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。

1. 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。

/gkimage/76/td/em/76tdem.png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)

/gkimage/vv/gq/9y/vvgq9y.png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。

/gkimage/7v/iy/9d/7viy9d.png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:陈颙等.2007.《自然灾害》)

2. 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。

/gkimage/o2/n8/xv/o2n8xv.png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。

3. 震源深度

超过10KM无需考虑

地震波的快速定位已经不是难题,美国地质调查局测定这次日本大地震的震源深度为地下32km,中国地震台网测定的震源深度为20km,这就意味着, 如果是核爆炸,就要将核装置埋在地下几十千米处,那是不可能的。要知道,在大陆上最深的钻井也不过12km,何况是在海底?《全面禁止核试验条约》议定书 在筛选核试验数据时,一般也认为:震源深度大于10km的将不予考虑。

4. 地震能量

几十亿吨TNT

1万吨当量TNT的核爆炸,能量相当于5级地震;100万吨当量TNT的核爆炸,能量相当于6点几级地震。1974年之后进行的地下核试验当量都不 超过15万吨。这次日本大地震震级为Mw9.0,根据能量公式LgE=4.8+1.5Mw,估算地震释放的能量约为2×1018焦耳,相当于几十亿吨当量 的TNT。原子弹的威力通常为几百至几万吨TNT当量,氢弹的威力可大至几千万吨TNT当量。但要制造几十亿吨TNT当量的核弹,目前还是很难的。

《全面禁止核试验条约》议定书列出了用于筛选核试验事件的参数:事件位置、事件深度、面波震级与体波震级的比值,信号频率成分、震相间的谱比、频谱 涨落、P波的初动、震源机制、震相、与其他事件及事件组的对比等。此外,还可以结合次声、水声、放射性核素监测等其他领域的方法,综合判断一个地震是否核 试验引起的。

/gkimage/9e/vb/ya/9evbya.png图5 1945~2009年世界各国进行核试验的时间、类型和次数。(图片来源于CTBTO)

那么,有没有可能是有人制造了一次地下核试验,然后很不巧的,这次核试验引发了一场小规模地震,并进而诱发了超级强震呢?我们前面已经说过,监测爆 炸事件特别是核试验是地震台网的重要职责,只要地下核试验达到一定当量,就能被监测到。但迄今为止,联合国全面禁止核试验条约组织( CTBTO ),包括中国地震台网在内的各大监测机构都未见发布日本地下核试验消息。和水库诱发天然地震一样,核试验可以诱发小地震,但至于利用核试验诱发大地震的可能性,因为研究样本太少,研究也少,地震学界还没有统一的认识。

结论: 通过地震学的方法可以判断一个地震是否是由核试验引起的。迄今为止,联合国全面禁止核试验条约组织(CTBTO),包括中国地震台网在内的各大监测机构都未见发布日本地下核试验消息。“日本Mw9.0大地震是日本人进行海底核试验”的猜测并不成立。

本文已发表于 果壳网 谣言粉碎机日本地震原是核试验?

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36 Responses to “日本地震源是核试验?”

  1. vettle说道:

    小心网站被爱国青年骂“汉奸”。。。。。

  2. chris海鸥说道:

    恩 不错!

  3. SeraphimCYC说道:

    >估算地震释放的能量约为2×1018焦耳

    數字出錯了?

  4. 文赋说道:

    有些人不论你怎么说都不会相信的道理,他们宁愿相信自己的歪理,从而让自己心理安慰。我说松鼠会是不是可以多讲一点心理学的知识啊?比辟谣更有用点,辟谣只是表面揭穿,从心理上击溃才是上策。就是说,上策攻心,下策攻城。

  5. stormxuhao说道:

    虽然我看到所谓的核试验论的时候,知道肯定是假的,但是无奈于自己的专业知识的限制,没办法说清楚为什么是假的。看了这篇文章,豁然开朗,哈哈哈!松鼠会不错,能这样传遍科学知识,让更广大的网民看到科学是亲民的。

  6. 不知信谁说道:

    我觉得也不可能,现实与硬科幻小说的区别就是执行度和可操作性。〔我认为〕

  7. Mem说道:

    总算开门了

  8. 匿名人士322145说道:

    爱国流氓不会信这个
    他们只相信所有可能危及到人们生命的灾害都是美国或日本的阴谋…

  9. bftpy说道:

    真的不错!又让我对事实的真相能了解的更多了!谢谢松鼠会

  10. 二次元说道:

    终于看完这篇了,花了将近四天——。目前看核试验引起地震太不可靠了。要是地震引起了小型的核爆炸呢,当量一万吨的也就是5级地震吧,在大地震里如何区分开呢。日本和西方对于辐射的反应差异很大。很让人怀疑

    • 凉宫春日说道:

      日本213吗在自己家门口玩核爆,他们的远洋捕鲸船随便开到任何地方,去那里玩不行??
      5毛拿好,不送.

