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神秘的巨響與地震前兆的關聯?

3/22號的一則台視新聞報導了 北京石景山的巨響,推測原始的消息來源是在對岸的新京報。經過台視記者的整理與採訪,在電視新聞中也進行了播送。然而雖然報導訪問了地震學者,卻還是把其中的問題解讀錯誤,這不止苦了受訪的學者,也造成了知識傳遞上的誤解。

台視報導中:

「專家說,這不可能是地震,因為長達12分鐘地鳴勢必是強度至少7級以上地震,金門也會有偵測記錄,但當天並沒有數據顯示,很有可能是一種低頻的能量釋放。」

其實主播在引述上是有些問題的:12分鐘的聲響,未必是地震產生的,所以描述時形容「類似地震時的地鳴」;而在訪問中受訪的學者師大地球科學系副教授陳卉瑄也僅說「如果是地震釋放的能量,持續時間久一定要是規模夠大的地震,台灣的測站也會收到資料。」如果去詢問任何一位地震學家,也不會把能量的來源說成「從地函傳出到地殼產生搖晃」,畢竟地震發生的地區多半都是在地殼與上部地函合稱的「岩石圈」當中,就甭說影片中動畫顯而易見的錯誤。

最後一個問題,就是錯誤的引用了2004年的南亞大地震資料。當時持續8分鐘之久的並非「巨響」,而是斷層錯動的時間,斷層錯動和巨響兩者是差很多的,不知情的人可能還會以為2004年在南亞有地鳴而且長達8分鐘呢!

糾正完新聞誤解的片段,來點專業一點的知識性內容。首先,「聲音」怎麼來的?一點也不神秘,只要振動的頻率是我們耳朵可以聽見的範圍,就會聽到聲音,這是小學就學過的內容,另外由固體的振動造成的聲音也十分常見,舉凡吉他、鋼琴、鼓,甚至我們人類的聲帶都是由固體振動,空氣當作傳播介質來發聲。至於像新聞提及「不知名的神秘巨響」,其實並不是只有在北京發生過。早在2011年,美國地質調查所(USGS)的學者David P. Hill將世界各地這類的例子,經過整理後發表在期刊上,文中討論了種種自然現象會產生的「聲音」,舉凡地震、海嘯、氣體噴發(甲烷或泥火山)、砂丘、隕石,甚至是人為的音爆與軍事活動,進一步讓讀者思考哪一種成因比較貼近事實。以下簡要介紹:

地震

地震會產生地鳴的傳聞由來以久,1857年那不勒斯的地震(規模約6.9)發生時,當時報告也指出聽見巨大的聲響。Davison 在1938年彙整了英格蘭從1880到1916年間中小規模地震伴隨的聲響,在報告中用炮擊、岩石探採的爆破、落石、大浪撞擊海岸,以及遠方傳來的鼓聲等來形容。而著名的1906年舊金山大地震的相關報告中,也有提到地震發生時的轟隆隆聲、以及類似火車駛近的聲響。而1975年,美國地質調查局(USGS)科學家從測站記錄發現,微小的地震也會產生約40~70Hz頻段的聲響,從P波到達後的0.02秒開始出現,到S波到達後的2秒左右。另外火山爆發前的低頻地震、岩石在地表下的微小破裂(有時甚至不是板塊作用下的破裂,例如多發生於火成岩或變質岩的自然解理),也都被發現會產生聲音。

風浪和海嘯

在2004年南亞海嘯時,科學家發現最大波的海嘯來臨前,產生了巨大聲響。同樣的情況亦發生在1986和1933年日本三陸海岸的海嘯發生前。另外,風暴產生的大浪類同於海嘯產生聲音的機制,皆由於海水面的起伏或是振盪引發。

氣體的噴發

地底下或海底,哪來的氣體噴發?在海床和大陸棚間的大陸斜坡中,有時會存在著甲烷水合物,也是前些日子新聞提及的「可燃冰」。可能會因為地震、海嘯、海底山崩引發大量的解離,變成甲烷氣一口氣衝到水面,在衝上來的時候,因為瞬間壓力變小,會產生類似氣爆的聲音。除此之外,火山的噴氣、泥火山的氣體等亦會有氣爆聲。

砂砂作響

在特定情況下,砂丘也會產生各種低頻的聲音,聽來像是吹口哨、唱歌、嗡嗡作響。不過如果背風面陡峭、氣候十分乾燥時,就會可能讓產生的聲響放大、持續時間增長,甚至有時會引發地面的共振、讓你感覺到搖晃。

隕石和流星

就算沒有這篇報告,隕石會產生巨大的聲音可能已經是眾所皆知了。在2月份俄羅斯的隕石撞擊事件,在隕石經過上層大氣時,壓縮空氣產生的衝擊波,會產生巨大聲響。如果是隕石撞擊,目擊者應該不會錯過隕石墜地前的聲響和火光、墜地後的衝擊波、震波和隕石坑。

結語

文中科學家整理提出了許多看法和例證,說明發生異常巨大、持續時間久的聲響,其機制和原理十分多元,目前難有量化的研究分析。因此如果理解北京的神祕巨響,必須要有充分的觀測資料。「地震會發生地鳴」這句話不是總能成立,可算是以偏蓋全–全世界每天地震這麼多起,不見得都有地鳴的現象。並且目前科學家們對地鳴的成因、和地震的伴隨關係的了解仍不充分。

人們對於未知事物的恐懼,導致無法客觀地看待自然事件。前述報導提到12分鐘的巨大聲響,正是一個未知的聲響來源。在新聞報導中最好能盡可能以客觀的角度,正確詮釋科學家的話語。科學有不足的地方是正常的,我們需要對大自然保持敬畏,但是說真的,多花點時間心力研究即可,毋須不必要的擔心。

最重要的,本文感謝師大地科陳卉瑄副教授(影片中的受訪學者)指正和協力(就是讓我吵啦)~~

參考文獻連結(文章中提及的整理資訊):What is That Mysterious Booming Sound?

 

科技大觀園延伸閱讀:

也可以上科技大觀園搜尋「地震」

關於作者

潘昌志

「你地質系的?」不,但我待過地質所,而且還是海研所的碩士。無論在氣象局、小牛頓…都一樣熱愛地科與科普。現在從事試題研發工作,並持續在《地球故事書》、《泛科學》、《國語日報》等專欄分享地科的各種知識,想以科普寫作喚醒人們對地球的愛。