科学家发现地震和宇宙辐射之间令人好奇的关联性

来源：cnBeta 　2023-06-19 10:44:12

在全球地震活动和我们星球表面记录的宇宙辐射强度的变化之间存在着明确的统计相关性，可能有助于预测地震。令人惊讶的是，它表现出一种周期性，无法得到明确的物理解释。

(资料图)

在太空中，你可以看到即将发生的地震。虽然不是像上面的照片拼贴那样，但仍然很清楚--在我们星球表面的观测站所记录的宇宙射线的强度变化中。资料来源：IFJ PAN/NASA/JSC

强震通常会造成许多人的伤亡和巨大的物质损失。如果我们有能力预测这种灾难性事件发生的时间和地点，悲剧的规模就会大大减少。CREDO项目由位于克拉科夫的波兰科学院核物理研究所（IFJ PAN）于2016年发起，试图验证之前已知的假设，即地震有可能通过观察......宇宙辐射的变化而被预测。统计分析表明，这两种现象之间的相关性确实存在，但表现出的特点是任何人都没有想到的。

国际CREDO（宇宙射线极度分布式观测站）项目是一个向所有人开放的虚拟宇宙射线观测站，它不仅收集和处理来自复杂的科学探测器的数据，而且还收集来自大量较小的探测器的数据，其中智能手机中的CMOS传感器正处于领先地位（要把智能手机变成一个宇宙射线探测器，只需安装免费的CREDO探测器应用程序）。CREDO的主要任务之一是监测到达我们星球表面的次级宇宙辐射通量的全球变化。这种辐射在地球的平流层中产生，在所谓的Regener-Pfotzer最大值内最为强烈，在那里，初级宇宙辐射的粒子与我们大气层的气体分子相撞，并引发次级粒子的层叠。

"乍一看，地震和宇宙辐射之间存在联系的想法，在其主要从太阳和深空到达我们的初级形式中，可能看起来很奇怪。然而，它的物理基础是完全合理的，"Piotr Homola博士（IFJ PAN和AstroCeNT CAMK PAN）强调说，他是CREDO的协调人，也是《大气和日地物理学杂志》上描述这一发现的文章的第一作者。

这里的主要观点是观察到我们星球的液态核心中的涡流是产生地球磁场的原因。这个磁场使初级宇宙辐射的带电粒子的路径发生偏转。因此，如果大地震与驱动地球发电机的物质流的扰动有关，这些扰动将改变磁场，这反过来将影响原生宇宙辐射粒子的轨道，其方式取决于我们星球内部扰动的动态。因此，地面探测器应该看到探测到的次级宇宙射线粒子的数量有一些变化。

CREDO的物理学家们分析了来自中子监测数据库项目的两个站点（在过去半个世纪中收集）和皮埃尔-奥格天文台（自2005年以来收集）的宇宙射线强度数据。观察站的选择是由以下事实决定的：它们位于赤道两侧，并使用不同的探测技术。分析包括太阳活动的变化，如太阳影响数据分析中心维护的数据库中所述。关于地球地震活动的关键信息又来自美国地质调查局的项目。

这些分析是用几种统计技术进行的。在每一种情况下，在所研究的时期，次级宇宙辐射强度的变化和所有震级大于或等于4的地震的总和之间出现了明显的相关性。重要的是，这种相关性只有在宇宙射线数据相对于地震数据向前移动15天时才变得明显。这是一个好消息，因为它表明有可能提前探测到即将发生的地震。

不幸的是，从分析中还不清楚是否有可能确定大灾难的位置。宇宙射线强度的变化和地震之间的相关性在特定地点的分析中并不明显。只有在考虑到全球范围内的地震活动时，它们才会出现。这一事实可能意味着，在宇宙射线强度的变化中，人们可以看到我们的地球作为一个整体所受到的现象。

"在科学界，人们认为，当确证数据的统计置信度达到五个西格玛，或标准差时，就可以说是有了发现。对于观察到的相关性，我们获得了超过6个西格玛，这意味着相关性是由机会造成的几率小于十亿分之一。因此，我们有一个非常好的统计基础来声称我们已经发现了一个真正存在的现象。唯一的问题是，它真的是我们所期待的那个吗？"霍莫拉博士想知道。

事实证明，观察到的现象的全球性质和宇宙辐射中明显的地震活动提前15天并不是与该发现有关的唯一耐人寻味的谜题。一个主要的惊喜是相关性的大规模周期性--这是一个没有人想到的现象。分析表明，相关的最大值每10-11年发生一次，这个周期与太阳活动周期相似。然而，它与我们的恒星的最大活动量完全不一致！

此外，在宇宙射线和地震数据中还存在其他性质不明的常见周期性现象。例子包括地震活动的周期性变化和相当于地球恒星日（等于24小时减去~236秒）的次级宇宙辐射强度。那么，会不会是宇宙-地震的相关性是由一些从太阳系外到达我们这里的因素引起的，能够同时产生辐射和地震效应？只有什么传统的物理现象甚至可以定性地解释这些明显的相关性？

对观察到的周期性缺乏经典的解释，这促使我们考虑其他不太常规的现象可能发挥的作用。其中之一可能是地球通过一个由太阳和我们行星系统中其他大质量天体调制的暗物质流。地球凭借其巨大的磁场，是一个极其敏感的粒子探测器，比人类建造的探测器大很多倍。因此，允许它对现有测量设备所看不到的现象做出反应是合理的。

"不管观察到的周期性的来源是什么，在研究的这个阶段，最重要的是我们已经证明了在我们星球表面记录的宇宙辐射和它的地震性之间的联系--如果有什么我们可以肯定的，那就是我们的观察指向了全新的和令人兴奋的研究机会，"Homola博士总结道。

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