[论文解读] On the relationship between cosmic rays, solar activity and powerful earthquakes

Mikhail Kovalyov, Selena Kovalyov|arXiv (Cornell University)|Mar 23, 2014

Earthquake Detection and Analysis被引用 5

一句话总结

本文提出，宇宙射线强度（CRI）而非太阳活动（以黑子数衡量），与强烈地震的相关性更强。研究提供了CRI极小值与重大地震事件之间存在时间延迟的观测证据，表明宇宙射线可能影响地震发生，挑战了传统观点中仅太阳活动调制宇宙射线的观念。

ABSTRACT

In this paper we analyze the correlation of cosmic rays intensity to increases in seismic activity. We also show that high-magnitude earthquakes appear in group. As a prequel, we discuss in \\S1 naive visualization of the solar-cosmic ray interplay.

研究动机与目标

• 调查宇宙射线强度（CRI）是否比太阳活动（SSN）与强烈地震的相关性更强。
• 检查CRI极小值与高震级地震事件发生之间的时间关系。
• 挑战传统范式，即太阳活动唯一调制宇宙射线，提出双向影响的可能。
• 分析历史地震序列及其与CRI和SSN周期的对齐情况，以识别重复模式。

提出的方法

• 使用莫斯科和克利马克斯中子监测站（1953–2014年）的日均宇宙射线强度（CRI）数据，追踪长期调制效应。
• 将CRI趋势与NOAA和SILSO提供的月度太阳黑子数（SSN）进行比较，评估太阳调制效应。
• 将1905–2014年期间震级≥7.8和≥8.2的地震事件时间点与CRI和SSN周期进行比对，以检测相关性。
• 分析CRI极小值与地震事件之间的时间延迟，注意到与太阳风传播时间一致的数月延迟。
• 识别对趾地震对及其与CRI极小值的对齐情况，以检验空间与时间模式。
• 评估CRI周期性与地震重复间隔的一致性，尤其关注2010–2014年期间。

实验结果

研究问题

• RQ1 宇宙射线强度（CRI）与强烈地震发生之间是否存在统计显著的相关性？
• RQ2 CRI极小值是否一贯先于或与高震级地震事件同时发生，若存在，其时间延迟是多少？
• RQ3 CRI与地震的相关性与太阳黑子数（SSN）与地震的相关性相比如何？
• RQ4 所观测到的地震群集现象能否仅由CRI调制而非太阳活动来解释？
• RQ5 是否存在证据表明宇宙射线可能影响太阳活动，从而暗示反馈机制而非单向调制？

主要发现

• 宇宙射线强度（CRI）与强烈地震（M ≥ 7.8 和 M ≥ 8.2）之间的时间相关性强于太阳黑子数（SSN）。
• CRI极小值一贯先于或与主要地震群集同时发生，时间延迟约数月，与太阳风传播时间一致。
• 在2010–2014年期间，所有震级≥8.2的地震均发生在CRI极小值附近或紧随其后，事件间平均间隔为373天。
• 1905–1908年和2010–2014年期间的地震群集表现出约200天的重复周期，与短期CRI振荡对齐。
• 对趾地震对（如智利–日本、印度尼西亚–鄂霍次克海）多发生在CRI极小值附近，提示可能存在全球触发机制。
• CRI曲线表现出与地震重复周期匹配的周期性，而SSN曲线的相关性则较弱且不明显。