該文地震數(shù)據(jù)比較多,可供研究地震的參考。
地球、科學(xué)與人類已經(jīng)進(jìn)入到一個(gè)特殊的關(guān)口
之——地質(zhì)關(guān)口(1)
志勰
通過(guò)40年的地震統(tǒng)計(jì)說(shuō)明了地球地震應(yīng)力結(jié)構(gòu),地震應(yīng)力的分層,有數(shù)據(jù)顯示1980年為地震的階段的一個(gè)分界點(diǎn),地震的深度有向下延伸的趨勢(shì),地震次數(shù)在隨著時(shí)間的推移在快速增加,地震進(jìn)入新的活動(dòng)期。補(bǔ)充了一種新的導(dǎo)致板塊運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力,提出了一種地球板塊演化的過(guò)程,地球現(xiàn)有板塊來(lái)自于8.4億年前的一次行星撞擊。板塊的演化過(guò)程對(duì)應(yīng)地球的三個(gè)冰期。(不詳細(xì)介紹了,內(nèi)容比較多比較雜的一篇,也是搞得時(shí)間比較長(zhǎng)的一篇)
0 引言
我們先來(lái)看這樣一組數(shù)據(jù):
時(shí)間區(qū)間 | 1970/01/01-1980/01/01 | 1980/01/01-1990/01/01 | 1990/01/01-2000/01/01 | 2000/01/01-2010/01/01 |
世界五級(jí)以 上地震次數(shù) |
2834 | 8246 | 14153 | 26585 |
(數(shù)據(jù)來(lái)源中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)(CSN))表格中所列出的是四十年來(lái)每十年半世界上發(fā)生的地震次數(shù),考慮到40年前的地震記錄監(jiān)測(cè)的儀器設(shè)備問(wèn)題,因此所采用的地震級(jí)別為五級(jí)以上的地震。
從如上圖表中可以看出地球在相同的時(shí)間段,隨著時(shí)間的推移地震次數(shù)在逐漸遞增。那么我們是否可以跟著這個(gè)宏觀統(tǒng)計(jì)得到結(jié)論,地球的地震災(zāi)害在隨著時(shí)間的推移逐漸增加呢?要得到這個(gè)結(jié)論,我們需要對(duì)地層現(xiàn)階段的應(yīng)力變化趨勢(shì)有確定性的支持結(jié)論,另一方面也需要對(duì)地球未來(lái)的應(yīng)力結(jié)構(gòu)趨勢(shì)是否支持這樣的結(jié)論做一個(gè)可行性的分析。我們知道地質(zhì)應(yīng)力處于平衡狀態(tài),我們是不能采用現(xiàn)有的手段去觀測(cè)和發(fā)現(xiàn)的,就如同牛頓運(yùn)動(dòng)定律所展示的慣性內(nèi)容一樣,作用力大小相等方向相反,只是一種作用力平衡狀態(tài)。我們所能得到的地質(zhì)應(yīng)力事件,只能通過(guò)地質(zhì)應(yīng)力強(qiáng)烈變化的過(guò)程來(lái)得到,而這個(gè)地質(zhì)應(yīng)力強(qiáng)烈變化的過(guò)程就是已經(jīng)發(fā)生的地震,或者正在發(fā)生的地震。來(lái)進(jìn)而判斷現(xiàn)在地層的地質(zhì)應(yīng)力狀態(tài)。因此,我們判斷的狀態(tài)則是到現(xiàn)在為止已經(jīng)發(fā)生的地震事件。
一、地震事件在地球的結(jié)構(gòu)
在地震點(diǎn)和地層的深度上,我們一般將地震劃分為三種,通常將震源深度小于60公里的叫淺源地震,在60-300公里深度的叫中源地震,大于300公里深度的叫深源地震。我們研究地震主要是研究地球的應(yīng)力結(jié)構(gòu),來(lái)從而得到某個(gè)地層區(qū)域其應(yīng)力失去平衡的時(shí)間點(diǎn),而應(yīng)力結(jié)構(gòu)必然和地球的結(jié)構(gòu)是密切相關(guān)的,而這樣機(jī)械簡(jiǎn)單的將地震簡(jiǎn)單的按深度劃分為三種淺、中、深源地震,則失去對(duì)地震在地層中精確種類的定義。針對(duì)地震研究,我建議采用新的定義方案來(lái)對(duì)地震定義種類。
一種定義方法是按照地球的結(jié)構(gòu)屬性來(lái)定義,從1970年到現(xiàn)在四十年來(lái)震源深度最深的地震是1997年3月3日發(fā)生在湯加地帶的四級(jí)地震,震源深度達(dá)到781km。那么對(duì)于我們所研究的地震來(lái)說(shuō),絕大部分震源深度都處于從地表到781千米深度以內(nèi)。而這個(gè)震源深度則處在下地幔的位置。從地表到這個(gè)下地幔的地球結(jié)構(gòu)則是這樣:
地球最外層則是地殼,其平均厚度為17千米,大陸較厚最高的高原厚度可達(dá)70千米,海洋較薄只有幾千米。其中大陸地殼平均厚度33千米,分上下兩層。上層化學(xué)成分以氧、硅、鋁為主,平均化學(xué)組成與花崗巖相似,稱為花崗巖層。下層富含硅和鎂,平均化學(xué)組成與玄武巖相似,稱為玄武巖層。兩層以康拉德不連續(xù)面隔開。地幔主要由致密的造巖物質(zhì)構(gòu)成可分成上地幔和下地幔兩層。上地幔即B層(莫霍面~400千米)和C層(400~670千米),曾稱榴輝巖圈,由類似橄欖巖的超基性巖組成。物質(zhì)成分除硅、氧外,鐵、鎂顯著增加,鋁退居次位,由類似橄欖巖的超基性巖組成。但具較大的塑性;地震波的P波速度約為8.10千米/秒,S波速度約為4.7千米/秒。。下地幔,D層(670~2885千米),物質(zhì)成分主要為硅酸鹽,此外還有金屬氧化物與硫化物,特別是鐵、鎳顯著增加,主要為鎂方鐵礦(Mg,F(xiàn)e)O,具石鹽結(jié)構(gòu),硅酸鹽(Mg,F(xiàn)e)SiO3,具鈣鈦礦結(jié)構(gòu)。溫度約1850~4400℃,物質(zhì)狀態(tài)屬固態(tài)。上地幔頂部存在一個(gè)地震波傳播速度減慢的層(莫霍面),巖石圈(巖石圈指地殼和上層地幔頂部)以下稱為軟流層(Asthenosphere)——百度百科
依據(jù)地球的這種結(jié)構(gòu),可以簡(jiǎn)單的將地震劃分為地殼地震、上地幔地震以及下地幔地震。地殼地震和上地幔地震以莫霍面為分界線,莫霍面一般的深度33千米。這一點(diǎn)可根據(jù)莫霍面的特征來(lái)區(qū)分。上地幔地震和下地幔地震的分界除了深度之外不是很明顯,但性質(zhì)和意義則不同,它說(shuō)明地質(zhì)應(yīng)力的集結(jié)的程度,純粹的液體之間是不可能產(chǎn)生強(qiáng)烈地質(zhì)應(yīng)力即地震的。上地幔存在一種過(guò)渡結(jié)構(gòu),反映在地震波速上:
根據(jù)地球物理和地質(zhì)學(xué)研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)在上地幔上部深度約60~250千米范圍內(nèi),存在一不連續(xù)低速帶,地震波速(vP)在深60千米處,從8.2千米/秒,下降到深150千米處的7.7千米/秒,在深250千米處又上升為8.2千米/秒,屬于軟流圈,巖石可以存在局部的熔融。橫波vS從相應(yīng)的4.6千米/秒降至4.0千米/秒。熱量約(1.1~1.5)×10^31焦,已高于物質(zhì)在該深度的熔點(diǎn),局部呈熔融或軟化狀態(tài)。一般認(rèn)為這可能是基性或超基性巖漿的發(fā)源地,故稱軟流圈。深源地震也發(fā)生在上地幔中,最深達(dá)720千米。因此對(duì)上地幔的研究日益受到重視并有了很大的發(fā)展。
