Disaster Reduction ,IDNDR)的菲利普?伯乐(Philippe Boulle)说,库普提及的编号其实只是联合国曾经使用过的电子邮箱地址。[7]库普声称曾经搜索过894处大楼废墟,救出了超过12万人,在委内瑞拉为数百名儿童治皮肤病,拯救印度人民于瘟疫的水深火热,在世贸中心倒塌救援中中毒,并因此从“9?11”受害者基金获得了64.9万的补偿……然而美国司法部发现他在“9?11事件”中并没有做什么救援工作,也并没有像他声称的那样受到了严重的伤害,并因此对他展开调查和诉讼。[8]按照他提供的网站也没有找到可求证的获救者信息。种种迹象表明,这位“英雄”更像是一个投机主义者。

结论:谣言破解。 “生命三角救生法”所教导的“在地震来时,要到桌子、冰箱、沙发,甚至报纸堆旁蹲下”的做法是不正确的。你无法预知所谓的“生命三角”在哪里,而在“生命三角”形成之前,你可能早就先被飞来的各种杂物打伤。

文章编辑自科学松鼠会文章 寻找地震中的避难港 。此前文章的引用及署名存在纰漏,现更正。

参考资料:

[1] Snopes_ Triangle of Life

[2] Video: Triangle of Life

[3] THE NEED FOR AN EVIDENCE-BASIS FOR EARTHQUAKE SURVIVAL TIPS

[4] Protect Yourself During an Earthquake...Drop, Cover, and Hold On!

[5] Appropriate and Correct Reactions during Earthquakes: “Drop, Cover and Hold on” or “Triangle of Life”; Mahdavifar, M., Izadkhah, Y.O., Heshmati, V. ; Journal of Seismology and Earthquake Engineering, SPRING 2009; 11(1):42-48.

[6] American Red Cross response to "Triangle of Life" by Doug Copp

[7] 'Knucklehead' or Hero?

[8] The Triangle of Life Myth

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【地震特辑】磁铁能预报地震吗?

沐右 发表于2011-03-14 09:08:25

大家会奇怪地发现,从事地震研究的科学家尚且不能准确预报地震,而网络上却有各路大仙依据各种理论预测“马上要发生大地震”,也流传着种种预报地震的偏方。这据称能预报地震的磁铁悬物法靠谱吗?

流言: 据国际组织预报今年地球将进入地球地震年,所以,在这里给朋友们推荐一种地震预报的方法是:把一块磁铁用绳子挂在高处,下面正对地板砖或一个铁盆,磁铁上粘一块大铁块。地震前地球磁场发生剧烈变化,磁铁会失去磁性。铁块掉下来,落在地上或盆上,发出响声。此法在房屋没有晃动前就会提前预警。提前时间10分钟至几十秒。如果掉下来了,必发生大震。

真相: 这段话看起来很像懂行的人的建议。咱们姑且不论到底是什么“国际组织”这样的做好事不留名,试问一句,磁铁会因为地震导致的磁场变化而失去磁性吗?反过来想想就能明白。难道那些曾经发生过地震的地区,震后所有的磁铁就都失效了?如果真是这样的话,所有的银行卡磁卡都将报废,电机和喇叭也都会纷纷罢工的。这明摆着是一个拍着脑袋想出来的招数嘛。

磁性是怎么回事?

首先,让我们了解一下磁铁为什么会有磁性。磁铁内部含有很多金属离子(比如铁离子),由于这些离子内部独特的电子结构使得它们带有磁性,因此可以看成一个个强度不变的“小磁铁”。在不同的温度下,“小磁铁”的方向分布不同,磁铁表现出来的磁性也不同。当磁铁的温度比较高的时候,磁铁内部的原子振动很厉害,这些“小磁铁”就会杂乱无章的指向各个方向,如下面第一张图所示。这种情况下,外加的磁场会使得“小磁铁”向外加磁场的方向略微偏转,对外表现为微弱的磁化强度(如下面第二张图所示),属于顺磁行为,通俗地解释,就是“小磁铁” (在很小的程度上)顺从外加磁场的方向。要知道,一般需要数百个特斯拉(地球磁场的数百万倍以上)才能够把“小磁铁”都约束到同一个方向上。

高温下“小磁铁”杂乱的分布示意图

高温下在外加一定的水平向右方向磁场的示意图,“小磁铁”略微倾向于水平向右的方向。

当磁铁的温度比较低的时候,“小磁铁”之间的相互作用克服了热振动的扰动,基本上沿着同一个方向,对外则表现为很大的磁性(如下面第一张图所示)的磁铁,这种行为被称为铁磁。值得一提的是,这个高温和低温的界限被称为居里温度,是由居里夫人的丈夫皮埃尔?居里在研究磁石的物理性质时发现的。然而,在没有外加磁场的情况下,所有的“小磁铁”都指向同一个方向的状态对应的能量比较高。实际上大块的磁铁会形成很多不同的被称为磁畴的部分,每一个磁畴内部的“小磁铁”都会指向同一个方向,但是不经过磁化过程的话,不同的磁畴指向的方向不同(如下图第二张图所示),平均起来看,磁铁对外并没有磁性。一种将磁铁消磁的手段就是将其加热到居里温度以上,然后在没有外加磁场的环境下冷却。我们日常见到的磁铁的居里温度都在数百摄氏度以上,除非发生大火,拴在空中的磁铁的周围的大气温度肯定达不到那么高。因而,磁铁绝对不会在地震中因为这个原因被消磁。

低温下“小磁铁”在相互作用下指向同一方向

没有外场作用下低温磁铁自发地分成不同取向的磁畴示意图

如何改变磁铁的磁性呢?

那么,磁铁是怎么被磁化的呢?在外加强磁场的作用下,一个磁畴内部的“小磁铁”会一起转向磁场的方向,或者方向和磁场吻合的磁畴会慢慢变大,磁铁会被磁化,磁性随着磁场的增强慢慢变强,表现为下图中的A-B-C的样子(磁化曲线)。当磁场慢慢减弱的时候,磁化强度并不会落回到A-B那条线上去,而是会比A-B要大一些,这样到外磁场为零的时候,磁铁仍然有一定的磁化强度。不断的改变磁场的强度,可以得到图中B-D-E-F-E-G-B的曲线(磁滞回线),磁化强度不会回到零的位置。磁滞回线的存在,显示了磁性材料的磁化会由外磁场强度和磁化的历史共同决定。对于磁铁之类的永久磁化的磁体(永磁体),要改变它们的磁化状态,外加的磁场要接近图中的HCM的大小才行,这一般需要一个特斯拉或者更高的磁场才行[1],相当于地磁场的数千倍乃至数万倍。如果施加的外磁场比这个HCM小很多,磁铁的磁化状态不会有任何的改变。

强磁材料的磁化曲线(A-C)和磁滞回线(B-D-E-F-E-G-B):磁化强度(M)随着外磁场(H)的变化

在地震发生的前后,由于地层内快速的地质变化而导致地磁场产生一定程度的异常的变化是可以理解的,也是可以观测到的。观测到的地磁场异常的位置和地震震中的位置有的时候有一定的联系[2,3] 。但是,这种地磁场异常的量级都在0.000,000,001特斯拉的量级上[2-4],比地球磁场(0.00005特斯拉)小很多。作为比较,一百米之外的普通输电线产生的磁场一般在0.000,001特斯拉的量级,是地震有可能产生磁场变化的一千倍。地震产生的磁场变化在日常环境中几乎无法探测,也根本不可能对磁铁的磁化状态产生什么影响。 通过上面的分析大家可以看到,这种简易的预测地震的“偏方”不具有任何的科学性和可行性。铁块并不会因为地震的原因从磁铁上掉下来。

结论:谣言破解。 也许“磁铁预测地震”的发明者出发点是好的,但科学的规律只能是她本来的样子。地震产生的磁场变化极其微小,根本不可能对磁铁的磁化状态产生什么影响。也就不可能用什么磁铁悬物法来预测地震了。

参考资料:

[1] 《凝聚态磁性物理》,姜受亭、李卫编著,科学出版社。

[2] Masashi Hayakawa et. al., Sensors 7, 1108 (2007).

[3] 韩鹏,黄清华,修济刚,“地磁日变与地震活动关系的主成分分析”,《地球物理学报》第52卷第6期(2009)。

[4] A. C. Fraser-Smith et. al., Geophysical Research Letters 17, 1465 (1990).

转载自科学松鼠会: 《磁铁能提早预报地震吗?》

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“生命三角”救生法不可信!

月球“近地点”将引发超级强震?

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【地震特辑】月球“近地点”将引发超级强震?

