本書以巖石圈重力均衡理論為基礎(chǔ),以日本“ 3.11” 大地震地殼隆起事實(shí)為依據(jù),以板塊俯沖帶發(fā)生的物質(zhì)轉(zhuǎn)移為突破口,闡述了環(huán)太平洋地震帶、歐亞地震帶、大洋中脊地震帶地震的成因。地殼表層大質(zhì)量物體的轉(zhuǎn)移破壞了巖石圈重力均衡條件,從而形成了水庫地震、礦山采空區(qū)地震、火山地震。巖石圈深部大質(zhì)量物體的轉(zhuǎn)移同樣破壞了巖石圈重力均衡條件。貝尼奧夫帶由冷的、硬的、脆性地殼物質(zhì)組成。上地幔蓋層物質(zhì)發(fā)生局部熔融導(dǎo)致軟流圈抬升而產(chǎn)生正斷層地震;在兩個(gè)板塊“迭加部位”熱的、軟的、塑性上地幔蓋層物質(zhì)貼合在一起形成新的上地幔蓋層后產(chǎn)生逆斷層地震并且表現(xiàn)為地殼隆起、抬升。
本書率先提出:東太平洋板塊向東漂移、俯沖,造就了安第斯山脈、落基山山脈;印度洋板塊向北漂移、俯沖,在南部喜馬拉雅島弧、北部祁連山島弧雙向作用下,貝尼奧夫帶發(fā)生的地震活動(dòng)造就了青藏高原。建立在巖石圈重力與浮力均衡作用基礎(chǔ)上的地震學(xué)觀點(diǎn),是板塊構(gòu)造學(xué)說、海底擴(kuò)張學(xué)說、地球膨脹學(xué)說有機(jī)結(jié)合的紐帶和橋梁。
自1975年以來,中國(guó)已經(jīng)成功預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)了三十多次地震。利用地震活動(dòng)性、地形變、地應(yīng)力、地下水位、自然電位等五個(gè)地球物理預(yù)測(cè)參數(shù)進(jìn)行地震臨震預(yù)警、預(yù)報(bào)工作,對(duì)于防震減災(zāi)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
本書供對(duì)地震感興趣的廣大人員和從事地震預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)科研人員參考。
地球的“吐新納故”
中央電視臺(tái)新聞?lì)l道許多節(jié)目的開始都播放了地球影像。地球,人類可愛的家園!人們已經(jīng)可以上太空遨游,但人們對(duì)于地球內(nèi)部情況的了解實(shí)在太少了。
2008年5月12日 ,四川省汶川發(fā)生了8.0級(jí)大地震,死亡69 226人、失蹤17 923人。四川省汶川地震之后,我們撰寫了《自然電場(chǎng)法預(yù)測(cè)地震》,該書于2008年10月份由中南大學(xué)出版社出版、發(fā)行。
2010年4月14日 ,青海省玉樹地區(qū)又發(fā)生了7.1級(jí)地震。青海省玉樹地震后,我們撰寫了《地震預(yù)測(cè)與預(yù)警》,該書于2010年12月份由中南大學(xué)出版社出版、發(fā)行。
根據(jù)2011年日本“ 3.11” 大地震的最新資料,我們?cè)俅巫珜懥恕兜卣鸬某梢蚺c解釋》。我們以客觀存在的地震、地質(zhì)資料為基礎(chǔ),對(duì)于地震成因的認(rèn)識(shí)逐步深化。該書即將由中南大學(xué)出版社出版、發(fā)行。
我們依據(jù)日本“ 3.11” 大地震地殼抬升的事實(shí),根據(jù)地殼、上地幔蓋層、軟流圈的密度、溫度、壓力等物理化學(xué)性質(zhì)的差異,結(jié)合大洋中脊、貝尼奧夫帶頻發(fā)地震的狀況,深入探討了地震的成因,可認(rèn)為是地質(zhì)學(xué)科科學(xué)研究領(lǐng)域中的一大進(jìn)步。
太平洋西部大洋板塊俯沖帶(深海溝)附近的島弧、太平洋東部大洋板塊俯沖帶附近的陡峻地形以及青藏高原的隆起,用地球“吐新納故”行為可以得到圓滿解釋。在地球演化歷史中,地球表面積和體積絕對(duì)是增加的。
這或許是發(fā)生在地球演化歷史過程中的物料平衡吧!
