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《华夏地理》杂志于2001年2月创刊,是国内第一本高品位、深度展现多元文化的旅游地理类杂志。《华夏地理》杂志于2001年2月创刊,是国内第一本高品位、深度展现多元文化的旅游地理类杂志。作为国内唯一美国《国家地理》杂志授权的高档地理期刊,与全球国际版本使用统一版式,同步刊出。 2007年7月,《华夏地理》与美国《国家地理》正式版权合作,延续美国《国家地理》128年来探索世界、关爱地球的理念,以震撼的摄影图片和独到的深入报道,为中国的社会中间阶层每月带来反映世界变迁的精彩内容。

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“磁铁悬物”预测地震不靠谱  

2010-04-21 14:49:00|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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这两三年,汶川、海地、玉树地震一次次牵动了公众脆弱的安全神经,关于地震的种种讨论也因而变得很热门。一方面,大家突然发现,从事地震研究的科学家居然不仅不能准确预报地震,甚至连不准确地预报地震都做不到。另一方面,网络上除了各路大仙依据各种理论预测“马上要发生大地震”之外,也流传着种种预报地震的偏方。然而它们并不怎么靠谱,最近有一个颇为“先进”的地震预测方法,是这样讲的:

“据国际组织预报,今年将进入地球地震年,所以,在这里给朋友们推荐一种地震预报的方法——把一块磁铁用绳子挂在高处,下面正对地板砖或一个铁盆,磁铁上粘一块大铁块。地震前地球磁场发生剧烈变化,磁铁会失去磁性。铁块掉下来,落在地上或盆上,发出响声。此法在房屋没有晃动前就会提前预警。提前时间10分钟至几十秒。如果掉下来了,必发生大震。”

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这段话看起来很像懂行的人的建议,尤其是有的版本前面还套用了一句 “中新网414电”的玉树新闻,看起来就显得更靠谱了。咱们姑且不论到底是什么“国际组织”做好事不留名,只问一句,磁铁在地震之前真的会因为失去磁性而预报地震吗?

也许“磁铁预测地震”的发明者出发点是好的,但科学的规律只能是她本来的样子,磁铁悬针法靠谱吗?答案是完全靠不住。

首先,让我们了解一下磁铁为什么会有磁性。磁铁内部含有很多金属离子(比如铁离子),这些离子内部独特的电子结构使得它们带有磁性,通俗地讲,这些离子可以看成一个个强度不变的“小磁铁”。在不同的温度下,“小磁铁”的分布方向不同,磁铁表现出来的磁性也不同。当磁铁的温度较低时,“小磁铁”之间的相互作用克服了热振动的扰动,基本上沿着同一个方向,对外则表现为很大的磁性。

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低温下,小磁铁在相互作用下指向同一方向

当磁铁的温度较高时,磁铁内部的原子振动很厉害,这些“小磁铁”就会杂乱无章地指向各个方向,如下面左图所示。值得一提的是,高温和低温的界限被称为居里温度,是由居里夫人的丈夫皮埃尔?居里在研究磁石的物理性质时发现的。常见磁铁的居里温度都在数百摄氏度以上,除非发生大火,否则磁铁周围的大气温度肯定达不到那么高。因而,磁铁绝对不会在地震中因为这个原因被消磁。

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高温下小磁铁杂乱的分布示意图

那么,在地震发生前后,地层内快速的地质变化会不会导致地磁场发生异常,进而引起磁铁的变化呢?磁性材料的磁化由外磁场强度和磁化的历史共同决定。对于磁铁之类的永久磁化的磁体(永磁体),要改变它们的磁化状态,外加的磁场一般需要一个特斯拉或者更高的磁场才行[1],相当于地磁场的数千倍乃至数万倍。如果施加的外磁场比这个值小很多,磁铁的磁化状态不会有任何的改变。

在地震发生的前后,由于地层内快速的地质变化而导致地磁场产生一定程度的异常的变化是可以理解的,也是可以观测到的。观测到的地磁场异常的位置和地震震中的位置有的时候有一定的联系[23] 。但是,这种地磁场异常的量级都在0.000,000,001特斯拉的量级上[2-4],比地球磁场(0.00005特斯拉)小很多,因此,即便地球磁场因为地震有变化,用小磁铁这么粗糙的工具也测量不出来,就像拿皮尺去量原子半径。作为比较,一百米之外的普通输电线产生的磁场一般在0.000,001特斯拉的量级,是地震有可能产生磁场变化的一千倍。而且,电吹风、电风扇的磁力强度都要大于0.000,000,001特斯拉这个数量级,因此可以想见,如果这个方法有效,那么你开一开电风扇就会预报出地震了。

[1]. 《凝聚态磁性物理》,姜受亭、李卫 编著,科学出版社。

 

[2]. Masashi Hayakawa et. al., Sensors 7, 1108 (2007).
[3]. 韩鹏,黄清华,修济刚,“地磁日变与地震活动关系的主成分分析”,《地球物理学报》第52卷第6期(2009)。
[4]. A. C. Fraser-Smith et. al., Geophysical Research Letters 17, 1465 (1990).

 

 

转载自科学松鼠会http://songshuhui.net/archives/36759.html,文章有删改

 

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