  11. huangkong说道:

    是不是因为这个才被黑的啊?

  12. 夜风过耳说道:

    真是爱国愤青干的?突然想起老罗的仇日思想,想起甘地的话∶以眼还眼,世界就瞎了。

  13. 最弱说道:

    无奈!!!

  14. 虫虫说道:

    我是极端仇日的,但是我没傻到用谣言来仇日。相信数据,相信科学。科学数据一样可以杀死日本猪。

  15. 不懂忘记 Memono说道:

    有时候觉得被那些愤青喊喊“汉奸”心里面挺舒服的
    总感觉有一种被疯子喊傻子时候的优越感

  16. 梦梦说道:

    爱国也要公平合理的爱,肆意诋毁真不是君子行为
    科学让我们理智!!

  17. 宇光悠说道:

    1万吨当量TNT的核爆炸,能量相当于5级地震;100万吨当量TNT的核爆炸,能量相当于6点几级地震。1974年之后进行的地下核试验当量都不 超过15万吨。这次日本大地震震级为Mw9.0,根据能量公式LgE=4.8+1.5Mw,估算地震释放的能量约为2×1018焦耳,相当于几十亿吨当量 的TNT。
    这个能否具体解释下呢?

    • E.C说道:

      里氏地震等级的标注方法,每提高0.2级地震能量就会增大一倍~~然后计算就好了

  18. o,my ladygaga说道:

    我觉得吧,也不是大家都信。基本有点常识的都不会认为是核试验。但是背后掩盖的事实是:日本的核能力,这个才是重要的

  19. 有嘲说道:

    东海该断裂带的地震预报,都发了几十年啦。地震演习也几十年了。
    汶川也一样,几十年后不知何时,断裂带还会有大地震。
    此文论证得蛮好的。加油!

  20. Kirby Zhou说道:

    完全可能是小规模的核爆炸诱发了大型地震。
    这样以几十亿吨TNT能量来说明不是核试验就很不给力了。
    前面别的证据也要存疑。

    • 雞蛋頭说道:

      從陰謀論的角度看,我認為日本確實有核武計畫,但是做到什麼程度我不知道。但是以日本的經濟、科技實力,日本根本不需要實際試爆核武。現在用超級電腦模擬就夠了。只有朝鮮這種又窮又爛的國家,因為全世界都看輕他們,才需要用試爆提昇自己的威風。假設日本有核武,其核武計畫必然是用理論模擬爆炸,低調保有核武,在需要的時候再拿出來。

      至於地震,人類連火都不會用的時代,連單細胞生物都沒蹦出來的時代,就已經有很多地震了。地球的存在就會引發地震。日本人也不會白痴到在自己的地震斷層上引爆核子彈。如果真的笨到如此程度,日本乾脆直接宣告亡國滅種算了。

  21. zz说道:

    不需要了解专业知识,有点脑子的人都知道不是核试验。
    试验没必要搞那么大威力的,搞那么大威力也不该在自家门口试爆。

  22. SOS说道:

    挺好,忠于科学,支持。

  23. 生财有道说道:

    如果人还能进入日本核能电站,最快控制核能污染扩散的方法是从其它国家搬运一套完整的核能电站的相关控制设备去连接日本的反应堆,是它能恢复正常!

    • aa12说道:

      OMG……你以为日本核电站的设备都坏了?
      现在这情况就是从美国搬一套全新的设备也没用——没电!
      核反应炉出问题的原因就是因为没电,所以所有的设备都没法用——包括最重要的冷却设备。
      为什么没电?数套备用柴油发电机全被海啸冲毁了。而那些机组设备却没什么问题——感谢那厚厚的混凝土墙吧。

  24. 偷心王子说道:

    如果真是核试验的话,那他就太蠢了,这可是毁灭国家的大事!!!!

  25. itoo说道:

    这个其实稍微有点脑子的人都不会相信... 没有人会在炸药库玩火... 同理 日本政府不可能蠢到在地震多发地带玩核弹

  26. terry说道:

    看到了理性的光辉!

  27. 呵呵说道:

    看一眼就决定注册会员

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