震级为负数?什么鬼!

如果有一天,你用茫然不经意的眼神扫过某地的地震目录,注意,你扫过的是地震目录,而不是某某报纸社会八卦新闻,你的瞌睡虫可能会被一两个奇怪的震级数字赶跑。震级居然会是负数,-1.0级,-2.0级,怎么回事,不是编地震目录手抖了吧?
图片地震计原理示意图
好吧,其实当我一次看到负震级的时候,我的心情和你们一样——拍案惊奇。事实上,这事儿说起来话还不少。
震级为负数的地震,千万别以为是负地震。我们知道地震是地下能量的一种正常释放,能量释放不为负,所以,地震是真实发生的,没有负地震的说法。但是,一个正常存在的地震,为何震级能用负数表示呢?这要怪地震学历史上一个明星人物:里克特(Charles Francis Richter)。大名鼎鼎的里氏震级,就是被他定义并广为人知的。
图片美国地震学家里克特
【里氏震级】是根据离震中一定距离所观测到的地震波幅度和周期,并且考虑从震源到观测点的地震波衰减,经过一定公式,计算出来的震源处地震的大小。
里氏震级M的计算公式为:M=lgA-lgA0,其中A0是距震中100公里处接收到的0级地震的地震波的最大振幅,单位是微米(μm),A 是指我们关注的这个地震在距震中100公里处接收到的地震波的最大震幅,单位也是微米(μm)。
为了使结果不为负数,里克特定义在距离震中100千米处之观测点地震仪记录到的最大水平位移为1微米的地震作为0级地震。
好了,问题来了。里克特的时代,地震监测技术是个啥水平呢?伍德-安德森扭力式地震仪,是那个时代地震仪中的苹果7,最大精度就是监测到0级地震,也就是距离震中100千米处最大水平位移1微米。现在的地震监测能力,早就远远突破了伍德—安德森扭力式地震仪的精度。那么,只要距离震中100千米监测到最大水平位移小于1微米,根据里氏震级的定义计算出来的震级即为负数。
为什么计算结果是负数,吼吼,那是数学老师的事,涉及到对数运算法则,我就不细说了。附上一条与此有关的初中数学试题,你做做看。
题目:
里氏震级M的计算公式为:M=lgA-lgA0,其中A是测震仪记录的地震曲线的最大振幅,是相应的标准地震的振幅,假设在一次地震中,测震仪记录的最大振幅是1000,此时标准地震的振幅A0为0.001,则此次地震的震级为______级。
答案:
根据题意,假设在一次地震中,测震仪记录的最大振幅是1000,此时标准地震的振幅为0.001,则M=lgA-lgA0=lg1000-lg0.001=3-(-3)=6.
上面这个题目,如果你把“假设在一次地震中,测震仪记录的最大振幅是1000”换成0.0001看,结果就是负数。所以,真相大白。震级为负数的地震,也是真实存在的地震,只是由于里氏震级的计算方法导致这个结果。如今的地震监测能力早就突破了那个时代的精度局限,震级为负数就顺理成章了。
但是,为啥说震级为负数的地震你只会在地震目录中偶尔瞄到,而不会在报纸上新闻中看到,那是因为能量释放实在太低,低到你的“仙体”毫无感觉。如果有一天你能感受到一场震级为负数的地震,那么恭喜你,是修炼晋级了吧,成功收获超能力一枚?
有人估算过下面这组数字:
-1级的地震,则相当于一名橄榄球员撞上一棵树,唉,这棵不幸的树感觉一定也很糟糕。
-3级,相当于你的手机从床上掉下去,砸核桃的诺基亚欣慰地笑了;
-5级,相当于你在键盘上按下一个键;
-7级,相当于一片羽毛落到地上;
-15级,相当于一粒灰尘落到桌子上。可能很多人会说,这算什么地震啊,胡说八道!可你有考虑过微生物细菌们的感受吗?
总之,这些数字只具有参考意义。