老猫 发表于2011-03-14 13:02:37

“日本大地震”发生之后,“超级月亮”引发超级地震的说法又重新活跃了起来,不少人认为“超级月亮”的预言应验了。谣言粉碎机提醒大家:这个谣言来自一名美国占星师,其言论没有任何科学根据。目前也没有任何可靠证据显示地月距离变化带来的引力差异足以引发地震。

流言: 2011年3月19日,“超级月亮”即将展现在我们面前。这一轮满月将比以往要大而亮,因为它是19年来最接近地球的一次。月球的引力增大将会使得地球的板块受到影响,从而诱发大规模的地震、火山、海啸等自然灾害。日本发生的8.8级强烈地震就是这次“超级月亮”作用的结果。

真相: 关于此次“超级月亮”引发极端天气乃至大灾难的说法,英国《每日邮报》在其3月8日的报道中已经进行了批驳。报道援引国际射电天文学中心科学家惠勒(Pete Wheeler)的话称:“不会有地震或是火山喷发,除非它本来就会发生。届时,地球只会经历幅度稍微偏大一点的潮汐,没什么值得兴奋的。”相关流言最初传播并不广,经过媒体的批驳,自然也就渐渐湮没无闻了。不过,3月11日“日本大地震”发生之后,“超级月亮”引发超级地震的说法再度抬头。“末日党”似乎借着大地震看到了“2012”的“希望”。谣言粉碎机调查员提醒各位,这不过是“末日党”的一厢情愿罢了。

预言来自占星师

“超级月亮”(supermoon)这个术语最初由美国占星师理诺勒(Richard Nolle)发明。诺勒在自己的网站上发表了一系列文章,指出2011年3月19日的满月正处“近日点”上。那天的月亮不仅会比平时的更大、更亮,而且会引发严重的地震、火山或者其它自然灾害。[1]

这个预言沉寂了一段时间,但随着“超级月亮”的迫近,人们对它的关注越来越高。很多媒体对该预言作出了反应。2011年3月9日,英国《每日电讯报》发表文章表示,这次抵达近日点的月亮,只是看起来大一些而已,并不会引起地震和火山爆发。[2]同日,美国space.com发表了题为“3月19日的‘超级月亮’会引发自然灾害吗?”的文章,驳斥了这则预言。[3]次日,著名天文学网站Universe today发表文章“2011年3月19日,是‘超级月亮’还是‘超级炒作’?”,更尖锐地批驳了这个由占星学家做出的预测。[4]在维基百科英文版的“月球轨道”词条中,甚至也一度加入了对“超级月亮”的批判。[5]

就当人们发觉辟谣文章比流言文章还要多,逐渐对这则预言渐渐失去兴趣的时候,日本大地震爆发了。2011年3月11日下午,日本东北海域发生了8.9级强烈地震(矩震级,USGS数据),海啸伴随着地震波对日本本州岛东北沿海造成了巨大的破坏。流言又重新活跃了起来,不少人认为这则预言应验了,日本的这次地震、海啸是“超级月亮”降临的结果。

于是,当天破解天文流言的排头兵、科学博客Bad Astrology又发表了名为“不,不是‘超级月亮’导致了日本地震”的长篇博文。[6]

为什么会有超级月亮

“超级月亮”的出现是由月亮运行的轨道决定的。和很多天体的运行轨道一样,月球围绕地球运动的相对轨道是椭圆形的。所以,月球在绕地公转时,与地球的距离并非固定不变的。

月球轨道上距离地球最近的那点我们称为“近地点”,反之则是“远地点”。月球每绕地球旋转一圈,都会经过一次近地点一次远地点。据测量,月球位于近地点时,距离地球的平均距离为36.3万千米,而位于远地点时,平均距离为40.6万千米,两者相差达到10.41%。[7]所以,如果仔细观察,不难发现月亮位于近地点的时候比它在远地点时要大出不少。在今年3月19日,月亮与地球的距离只有35.7万千米,比近地点的平均距离还要近1.84%。[8]所以看起来就会更大一些。

近地点的月亮和远地点的月亮大小对比图。或许我们从来没有注意过,但是月亮的大小一直是这样月复一月地变化着的。

更近的月亮对地球有多大的影响?

地球上的物体会受到月球引力的影响。根据万有引力公式,谣言粉碎机调查员把它计算了出来。当月球处在远地点的时候,地球上每1千克的物体会受到3.019×10 -5 牛的引力,月球处在近地点时,这个引力的平均值是3.761×10 -5 牛。而3月19日这一次,“超级月亮”造成的引力是3.903×10 -5 牛。这样的引力对于地球上的物体而言是微乎其微的。对一个成年人来说,这次的“超级月亮”带来的影响只相当于一两根头发的重量。相对而言,太阳对地球的影响就大多了,1千克的物体会受到太阳5.737×10 -3 牛-6.141×10 -3 牛的引力,是月球引力的100多倍。所以,仅根据地球与月亮的距离来预言地质灾害,而完全不考虑太阳的参数的做法显然是不科学的。而且谣言粉碎机调查员在前文已经提到过了,月球与地球的距离每天都是变化的。3月11日的日本大地震与3月19日的“超级月亮”之间相隔8天,而在5天之前的3月6日,月球正处于它的远地点上。事发当天,地月距离大于平均距离,将这次地质灾害归咎于月球引力实在是有些说不过去。

地月距离会影响地震发生的频率么?

数据不会说谎,谣言粉碎机调查员统计了最近30年来每年6.5级以上地震发生的次数以及每年月球近地点的最近距离,并把这些数据画在了下面这张图表里:[8] [9]

注:2011年地震数据系根据至今地震发生频率推算而得。

我们不难发现,在2005年、1993年、1992年和1990年,月球与地球的最近距离比今年的“超级月亮”还要更近些,但这些年份中6.5级以上灾害性地震的数量却并不算突出。特别值得一提的是,即使在月球距地球较近,且6.5级以上地震较多的年份中,地震发生的频率与地月距离之间也并不存在固定的联系――虽然2008年5月12日汶川大地震的伤痛依然刻骨铭心,但那一年地月距离最近的日子却是12月12日。

结论:流言破解。 “超级月亮”带来超级地震的说法最初肇始自一个美国占星师。这个说法完全没有科学依据。地月距离变化带来的引力差异,可能会给地球上带来一些诸如潮汐变化之类的影响,但目前没有任何可靠证据显示,它足以引发地震。从统计数据来看,这两者之间也没有任何关联可循。实际上,虽然一度有些科学家致力于这个领域的研究,但目前国际主流学术界对该方向的研究普遍很不乐观。

参考资料:

[1] supermoon

[2] Moon to look bigger next weekend during 'lunar perigee'

[3] Will March 19 'Supermoon' Trigger Natural Disasters?

[4] March 19, 2011… “SuperMoon” or “SuperHype”?

[5] Orbitofthe_moon

[6] No, the “supermoon” didn’t cause the Japanese earthquake

[7] Moon Fact Sheet

[8] Lunar Perigee and Apogee Calculator

[9] Significant Earthquakes of the World

图片来源:universetoday.com、wikipedia.org

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【地震特辑】“核污染扩散图”,造假也该认真些

游识猷 发表于2011-03-14 20:30:51

福岛事故发生之后,互联网上突然出现了一张“核辐射扩散示意图”。在中国,也有很多媒体以此图为基础,制作了相应的核扩散示意图,有见诸网站者,有见诸报端者。不过,谣言粉碎机发现,这张图其实是一个彻头彻尾的谣言,而且是个“很没有诚意”的谣言。

日本福岛核电站发生氢气爆炸事故之后,很多人对其造成的核泄漏忧心忡忡。正当大家都为灾害的影响焦虑不已的时,互联网上突然出现了一张“核辐射扩散示意图”。在搜索引擎上用“nuclear fallout map”可以搜索到许多与这张图片相关的网页。而在中国,也有很多媒体以此图为基础,制作了相应的核扩散示意图。在微博上随机检索,就能看到这些图片有见诸网站者,有见诸报端者,甚至有好事者为其PS了一个央视报道版本。

不过,谣言粉碎机调查员发现,也有一些人将这张图跟“骗局”联系在一起。这张“日本核污染扩散图”的最原始版本,其左下角有一个特殊的LOGO。这是澳大利亚辐射服务(ARS)的标志。然而,图片见诸网络之后,ARS迅速在自己网站上发布了如下声明:ARS注意到,有关于日本核反应事故释出了放射性污染物的消息,打着ARS标识与名义在流传。我们希望澄清:这些消息并非源自ARS,ARS与此类错误信息无关。[1]