厚度為20~400千米。地震波速在其內(nèi)部隨深度增加的梯度較小,在60~150千米間,許多大洋區(qū)及晚期造山帶內(nèi)有一低速層,可能是由地幔物質(zhì)部分熔融造成的。——百度百科
該過(guò)渡結(jié)構(gòu)對(duì)地質(zhì)應(yīng)力有重要的意義
二、地震數(shù)據(jù)及分析
每一個(gè)地震事件,都對(duì)應(yīng)一個(gè)地質(zhì)應(yīng)力的劇烈變化。不同地層深度的地震事件,就表示不同地層深度的地質(zhì)應(yīng)力失衡事件。只要找到地層地震的數(shù)字規(guī)律變化,那么也就找到了地層物質(zhì)運(yùn)動(dòng)變化應(yīng)力失衡事件的規(guī)律。
1、地殼地震數(shù)據(jù)及分析
我們先來(lái)看如下的四組數(shù)據(jù)(關(guān)于數(shù)值取值的問(wèn)題,對(duì)1970/1/1-1980/1/1、1980/1/1-1990/1/1分別取0-1千米的時(shí)候,其數(shù)值分別為338、360次,而對(duì)2000/1/1-2010/1/1、2000/1/1-2010/1/1分別取0-1千米的時(shí)候,其數(shù)值分別為38、50次,這有問(wèn)題。因此,數(shù)據(jù)中的取值都取千米對(duì)應(yīng)的整數(shù)。):
1970/1/1-1980/1/1 震級(jí) 3-10.0
地震深度 (千米) |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 |
地震次數(shù) | 1 | 2 | 3 | 4 | 18 | 7 | 7 | 9 | 5 | 128 | 19 | 19 | 27 | 22 | 210 | 30 | 22 | 42 | 12 | 651 | 17 | 17 | 24 | 27 | 72 | 12 | 20 | 9 | 10 | 98 | 10 | 23 | 1375 | 27 | 34 | 30 | 22 | 22 | 22 | 45 |
1980/1/1-1990/1/1 震級(jí) 3-10.0
地震深度 (千米) |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 |
地震次數(shù) | 51 | 62 | 83 | 132 | 301 | 139 | 199 | 241 | 417 | 1045 | 305 | 264 | 253 | 267 | 599 | 261 | 207 | 183 | 183 | 331 | 148 | 161 | 171 | 160 | 315 | 184 | 191 | 183 | 200 | 299 | 307 | 595 | 2853 | 400 | 320 | 216 | 179 | 141 | 154 | 207 |
1990/1/1-2000/1/1 震級(jí) 3-10.0
地震深度 (千米) |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 |
地震次數(shù) | 28 | 74 | 96 | 147 | 1018 | 248 | 277 | 396 | 669 | 1762 | 525 | 483 | 516 | 606 | 885 | 486 | 474 | 461 | 447 | 514 | 430 | 426 | 476 | 452 | 585 | 439 | 476 | 490 | 534 | 600 | 669 | 1030 | 2935 | 759 | 554 | 430 | 375 | 350 | 328 | 290 |
2000/1/1-2010/1/1 震級(jí) 3-10.0
地震深度 (千米) |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 |
地震次數(shù) | 33 | 79 | 143 | 233 | 1140 | 575 | 651 | 756 | 840 | 8086 | 947 | 1003 | 1033 | 1265 | 1949 | 974 | 913 | 805 | 749 | 1016 | 675 | 673 | 664 | 664 | 859 | 679 | 579 | 612 | 642 | 1620 | 614 | 700 | 3765 | 534 | 1365 | 523 | 489 | 507 | 513 | 545 |
在如上的四組數(shù)據(jù)中,地層深度5千米、10千米、15千米、20千米、33千米的深度上都存在一個(gè)地震次數(shù)的峰值,在此之外,1970/1/1-1980/1/1和2000/1/1-2010/1/1期間30千米還存在一個(gè)小的分層。下面我們來(lái)看四組數(shù)據(jù)共有的分層數(shù)據(jù):
5千米 | 10千米 | 15千米 | 20千米 | 33千米 | |
1970/1/1-1980/1/1 | 18 | 128 | 210 | 651 | 1375 |
1980/1/1-1990/1/1 | 301 | 1045 | 599 | 331 | 2853 |
1990/1/1-2000/1/1 | 1018 | 1762 | 885 | 514 | 2935 |
2000/1/1-2010/1/1 | 1140 | 8086 | 1949 | 1016 | 3765 |
這四組數(shù)據(jù)中在地震深度從30千米到33千米數(shù)值明顯增大,且在33千米達(dá)到一個(gè)相對(duì)峰值。如果在30-33千米處為陸地地殼和地幔平均分界面,15千米處為海洋平均地殼和地幔分界面,那么5千米、10千米、20千米處又對(duì)應(yīng)什么樣特征的地層結(jié)構(gòu)呢?這四組數(shù)據(jù)是建立在四個(gè)10年的宏觀統(tǒng)計(jì)數(shù)字上,四組數(shù)據(jù)都有相同的這個(gè)峰值規(guī)律,它必然不是隨機(jī)的,必然有它所對(duì)應(yīng)的地層的規(guī)律。它意味著地殼的結(jié)構(gòu)性質(zhì)可以分為五層?;蛘邠Q句話說(shuō),地殼地震可以細(xì)分為五種,這是從數(shù)字的統(tǒng)計(jì)規(guī)律上來(lái)得到的一種結(jié)論。
另一個(gè)規(guī)律是,隨著時(shí)間段向后的推移,地震次數(shù)迅速增大。1970年到1980年10千米深處的地震次數(shù)只有128次,而2000年到2010年10千米處的地震次數(shù)則增大到8086次。而其他深處的峰值變化則較緩。越接近地表,地震則越具有破壞性,而這個(gè)數(shù)據(jù)趨勢(shì)說(shuō)明,破壞性的地震事件在未來(lái)會(huì)快速增加。
另一方面我們來(lái)看前言中提到的5級(jí)以上的地震,我們知道5級(jí)以上的地震才具有破壞性,從1970-2010年的4個(gè)10年段,5級(jí)以上的地震發(fā)生的數(shù)量分別為2834-8246-14153-26585,四個(gè)數(shù)值遞增的倍數(shù)分別為2.9-1.75-1.88,即便我們?nèi)∽钚〉倪f增倍數(shù)1.75,那么未來(lái)十年即將發(fā)生的5級(jí)以上的地震次數(shù)則為46523次。這是從地震數(shù)字規(guī)律上用概率的保守估計(jì)。
如上只是根據(jù)數(shù)字的規(guī)律所得到的數(shù)學(xué)上的結(jié)論,對(duì)于我們所追求的地震的科學(xué)性質(zhì)來(lái)說(shuō),是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,還需要物理的分析!
