北京时间3月28日中午,缅甸中部发生里氏7.7级地震,震源深度10公里,我国云南、广西等地震感强烈。通过视频能看出这次地震破坏十分显著,预计将有数百万人受灾。本次地震是今年以来全球发生的第17次6级及以上地震,是今年以来的最大地震,也是全球近十年来发生在大陆上的最强地震。
缅甸7.7级地震位置和烈度
(图源:中国地质大学、中国地震局)
3月28日在缅甸曼德勒省拍摄的地震后受损的曼德勒皇宫围墙
(图源:新华社)
这场地震发生的时候恰好是农历月末,接近新月(3月29日朔),也就是地球、月球、太阳三者排成一直线。有巧不巧的是,3月29日晚间还将发生日偏食天象——这回确实是“三点一线”了。(2025年天象预览请戳→)那么地震和日地月位置是否有着必然的关联呢?
日食示意图
(图源:starwalk官网 |©Vito Technology, Inc.)
首先,我们都知道月球是引发地球潮汐的首要原因。每每到了新月和满月前后,就会出现所谓“天文大潮”。例如举世闻名的钱塘江大潮就发生在中秋期间(通常是农历八月十七或十八)(古诗词里的钱塘江潮请戳→)。从天文学的角度说,这是引潮力在发挥作用。引潮力又叫潮汐引力,是万有引力的一个分量,简单说就是地球某一点上的实际引力与整个地球平均引力的差值。月球和太阳以及其他天体都会给地球施加引潮力。但是引潮力的大小与天体距离的立方成反比。于是,即便太阳的质量是月球的2700万倍,但由于太阳比月球远400倍,因此月球对地球的引潮力反而比太阳对地球的引潮力大2.3倍。
月球引潮力对地球的影响
( 图源:NASA)
月球既然能引起海水的涨落,那么是否会引起地面的起伏呢?答案是肯定的。月球和太阳的引力使地球岩石圈产生周期性形变,被称为“固体潮”。在地壳中产生的附加应力约为几百帕至几千帕(Pa),造成岩石圈形变幅度约为几十厘米。不过,地壳构造应力的典型值为百万帕(MPa)量级,也就是说,引潮力产生的应力仅为地壳构造应力的 0.1%-1%,这个差异通常不足以直接引发地震。那么当日、地、月刚好“三点一线”,当月球的引潮力再叠加上太阳的引潮力,是否会增加对地壳的应力呢?会增加,但仅仅在地壳构造本身应力上再加百分之零点几。
日地月位置关系对潮汐的影响
(图源:NASA)
关于满月和新月是否更易产生地震的研究是长期存在的,争论也是长期存在。有研究统计了40多万次大大小小的地震,并未发现地震发生时刻与月相存在明显关联。2016年东京大学的研究团队对过去20年里强度在里氏5.5级以上的地震进行统计,重建了每个地震时间点的潮汐应力的大小或振幅,发现从统计上看不到地震与月相之间的直接关系,但发现震级越大,似乎发生在接近满月或新月的地震数量越多。研究区间里12次最大的地震中有9次是发生在日、地、月“三点一线”的前后,且震级都在8.2级以上。其中比较知名的如2004年苏门答腊9.3级地震(农历十一月十五)、2010年智利8.8级地震(农历正月十四)等都在满月前后。而今次缅甸大地震发生在新月前一天。
然而,反例也不少。例如2008年汶川8.0级地震发生在农历四月初八,2011年日本9.0级地震发生在农历三月初七,1976年唐山7.8级地震发生在农历七月初八。这些大地震对应的月相都是上弦前后,也就是月球与太阳相距90度,按理说月球和太阳的合力是最小的时候。
所以,当前的科学共识是,月球和太阳引潮力对地壳会产生固体潮,但是不足以独立地产生地震。导致地震的决定性因素是地球的板块构造、地壳运动、火山活动等。地球是太阳系最活跃的星球之一,地球上板块与板块之间相互挤压碰撞,能量不断积蓄,一旦板块边沿及板块内部产生错动和破裂,就会产生较大规模地震。如果正当断层已处于临界破裂状态时,恰好遇上了满月或新月期间,小小的引潮力成为“最后一根稻草”,从而诱发地震。
2025年重点天象
(图源:上海天文馆)
参考资料:
[1] https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/us7000pn9s/executive
[2] Agnew, D. C. (2007) Earth Tides. Treatise on Geophysics, 3, 163-195.
[3] 李丽,陈颙,张国民. 台湾及邻区 Mb≥4.0 地震受月相调制的时空统计研究[J]. 中国地震,2001,17(2):210-220.
[4] 丁中一,贾晋康,王仁. 潮汐应力对地震的触发作用[J]. 地震学报,1983,5(2):172-184.
[5] There's Now Even More Evidence That The Moon Triggers Our Most Powerful Earthquakes (https://www.sciencealert.com/there-s-now-even-more-evidence-that-the-moon-triggers-our-most-powerful-earthquakes).
作者:施韡(上海天文馆展教中心 副研究馆员)
编辑:格蕾丝
审核:水仙
图源:已在文中标注