演唱会期间,有体育场周边小区居民反映,家中窗户发生了强烈抖动并发出金属碰撞声,灯具还有桌面上水瓶内的水都无法保持静止,不停的晃动,室内人能感受到明显震动感。在11月19日演唱会的现场,五月天主唱阿信也呼吁现场歌迷朋友,在演唱期间“以挥手代替跳跃”,因为“在我们的周边,有我们亲爱的左邻右舍,真的感受到了地震!”。
黄色括号内为演唱会期间的地震波形记录(图片来源:@Jackie Caplan-Auerbach )
那么,在五月天演唱会期间,让周边居民楼摇晃的到底是天然地震,还是房屋本身质量的原因……
原因很简单,这可能是由于我们生活中的一个“老朋友”:共振现象。
在演出时,歌迷根据某些歌曲的节拍一块跳跃、跺脚引起地面震动,当地面震动频率和建筑的自振频率接近时,引发了共振现象。
美国塔科马大桥与涡旋发生共振
我们都知道,任何物体都有一个固有频率,它与物体的材料、密度、外形等物理因素有关。在物体受到外力作用时,如果外力的频率与物体的固有振动频率相同或者接近,它们的振动幅度就会叠加,产生增幅作用,这就是共振现象。
一般来说,高层建筑的自振周期要比低矮建筑的自振周期大,加之上海处于沿海地带,浅层地质构造主要为砂岩、砾岩和松散沉积物,这种地基相对松软也会放大外部振动,所以才容易形成这种高楼共振的现象。
玻璃杯与声波共振,导致玻璃杯破碎
不止演唱会,机械施工可能也会引起一场轻微“地震”呢。
2016年,淄博市罗村镇某小区居民曾反应夜间几栋宿舍楼出现持续的晃动,家中桌面上的水杯不停地波动,严重影响居民夜间的休息,当地政府请了建设、煤矿系统专家以及震动测试人员对建筑物进行了技术鉴定和震动测试,甚至采取了限电排查的方法,均未找到震动源头。
山东省地震局也派出了专家工作组进行监测排查,数天之后终于找到了造成居民楼晃动的“罪魁祸首”,是罗村镇一家矿粉厂为了躲避环保部门监测,选择在夜间进行机械施工,而该镇属于老矿区,施工时产生的震动在采空区产生了共振,或者采空区对机械震动产生了放大作用,从而造成居民楼剧烈的震动。
在2022年世界杯期间克罗地亚队迎战巴西队期间,就曾发现克罗地亚首都萨格勒布和主要城市里耶卡的地震监测仪器都记录了微弱的“地震”信号,而这些非典型“地震”能量活动发生的时间恰好与克罗地亚队打进关键进球扳平比分、门将第一次扑出点球,以及在巴西射失点球赢得比赛的时刻一致。
克罗地亚萨格勒布大学地球物理系在社交媒体发布的截图(部分)
其实,这也不是世界杯历史上第一次因为球迷兴奋的庆祝活动而引发“地震”。早在2018年俄罗斯世界杯的法国队与克罗地亚队决赛期间,法国城市斯特拉斯堡和克罗地亚首都萨格勒布的地震台站也记录到了这种微小的地震波形。
克罗地亚与法国两地地震报告对比
由此可见,我们的地震仪不仅能记录地震,还常被用于追踪各种能导致地面震动的事件,它不仅可以记录小到1级以下的微震,而且还可以给出完整的地震波形。
近年来,科学家不断引入先进技术来提高地震仪的观测水平,采用电子反馈技术、数字化技术等形成了“宽频带、大动态、高精度”的数字化地震仪,已经成为目前地震学家研究地震波、地球内部结构和地震本身最有力的工具。正是有了这些先进的数字化地震仪以及密集的地震观测网络,所以任何“风吹草动”都是逃不过我们地震观测工作人员法眼的。
数字地震仪
不过话虽如此,演唱会和足球赛引起的微型“地震”可能会产生结构风险,主办方也建议大家减少全体节奏性互动、口号等可能引起结构共振的行为。
但是当我们身临其境的时候,那种内心的激情是难以克制的。恰逢世界杯预选赛亚洲区18强赛6轮刚刚战罢,国足所在的整个C组也“乱成了一锅粥”,出线之路仍在挑战,如果国足能够再进一次世界杯,咱们中国球迷肯定也能产生远远超过之前球赛和演唱会记录的“地震”,留下一幅特别的地震波型记录!
作者:刘金辉
参考资料:
《世界杯上的“超能力”:球迷居然引发地震?!》上海市地震局
《五月天演唱会引发“地震”,超10幢居民楼摇晃》齐鲁晚报
《捉“鬼”记》震知卓见