2、地幔地震數(shù)據(jù)分析
1970到1980年間發(fā)生的地震次數(shù)較少,對(duì)于地幔層次的地震數(shù)量來(lái)說(shuō)就更少了,采用統(tǒng)計(jì)的方法來(lái)得到少量的地震事件對(duì)于事件發(fā)生的意義不大,可以作為參考。另一方面,從1970-2010的時(shí)間里,如下的四個(gè)時(shí)間分段都是在時(shí)間上的演化過(guò)程。數(shù)據(jù)如下列表:
1970/1/1-1980/1/1 震級(jí) 3-10.0
地震深度 (千米) |
40-50 | 50-60 | 60-70 | 70-80 | 80-90 | 90-100 | 100-110 | 110-120 | 120-130 | 130-140 | 140-150 | 150-160 | 160-170 | 170-180 | 180-190 | 190-200 | 200-210 | 210-220 | 220-230 | 230-240 | 240-250 | 250-260 | 260-270 | 270-280 | 280-290 | 290-300 | 300-310 | 310-320 | 320-330 | 330-340 | 340-350 | 350-360 | 360-370 | 370-380 | 380-390 | 390-400 |
地震次數(shù) | 327 | 242 | 162 | 100 | 57 | 104 | 56 | 57 | 57 | 50 | 36 | 31 | 28 | 12 | 11 | 19 | 17 | 15 | 20 | 16 | 7 | 6 | 3 | 2 | 7 | 4 | 2 | 2 | 2 | 2 | 4 | 6 | 2 | 9 | 16 | 8 |
地震深度 (千米) |
400-410 | 410-420 | 420-430 | 430-440 | 440-450 | 450-460 | 460-470 | 470-480 | 480-490 | 490-500 | 500-510 | 510-520 | 520-530 | 530-540 | 540-550 | 550-560 | 560-570 | 570-580 | 580-590 | 590-600 | 600-610 | 610-620 | 620-630 | 630-640 | 640-650 | 650-660 | 660-670 | 670-680 | 680-690 | 690-700 | 700-750 | 750-800 |
地震次數(shù) | 9 | 6 | 6 | 5 | 5 | 4 | 1 | 6 | 1 | 6 | 5 | 3 | 3 | 10 | 15 | 17 | 14 | 12 | 10 | 19 | 22 | 8 | 3 | 7 | 3 | 2 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
1980/1/1-1990/1/1 震級(jí) 3-10.0
地震深度 (千米) |
40-50 | 50-60 | 60-70 | 70-80 | 80-90 | 90-100 | 100-110 | 110-120 | 120-130 | 130-140 | 140-150 | 150-160 | 160-170 | 170-180 | 180-190 | 190-200 | 200-210 | 210-220 | 220-230 | 230-240 | 240-250 | 250-260 | 260-270 | 270-280 | 280-290 | 290-300 | 300-310 | 310-320 | 320-330 | 330-340 | 340-350 | 350-360 | 360-370 | 370-380 | 380-390 | 390-400 |
地震次數(shù) | 1459 | 1148 | 816 | 490 | 275 | 259 | 227 | 229 | 195 | 153 | 166 | 128 | 110 | 79 | 71 | 70 | 62 | 64 | 72 | 45 | 32 | 30 | 21 | 15 | 14 | 14 | 12 | 22 | 15 | 15 | 26 | 25 | 20 | 17 | 26 | 17 |
地震深度 (千米) |
400-410 | 410-420 | 420-430 | 430-440 | 440-450 | 450-460 | 460-470 | 470-480 | 480-490 | 490-500 | 500-510 | 510-520 | 520-530 | 530-540 | 540-550 | 550-560 | 560-570 | 570-580 | 580-590 | 590-600 | 600-610 | 610-620 | 620-630 | 630-640 | 640-650 | 650-660 | 660-670 | 670-680 | 680-690 | 690-700 | 700-750 | 750-800 |
地震次數(shù) | 15 | 23 | 19 | 14 | 27 | 16 | 14 | 20 | 21 | 28 | 24 | 24 | 30 | 45 | 50 | 27 | 23 | 31 | 18 | 50 | 55 | 19 | 13 | 9 | 6 | 6 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
1990/1/1-2000/1/1 震級(jí) 3-10.0
地震深度 (千米) |
40-50 | 50-60 | 60-70 | 70-80 | 80-90 | 90-100 | 100-110 | 110-120 | 120-130 | 130-140 | 140-150 | 150-160 | 160-170 | 170-180 | 180-190 | 190-200 | 200-210 | 210-220 | 220-230 | 230-240 | 240-250 | 250-260 | 260-270 | 270-280 | 280-290 | 290-300 | 300-310 | 310-320 | 320-330 | 330-340 | 340-350 | 350-360 | 360-370 | 370-380 | 380-390 | 390-400 |
地震次數(shù) | 2208 | 1365 | 924 | 602 | 458 | 566 | 526 | 407 | 324 | 286 | 305 | 261 | 184 | 153 | 139 | 173 | 152 | 117 | 97 | 60 | 84 | 51 | 43 | 39 | 38 | 32 | 33 | 30 | 18 | 19 | 23 | 40 | 32 | 39 | 27 | 41 |
地震深度 (千米) |
400-410 | 410-420 | 420-430 | 430-440 | 440-450 | 450-460 | 460-470 | 470-480 | 480-490 | 490-500 | 500-510 | 510-520 | 520-530 | 530-540 | 540-550 | 550-560 | 560-570 | 570-580 | 580-590 | 590-600 | 600-610 | 610-620 | 620-630 | 630-640 | 640-650 | 650-660 | 660-670 | 670-680 | 680-690 | 690-700 | 700-750 | 750-800 |
地震次數(shù) | 35 | 37 | 27 | 46 | 24 | 28 | 25 | 28 | 30 | 80 | 77 | 42 | 39 | 48 | 67 | 68 | 64 | 61 | 72 | 121 | 106 | 56 | 31 | 24 | 17 | 11 | 1 | 3 | 3 | 1 | 0 | 1 |