目前,谣言粉碎机调查员也未能确认这张图片的实际作者。不过,从网络信息来看,这张图最早出现和传播于美国。由于图上显示日本泄露的辐射物十天内就会抵达美洲西海岸。加拿大和美国人都颇为惊恐。根据图上的标注,届时美加西海岸的放射性可达到750 rads,而日本本土的放射性更高达3000rads。

那么,rad(拉德)是什么呢?这是个吸收剂量的单位,描述的是物体吸收了多少辐射能量。我们最近常常在新闻看到的单位Sv(希伏),则是剂量当量的单位,用以描述辐射对人体的伤害。1rad相当于1千克物质吸收0.01焦耳的辐射能量;1Sv则相当于1千克物质受到1焦耳辐射能量的伤害。简单转换一下,1Sv就相当于100rad。不过,实际上吸收的辐射能量不等于造成伤害的能量,所以rad转换成Sv时,需要乘上辐射权重因数。这个因数会因辐射种类的变化而变化,一般在1到20之间。即使将这个因数设置为最小的1,那么图中所示的3000rads也相当于30Sv,也就是30000 mSv。

按照图上所示,假设日本本土这30000mSv是这三天中积累的剂量当量,那么简单计算可知,每小时的剂量当量平均是30000÷3÷24=416.7mSv/hr。

问题是,根据报道可知,福岛1号机组爆炸时,附近侦测到的数据是1.015mSv/hr,仅仅是这个数值的零头,而且这个1.015mSv/hr的辐射迅速消减。事实上,在过去的几天中,根据日本原子能安全院(NISA)提供的资料,侦测到的数值绝大多数时候是远远低于这个数值的。

国际原子能机构《核或放射紧急情况的应急准备与响应》中提及,0.1mSv在某些国家就被认为是应该进行临时撤离的水平,在0.5mSv的可防止剂量下撤离属于“完全合理”。[4]可以想象,假如美加西岸在10天内会达到7500mSv的辐射剂量,现在美加政府的第一件事,就是撤离沿岸居民。

而现在美加的反应又如何呢?美国俄勒冈州(位于美国西海岸)政府已经对民众宣布,日本核泄漏目前并无污染美国本土之虞。美国能源部的新闻秘书Stephanie Mueller则说:“并无任何迹象显示日本事故中泄露的任何物质有潜在可能对美国本土造成任何有意义的影响。”俄勒冈州研究反应堆安全的核能教授Brian Woods也认为,周六的爆炸与切尔诺贝利事故状况完全不同,他认为即使有放射性物质能抵达3000英里(约4800千米)之外的美国,届时放射性也将是微不足道的。[5]

加拿大的媒体同样进行了辟谣。他们报导了美国华盛顿州卫生局的类似声明,加拿大英属哥伦比亚大学的核物理学家David Measday也表示,即使大规模的核心熔毁发生,放射性随着距离也消散得极快,对千里之外的温哥华不可能造成严重威胁。[6]

至于中国的情况。考虑到日本方面为核电站周边地区的人员疏散半径设置为20千米,虽然3号机组也发生了氢气爆炸,但总体上仍处于控制之中。因此,我们认为该事件在目前的情况下不会对中国本土造成实质性影响。公众也不必因为担心核辐射而感到恐慌。

结论:谣言破解。 这幅图冒用了澳大利亚辐射服务的名义,但其真正制图者不明。图上的数据被夸大到了骇人听闻的程度。美国加拿大等地的官方消息都认为日本的核泄漏不可能对远距离处造成很大影响。

附新浪微博上流传的新闻图片

特别鸣谢: 铁公鸡zq、landlord、李牧、E_占楼党死一户口本、按怎阮滴命运会卡衰 、卑劣的下岗君

参考资料:

[1] ARS

[2] Global Radiation Patterns

[4] 国际原子能机构-《核或放射紧急情况的应急准备与响应》

[3] 《辐射伤害知多少(上)》沐右

[5] Oregon officials say no public health risk to state from Japan nuclear emergency

[6] CBCnews-West Coast not at risk of fallout

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【地震特辑】菲律宾将遭受到日本核辐射吗?

秋秋 发表于2011-03-15 16:37:39

“日本福岛核辐射外泄抢救失败,已开始蔓延至亚洲区域国家,预期下午4点抵达菲律宾。”的消息是假借BBC的名义杜撰出来的。菲律宾有关部门已经辟谣。而我国的辐射环境监测也表明目前的情况“未发现异常”,大家不要恐慌。

流言: 最新bbc新闻台的消息:日本政府证实因第二波地震而波及的福岛县的核子厂辐射外泄抢救失败,已开始蔓延至亚洲区域国家,预期下午4点抵达菲律宾,建议人们在接下来24小时尽量不要外出,穿长袖衣物,保护身体免受辐射攻击,尤其是颈项部位最容易受害,请转达至在亚洲的亲朋好友,谢谢!

真相: 这是3月14日开始在菲律宾流传的一个谣言,英文原文是:“BBC FLASHNEWS: Japan government confirms radiation leak at Fukushima nuclear plants. Asian countries should take necessary precautions. Remain indoors first 24 hours. Close doors and windows. Swab neck skin with Betadine where thyroid area is. Radiation hits thyroid first. Take extra precaution, radiation may hit Philippines starting 4 p.m. today. Please send to your loved ones.”

首先,BBC没有发布过任何关于辐射污染将在下午4点抵达菲律宾的消息。

同时,菲律宾卫生部(the Department of Health)在14日当天就向公众澄清了这条谣言,“菲律宾目前不会遭受到日本福岛核泄漏的威胁。”[1]

菲律宾科技部(the Department of Science and Technology,DOST)核研究院(Philippine Nuclear Research Institute ,PNRI)于14日下午2:30在其官方网站[2]上声明:日本福岛的核泄漏不会立即给菲律宾带来危险。“让大家呆在家里、如果外出要穿雨衣”的建议不是DOST或国家减灾管理委员会(the National Disaster Risk Reduction Management Council)发布的,同时这样的建议也是完全没有根据的。并呼吁公众不要轻信和传播谣言。

15日上午9:00,DOST- PNRI再次强调不论从科学还是技术的角度来说,日本福岛的放射性粉尘和核泄漏在未来24小时内都不会对菲律宾造成威胁。依据菲律宾地球气象物理和天文信息署(The Philippine Atmospheric Geophysical and Astronomical Services Administration,PAGASA)发布的风向报告,截止2011年3月15日,福岛核电站当地的风向是从日本东部向太平洋方向,可以肯定这些和污染物距离菲律宾领海至少几千千米。

15日下午19:00,BBC网站发表声明称这则消息是伪造的,BBC没有发布过这样的消息。[4]

我国环境保护部(国家核安全局)[3]自3月12日起,已全面启动全国辐射环境监测网络,监测结果已在环境保护部网站上公布。截止15日上午9点的包括北京、上海、沈阳等41个城市的辐射环境自动监测站空气吸收剂量率均在正常水平。目前,我国各地辐射环境监测均未发现异常。[5]

结论:谣言粉碎。 这是假借BBC的名义,杜撰出来的一条假消息。菲律宾有关部门的已经表明目前不会遭受到核辐射的威胁。而我国的辐射环境监测也表明目前的情况“未发现异常”,大家不要恐慌。

参考资料:

[1] ONA: PHILIPPINES SAFE FROM RADIATION

[2] DOST ADVISES THE PUBLIC NOT TO BELIEVE IN HOAX MESSAGES

[3] 中华人民共和国环境保护部日本地震核安全相关信息

[4] BBC的声明

[5] 全国辐射环境自动监测站空气吸收剂量率(2011年3月14日15:00 - 15日9:00)

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【地震特辑】以碘“抗”核?或许有用,但没必要

秋秋 发表于2011-03-15 18:35:04

补碘能减少核辐射危害吗?在某些情况下,确实如此。但大量的碘对人体有一定危害,所以是否服用以及用量都需得到专业指导。日本政府有计划地发放碘片,正说明这是在相关部门的指导下进行的防护措施。而在中国,目前还没有受到核污染,请大家不要贸然服用。

流言: 碘片可以帮助降低辐射伤害。所以日本福岛核电站发生爆炸之后,大家可以吃点碘片防身。

真相: 福岛事件发生后,有一些碘同位素泄露出来。现在,日本政府正计划向核电站附近的居民发放碘片以降低核辐射造成的危害。这种做法,在核电站附近地区确实有一定的必要性,但对于中国公众来说,这么做不但无法起到“防护作用”,反而可能引发严重的健康问题。

补碘可以防核辐射吗?

