考虑到我们对地震物理机制的了解,地震震级的理论上限是什么样子的呢?是什么物理现象决定了这些上界?
假设我们谈论的是“现代”地球,即地球完全形成后的过去40亿年。同时假设只有自然现象涉及-没有核武器或深的孩子或者类似的事情。
如果有影响的话,我想知道两种情况下的答案是什么:
- 没有撞击事件——地震是由纯粹的陆地现象产生的
- 只要地球在撞击后看起来“大致相同”(无论定义如何对你有意义),就会涉及任意大的撞击事件
对于前一种情况,我们有一个微不足道的25级矩的上限,因为25级地震释放的能量大致等于地球的总质能1-但我相信你们知道比这更严格的界限。:)
(参考问题有可能发生里氏10级地震吗?-但大多数答案都是从统计的角度,而不是物理的角度。)
笔记
1我们知道,一个系统的总质能含量由
$$E = \√{(mc^2)^2 + (pc)^2}$$
由于地球的运动(平动和旋转)是非相对论性的,我们可以忽略动量项,简单地写成$E = m_\text{Earth}c^2$.使用$m_\text{Earth} = 6 \乘以10^{24}\ \mathrm{kg}$,这给了我们$E = 5 \乘10^{41}\ \ mathm {J}$.将此转换为力矩大小使用
$ $ M = \压裂{2}{3}\ log_{10} \离开(\压裂{E} {1 \ \ mathrm {N} \ cdot \ mathrm {M}} \右)- 2.9 $ $
我们得到了$\盒装{M \约25}$.