科学家提出，太阳耀斑与地震之间存在一种令人惊讶的联系。当太阳活动扰动电离层时，可能会产生穿透地壳脆弱断裂带的电场。如果断层已处于临界应力状态，这种额外的静电压力可能有助于触发地震。这一观点并未断言存在直接因果关系，但为思考空间天气与地震事件如何相互作用提供了新视角。
这项研究并非旨在预测地震。相反，它概述了一种可能的物理机制，展示了电离层电荷水平的变化——由太阳耀斑等强烈的太阳活动触发——如何与地壳中已经脆弱的区域相互作用，并影响断裂的发展。
电离层如何影响断层带
在该模型中，地壳的破裂区域被认为含有极高温度和压力的水，可能处于超临界状态。在电学上，这些破碎带的作用类似于电容器。它们既与地表耦合，又与低电离层耦合，形成了一个连接地面和高空大气的巨大静电系统。
当太阳活动激增时，电离层中的电子密度会显著上升。这可能会在低电离层产生一个带负电的层。通过电容耦合，该电荷可能会在破碎岩石内部的微小空隙中产生强烈的电场。由此产生的静电压力可能接近潮汐应力或重力应力的水平，而已知这些应力会影响断层的稳定性。
根据该团队的计算，与重大太阳耀斑相关的电离层扰动——涉及总电子含量增加数十个TEC单位——可能会在这些地壳空隙中产生数兆帕的静电压力。
大地震前观测到的电离层异常
在强烈地震发生前，经常能探测到异常的电离层行为。观测结果包括电子密度的激增、电离层高度的下降，以及中尺度电离层行扰传播速度的变慢。传统上，科学家将这些变化解释为地壳内部应力积聚造成的效应。
这一新框架提供了一个额外的视角。它提出了一种双向相互作用，即地球内部的过程可以影响电离层，而电离层扰动也可能将反馈力传回地壳。该模型将空间天气与地震活动联系起来，但并未声称太阳活动直接导致地震。
太阳活动与2024年能登半岛地震
研究人员指出，日本近期发生的大地震，包括2024年能登半岛地震，均发生在强烈太阳耀斑活动期后不久。他们强调，这种时间上的先后并不能证明因果关系。然而，这与电离层扰动可能在断层已接近失稳时起到促成因素作用的观点相吻合。
重新思考地震：超越内部作用力的视角
通过借鉴等离子体物理学、大气科学和地球物理学，这一方法拓展了地震仅由地球内部驱动力驱动的传统观点。研究结果表明，在地下测量的同时追踪电离层状况，可以增进对地震如何发生以及如何评估地震风险的理解。
未来的工作将结合高分辨率的基于GNSS的电离层层析成像与详细的空间天气数据。其目标是确定电离层扰动何时以及如何对地壳产生实质性的静电效应。