「折断竹筷」就像发生地震? 断裂声符合三大定律

▲▼清大物理教授洪在明研究团队发现折断一只竹筷义大利面发出的声音,竟符合地震定律。(图/清大提供,下同)

记者萧玗欣/台北报导

「没想到我们每天吃便当用的简便竹筷竟然与复杂的地震一样,符合地震三大定律」,清大物理系教授洪在明近来发现一项有趣的研究,折断一支竹筷子或是一把义大利面所发出的声音,竟完全符合地震三大定律:古腾堡-芮克特定律 、大森定律和巴特定律,有可能成为预测地震的新线索

地震发生的时机和地震释出的能量大小至今仍难以预测,原因是除了板块推挤的状况外,科学家实在无法同时掌握包括地层结构在内的众多复杂因素。不过,借由分析主震余震震度与发生频率,科学家已经归纳出地震学最主要的三条经验定律。

而洪在明和他的研究团队发现,折断一支竹筷子或是一把义大利面所发出的声音,竟然符合这三条定律,或许能作为往后地震研究的一项参考。该发现也在1月刊登于知名学术期刊《物理评论通讯 Physical Review Letters》。

洪在明表示,就目前所知无感地震经常发生,而大地震较为少见。古腾堡-芮克特定律是说明地震规模与其发生频率成反向关系,符合统计学中的幂次法则,折竹筷所发出的声音同样也满足这么特别却简单的关系。大森定律则描述距离主震发生的时间愈长,余震发生的频率愈低,折断的竹筷也有同样的现象。最后,巴特定律指出主震与最大余震的震级比,大致和主震震级无关,在折断竹筷的声音表现上也有这个特性

尽管有这三项经验定律,但人类仍无法准确预测余震发生的地点、时间与强度,因为有太多变数影响到预测的准确率,科学家寄望借由理解这三个定律背后的机制,或许可以帮助改善在预测上遇到的困境

然而,复杂的地震竟然以简单不过的折竹筷动作就能模拟,是过往未曾有过的发现。为了尝试其他材质是否也能达到同样的效果,洪在明的研究团队找来一把义大利面折断,发现所发出的声音也符合三项定律。

洪在明表示,以横断面来看,一把义大利面的构造,与竹筷子的维管束构造颇为相似,因此在实验中获得相同的结果或许不是那么令人讶异,但是重要的是义大利面证明了这个发现,并不仅限于竹筷,条状层状(例如地层)的结构都有机会适用,有可能成为探索地震奥秘的新线索。