2000/1/1-2010/1/1 震級(jí) 3-10.0
地震深度 (千米) |
40-50 | 50-60 | 60-70 | 70-80 | 80-90 | 90-100 | 100-110 | 110-120 | 120-130 | 130-140 | 140-150 | 150-160 | 160-170 | 170-180 | 180-190 | 190-200 | 200-210 | 210-220 | 220-230 | 230-240 | 240-250 | 250-260 | 260-270 | 270-280 | 280-290 | 290-300 | 300-310 | 310-320 | 320-330 | 330-340 | 340-350 | 350-360 | 360-370 | 370-380 | 380-390 | 390-400 |
地震次數(shù) | 4552 | 3136 | 2081 | 1401 | 1103 | 998 | 940 | 771 | 669 | 572 | 500 | 440 | 399 | 310 | 302 | 331 | 265 | 236 | 193 | 128 | 126 | 106 | 72 | 86 | 69 | 80 | 63 | 70 | 63 | 64 | 77 | 110 | 88 | 82 | 100 | 94 |
地震深度 (千米) |
400-410 | 410-420 | 420-430 | 430-440 | 440-450 | 450-460 | 460-470 | 470-480 | 480-490 | 490-500 | 500-510 | 510-520 | 520-530 | 530-540 | 540-550 | 550-560 | 560-570 | 570-580 | 580-590 | 590-600 | 600-610 | 610-620 | 620-630 | 630-640 | 640-650 | 650-660 | 660-670 | 670-680 | 680-690 | 690-700 | 700-750 | 750-800 |
地震次數(shù) | 100 | 74 | 67 | 71 | 53 | 73 | 69 | 71 | 64 | 130 | 140 | 92 | 129 | 125 | 154 | 140 | 113 | 132 | 130 | 218 | 201 | 89 | 77 | 52 | 28 | 24 | 17 | 11 | 9 | 2 | 1 | 0 |
如上四個(gè)時(shí)間段除了震源深度400千米的不太明顯的峰值規(guī)律之外,就是四個(gè)時(shí)間段的數(shù)據(jù)在590-610千米處的峰值規(guī)律。當(dāng)然,隨著時(shí)間的推移,地震的次數(shù)在遞增的規(guī)律在上地幔的數(shù)字規(guī)律上仍然存在的。
地幔中的地震也存在分層,但沒(méi)有地殼上的那樣嚴(yán)格。其中1970/1/1-1980/1/1期間的分層和1980-2010期間的分層都不同,我們單獨(dú)的說(shuō)。1980-2010期間的分層我們?cè)诓捎昧斜淼姆绞秸f(shuō)。
1970/1/1-1980/1/1期間,在深度90-100km期間產(chǎn)生第一分層,在深度190-240km產(chǎn)生第二個(gè)分層,370-410km產(chǎn)生第三個(gè)分層,530-560km產(chǎn)生第四個(gè)分層,590-610km產(chǎn)生第五個(gè)分層。此外還存在兩個(gè)有爭(zhēng)議的分層,一個(gè)分層就是470-480km的分層,460-470km和480-490km兩個(gè)外圍10年都是發(fā)生一次地震,而中間的470-480km卻10年發(fā)生了6次地震。另一個(gè)分層是630-640km的分層,620-630km和640-650km10年間都是發(fā)生3次地震,而630-640km卻發(fā)生了7次地震。
1990/1/1-2000/1/1期間,在670-690km存在一個(gè)新的應(yīng)力分層,發(fā)生次數(shù)為3次,但該分層在2000/1/1-2010/1/1期間消失。為什么判斷為一個(gè)新的地質(zhì)分層,其原因在于1970-1990期間,發(fā)生三級(jí)以上地震最大的深度在660-670km區(qū)間1次,而1990/1/1-2000/1/1期間670-690km區(qū)間是新增加的震區(qū),而且在750-800區(qū)間還發(fā)生了一次地震,該地震深度為781km。這是地震應(yīng)力區(qū)域在向下延伸的區(qū)域。如果2000/1/1-2010/1/1最深震區(qū)退回1990年前的670km深度,那么這是偶然。但2000/1/1-2010/1/1的地震深度不但沒(méi)有退回670km深度,而且地震次數(shù)遠(yuǎn)超過(guò)1990-2000年期間的峰值,并形成隨著深度的下降,逐漸衰減。這說(shuō)明新增加的區(qū)域已經(jīng)在變成正常的地震應(yīng)力區(qū)域。換句話說(shuō),隨著時(shí)間的推移,地震應(yīng)力在向地球深處延伸。所以1990/1/1-2000/1/1期間,在670-690km存在的這個(gè)新的應(yīng)力分層是臨時(shí)性的分層。
下面我們來(lái)看1980-2010年間的地震次數(shù)數(shù)據(jù):
第一分層: 在1980/1/1-1990/1/1期間,在深度340-450km間,存在一個(gè)地震次數(shù)回升的地震區(qū)。而1990/1/1-2000/1/1期間,該地震次數(shù)回升的地震區(qū)則在350-440km,2000/1/1-2010/1/1期間,該地震次數(shù)回升的地震區(qū)則是350-410km區(qū)間。隨著時(shí)間的推移,該區(qū)域有些收窄。
第二分層:在1980/1/1-1990/1/1期間,在深度530-550km間。1990/1/1-2000/1/1期間,在深度490-510km。2000/1/1-2010/1/1期間,在深度490-510km。
第三分層:三個(gè)時(shí)間段都是統(tǒng)一的,都在590-610km。
可以看到,在第一第二分層,這兩個(gè)分層隨著時(shí)間在變化。
1970-1980間的應(yīng)力結(jié)構(gòu)很明顯和1980-2010年間的地質(zhì)應(yīng)力分層存在區(qū)別。1970-1980期間的數(shù)據(jù)應(yīng)該和1970年之前的數(shù)據(jù)作比較才能有確定結(jié)論,主要是地震次數(shù)較少,是不是偶然的因素。如果不是偶然的因素,那么從這兩種地質(zhì)應(yīng)力分層不同上,可以得出1980年以前是一個(gè)應(yīng)力階段,1980以后是另一個(gè)階段。1980年為分界點(diǎn)。
3、震級(jí)次數(shù)
從1970年1月1日到2009年12月31日,被記錄在案的世界總地震次數(shù)為132127次,其中1-40千米之間的的地殼地震為79870次,40-670千米之間的的上地幔地震為38130次,大于671千米深度的下地幔地震次數(shù)為29次。地震級(jí)數(shù)與次數(shù)的統(tǒng)計(jì)如下表:
3級(jí)地震 | 4級(jí)地震 | 5級(jí)地震 | 6級(jí)地震 | 7級(jí)地震 | 8級(jí)地震 | 9級(jí)地震 | |
1970/1/1-1980/1/1 | 4824 | 4576 | 2834 | 933 | 168 | 11 | 0 |
1980/1/1-1990/1/1 | 18808 | 15605 | 8246 | 1368 | 129 | 4 | 0 |
1990/1/1-2000/1/1 | 32482 | 27096 | 14153 | 2012 | 181 | 7 | 0 |