补碘不能“防”核辐射,但可以减少对放射性碘的吸收。依据美国疾病预防和控制中心(Centers for Disease Control and Prevention,CDC)的资料,碘化钾在保护人们免受放射性碘131的伤害方面有着很重要的作用。但是,它也仅仅只能对甲状腺起到保护作用,对身体的而其它部位则是完全的无能为力。[1]

那么,碘化钾是如何起作用的呢?放射性的碘131是这次日本核泄漏事件释放的有害物质之一。它有可能通过呼吸或者受污染的食品、水进入人体。CDC称之为“体内污染”(internal contamination)。我们的甲状腺会将人体摄入的碘元素都集中到它那儿去,再用碘来合成人体必需的甲状腺激素。这样,放射性的碘131也就被富集到甲状腺里了。碘131进一步衰变所释放的β射线会造成甲状腺的损伤。如果是高剂量的接触,会导致急性的甲状腺炎;慢性和延迟效应则包括甲状腺机能减退、甲状腺结节和甲状腺癌的发生。苏联曾经发生过类似的情况。[2]如果增大非放射性碘的量,放射性碘元素的吸收比重就会减小,一旦甲状腺“吃饱”了碘,在接下来的24个小时里就不会再吸收碘了,无论是放射性的还是非放射性的。在此情况下,进入人体的放射性碘131虽然没有进入到甲状腺内,对甲状腺的伤害减小了。但还是会产生一定的损害。不过相比之下,伤害会小一些。

请注意,碘化钾也不能使人们免受其它放射性物质的伤害,例如铯137――这次日本核泄露的另一种主要的放射性元素。它也不能阻止放射性物质进入到我们的体内,伤害我们其他的器官,例如呼吸摄入放射性物质首先接触到的肺。它同样不能阻止已经被吸收入甲状腺的放射性碘131对甲状腺的伤害。

所以,日本计划实施的分发碘片是针对放射性碘131的,也仅仅只能是针对它。它可不能不假思索得用在其他没有放射性碘131存在的放射性或核事故中。

目前,中国地区人员无需补充碘片

大量的碘对人体是有害的,短期可能会出现肠部不适、过敏反应(严重时可能致命)、出疹、唾液腺的炎症,长期可能诱发和促进甲状腺功能减退和自身免疫性甲状腺炎。只是这些不良反应相比放射性碘131的危害来说可以尚接受,属于“两害相较取其轻”的性质。也因此,对于是不是要服用、服用的量是多少、服用多长时间都是需要严格控制的,应在当地的公共健康部门的指导下进行。没有受到放射性碘131污染威胁的人不需要,也不能贸然服用碘片的。

从目前的情况看来,福岛的核泄露事件还没有对中国本土造成实质性的影响。我国环境保护部(国家核安全局)对全国包括北京、上海、沈阳等41个城市的辐射环境进行监测,空气吸收剂量率截止15日上午9点均在正常水平。[3] 15日早晨,世界气象组织和国际原子能机构北京区域环境紧急响应中心组织专题会商分析认为:日本中北部区域在中低层大气中风向由西南风转西北风;高空大气主要以偏西风气流为主。因此,未来三天(15日至17日)日本核电站核泄漏产生的放射性污染物主要影响区域为日本中部、北部及其以东的北太平洋区域,对我国没有影响。另外,中国气象局台风与海洋气象预报中心根据洋流特征及14、15日的风浪预报分析,日本东部外海海流为偏东至东北流向和浪向。放射性污染物将随洋流及风浪向东北方向的北太平洋区域移动,对我国沿海无影响。[4]

大家不要贸然的服用碘化钾药物,否则反而可能导致身体的诸多不适和甲状腺的疾病。

泄露的放射性碘131是怎么来的?

核电站的发电原理是利用了铀235、钚239(存在于部分反应堆)的核裂变反应。这些重原子核经过中子碰撞后分裂成两个或者多个原子核,同时放出大量的能量。裂变产生什么样的新原子核存在各种可能。不过由于原子力等原因,质量数90-95以及135左右存在两个概率峰值,于是在实际中主要得到的是放射性的碘131、铯137、锶90、氙135、钡133这些裂变产物。大部分放射性的裂变产物会先衰变成短半衰期的同位素,最终得到稳定的同位素。[2, 3]

由于是核裂变链式反应的第一级产物,所以放射性碘131的占比还是比较高的。加上它的半衰期不算短(8天),在核事故发生初期影响较大。放射性碘131发生β衰变,产生的β射线是造成组织病变的罪魁祸首,这也使它成为重要的致癌核裂变产物之一。由于甲状腺与碘的特殊关系,使得甲状腺常常是受灾较为严重的部位。

结论:部分证实。 在放射性核泄漏事故发生以后,如果受到了放射性碘131的“体内污染”,服用碘化钾可以降低甲状腺遭受到的辐射危害。不过这种保护作用只是针对放射性碘和甲状腺这对组合。对其它的放射性物质、我们身体的其它器官都是没有作用的。需要强调的是,过量的碘对人体是有害的,所以只有在当地的公共健康部门确认需要服用碘剂的情况下才能服用,用量和服用多长时间也需要得到公共健康部门的指导。

参考资料:

[1] CDC_Potassium Iodide (KI)

[2] Fission_product

[3] 全国辐射环境自动监测站空气吸收剂量率(2011年3月14日15:00 - 15日9:00)

[4] 中国气象局

[5] Nuclear_fission

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【地震特辑】食物“防辐射”,严重不靠谱

云无心 发表于2011-03-16 09:41:46

大事临头的时候,总有人热心推销各种食补方案。福岛核泄漏事故发生之后,“防辐射”食品也成了一些人谈论的热点。不过,推敲这些言论、考察目前的研究就会发现,这些所谓的“防辐射食谱”要么是夸大其辞,要么就完全不靠谱。云无心要为大家解读“防辐射食品的真相”!

每到什么公共安全事件发生,万能的“保健品”、“膳食补充剂”或者“健康食品”们总会跳出来“大显身手”。在平时,以防“电脑辐射”“手机辐射”“太阳辐射”为诉求的各种“健康常识”广为流传。而在万众关注日本核电站泄漏的时候,那些“防辐射食品”迅速华丽变身,纷纷具有了“防治”核辐射的功能。这些所谓的“防辐射食品”或许是很好的食物,但在“防辐射”的问题上全都不太靠谱。

从未得到充分证实

这不是中国人的爱好。在国外的网站上,也很容易找到“防辐射食谱”。一般来说,国外的“防辐射食物”比较广泛,只是列出若干类食物,比如矿物质、抗氧化剂、绿色蔬菜、发酵食品、膳食纤维、海生植物、必需脂肪酸等等。这些食物基本上本来就是通常所说的“健康食品”,不管它能否防辐射,作为均衡饮食的一部分都应该吃的。

而中文版的“防辐射食物”则比较具体,往往是那些老牌的、万精油似的“保健品”,比如螺旋藻、蜂王浆、花粉之类。这大概也符合中国人的消费观念――“防辐射”这么重要的功能,怎么也得是那些“高档”的东西效果才好;而既然这些东西这么“高档”了,那总是“没准能够”防一下辐射。

在健康领域,食品成分降低“辐射”对于身体损伤的研究还真是不少,不过一般是针对紫外线、X光这样的辐射,对于核原料放射性还真是不多。有许多食物成分,比如维生素C、维生素E、胡萝卜素、植物中的多酚化合物甚至多糖等等,有一些初步的动物实验,显示“可能有作用”。只是这些作用一直也没有得到很充分的证实,而且它们本来就是人体需要的常规营养成分――不管能否抗辐射,人体都是需要的,但是吃太多也没有显示出额外的好处来。所以,它们的“抗辐射”功能,也就一直处于“你想它们有,它们就可以有”的状态。

“抗氧化剂”同样有争议

跟核电站泄露有相似之处的辐射是癌症病人的放疗。在靠谱的放疗指南中,确实有放疗中和放疗后的饮食注意事项。不过这些饮食指南并不是治疗手段――甚至连“辅助治疗”手段都不是。放疗中和放疗后,人体会受到一些损伤,病人的食欲、吞咽、消化等身体机能会变得与平时不同。这些饮食指南的目标,是帮助病人正常进食,保证充分的营养摄取。