在地球的軟流圈與巖石圈之間時(shí)刻進(jìn)行著的重力與浮力自動(dòng)平衡行為,可謂巖石圈的“吐新納故”。
在各個(gè)大洋中脊處,熾熱的熔融巖漿在軟流圈的巨大膨脹力的作用下噴發(fā)或噴溢到地殼表面,即“吐新”,形成了太平洋中脊。由于軟流圈繼續(xù)上涌,大洋中脊處物體的浮力小于重力,因而通常發(fā)生正斷層地震。
在太平洋大洋板塊俯沖到大陸或者大洋板塊的接觸帶,軟流圈接納大洋板塊冰涼的地殼,即“納故”。在太平洋大洋板塊俯沖帶發(fā)生的“納故”過程中形成了貝尼奧夫地震帶。在大洋板塊的俯沖帶進(jìn)行“納故”過程中,板塊物質(zhì)的走向由三部分組成。
1. 在太平洋大洋地殼與大陸或者大洋地殼的接觸部位,一部分低溫礦物發(fā)生熔融形成了巖漿房。當(dāng)巖漿房中的壓力足夠大時(shí),熾熱的巖漿以火山噴發(fā)或噴溢進(jìn)入地殼表面,形成了一系列島弧。
2. 太平洋大洋板塊中具有塑性的上地幔蓋層物質(zhì),與大陸或者大洋上地幔蓋層物質(zhì)結(jié)合在一起形成新大陸或者大洋地幔,該新大陸或者大洋地幔厚度增大導(dǎo)致巖石圈下部浮力增加,使得局部地殼向上隆起;當(dāng)新上地幔物體的浮力大于巖石圈破裂強(qiáng)度時(shí),發(fā)生逆斷層地震,局部大陸或者大洋巖石圈整體被抬升。
3. 貝尼奧夫帶的中段或下段局部發(fā)生斷裂,產(chǎn)生了中源或深源地震;最后貝尼奧夫帶的剩余部分物質(zhì)才真正完全熔融后進(jìn)入軟流圈,參與軟流圈物質(zhì)的再循環(huán),即“吐新”。
軟流圈中的物質(zhì)在大西洋中脊和印度洋中脊處“吐新”,形成了大西洋中脊和印度洋中脊。大西洋和印度洋大洋中脊的擴(kuò)張,使得非洲大陸抬升,特別是南部非洲抬升得更高。由大陸裂谷發(fā)展起來的大西洋中脊,雖然在大西洋周邊沒有相應(yīng)的深海溝進(jìn)行“納故”,但它的擴(kuò)張力已經(jīng)使得非洲板塊被“壓縮”而向上、下延伸展開。
環(huán)南極洲周圍的各個(gè)大洋中脊“吐新”,各個(gè)大洋中脊的擴(kuò)張力使得南極洲大陸抬升。
軟流圈中的物質(zhì)在大西洋中脊處“吐新”,不但使得北美洲漂移到北太平洋中脊上方(或者說北太平洋中脊俯沖到北美洲大陸之下),而且使得歐亞板塊也有所抬升,形成了東歐平原、西伯利亞平原及中國(guó)的東北平原、長(zhǎng)江中下游平原等等。
軟流圈中的物質(zhì)在印度洋中脊處“吐新”,在古印度洋板塊的俯沖帶進(jìn)行“納故”。
特提斯海洋雖然已經(jīng)消亡,但是在印度尼西亞島弧地區(qū)還存在深海溝,在歐亞大陸板塊許多地方還存在中源地震,說明了古印度洋板塊已經(jīng)深深插入到歐亞大陸板塊之下。
古印度洋板塊的俯沖帶形成島弧的時(shí)代雖然已經(jīng)過去,但在板塊物質(zhì)的走向方面仍然由兩部分組成,貝尼奧夫帶的中段局部發(fā)生斷裂,產(chǎn)生了中源地震;貝尼奧夫帶的下段已經(jīng)完全斷裂,在軟流圈浮力的作用下漂浮到巖石圈的底部,增加了該部分巖石圈的浮力,青藏高原等地塊在逆沖地震過程中不斷被向上抬升,例如,形成了青藏高原和伊朗高原;另外部分殘余物質(zhì)完全熔融后進(jìn)入軟流圈,參加軟流圈中物質(zhì)的循環(huán)對(duì)流。