2000/1/1-2010/1/1 | 60852 | 53560 | 26585 | 1902 | 194 | 18 | 0 |
從上表中我們可以看到,除了6級(jí)和7級(jí)地震之外,其他的地震次數(shù)3級(jí)地震、4級(jí)地震、5級(jí)地震、8級(jí)地震隨著時(shí)間的推移,地震次數(shù)基本上大多相差成倍左右,其中1970-1980年期間相差幾倍。這表明3、4、5級(jí)地震次數(shù)在隨著時(shí)間的推移快速上升。6級(jí)地震次數(shù)1990-2000年間的2012次為最大值,而7級(jí)地震隨著時(shí)間的推移,其發(fā)生次數(shù)仍然在緩步推高,8級(jí)地震在2000-2010則出現(xiàn)一個(gè)快速推高的18次最大值。
4、震級(jí)對(duì)地域地質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響
只要發(fā)生地震,那么就說(shuō)明地域地質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化,大地震會(huì)使震源地區(qū)地域地質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生大的變化,小地震說(shuō)明震源地區(qū)地域地質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生了小的變化。地域地質(zhì)結(jié)構(gòu)不發(fā)生改變?cè)摰貐^(qū)是不會(huì)有地震發(fā)生的。即便再有應(yīng)力作用,也僅僅是處于作用力平衡狀態(tài)。只有當(dāng)?shù)赜虻刭|(zhì)結(jié)構(gòu)在應(yīng)力作用下發(fā)生改變的時(shí)候,如地層結(jié)構(gòu)板塊在應(yīng)力作用下發(fā)生斷裂、錯(cuò)動(dòng)等,所形成的地質(zhì)應(yīng)力失去平衡復(fù)位的震動(dòng),地層結(jié)構(gòu)板塊間的沖撞、板塊的斷裂。導(dǎo)致大的地層地質(zhì)板塊發(fā)生應(yīng)力根本性改變的必然是大地震。如地震后原板塊間的應(yīng)力方向發(fā)生改變或者產(chǎn)生新型的應(yīng)力結(jié)構(gòu)。
我們知道發(fā)生地震的地層深度有781km,每一個(gè)深度上都有可能發(fā)生地震,這點(diǎn)以為前面我們所列出的數(shù)據(jù)所證實(shí),因此板塊結(jié)構(gòu)是一種立體的結(jié)構(gòu),不是一層。前面我們所列出的地殼地震峰值的規(guī)律有5個(gè)峰值,那么這是不是代表40公里深度的地殼有5個(gè)深度的層次呢。至少在這5個(gè)深度上發(fā)生地震的頻率較高。另一方面上地幔中的590-610千米深度的峰值也是這個(gè)問(wèn)題。
5、地震數(shù)據(jù)的分析的總結(jié)性結(jié)論
地殼地震中,10km地震次數(shù)增加最快。地震次數(shù)隨著時(shí)間的推移在快速的增加。7級(jí)地震次數(shù)較為穩(wěn)定,但次數(shù)也在緩步增加。地震次數(shù)隨著時(shí)間的推移在快速增加,有加速的趨勢(shì)。大地震,8級(jí)以上地震也在呈快速增加的趨勢(shì)。
地幔地震顯示1980年為地震應(yīng)力結(jié)構(gòu)的分界點(diǎn)。并且地震深度有向下延伸的趨勢(shì)。
三、地震的分布
下表所列是從1970/1/1-1999/1/1時(shí)間段的里氏3.0-10.0級(jí)的一定深度的地震.在上面地殼和地幔中已經(jīng)分層的地震層面,采用該層面的特定深度的數(shù)據(jù),沒(méi)有分層的則采用某段深度區(qū)間的數(shù)據(jù),如下表:
| ||
深度5km 震級(jí)3.0-10.0 事件數(shù)目2477 |
深度10km 震級(jí)3.0-10.0 事件數(shù)目11018 ![]() 2 |
深度15km 震級(jí)3.0-10.0 事件數(shù)目3639 ![]() 3 |
深度20km 震級(jí)3.0-10.0 事件數(shù)目2512 ![]() 4 |
深度33km 震級(jí)3.0-10.0 事件數(shù)目10926 ![]() 5 |
深度41-60km 震級(jí)3.0-10.0 事件數(shù)目12551![]() 6 |
深度340-450km 震級(jí)3.0-10.0 事件數(shù)目1373![]() 7 |
深度530-550 km 震級(jí)3.0-10.0 事件數(shù)目466 ![]() 8 |
深度590-610km 震級(jí)3.0-10.0 事件數(shù)目607 ![]() 9 |
深度661-800km 震級(jí)3.0-10.0 事件數(shù)目47![]() 10 |
深度60-300km 震級(jí)3.0-10.0 事件數(shù)目20111(中源地震)![]() 11 |
深度301-800km 震級(jí)3.0-10.0 事件數(shù)目16130(深源地震)![]() 12 |
1-5圖我們可以看到,3-10級(jí)地震的覆蓋面積幾乎遍及全球大多數(shù)地方,如果我們采集的數(shù)據(jù)不是3-10級(jí),而是0到10級(jí),那么可以確定的是覆蓋面積率會(huì)更高,如果在在時(shí)間上推廣,不是1970-2010年,而是從歷史到現(xiàn)在的時(shí)間段,那么,地球任何一個(gè)地方都可能發(fā)生地震。
第6圖是地殼和地幔相接的地帶,我們可以看到地震主要發(fā)生在環(huán)太平洋、印度洋北部的青藏高原和中東地中海一帶,此外,非洲大裂谷、印度洋中間的島嶼、大洋洲和南極洲之間的地帶、大西洋中脊有零星的地震。
第11圖中源地震所有3級(jí)以上地震次數(shù)的集合,地震范圍比第6圖中的范圍小了很多,環(huán)太平洋帶上和北美接壤的地帶則沒(méi)有地震,大西洋中脊也不存在地震了。在和南極洲接壤的四個(gè)點(diǎn)上存在零星地震,在亞歐大陸北部東經(jīng)120度北緯60、75度附近存在兩個(gè)點(diǎn)的地震。印度洋北部和地中海一帶存在地震。
圖12為深源地震,地震區(qū)域范圍又小了很多。地中海存在一個(gè)震點(diǎn),青藏高原附近存在一個(gè)震點(diǎn)。南美洲和太平洋相接地帶的中端,存在一個(gè)地震區(qū)域。日本一帶是一個(gè)地震區(qū)域,南亞是一個(gè)地震區(qū)域,大洋洲東部從新幾內(nèi)亞島到庫(kù)克群島一帶是一個(gè)地震區(qū)域。圖7、8、9、10是不同深度的分層地震。從圖7中可以得到青藏高原的深源地震點(diǎn)不大于340km(實(shí)際332km)。地中海地震點(diǎn)不大于530km(實(shí)際480km)。南美洲地震點(diǎn)不超過(guò)661km(實(shí)際645km)
我們知道,上地幔的C層(400~670千米)是一個(gè)地質(zhì)分層,但是在1970/1/1-1980/1/1和1980/1/1-1990/1/1時(shí)間段的震級(jí)3-10.0級(jí)的統(tǒng)計(jì)中,地震的最深層次就到這個(gè)670km深度的層次上,那么下面我們來(lái)看一下670km以下的分層地震區(qū)域。如圖:
深度(km) 670-680 震級(jí) 3.0-10.0 |
深度(km) 681-700 震級(jí) 3.0-10.0 |
深度(km) 701-800 震級(jí) 3.0-10.0 |
從上圖中我們可以看到,日本地震帶僅到680km深度(680km),南亞地震區(qū)域則可以到700km的深度(693km),大洋洲東部的庫(kù)克群島一帶的地震帶則可以到781km的深度。