对于放射性治疗的病人,额外补充维生素以及其他抗氧化剂是“影响放疗效果”还是“减轻放疗副作用”,都没有尘埃落定,医学界尚有争议。2007年,一本探讨癌症的“替代与传统疗法”的杂志《癌症综合治疗》上发表了一篇文献综述,认为目前公开发表的实验证据多数支持“不影响放疗效果而减轻副作用”的结论。那么也就是说,如果多吃一些富含维生素以及其他抗氧化剂的食物,或许会有一定效果。不过这其实跟什么都没说差别也不大――那些富含维生素或者其他抗氧化剂的食物,本来就对健康有利,有没有辐射来袭都应该多吃的。

面对灾难的恐惧,使我们极为希望自己能够做点什么来对抗灾难――至少在心理上,这可以减轻“听天由命”的无力感觉。这样的心态本来无可厚非,不过如果有人利用公众的这种心态推销东西就比较可恨了。到底有没有什么食物吃了就可以有效的“防辐射”?现实比较残酷,在靠谱的学术资料或者核灾难应急程序中,都没有用食物来防治辐射的内容。积极有效的方案是――“避免食用被辐射污染的食物”。

碘片或许只能带来困扰

即使是写进了标准手册的碘片抗辐射,也并非完全有用。首先,它只对放射性碘有效,而对其他放射性物质无能为力。其次,服用过多的碘本身又会带来其他的健康风险。美国政府曾经囤积了大量碘制剂,预备在核电站遭到恐怖袭击或者熔毁之后发放给附近居民。2008年1月,政府决定改变方案,不为核反应堆10英里(大约16公里)之外的居民发放。当时的总统小布什的科学顾问说:碘片给核反应堆10英里之外的居民提供的保护可以忽略。核管理委员会(NRC)一直反对广泛发放碘片,他们认为“撤离居民”和“避免被污染的食物”是更加有效的途径,而广泛发放碘片会给公众带来困扰。

参考美国政府的这一决定,其实公众大可不必恐慌。日本的核反应堆距离他国本土都相当遥远,核辐射的扩散情况完全处在严密监测之下。即使有足够强度的辐射能够扩散到其他地方,人们也有足够的时间来撤离。在目前的经济和技术力量之下,保证被扩散地区的居民及时撤离,和避免被放射性污染的饮食,都不难做到。

结论: 大家要做的就是:该干嘛就干嘛,该吃啥还吃啥,关注事态发展就可以了。

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【地震特辑】汶川地震=日本地震?

matrix67 发表于2011-03-16 16:52:50

惊人的数学题:2008+5+12=2011+3+11,它们都等于 2025。网友们惊呼,这太神奇了,难道仅仅是巧合吗?难道 2012 年 12 月 1 日也会有地震发生吗?其实大可不必慌张。谣言粉碎机告诉你,制造一个巧合其实并不难。

流言: 2008+5+12=2011+3+11,所以汶川地震=日本地震

真相: 2011 年 3 月 11 日下午,日本发生了 9.0 级大地震(矩震级,USGS 数据)。有网友立即联想起 2008 年 5 月 12 日 发生在中国汶川的大地震,并发现了一个有趣的巧合:2011+3+11 恰好等于 2008+5+12。

这个现象确实值得认真讨论――要知道,年月日之和恰好相等,这并不是一件常见的事。从 2000 年 1 月 1 日到 2011 年 3 月 11 日,一共有 4087 天;其中年月日之和恰好也是 2025 的只有 135 天,只占大约 3%。而汶川地震的日期正好就在这 3% 里。

真的就有这么巧吗?其实这一点也不奇怪。要想用心制造一个巧合,简直是易如反掌。如果年月日之和不相等,月和日之和没准是相等的;如果月日之和也不相等,加上时分秒之类的或许就相等了。即使怎么加都对不上,我们还能计算 20110311 和 20080512 中的各位数字之和,或者前四位与后四位之和等等。万一这还编不出巧合,还可以拿 2011 年 3 月 11 日跟玉树地震的日期比一比,或者跟唐山大地震的日期比一比,或者跟玛雅文明预言的末日 ――2012 年 12 月 22 日――也来比一比??

你别说,要花功夫多试一试,还真能把几个日期都联系在一起。唐山大地震是 1976 年 7 月 28 日,1976+7+28=2011,是否就表明 2011年大地震将会卷土重来呢?看来,制造一个阴谋论并不难嘛。把其它几个日期也在纸上写写画画,没准也有惊人的结果。人的创意是无穷的,而数字翻过去翻过来也就只有那么几个。凑不出一个“巧合”来,反而奇怪了。事实上,人类的 “证实思维” 也总能让你发现各种巧合。

其实,即使是天然存在的数学领域中,也有一些不可思议的巧合。英国数学家理查德?盖伊(Richard Guy)对数学上的巧合现象非常感兴趣。1988 年,他收集整理了 35 个纯数学领域中的巧合现象(就像 果壳网死理性派站上 提到的那样),在 《美国数学月刊》(American Mathematical Monthly)上发表了一篇极具幽默色彩的论文。

在论文中,盖伊对看似不可思议的数字巧合作出了一个解释:数学研究对象千奇百怪,而日常生活中用得到的正整数却只有那么多,因而难免会发生巧合。我们可以对数字进行加、 减、乘、 除、乘方、开方、阶乘、对数、取整、取余等上百种操作,利用这些运算又能定义出质数、组合数、三角形数、完全平方数等满足各种性质的“某某数”??正整数可以做的事情太多了,可以用的正整数却只有那么多,发生巧合是很正常的事情。用一句最简单的话来说,就是“数学涉猎太广,小数不够用了”。“小数定律”(strong law of small numbers),这个解释各种数学巧合现象的定律,便由此得名。

盖伊在论文中说到:“小数定律是数学家们的敌人:当你发现了一个数学规律后,你怎么知道它是不是真的呢?”不过现在看来,数学家们的敌人,却变成了阴谋论者的好朋友。数字巧合看着很神奇,背后则是小数定律威武地发挥着作用!

结论: 2008+5+12=2011+3+11 不奇怪。数字运算的方式很多,备选的地震日期也不止一个,想要制造一个“巧合”并不是难事。

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【地震特辑】碘酒碘盐海带,全部都是浮云

小耿 发表于2011-03-17 15:47:05

因为日本地震和核泄漏事件,导致中国的加碘盐被卖疯了。我们先不说核辐射是否会影响到中国,就讨论一个问题:吃加碘盐,或者吃海带,或者像某些很不负责任的人说的那样:喝碘酒,这些方法到底能够防辐射吗?

一句“补碘可以防辐射”,全国各地的加碘盐都卖疯了。更有甚者,居然有人劝大家喝碘酒!吃加碘盐可以防辐射吗?喝碘酒……真的没问题吗?

补碘减辐射:那是不得已

关于服用碘来减轻核辐射危害的原理,果壳网的文章 《以碘“抗”核?或许有用,但没必要》 中对这个问题已经有了详细的介绍。简单来说,人体吸收的碘有一半左右都储存在甲状腺里。如果人体吸收了含有放射性的碘,在甲状腺里积累,就有可能引发甲状腺癌。而事先一次性摄入大量普通碘,“占据”了甲状腺和人体其它器官,那么放射性的碘就不能被吸收,很快被人体排出去。

根据美国疾病预防控制中心(CDC)的指导,这种用于防辐射的碘化钾片的使用方法是:成人一次性摄入碘化钾130毫克,儿童、婴儿等依体型大小等因素而依次减半。24小时之内不可以服用第二剂。[1]

当然,这样高剂量的碘摄入是可能会引发伤害的,只是和辐射带来的伤害比起来,两害相权取其轻而已。因此碘片该不该吃、吃多长时间,都必须在医生指导下进行。

但是这里有一个重要问题:这里所说的“碘”,是指碘化钾(KI)等碘盐中的碘离子(I - ),而不是碘单质(I 2 )。这个问题非常重要,我们一会儿再说。

吃碘盐防核:那得吃多少?

碘(碘离子)对人体来说影响很大,缺了它会得甲状腺肿大等碘缺乏病,而摄入过多又会引发甲亢等问题。加碘盐就是在食盐中加入了很少量的碘化钾或者碘酸钾。国家对于食用盐中加碘的量是有详细规定的。根据最新修改的国家标准,每千克加碘盐中应该含有20-30毫克的碘(以碘元素来计算)。[2]

那么接下来果壳网谣言粉碎机调查员就只要计算一下就好了。按照前面说的,减轻辐射所需剂量应该是24小时内一次性服用130毫克碘化钾,相当于99.4毫克的碘元素。加碘盐的含碘量就按最大值30毫克每千克盐来计算,也就是相当于3.3千克盐。这就是说,要达到和服用碘片同样的效果,一个成人必须一次性至少吃下3.3千克盐,也就是六斤六两(儿童减半)。

这样一来,碘是补够了,人也�死了!显然是不行的。食盐的日常摄入量是以克来计算的。世界卫生组织(WHO)推荐健康人每日食盐摄入量是6克左右,[3]中国人盐摄入普遍偏高,但最多也只是十几二十几克。[4]距离能防辐射的等级还差得很远。更重要的是,盐吃多了也会致命!一个体重为70千克的成人,短时间内摄入70克食盐就可能出现生命危险。[5]

所以靠吃加碘盐来防辐射,压根是不可能的!