假設(shè)各大洋中脊擴(kuò)張速度為 10 cm /a 計(jì)算,經(jīng)過 104 a ,板塊漂移才達(dá)到 1 km ,相對(duì)于地球的平均半徑6 356 km 、地球赤道周長(zhǎng)40 008 km 而言,該變化可以說微不足道,因此,在人類發(fā)展的歷史長(zhǎng)河中,在板塊構(gòu)造學(xué)說中假定地球表面積和體積不變是可以的。
我們?nèi)匀灰愿鞔笱笾屑箶U(kuò)張速度為 10 cm /a 計(jì)算,若經(jīng)過 1億a 的時(shí)間,則板塊漂移距離將達(dá)到10 000 km 。如果該情況發(fā)生在赤道地帶,那么,似乎在 1億a 以前,地球赤道周長(zhǎng)僅僅為30 000 km ,由此計(jì)算得到的地球平均半徑不到4 000 km 。但事實(shí)上該情況不可能發(fā)生,因?yàn)楫?dāng)太平洋板塊俯沖至歐亞大陸板塊之下時(shí),在貝尼奧夫帶時(shí)刻進(jìn)行著“納故”。由火山噴發(fā)形成島弧,由特大地震使得地殼抬升;印度洋板塊至少向北漂移了5 000 km ,由于板塊俯沖帶處的貝尼奧夫帶時(shí)刻進(jìn)行著“納故”,首先形成了喜馬拉雅島弧,最終形成了青藏高原。
由于地球中放射性物質(zhì)衰變釋放出大量的熱能,形成了地球特有的巖石圈圈層結(jié)構(gòu)。
地球形成以后,地幔中局部放射性物質(zhì)富集,形成了“地幔柱”; 無震海嶺的形成同樣屬于地球的“吐新納故”。在軟流圈和巖石圈的界面,局部放射性物質(zhì)衰變釋放出大量的熱能,使得軟流圈上涌,形成了大洋中脊。
巖石圈和軟流圈界面處接觸帶局部物質(zhì)、溫度、壓力的改變都可以導(dǎo)致軟流圈的形態(tài)發(fā)生變化。當(dāng)大洋板塊俯沖到大陸板塊之下后,貝尼奧夫帶傾斜插入到軟流圈中,在該情況下,使得軟流圈中的壓力增大;位于軟流圈上方的上地幔蓋層中如果溫度升高導(dǎo)致物質(zhì)熔融,也使得軟流圈中的壓力增大;如果軟流圈中物質(zhì)的壓力太高,就會(huì)在地球表面的“熱點(diǎn)”、“熱線”處發(fā)生火山噴發(fā)或火山噴溢。
島弧地區(qū)的火山噴發(fā)或火山噴溢,地幔柱處的火山噴發(fā)以及熾熱的巖漿從大洋中脊的中央裂谷處噴溢出來,都是發(fā)生在地球的地殼表面的熱交換行為。盡管地球表面此時(shí)這里發(fā)生地震,彼時(shí)那里發(fā)生火山噴發(fā),但就地球整體而言,現(xiàn)代的地球基本上已經(jīng)處于熱平衡狀態(tài)。
基于地球重力均衡理論提出的新地震觀點(diǎn)是板塊構(gòu)造學(xué)說、海底擴(kuò)張學(xué)說、地球膨脹學(xué)說有機(jī)結(jié)合的紐帶和橋梁。
地震與地球同呼吸、共命運(yùn),地震與地球同壽。雖然每一次特大地震都使人類蒙受了巨大災(zāi)難,但是,地震是地球“新陳代謝”具有生命力的象征。沒有地震,就沒有地球,也就沒有人類。
人們通過深入研究地震孕震機(jī)理,采用有效的預(yù)測(cè)、預(yù)警地震方法,可以最大限度地減小地震給人類造成的巨大損失。
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