昨天早上7:02，或许尚在睡梦中的四川内江市威远县市民经历了一次4.2级地震。万幸的是地震震级较小，没有造成人员伤亡和财产损失。不过，这不禁让人联想到十年前的汶川8.0级地震。其实汶川地震还不是中国有记录的最高地震，目前中国有记录的最高等级的地震是1950年的墨脱地震，震级高达8.6级，但是由于地震主要发生在喜马拉雅偏远地区，因此获得的关注比较小。
在世界范围内，有记录的最大地震是1960年发生在智利的地震，震级是9.5级。10级的地震在人类历史上还从未遇到过。但是严肃的说，我们有没有可能遭遇10级或者以上的地震呢？在回答这个问题之前，我们先讲一下地震的等级是如何测量的。
1960年的智利大地震几乎影响到了整个太平洋沿岸地区
地震规模大小的测量一般都是用里氏震级来表示的, 里氏震级是由观测点处地震仪所记录到的地震波最大振幅的常用对数计算而得到的。里氏震级的计算公式如下所示：
log10E = 4.8 + 1.5M
其中的E代表地震释放的能量，M代表地震的等级。从这个公式可以计算出，震级每相差1，所释放的能量则相差约32（101.5）倍，震级相差2，能量相差则会达到1000倍。
根据里氏震级的计算公式，我们可以算出一级地震释放的能量是
E = 104.8+1.5×1 ≈2×106焦耳
大概相当于半度电所包含的能量。值得注意的是零级地震也是存在的，而且零级地震释放的能量约为6.3×104焦耳。有了上面的这个公式，我们可以很容易计算出10级地震所释放的能量大概是6.3×1019焦耳。这个能量相当于整个世界2008年的用电量总和。一般地震释放的能量都要和原子弹释放的能量进行比较，来显示地震能量巨大。我们在这里也进行一下比较。1945年美国投放在日本广岛的“小男孩”原子弹释放的能量大概是5.3×1013焦耳， 根据以上计算，10级地震大概就相当于100万颗“小男孩”原子弹释放的能量，这个能量要是分散在世界各地，足以毁灭人类文明数十次。
“小男孩”原子弹
事实上，9级以上的地震就足以让地球“颤抖”，轻微地改变地球的自转时间。例如历史上的两次9级地震都使得地球的自转改变了百万分之一秒左右。10级地震如果真的发生，改变的将不仅仅是地球的自转时间，整个人类社会估计都要受到巨大的影响。
从地质构造的条件来说，10级地震还是有可能发生的。10级地震属于特大地震，只有可能由地壳的岩层断裂而引起。以1960的智利大地震为例，那次地震等级是9.5级，是由长约1000公里的地壳岩层断裂引起的，假设岩层释放的能量和长度成正比，那么按照这个估计，要引发10级的特大地震，估计得需要5000-6000公里左右的岩层断裂，如此大的岩层断裂需要长度相当的断层线。世界上最长的断层线在桑达大型逆冲区，位于东南亚西部海岸，长度约5500KM，如果整个断层线全部同时断裂，则有可能引发一起10级的特大地震。当然后果也将是灾难性的。
桑达大型逆冲区示意图——图中红线
因此如果从地球自身的构造考虑，10级地震是可能发生的，但是概率是非常小的，而且这也将是地球上地震的上限，如果发生了更大等级的地震，估计只可能是由毁灭性的陨石撞击或者大规模的核战争引起的了，无论是哪种情况，整个人类文明都难逃一劫。
陨石撞击地球——艺术家假想图
事实上，等级约19级的地震释放的能量就足以让地球偏离现有的公转轨道，甚至是“逃离”太阳系了，甚至“震碎”地球都有可能。因为地球和太阳的引力结合能大概是1033焦耳，这和一个19级的地震释放的能量差不多。
根据质能公式E = mc2，我们可以估计出地球释放能量的上限。地球的质量大约是5.9×1024kg，如果地球的质量全部转化为能量，可以释放约5.3×1041焦耳能量，转化为地震等级就是24.6级。当然，这个等级的地震人类在地球上是永远也无法遇到的。不过宇宙中还是有可能发生这个等级的地震的，例如一个超重的中子星上的地震规模就有可能达到这个等级。
中子星示意图
根据地震等级的公式，我们还可以得到负数的地震。例如，-1级的地震释放的能量约为2000焦耳，差不多就是一个成年人从一层楼跳下来引发的震动；-2级的地震能量大概是60焦耳，一个小孩从床上跳下来引起的震动；-3级，释放2焦耳，你的手机从桌子上掉下去引发的震动。。。
可以看出来，和超过10级以上的地震等级一样，负数的地震等级实际存在的意义也很小，因此地震等级的公式一般的使用范围是从0级到10级。更大的震动只能是由非地质构造引发的震动，发生的将是全球性的灾难，那个时候用地震等级来衡量意义也不是很大。更小的震动用里氏地震公式来描述就好比用“吨”来描述一个人的体重，反而造成了不便，因此地震等级的公式是有一定的适用范围的。
编辑：椒盐猫卷饭
发表于 2018-7-26 00:21
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