吃海带防核,小心被撑到

比吃加碘盐更不靠谱的说法是吃海带。根据测量,每千克鲜海带含碘最高量是2.4毫克。[6]用上面提供的数据可以算出:要达到和吃130毫克碘片同样的效果,一个成人必须一次吃下41千克海带!这……这要是不撑死,也得吃得累死!

喝碘酒补碘:可能出人命

如果说吃加碘盐、吃海带防辐射是数学不灵光,那么另一种说法――喝点儿碘酒来补充碘,那就是在拿生命开玩笑!

前文谣言粉碎机调查员已经提到,不管是医学上用的碘片,还是食盐中加的碘,都是碘化钾、碘酸钾这些碘的化合物。碘在其中是以离子的形式存在的。

那么碘酒呢?那是碘单质、碘化钾、酒精和水配置的。其中最重要的消毒成分是碘单质。碘化钾是为了帮助碘单质溶解而加进去的。每100毫升碘酒里,含有2克左右碘单质。[7]

碘单质和碘化钾是两个概念――它有毒性、腐蚀性。口服碘单质会引起中毒,成人的致死量只有2-3克。[8]因此,口服100毫升,也就是半杯碘酒,其中的碘单质已经足以致人死亡。

碘酒是外用的。它只在皮肤表面起消毒作用,通过皮肤吸收到体内的量很少。即便这样,它也不能用的时间太长,因为过长时间会对皮肤形成伤害。同时,请大家千万不要口服碘酒!

鸣谢 拟南芥 对本文的贡献

参考文献

[1] 美国疾病预防与控制中心:碘化钾

[2] 卫生部《食用盐碘含量》(征求意见稿)

[3] 世界卫生组织推荐盐摄入量

[4] 《2009年高血压日宣传读本?盐与高血压》卫生部疾病预防控制局等

[5] 牛津大学物理与理论化学实验室:氯化钠安全数据

[6] 《生物材料中微量碘含量测定和分析方法的研究》 刘颖 2010 东北师范大学

[7] 维基百科:Tincture of iodine(碘酊)

[8] 维基百科:Iodine(碘)

关于碘及碘盐,请阅读:

《以碘“抗”核?或许有用,但没必要》

《囤积食盐,有必要吗?》

专业视角解读日本地震、核泄漏,请点击果壳 【地震特辑】

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【地震特辑】囤积食盐,有必要吗?

谣言粉碎机 发表于2011-03-17 15:50:22

超市的食盐已经被抢购一空了,原因竟然是担心海水的核污染会使得海盐不能食用。核泄漏对海水的影响究竟有多大?我们会无盐可食吗?

流言: 日本核泄漏会导致海水污染,以后的海盐都不能吃了。剩余的安全食盐有限,大家赶快去超市抢吧。

真相: 福岛核泄漏真的会影响中国的食盐供应嘛?要解答这个问题,就要弄清楚这次核泄漏对海水的影响究竟有多大。目前,福岛事件还在持续发展中,所以还无法获得准确的数据。不过我们可以通过以往核泄漏事故的调查结论,对这次的情况做出一个大致的判断:囤盐真的没有必要。

海水是不是会出现严重污染?

谣言粉碎机调查员发现,切尔诺贝利事件造成的核污染对周边湖泊的影响较大。不过,湖泊由于是封闭水体,受到的污染最为严重。河流、海洋受到的污染相对较轻。俄罗斯科学院的Fleishman等人,比较了1990-1992年几个核污染地区淡水鱼肌肉组织中的铯137含量,发现不同河流和湖泊中鱼肌肉组织中富集的铯137量与水中的钾含量是呈反比的。在正常情况下,全世界淡水鱼肌肉组织中铯137的含量大约是200-1000Bq/kg,而海鱼中这个量只有0.4-3.3Bq/kg。海水中高含量的钾是让铯137难以富集的原因。[1]

而另一种污染物碘131的半衰期仅8天,即使它会造成较大范围的污染,也会在短时间内(大概三四个半衰期,约一个月的时间)衰减到安全程度。根据美国国家癌症研究所(National Cancer Institute,NCI)的相关手册,吸收碘131也只是会增加罹患甲状腺癌的几率,而且这个几率并不是非常高。即便在曾曝露于碘131污染环境中的人群当中,患甲状腺癌的比例依然是个很小的数字。[2]

从目前的情况看,这次福岛核电站事故的影响可能会高于三哩岛事故。但由于太平洋的开放性、海水中很高的钾含量、以及福岛事故的污染水平应该远不及切尔诺贝利事故。我们推测,海水和海产品的污染问题暂时不值得担忧。

具体到我国沿海的情况,中国气象局台风与海洋气象预报中心根据洋流特征分析,日本东部外海海流为偏东至东北流向。放射性污染物将随洋流向东北方向的北太平洋区域移动,对我国沿海无影响。

我国的盐业现状

我们已经知道,海水受到严重污染的可能性非常低。不过,即使这种情况发生,我们也不会到“无盐可食”的地步,因为海盐并非食盐的唯一来源。

我国的盐业早就从建国初的以海盐为主发展到海盐、井矿盐、湖盐协调并进的状态。海盐的比重在逐年下降。据2010年上半年的资料显示,我国原盐结构中海盐的占比已经不到一半。井矿盐最多占46.5%,海盐占42.79%,湖盐占11.16%。[3]内陆地区所产的盐都是井矿盐、湖盐。

此外,我国的盐矿资源丰富[4],现已查明的氯化钠储量大于100亿吨的盐矿床就有10余个。我国也是湖盐矿产资源极其丰富的国家,既有固相湖盐矿床,也有液相湖盐矿床(也就是卤水湖)。有大量的盐矿资源等待开发。

作为一种战略储备物资,我国各省区市都有大量仓点分储储备盐。近日,中盐总公司也发布消息称,目前食盐储备充足,没有必要盲目抢购囤积。中盐总公司也已紧急通知各地盐业公司启动应急机制,确保食盐供给。[5]

结论: 海水受到严重污染的可能性很低,因此不太可能因为核污染而影响海盐生产。此外,我国的盐矿资源丰富,并不依赖于海水产盐。实际情况也是海盐的比重在逐年下降。

参考文献:

[1] Fleishman D.G., Nikiforov V.A., Saulus A. A. & Komov V.T. (1994). 137Cs in Fish of Some Lakes and Rivers of the Bryansk Region and North-West Russia in 1990-1992. Journal of Environmental Radioactivity 24: 145-158

[2] Thyroid and I-131

[3] 2010年上半年中国盐业运行概况及下半年趋势分析

[4] 中国盐矿资源特点

[5] 中盐总公司:目前食盐储备充足

特别鸣谢: 科学松鼠会

关于碘及碘盐,请阅读:

《以碘“抗”核?或许有用,但没必要》

《碘酒碘盐海带,全部都是浮云》

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【地震特辑】毒钚一片,人类全灭?

菊 发表于2011-03-18 13:25:46

随着使用铀钚混合燃料的福岛3号反应堆出现险情的消息传来,“5克的钚足以毒死所有人类”的说法迅速流传,“剧毒钚”让公众更为恐慌。钚的毒性真的像流言所描述的那么可怕吗?

流言: 据BBC报道,前英国政府辐射事务顾问巴斯比博士表示,日本核电站的问题极为严重,尤其令人担心的是福岛核电站三号反应堆。他称,该反应堆现在遇到了麻烦,因为它使用的是一种不同的燃料:它不是铀,而是一种铀钚混合燃料,而钚是极为危险的,因此一旦这种物质泄漏出来,将使海啸灾难雪上加霜。钚是世界上毒性第二大的物质(世界上毒性第一大的物质为钋)。一片药片大小的钚,足以毒死2亿人,5克的钚足以毒死所有人类。钚的毒性比砒霜大4.86亿倍,一旦泄露进入太平洋全人类都玩完!