四、地球板塊的運(yùn)動(dòng)及趨勢(shì)
關(guān)于地球板塊的運(yùn)動(dòng)和趨勢(shì)兩年前就已經(jīng)發(fā)了一些不成熟的看法,可參見②,本部分則主要在地球全局的角度來(lái)說(shuō)明,以前文章中討論過(guò)的內(nèi)容不會(huì)再針對(duì)板塊的地域做細(xì)致的分析,但會(huì)根據(jù)1970-2010年的地震數(shù)據(jù)分析以及新的力學(xué)分析修正舊有的不準(zhǔn)確的說(shuō)法。但大部分的趨勢(shì)基本吻合。想細(xì)致了解原觀念的朋友可參見舊文。
1、地球板塊運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力
在美、非、大洋洲板塊的應(yīng)力及未來(lái)地球應(yīng)力的發(fā)展趨勢(shì)①應(yīng)力的種類中提到有四種導(dǎo)致地球地表運(yùn)動(dòng)的應(yīng)力,第一種是地球自轉(zhuǎn)的離心力,也是地球應(yīng)力最關(guān)鍵的力,它和萬(wàn)有引力一樣直接作用和關(guān)聯(lián)其它三種應(yīng)力,它使地球表層應(yīng)力的趨勢(shì)垂直于赤道的方向,使該區(qū)域的物質(zhì)向赤道運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。第二種是不是以地球自轉(zhuǎn)軸為中心對(duì)稱的質(zhì)量分布所引起。該應(yīng)力作用的趨勢(shì)是使物質(zhì)均勻的分布在平行于赤道的環(huán)帶上。第三種是天體的引潮力,該應(yīng)力以天為周期。第四種地球的公轉(zhuǎn),地球以地軸為軸心自轉(zhuǎn)地軸與地球公轉(zhuǎn)軌道面成66°34′的角度,該應(yīng)力周期以年為周期。地球的板塊就是在這四種應(yīng)力的作用下進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的。
在這里,補(bǔ)充一個(gè)導(dǎo)致地殼運(yùn)動(dòng)源應(yīng)力。即巖漿和地殼的摩擦力引起的力。根據(jù)第一種原應(yīng)力,在高緯度地帶的巖漿由于受到地球離心力的作用會(huì),該巖漿和大陸一樣,同樣會(huì)產(chǎn)生向赤道運(yùn)動(dòng)的力,巖漿在這種力的推動(dòng)下,將會(huì)產(chǎn)生對(duì)流。其特征是巖漿從南北極出發(fā),然后在赤道下沉。但由于巖漿是液體,運(yùn)行的速度要大于地殼地幔物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)速度,因此,將會(huì)對(duì)地球板塊產(chǎn)生拖戈力。其運(yùn)動(dòng)方向趨勢(shì)和第一種力的方向是相同的。
2、地球板塊的現(xiàn)狀
受第一種應(yīng)力作用最大的區(qū)域是南北緯度高的地區(qū),其中北冰洋幾乎沒(méi)有什么陸地區(qū)域。南極洲的中心幾乎就位于地球自轉(zhuǎn)軸上,因此這兩個(gè)地區(qū)的陸地板塊所產(chǎn)生的移動(dòng)的力比較弱。如圖:
北冰洋![]() 16 |
南極洲![]() 17 |
從兩張圖片上我們不難看出北冰洋和南極洲的陸地分布差異,北冰洋的四周幾乎都是陸地,唯一一個(gè)陸地缺口的地方,缺口的中間是冰島。而南極洲四周則都是海洋。從上圖中可以看出,高緯度地帶的陸地物質(zhì)區(qū)域分布主要在北半球。那么根據(jù)地球自轉(zhuǎn)的離心力所導(dǎo)致的地質(zhì)應(yīng)力的源頭也主要集中在北半球了。其中在北緯度高的地區(qū)分布最大的是亞歐大陸,其次是北美大陸,分布區(qū)域大多處于北緯70以下的區(qū)域。其次非洲大陸也分布在北緯35度到南緯35度的區(qū)域。如圖18:
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南半球也分布著三個(gè)州,在南半球緯度高的地區(qū)分布面積最大的是大洋洲,南美洲和非洲。其中南美洲最南南部的合恩角延伸到南緯60度附近的區(qū)域。這和北半球的物質(zhì)分布是不能比的。
總體來(lái)說(shuō),第一種應(yīng)力作用于北半球的地質(zhì)板塊上,壓縮北半球的物質(zhì),給它們向赤道運(yùn)動(dòng)的源動(dòng)力,這個(gè)是使地球板塊間的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)應(yīng)力上是最大的源應(yīng)力。南半球的物質(zhì)受第一種應(yīng)力的影響,也會(huì)產(chǎn)生使南半球大陸向赤道運(yùn)動(dòng)的力,但遠(yuǎn)小于北半球。那么不是以地球自轉(zhuǎn)軸為中心對(duì)稱的質(zhì)量分布所引起第二種應(yīng)力呢?我們看一下太平洋就會(huì)明白了,如圖19:
太平洋占據(jù)地球總面積的三分之一左右,其面積超過(guò)地球所有陸地面積的總和,而且中間沒(méi)有其它的陸地。地球的自轉(zhuǎn),將會(huì)使密集區(qū)域的物質(zhì)向太平洋運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)。其中,環(huán)太平洋火山地震帶為地球上最大的火山地震帶說(shuō)明了這種情況(可參見地震分布圖)。此外,大西洋的大洋中脊,大洋洲和太平洋接壤地區(qū)的密集地震也說(shuō)明這種情況。
3、地球板塊現(xiàn)狀的的應(yīng)力結(jié)構(gòu)
在地震的分布中,我們得到地層分層的結(jié)論,從地表各層的應(yīng)力能擾動(dòng)到深層上,我們可以得到,擾動(dòng)的層次越深,該地區(qū)越處于地球板塊結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵位置。我們由深入淺來(lái)看地球的地質(zhì)應(yīng)力結(jié)構(gòu):
從圖15、14、13、10中我們可以得到如下的結(jié)論,大洋洲東部的庫(kù)克群島一帶的地震帶則可以到781km的深度,為最深的地震深度。南亞地震區(qū)域則可以到693km的深度次之,日本地震帶到680km深度。這三個(gè)地震地區(qū)為地球結(jié)構(gòu)的主應(yīng)力地區(qū),可以叫做主應(yīng)力支撐地區(qū)。其中亞歐板塊和大洋洲板塊強(qiáng)烈作用的地區(qū)就是南亞地震區(qū),通過(guò)南亞地震區(qū)將應(yīng)力傳遞到大洋洲板塊上,而大洋洲東部的庫(kù)克群島一帶的地震帶則是分銷該應(yīng)力。亞歐大陸和北美大陸通過(guò)阿留申群島至楚科奇海一帶的板塊相連,等于北美洲的一個(gè)支點(diǎn),因此日本地震帶不僅支撐亞洲板塊,同時(shí)還支撐著北美板塊。阻止其下移。
從圖9、8、7、12中可以得到第二波應(yīng)力支撐地帶,南美洲地震點(diǎn)645km,地中海地震點(diǎn)480km,青藏高原地震點(diǎn)332km。我們可以把這三個(gè)地區(qū)叫做次主應(yīng)力結(jié)構(gòu)支撐地區(qū)。其中南美洲地震區(qū)和地中海地震區(qū)所起的作用是相類似的,南美洲地震區(qū)在主應(yīng)力區(qū)右側(cè)阻止北美洲下移,當(dāng)然,它還存在別的作用,后面我們會(huì)談到。而地中海則在主應(yīng)力地震區(qū)左側(cè)阻止歐洲下移。青藏高原地震帶,所起的作用則完全不同,該最深點(diǎn)處在青藏高原的西南,它是分銷亞洲的下移向西南方向的擠壓力,如圖12。另一個(gè)支撐點(diǎn)則通過(guò)中南半島的緬甸區(qū)域-尼科巴群島-印度蘇曼達(dá)臘等分銷。此外亞洲下移的應(yīng)力撕裂橫斷山脈并通過(guò)橫斷山脈的斷層擠壓地表成云貴高原也分銷該應(yīng)力。青藏高原深源最深地震點(diǎn)僅332km的深度,只因青藏高原的隆起而把它列入次主應(yīng)力結(jié)構(gòu)支撐地區(qū)。它在全球應(yīng)力結(jié)構(gòu)中的作用要遠(yuǎn)小于南美洲和地中海的支撐作用的。
