什么是霜震,它是如何发生的?

听听它们在极地涡旋爆发和其他极端事件时的“轰鸣”。

鸟瞰图森林与灰尘的雪和开裂的土地。"class=

亨特·多兰/盖蒂图片社

霜冻地震(或者“冰冻地震”,如果你想要更专业的话)是典型地发生在地球北方或寒冷的温带地区的地震事件。但不要被它的名字所迷惑——尽管它们的轰鸣声就像地震并能使土壤、建筑地基和道路开裂,它们是由天气而不是构造板块的运动驱动的。当饱和水的土壤迅速冻结,然后膨胀,导致地下土壤和岩石破裂时,就会发生这种现象。

这两种地震的另一个显著区别是,霜震通常是小震级的地震,可能根本无法在地震仪上记录下来。霜震也是高度局域性的,在某些情况下,距离震源不超过几百码。它们通常发生在午夜和黎明之间,这是夜晚最冷的部分,所以难怪有些人不熟悉它们。然而,如果你曾经在冬天的夜晚被一个拳头撞在墙上的声音吵醒,或者是猎枪的射击声,你可能目睹了一场霜震,但却不知道。

霜冻地震发生的时间和方式

就像地质学家无法预测地震撼动地面的确切位置和时间一样,气象学家也无法预测霜冻地震。然而,体验这些难以捉摸的事件之一的最佳时间可能是当你期待下雨,融化的雪,或冬天的混合,将饱和的地面;寒潮,如极地涡旋爆发,或阿尔伯塔快船(众所周知,它能在极短的时间内降低华氏数十度)10个小时);地面上的积雪非常少(令人惊讶的是,一层雪可以使地面免受气温急剧下降的影响)。

当土壤被最近的暴雨或暴风雪浸透时,霜震就开始形成。通常在降水结束后不到48小时,气温就会从接近零度骤降到零度以下,造成土壤温度要也迅速下降。当土壤温度降至冰点附近时,被困在土壤孔隙中的水滴会冻结。由于水在结冰时膨胀,压力的累积对周围的土壤和基岩造成了压力,而基岩本身已经冻结,无法再进一步伸展。由于这种压力无处可逃,地面发生了裂缝,释放出一波地震能量。

当类似的连锁事件发生在冰体内而不是浸水的土壤中,“冰震”就诞生了。

温度计测量冻土的温度。"class=

marccphoto / Getty Images

芬兰奥卢市奥卢大学最近的一项研究表明冻结土层与霜冻地震的严重程度有关;温度的迅速下降会产生热应力,而超过冰冻层强度的热应力会导致霜冻地震。未来的研究可能包括研究土壤类型对霜震形成的影响。如果某些类型的土壤被发现更有利于这些地震,它可以使预测人员更接近能够预测它们的外观。

位置和例子

霜冻地震可以发生在任何地方,只要合适的天气条件一致。当然,包括阿拉斯加、加拿大、美国东北部和东欧在内的一些地方,比其他地方更容易发生地震。研究表明,只要上面详述的条件存在,霜冻地震可能会由于气候变化而变得更加普遍。

在2019年北美寒潮期间,夜间气温下降零下20华氏度霜冻地震在中西部很常见据报道在几个主要城市,包括伊利诺斯州的芝加哥和宾夕法尼亚州的匹兹堡。

2016年,芬兰塔夫里甘加斯镇经历了一场非常严重的霜冻地震,近9英里外的一个观测站发现了这场地震。地震造成了轻微的破坏,包括道路破裂。同样的裂缝穿过马路,来到附近的一户人家,把地下室和一堵内墙都裂开了。的业主声称感觉就像“一辆卡车撞到了房子的墙上”。

观点的文章来源
  1. 缅因州地质调查:缅因州的冰冻地震."缅因州农业,保护和林业部门, 2005年。

  2. 梁,Andrew C.W, et al. "用社交媒体识别加拿大中部和美国邻近地区的霜震."地质技术与环境, 2017, pp. 201-222, doi:10.1007/978-3-319-51629-5_9

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  4. 巴塔利亚,史蒂文·M和大卫·昌农"加拿大东南部霜震事件和变化的冬季气团频率."北伊利诺伊大学地理系, 2016年。

  5. mike vanderboegh Jerald。”预测下一个大霜冻地震."Eos, vol. 101, 2020, doi:10.1029/2020eo151183