|||
撕毁卫星、形成月震、主导地震:潮汐的力量有多大?
杨学祥,杨冬红
(吉林大学)
洛希(Roche)极限:
洛希(Roche)极限是指有流体内核的卫星可以环绕主星转动,而不被潮汐力拉碎的最近距离。实心体可在Roche极限里存在,只要引潮力不超过固体的结构强度承受范围。
洛希极限是一个距离。当天体和第二个天体的距离为洛希极限时,天体自身的重力和第二个天体造成的潮汐力相等。如果它们的距离少于洛希极限,天体就会倾向碎散,继而成为第二个天体的环。它以首个计算这个极限的人爱德华·洛希命名。
月震:
把潮汐力看作是弱力是一种错觉,事实上,它是伴随两星体之间的距离而变化。在月球上,由于地球质量是月球质量的80倍,所以月球上的引潮力比地球上的引潮力大得多。科学家们通过长期的研究认为,太阳和地球的起潮力是引发月震的主要原因,此外,太阳系内的小天体(如陨石、彗星碎块)撞击月球时,也可以诱发较大的月震。
地震:
地震(earthquake)又称地动、地振动,是地壳快速释放能量过程中造成振动,期间会产生地震波的一种自然现象。全球每年发生地震约五百五十万次,每天1.5万次,潮汐形变引发的地震是绝大部分,对于众多板块构成的地表而言,潮汐形变周期地改变地球的形状和扁率,是板块间摩擦、断裂、压缩、扩张的重要原因,这些应力和应变的长期积累对构造地震有重大影响。
地球固体潮的振幅为20厘米,可以使弹性地球发生潮汐形变,也可以使板块分布的地球在深大断裂处产生扩张和挤压的交替运动。
每天1.5万次的小震是潮汐形变的直接结果,无需能量的长期积累。它的作用就是使已有的断裂加深加长,为更大的地震积累应力。目前非洲红海的断裂就是大陆分裂最初的雏形,红海的发展前景就是扩张成现在的太平洋。扩展过程见图1。
当潮汐形变导致地球扁率变大,赤道和低纬度圈扩张,大洋中脊张裂形成新的海洋地壳;当潮汐形变导致地球扁率变小,赤道和低纬度圈收缩,大洋中脊闭合,大洋地壳插入大陆地壳之下,形成俯冲带,大洋地壳消减沉没。这一张一缩的变化过程形成海底扩张的潮汐模式(见图1)。
潮汐的能量每年1019焦耳,地震火山能量每年1017-18焦耳,不存在能量不足的情况。因此,我们必须改变潮汐与地震无关的偏见,从潮汐变化规律,历届地震的发展变化,把潮汐变化看作是地震活动的可靠前兆。