4、地球板塊現(xiàn)狀的的應(yīng)力結(jié)構(gòu)趨勢(shì)
如圖20:亞歐板塊在地球離心力的作用下下移,大洋洲板塊在離心力的作用下上移,在南亞形成地質(zhì)應(yīng)力密集作用區(qū)(紅1圈位置)。另一方面,大洋洲板塊在亞歐板塊的應(yīng)力作用下,同時(shí)在和南極洲交界點(diǎn)的應(yīng)力支撐作用下,致使大洋洲板塊在向太平洋移動(dòng),(大洋洲向右的箭頭方向)。該應(yīng)力的支撐點(diǎn)在圖的紅2圓圈位置。
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北美洲受地球自轉(zhuǎn)離心力向下移,南美洲受離心力作用下上移。并在中間紅3圈形成應(yīng)力作用趨勢(shì)。因此北美洲和南美洲的強(qiáng)烈應(yīng)力變化區(qū)域的應(yīng)力變化程度要遠(yuǎn)小于亞歐大陸和大洋洲的劇烈作用區(qū)域。不論是南美洲還是北美洲,都存在著自北而南的山脈。那么這些應(yīng)力就主要作用在這些山脈地區(qū)了。而北美洲大部分面積都分布在高緯度地帶北緯65度到北緯30度之間的區(qū)域,因此南北美洲的應(yīng)力作用主要是北美洲向下移動(dòng)的應(yīng)力作用。如上方的右圖。
亞歐大陸和北美大陸通過(guò)白令海和太平洋之間的群島形成一個(gè)連接的整體,那么在受到地球離心力下移的過(guò)程中同時(shí)受到大洋洲和南美洲的支撐力,該支撐力則會(huì)使亞歐大陸和北美洲向左移動(dòng)的趨勢(shì)。(紅4圈)
來(lái)看歐洲,如圖21,在北冰洋四周的陸地中,只有在冰島那里存在一個(gè)缺口,同時(shí)大西洋的中脊裂谷也延伸到這里,在這里北冰洋和大西洋連通。如果我們?cè)谝员本?0度為圓心畫一個(gè)圓,沿著歐洲大陸邊沿做一條線,那么我們可以看到,這個(gè)線恰好像一條不太嚴(yán)格的螺旋線。另一方面,我們從對(duì)稱上來(lái)看,我們所畫的這個(gè)圓圈在陸地面積的分布上不是對(duì)稱的,要大陸的面積要遠(yuǎn)大于北美大陸在這個(gè)圓圈附近分布的面積,一方面是地球自轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力,在亞歐大陸要大于北美大陸,這樣會(huì)對(duì)北美大陸最北端接壤地帶產(chǎn)生一個(gè)向亞歐大陸的拉力。北美洲大陸由于白令海峽一帶地層及南美大陸的支撐,靠近白令海峽一段有向西移動(dòng)的趨勢(shì),而北美大陸的東北部則由于南美大陸的支撐及亞歐大陸的拉力有向北緯90度中間移動(dòng)的趨勢(shì)。該螺旋線的末端如果移動(dòng)到冰島北部的位置并且封閉這個(gè)缺口,那么亞、歐北美則形成一個(gè)大陸,北冰洋則成為一個(gè)內(nèi)陸湖。我們從地球發(fā)展的應(yīng)力趨勢(shì)上看,這樣的解釋是很合理的。
整個(gè)亞歐北美大陸移動(dòng)到地球自轉(zhuǎn)軸北極上時(shí),在現(xiàn)在的大西洋的中脊裂谷形成最薄弱的地殼,在地球自轉(zhuǎn)離心力的作用下,整個(gè)亞歐北美大陸從大洋中脊處(冰島以北這帶位置)被撕裂。北美洲有南美洲的支撐,亞歐大陸在東部南亞的支撐,只有西部的歐洲下方的非洲周圍是地殼薄弱的大洋中脊,于是,在地球自轉(zhuǎn)的離心力作用下,歐洲西部開始下移。
從應(yīng)力歷史發(fā)展過(guò)程圖上,我們可以推測(cè)到非洲和歐洲大陸最初并沒(méi)有連在一起,從前面大洋中脊的地震上可以得到間接的結(jié)論。非洲和阿拉伯半島中間的紅海也是曾經(jīng)的海洋,非洲和歐洲曾經(jīng)也是隔海相望。
這樣就可以解釋很多無(wú)法解釋的事情。可以解釋里海、黑海和地中海的內(nèi)陸海的密集區(qū)域,可以解釋這三個(gè)海洋地帶山脈眾多,可以采用應(yīng)力解釋伊朗高原、沙特阿拉伯高原的形成,同樣也可以解釋非洲復(fù)雜應(yīng)力高原的形成,通過(guò)阿拉伯半島和非洲的作用,可以解釋兩條東非大裂谷。還可以解釋非洲和歐洲交界地中海附近國(guó)家的豐富的石油,非洲和沙特阿拉伯的沙漠?。▓D20顏色粗的箭頭)
如圖20紅5圈:亞歐大陸在地球離心力的作用下下移,在亞洲東南部由于南亞和大洋洲的作用受到支撐,這種作用的結(jié)果使,亞歐板塊產(chǎn)生向西移動(dòng)的力,同時(shí)歐洲板塊由于地球離心力的作用,產(chǎn)生向下移動(dòng)的力。
五、地球板塊結(jié)構(gòu)的演化
1、形成現(xiàn)有板塊的最初格局
在地質(zhì)應(yīng)力的一點(diǎn)看法中討論過(guò)一點(diǎn)關(guān)于地球初始板塊形成的過(guò)程,可參見。但采用哪種解釋不能解釋現(xiàn)在地球的情況。對(duì)地殼板塊運(yùn)動(dòng)解釋最成功的就是海底擴(kuò)張說(shuō),但是海底擴(kuò)張說(shuō)有幾個(gè)地方不能解釋,如果一個(gè)大陸周圍是大洋中脊在擠壓這個(gè)大陸,那么擠壓的結(jié)果應(yīng)該在大陸形成四周高中間低的地形,非洲的地形顯然不具有這樣的特征,在北冰洋冰島附近的大洋中脊的擴(kuò)張,并沒(méi)有在歐洲擠壓出一片高原。對(duì)于亞洲的的高原也是無(wú)法解釋,如果中國(guó)境內(nèi)的高原可以采用兩個(gè)板塊的碰撞來(lái)解釋,那么中西伯利亞高原呢?顯然海底擴(kuò)張學(xué)說(shuō)不是推動(dòng)板塊運(yùn)動(dòng)的主要原因,只是眾多種原因之一。
按現(xiàn)代的板塊學(xué)說(shuō),南北美洲和大西洋對(duì)岸的歐洲和非洲陸地的輪廓是一個(gè)大陸的輪廓。如果將這四個(gè)地方和并在一起,儼然一個(gè)一體的大陸。我們將歐洲下移被拉伸變形復(fù)原,也將南北美洲的應(yīng)力作用變形復(fù)原,南北美洲和歐洲非洲一體的大陸會(huì)吻合的相當(dāng)完美。那么這就有一個(gè)問(wèn)題產(chǎn)生了,合并前的大西洋的面積必然歸屬太平洋,我們知道陸地面積占29.2%,海洋面積占70.8%。(如圖19)太平洋的面積基本上等于地球直徑圓的面積。如果再加上大西洋的面積,那么太平洋的面積將超過(guò)地球一半的面積。(太平洋的面積為18134.4萬(wàn)平方公里,大西洋的面積為9165.5萬(wàn)平方公里(不計(jì)島嶼)。合并后太平洋的面積為27299.9萬(wàn)平方公里。超過(guò)地球總面積的50%。)這非常不合理,因?yàn)槿绻厍蚴亲匀焕鋮s的,它不可能再冷卻過(guò)程中在一半的半球中不形成任何大的陸地,而在另一半的半球中形成大量的陸地。
另一方面大西洋存在一個(gè)S型的大洋中脊,什么樣的力量能讓這樣的一個(gè)大陸以S型的裂紋徹底撕開呢?地球的自轉(zhuǎn)離心力不具有這么大的能量,應(yīng)力作用的趨勢(shì)是使物質(zhì)均勻的分布在平行于赤道的環(huán)帶上的第二種也不具有這樣的能量。當(dāng)然,即便有,但也不能解釋太平洋區(qū)域沒(méi)有大陸的問(wèn)題。因?yàn)槠邆€(gè)大陸的輪廓都是成型的,四個(gè)洲分裂開已經(jīng)具有地球表面板塊的基礎(chǔ)了,地球表面擁有豐富的水源,因此地球的內(nèi)部那時(shí)不可能發(fā)生大幅釋放能量的原子反應(yīng),如類似于太陽(yáng)黑子的核爆。這種情況采用地球本身的演化是不能進(jìn)行解釋的。那就只有采用地球外部的解釋了!
