汪世禎
世界各地都發(fā)生過(guò)地震,其中大多數(shù)地震的級(jí)別都不高,并不為人所感知。但是,偶爾也會(huì)有特大地震發(fā)生,其震級(jí)之高,就連通常的震級(jí)標(biāo)度都不夠用了。比如2004年12月發(fā)生在印度洋的特大地震,引發(fā)了海嘯,奪去了20萬(wàn)人的生命??茖W(xué)家甚至認(rèn)為,這次地震改變了地球慣常的平穩(wěn)運(yùn)動(dòng),在太空就能看到地球顛簸搖晃的情況。
地質(zhì)物理學(xué)家理查德·格羅斯正在使用計(jì)算機(jī)模型來(lái)計(jì)算地震對(duì)地球造成的影響。他與同事們所設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)模型假設(shè),當(dāng)一個(gè)地殼板塊向另一個(gè)地殼板塊下方擠壓時(shí),地球會(huì)將其一部分質(zhì)量向地心轉(zhuǎn)移,而當(dāng)更多的質(zhì)量聚向地心時(shí),地球的旋轉(zhuǎn)就會(huì)加快。就像一位翩翩起舞的花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員,當(dāng)她突然收攏雙臂時(shí),她的旋轉(zhuǎn)速度就會(huì)突然加快,以致她的身影都有些模糊不清了。
格羅斯利用這一計(jì)算機(jī)模型算出的結(jié)果是,由于質(zhì)量向地心轉(zhuǎn)移,令地球的旋轉(zhuǎn)速度加快——每天縮短260多萬(wàn)分之一秒。
事實(shí)上,格羅斯的這個(gè)研究成果已被地球自身的歷史所證實(shí)。自從地球上有人類以來(lái),地球的一天就是24小時(shí)。不過(guò),人類的出現(xiàn)與地球的歷史長(zhǎng)河相比,只不過(guò)是一朵小小的浪花而已。而在40多億年前,剛生成不久的地球,一天很短,還不足10小時(shí);4千萬(wàn)年以前,一年有400天,一天為22小時(shí)。
為什么會(huì)有這樣的變化呢?地震、颶風(fēng)、冰河時(shí)代都是引起這些變化的原因,甚至厄爾尼諾現(xiàn)象也會(huì)對(duì)此產(chǎn)生影響。但是,最重要的影響是來(lái)自地震與潮汐的摩擦,這兩者使地球的自轉(zhuǎn)速度逐漸變慢——地球上的一天,每隔100萬(wàn)年要加長(zhǎng)20秒鐘。
格羅斯還計(jì)算出地球的一個(gè)特有的擺動(dòng)。眾所周知,地球在沿一個(gè)軸線自轉(zhuǎn),人們稱它為“自轉(zhuǎn)軸”。不過(guò),地球的質(zhì)量是相對(duì)于地球的另一條軸線而平衡的,這被稱為“輪廓軸線”。這兩條軸線的位置并不重合,但相差甚微,換算成直線距離的話,在北極點(diǎn)只相差9.9米。由于這種差距,地球旋轉(zhuǎn)時(shí)便有些搖擺,如同平衡欠佳的汽車輪胎。按照格羅斯用計(jì)算機(jī)模型算出的結(jié)果,2004年12月印度洋的大地震,使地球的輪廓軸線偏移了大約2.5厘米,換句話說(shuō),它使地球的擺幅增大了2.5厘米。
不論每次發(fā)生的地震有多大的破壞性,地震都在地球生命的演化過(guò)程中扮演著重要角色。地球板塊的擠壓運(yùn)動(dòng)是碳元素再循環(huán)的關(guān)鍵因素,因此使得地球上出現(xiàn)了生命。
事實(shí)上,在太陽(yáng)系中,目前唯一能支持生命的星體就是地球,而它也是唯一具有地殼板塊運(yùn)動(dòng)的星體。與此相反的例子是火星,它既沒(méi)有板塊運(yùn)動(dòng),也沒(méi)有地震,是一個(gè)萬(wàn)籟俱寂的星球。
地球生物圈長(zhǎng)期地、碩果累累地存在和繁衍,正需要一個(gè)動(dòng)態(tài)的、有時(shí)甚至是災(zāi)難性的行星。由此看來(lái),地震有時(shí)也并不是件壞事。