真相: 当地时间14日凌晨03:11的BBC新闻[1],报道了前英国政府辐射事务顾问巴斯比博士(Dr Christopher Busby)对福岛核电站3号机组的担忧。这条新闻的背景是日本内阁官房长官枝野幸男13日警告说,福岛第一核电站3号机组反应堆面临遭遇外部氢气爆炸风险。但是关于钚的毒性问题,却不似流言所描述的那么可怕。“一片药片大小的钚足以毒死2亿人,5克的钚足以毒死所有人类”的说法更是没有任何的科学依据。

铀钚混合燃料,是啥?

巴斯比博士提到的这种铀钚混合燃料,也就是MOX燃料,全称为混合氧化物燃料。传统的反应堆是以铀235为燃料,通过用中子轰击铀235原子核,发生裂变反应的同时会产生大量的热。但事实上,自然界铀储量的99.3%都是无法用于核电站发电的铀 238,铀235仅为0.7%,难以满足世界日益增长的核能需求。MOX燃料就是一种为了通过核反应来利用铀238而设计的特种核燃料。

MOX燃料是由7%的钚239氧化物和93%的铀238氧化物混合制成的。设计的巧妙之处在于,将核废料里的钚以及自然储备更多的铀238给利用了起来。当铀238吸收一个中子之后,会经过一些核反应转变为钚239,而钚239也能发生核裂变反应,能够用于核电站发电。使用了MOX燃料的核电站,在发电的过程中一部分铀238会发生这个反应,就可以在消耗钚239的同时,使部分铀238转化为钚239。在最后剩下的核燃料里面,还会有一定量的钚239,可以提取出来,重新制作成核燃料。如果控制合理,这种燃料对铀238的利用率将非常高。[1]另一个优点就是为传统的铀燃料反应堆中铀238转化成的钚239找到了新出路,也算是帮助解决了核废料处理的一个难题。

阿钋、阿钚,傻傻分不清楚

对钚毒性的误解由来已久,关于它是剧毒的物质、“一丁点就能致人死亡”的说法在西方世界也同样流传广泛。推测,钚可能是受到了剧毒的钋的牵连。两者的衰变类型相同,化学符号接近(Po、Pu),连中文写法、读音都那么那么的相近,也难怪不明真相的群众们把他们的各类性质掰到一起去。

如果非要来说明钚的化学毒性,人们相对熟悉的砒霜、氰化物的毒性都比钚要大得多。单次过量摄入钚而引发的死亡案例,至今都未出现。[2,3,4]

对于钚危害的担忧,更多的是来自于钚的电离辐射能力。钚衰变时会产生α射线。α射线的穿透能力非常弱,在空气中前进几厘米就将能量耗尽。对于环境中的钚并不用太担心。一旦钚进入到人体内,形成的内照射会对人体有一定的影响。α射线会造成细胞的损伤、染色体的损伤,理论上可能导致癌症发病率的上升。但是这种影响并不会比其它能放出α射线的放射性物质危害更大。相比之下,钚的半衰期很长,使得单位时间里的辐射量相对要小,危害也就更小。在自然界广泛存在的氡的放射危害就要比钚大的多。

事实上,在上世纪四十年代,美国就有26名工作人员因核武器研究,受到了钚的污染。但是在他们身上并没有出现严重的健康影响,更没有人因此而死亡。到上世纪九十年代,一批志愿者甚至接受了注射或是吸入钚的实验,也没有发现有任何明显的伤害。这与之前大家对钚毒性的过高估计大大不同。

而英国女王伊莉莎白二世访问哈维尔核子实验室时,就曾受邀触摸了一块以塑料包裹的钚环,以亲自体会其温暖的触感。附赠八卦一则,钚舔起来?还真的像金属??

基于钚本身的化学毒性并不那么大,电离辐射能力也不比其它放射性元素要来的特殊,加上铀钚混合燃料里钚也只有7%,3号反应堆如果发生爆炸泄露,并不会比其它使用铀燃料的反应堆要来的更危险。

福岛三号反应堆的情况

至于使用了铀钚混合燃料的三号反应堆,不论如何,我们都还是希望它能够安全。而目前它的情况还暂时处于稳定中,大家来了解一下吧。

14日上午11时01分(当地时间),3号反应堆机组发生氢气爆炸,反应堆所在建筑遭到损坏,但反应堆屏蔽壳未遭损坏,屏蔽壳内部压力稳定,没有造成核燃料的泄露。并且,爆炸后监测到的核辐射水平没有明显变化。

15日一整天福岛核电站3号机组没有出现异常。

16日上午8:34,3号反应堆机组涌出白烟约45分钟。监测到的核辐射水平出现了升高,但随后又回落了。目前,整体看来没有安全危害。

17日,3号反应堆机组又发生了涌出白烟的现象,随后使用直升机从空中对其进行浇水降温。

结论:谣言破解。 钚的毒性并没有谣言描述的那么可怕,“5克的钚足以毒死所有人类”纯属扯淡。使用铀钚混合燃料的反应堆如果发生爆炸泄露,并不会比使用铀燃料的传统反应堆要来的更危险。

参考资料:

[1] WNA_Mixed Oxide Fuel (MOX)

[2] WNA_Plutonium

[3] IAEA_NUCLEAR POWER andRADIATION RISK: MYTHS and SCIENTIFIC REALITIES

[4] wiki_Plutonium

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【地震特辑】福岛“50死士”

谣言粉碎机 发表于2011-03-21 10:25:55

留守在福岛核电站继续执行任务的工作人员的英勇行为和无私精神受到大家的敬佩,他们的安危也是大家普遍关心的问题。“福岛50死士中已有5人死亡”、“70%的人员可能会在2周内死亡”的消息经媒体报道,更是让人为他们担忧。但也有不少网友表示质疑。

流言: 据英国《每日电讯报》报道,“福岛50死士”中已有5人殉职、22人受伤、2人失踪。1人因突然不能呼吸、无法站立而送院;另1人因靠近一台受损反应堆受辐射污染;2人下落不明;11人因3号反应堆氢气爆炸而受伤。

福岛核电站内800多工作人员大部分撤离,只剩下最后的50位死士。他们用自己的身体,筑起保护福岛核电站的最后一道屏障。核防护专家指出,这50人因长时间在强辐射条件下工作,其中70%的人员可能会在2周内死亡。

真相: 留守在福岛核电站继续执行任务的工作人员的英勇行为和无私精神受到大家的敬佩,他们的安危也是大家普遍关心的问题。“福岛50死士中已有5人死亡”、“70%的人员可能会在2周内死亡”的消息经媒体报道,更是让人为他们担忧。但也有不少网友表示质疑。

这些消息全都不实

检索此前发布的信息可以发现,“福岛50死士中已有5人死亡”的消息是误解。16日,《每日电讯报》的文章[1]提到,东京电力公司的5名员工死亡。而《纽约时报》的文章[2]则明确说没有关于这50个人的消息,只有此前得知的“大地震后福岛核电站有5名员工死亡,22人受伤,2人失踪,1人入院”。看起来,“福岛50死士中已有5人死亡”确实很可能是对“福岛核电站5名员工死亡”消息的误读。这条消息同样大量出现在各种英文媒体上,并被国内媒体转引。

值得一提的是,谣言粉碎机调查员发现即使是“福岛核电站5名员工死亡”的消息,很可能都是误传。我们反复核对了这段时间日文媒体的相关报道,发现日本方面没有发布过任何与“福岛核电站有5名员工死亡”有关的直接消息。我们能检索到的与此事稍有关联的内容只是“东京电力”在12日称,其合作公司员工因地震死亡的人数为5人。[3]不过,他们都不是东京电力的员工,更没有一个是福岛第一核电站的员工。在日文搜索引擎中,虽然可以发现“福岛核电站事故导致5人死亡”的消息,但这些消息大都出现在引述英文媒体报道的论坛、博客当中。我们认为,这很可能是对东京电力12日消息的误读。

那么,“70%的人员可能会在2周内死亡”又是怎么回事呢?据新浪科技的调查[4],消息来源是名为“articlebase”的美国网站。该网站美国当地时间3月16日刊发的一篇标题为《福岛核电站仍有50人驻守,7人可能在2周内死亡》文章[5]中,提到“美国核防护专家称,留守的员工中有70%可能在2周内去世。”首先,这篇文章标题和正文存在明显矛盾.标题提到“7人将在两周内死亡”,而正文却说“留守的员工中,有70%可能在2周内去世”。其次,articlebase网站是一个免费信息发布平台,任何人都可以在上面发布文章。没有证据证明这条消息的可靠性。

留守人员究竟有多危险

“留守工作人员中的70%可能会在2周内死亡”的说法不可靠,但是留守人员受到比一般人大得多的辐射,他们的安全问题确实值得我们关注。依据东京电力公司公布的情况,这些留守人员到底面临怎样的危害呢?

要回答这个问题,让我们先来看看切尔诺贝利事故中,接受辐射剂量最大的死士们的情况(切尔诺贝利事故导致了放射性物质完全的暴露,而福岛目前只是部分泄漏)。在《切尔诺贝利事件附录2:健康影响》中,对切尔诺贝利事件134名抢修“死士”进行了如下统计:

“Out of the 134 severely exposed workers and firemen, 28 of the most heavily exposed died as a result of acute radiation syndrome (ARS) within three months of the accident. Of these, 20 were from the group of 21 that had received over 6.5 Gy, seven (out of 22) had received between 4.2 and 6.4 Gy, and one (out of 50) from the group that had received 2.2-4.1 Gy.1 A further 19 died in 1987-2004 from different causes.”[6]

这里的Gy单位和Sv的换算根据每种粒子有不同,取最低值1Gy=1Sv,那么这134名“切尔诺贝利死士”中,有21人接受了超过6.5Gy(也就是超过6500mSv)的辐射,死亡20人;22人所受辐射在4200-6400mSv之间,死亡7人;50人在2200-4100mSv之间,死亡1人;余下的41人低于2200mSv,无人死亡。在这批人当中,有28人是在3个月内死于急性放射症的。

那么,福岛“50死士”的情况又如何呢?在放射性物质尚未完全暴露的核电站里面,不是所有区域都有严重辐射的。工作人员计算过辐射量来分配工作,并在高辐射区进行轮换,以保证每个人的累积辐射量不会太大。据日本厚生劳动省介绍,每一名留守的工作人员都要受到100~250mSv的辐射,大约是美国核电站规定工作人员所受到最大辐射的5倍。

即使取其最大值250mSv,其辐射量也远小于切尔诺贝利中殉职人员所接受的辐射量。这个数字甚至低于距离切尔诺贝利15千米范围内的居民接受到的辐射(因为政府没有及时疏散,生活在此范围内的24000人在两天内平均接受了450mSv的辐射。在WHO发表于2006年,也就是切尔诺贝利事故发生20年后的报告中,这24000人的死亡率并无显著上升,但甲状腺疾病率上升。[6]

基于这些数据比较可知,福岛留守人员短期不会有生命危险。我们尊重50个英雄视死如归的决心,他们显然已经将生死置之度外。我们尊敬他们,也更希望他们有生的可能。

结论:谣言粉碎。 关于福岛留守人员已死亡的消息是理解有误;而“两周内将死亡”的说法更是来源不可靠、没有科学依据的。通过合理调派、严格监控接受的辐射剂量,留守人员的生命暂时不会受到威胁,但他们还是会面临长期的健康风险。

P.S. 日本方面已将留守人员允许接受的最大辐射量上调至500mSv,是国际通用的紧急情况下最大辐射量的上限。[7]在500mSv以下,目前认为不会有导致急性放射症,但可能会提高未来的长期健康风险。

特别鸣谢 Denovo 我受不了那个知音体的50死士文了

参考资料:

[1] Japan nuclear plant: Just 48 hours to avoid 'another Chernobyl'

[2] Last Defense at Troubled Reactors: 50 Japanese Workers

[3] ��の�力会社社� 死亡5人に�える

[4] 日本核电站留守人员2周内死亡消息或为误传

[5] Fukushima nuclear power plant 50 slain stick or seven adults died within two weeks

[6] Nuclear Radiation and Health Effects

[7] Japan's Fukushima 50: Heroes Who Volunteered to Stay Behind at Japan's Crippled Nuclear Plants

【地震特辑】日本地震原是核试验?

空错 发表于2011-03-21 14:22:10

日本Mw9.0大地震后,网上开始流传“这是日本人进行海底核试验”的猜测。核弹引起的地震和天然地震在地震学表现上有很多的不同,通过对地震波的监测可以判断地震是否与核试验有关。

日本Mw9.0大地震后,网上开始流传“这是日本人进行海底核试验”的猜测,这个令人吃惊的消息像地震波一样迅速传播,并且越传越显得有“理”。有的说日本福岛海域前几年发生了很多次5.5~6级的地震,和原子弹试验产生的震级相当;有的说3月11日的大地震是氢弹试验造成的。

令人遗憾的是“理由”中,没有一个提到核试验监测的核心问题:地震波。

1996年,《全面禁止核试验条约》(CTBT)最终达成一致,规定每个缔约国承诺不进行核试验爆炸或任何其他核爆炸。这就意味着,想进行核爆炸的国家会采取更隐秘的方式,比如在地下进行核爆炸。而监测地下核爆炸最重要的手段就是地震波监测。因为只要是核爆炸,就会产生地震波;只要爆炸达到一定当量,其地震波就会被全球的地震台网记录到。地震学家就能研究、判断这个地震是人工地震还是天然地震。自从全球数字化地震台网和台阵技术――这些永不休息的“顺风耳”发展以后,一般认为只要核试验引发的震级超过mb3.5的,就可以被台网监测到。

那么,地震学是如何监测核试验的呢?

好比我们可以通过一个人的外貌、声音、行为举止来辨识一个人,地震学家可以通过地震波震相、P波初动、震源深度等多种方法判断一个地震是天然的还是人工的。下面举例介绍些传统的方法。

 

 

 
震相

地震、爆炸,波组不同

震相指地震图上不同类型、传播路径不同的地震波组。震相判断是简单而直接的方法,是地震学的基本功,地震学家研究每一个地震时,首先会根据震相进行初步判断。天然地震的常见震相有纵波(P)、横波(S)和面波,大多数天然地震的P波振幅<S波振幅<面波振幅(图1)。人工爆炸的P波振幅大于S波,因为激发的地震波频率高衰减快,低频的面波振幅也小。此外,对于核爆炸,在震中距大于1000km时,通常会检测到视速度约3.5km/s的Lg波(图2)。和振幅比法相似的是震级比较法,例如借助面波震级Ms和体波震级mb的比值来判断地震类型,这种方法普遍而直接。

图1 天然地震的常见震相有纵波(P)、横波(S)和面波(图为瑞利波R),它们的速度不同。地震波传播有点像运动员赛跑,一开始所有运动员差距不大,这时还不容易区分谁是“冠军博尔特”,不久之后,跑得快的就会冲到前排,且距离越拉越大,这下就容易区分了。地震学家在分析震相的时候,不喜欢一个一个分析地震波,他们喜欢把很多地震台的数据,按照震中距排列起来,让地震波“跑起来”以区分震相。图为美国地震台阵(USArray)接收到的日本Mw9.0地震波序列,可以看出P波振幅<S波振幅<面波振幅。其中R1表示面波第一次经过地震台,R2表示反方向的面波经过地震台,R3表示R1面波绕地球一圈后经过地震台。由图可见,这是一个能量巨大的天然地震。(图片来源于IRIS)

图2 北京时间2006年10月9日9点35分,朝鲜在其境内(41.294°N,129.093°E)进行当量小于1000吨的地下核试验,产生了约4级的地震。即使这些地震波到达北京时,振幅已经小到只有几十纳米,但利用地震台网技术,仍可以检测出核试验产生的~7.5km/s的P波和~3.5km/s的Lg波。

图3 图中红色波形是中国在90年代进行的地下核爆炸产生的地震波,其记录特征是“大头小尾”,P波强于S波,Lg波发育。蓝色的是6.3级天然地震产生的地震波,它的特征是“小头大尾”。利用记录到的地震波的特点,基本可以区分地下核爆炸和天然地震。(图片来源于:陈�等.2007.《自然灾害》)

 

 

 
P波初动

压缩、膨胀,方向不同

初动指的是地震波到达地震仪时,所测质点的最初的振动方向,初动分为向外的压缩(compression)和向内的膨胀(extension)两种。地下核爆炸和天然地震的本质区别在于它们的震源特性不同。大多数天然地震是地下岩石破裂、滑动所引起的,破裂面很大,持续时间较长,表现在地震波上,是不同方位的地震台接收到的P波初动不一致,有的是压缩,有的是膨胀(图4)。而地下核爆炸的震源过程要简单和短得多,球对称压缩(各个方向都向外压缩),使所有地震台接收到的地震波初动都是压缩的。利用地震波初动信息,就可以反过来求出震源机制解,推测出地震是正断层、逆断层、滑移断层还是人工爆炸引起的。

图4 地震学通常利用“沙滩球”来表示地震的震源机制。图上的“沙滩球”表示有的地震台的初动是压缩,有的是膨胀,其震源是一条逆冲断层,断层面的走向约为195度,倾角约为14度,和俯冲的板块性质相一致。

 

 

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