采用外部解釋就是行星撞擊,只有這種解釋才能解釋在大西洋S型的大洋中脊在最初裂開時(shí),地球上整個(gè)半球的面積上沒(méi)有大陸。要完成這樣一次碰撞,那個(gè)時(shí)代應(yīng)該具有這樣的特點(diǎn):
第一、需要小行星的質(zhì)量足夠的大,應(yīng)該至少需要其直徑上百公里甚至幾百公里吧。這樣才能地震沖擊波具有足夠的能量。但也不會(huì)太大,比如一兩千公里,否則,地球的運(yùn)行速度,地球的軌道,地球的進(jìn)動(dòng),自轉(zhuǎn)軸的規(guī)律就不會(huì)是現(xiàn)在這個(gè)樣子了,必然會(huì)發(fā)生重大的變動(dòng)。
第二、七大洲板塊現(xiàn)在輪廓顯示,我們可以在南北美洲和非洲歐洲找到明顯對(duì)接的輪廓。碰撞時(shí)期地層已經(jīng)明顯生成地殼。地層的厚度不會(huì)太厚,否則不會(huì)一顆行星就會(huì)毀滅半個(gè)地球的地殼。像現(xiàn)在這樣的地殼,陸地地殼的厚度達(dá)到30多公里的厚度,可塑性的地幔向地下延伸800公里,即便有直徑上千公里的行星撞擊地球,也不會(huì)毀滅半個(gè)球面的地殼,而不使這半個(gè)球面留下陸地板塊,幾乎把半個(gè)球面的地殼全部震酥。更不要說(shuō),摧毀了整個(gè)地球的地殼球面。
第三、地層中的溫度比現(xiàn)在要高,地幔是流動(dòng)的。而不是像現(xiàn)在這樣,上地幔是塑性的,這樣才會(huì)對(duì)撞擊沖擊波的能量吸收較小,上萬(wàn)公里的地殼才會(huì)被地震波擊得粉碎。從而使地球撞擊背面的地殼大陸也發(fā)生裂開。
第四、撞擊后,火山噴發(fā)、巖漿、水氣、灰塵等將會(huì)彌漫整個(gè)地球空間,地球表面將不會(huì)接受到太陽(yáng)光的照射,會(huì)形成地球表面的寒冷。這應(yīng)該是第一次大冰期的年代,或者說(shuō)正是這次碰撞導(dǎo)致了第一次大冰期。在晚元古代發(fā)生的震旦紀(jì)大冰期在距今8.4~6.45億年前,換句話說(shuō),這次碰撞發(fā)生在8.4億年前。
撞擊結(jié)束后,半個(gè)地球的球殼被摧毀,地震波在經(jīng)過(guò)半個(gè)球面的地殼被摧毀后開始減弱,巨大的沖擊波在撞擊點(diǎn)的地球背面,仍然將地球的另一半撕裂為7個(gè)板塊。我們假設(shè)這次撞擊后就剩下現(xiàn)在地球上的7個(gè)大陸,那么我們把這7個(gè)大陸加在一起的面積大概是1.5億平方公里左右,這就是這次撞擊中沒(méi)有摧毀的地球地殼。大概是地球總面積的1/3.4。這樣估算的是偏小的,原因是如亞歐大陸、非洲大陸上的高原就可能很大一部分是把原來(lái)的面積壓縮的。不論是從海底擴(kuò)張說(shuō),還是我提出的地球離心力導(dǎo)致的壓縮,都會(huì)使原大陸的面積變小。經(jīng)過(guò)這次撞擊后,地球剩下的破裂板塊在各種地質(zhì)應(yīng)力作用下,開始做漂移運(yùn)動(dòng)。
現(xiàn)在地球上的七大洲是這次行星撞擊所遺留下來(lái)的原始地殼板塊。
2、地球板塊的運(yùn)動(dòng)過(guò)程
我們先來(lái)確定地球初始南北極的位置。
我們知道,地球是一個(gè)兩極略扁,赤道略鼓的球體,差多少呢?赤道半徑為6378.137km,兩極半徑為6356.752km,兩者相差21.385km。這個(gè)差值,除了地球的自轉(zhuǎn)離心力之外,另一個(gè)重要的因素就是在地殼形成過(guò)程中的地球動(dòng)力學(xué)因素。這個(gè)動(dòng)力學(xué)因素前面我們?cè)?jīng)說(shuō)明過(guò),就是在地球離心力作用下,液體或者固體所產(chǎn)生的向赤道運(yùn)動(dòng)的力,這個(gè)作用力隨著緯度越高,作用力越強(qiáng)。也就是前面補(bǔ)充的一種原應(yīng)力。如圖22:
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本圖為原理圖,圖中紅色的和箭頭方向,為巖漿流動(dòng)的方向。有的朋友一定會(huì)問(wèn),為什么海洋沒(méi)有這樣的流動(dòng)方向。這是因?yàn)楹Q蟮暮穸忍?,只有幾千米的厚度,地球自轉(zhuǎn)所形成的這種原動(dòng)力在海洋底層和海洋表層基本上沒(méi)有多少差異,所形成的這種運(yùn)動(dòng)的力不明顯。而圖中所畫的則是整個(gè)的地球地幔,它的厚度有2900千米左右,地幔的頂部和底部的地球自轉(zhuǎn)的運(yùn)行速度幾乎相差一倍,足可以形成強(qiáng)大的壓差,推動(dòng)地幔產(chǎn)生對(duì)流。雖然現(xiàn)在地球在不斷的冷卻,可塑性的地幔已經(jīng)向地下延伸,最深的地方781km的深處仍然存在地震,但仍然可以確定,這種對(duì)流仍然存在。根據(jù)這個(gè)動(dòng)力原理模型,我們可以得到一個(gè)結(jié)論:
在南、北兩極處的地幔溫度最高,而在赤道一帶的地幔溫度最低。由于在高緯度地帶所產(chǎn)生的這種向赤道移動(dòng)的力最大,那么在南北兩極就形成地幔(巖漿)的低壓區(qū)。同時(shí)在赤道就形成一個(gè)高壓區(qū)。
我們就可以得到關(guān)于地形的另一個(gè)特征:
在南北極自轉(zhuǎn)軸的中心,會(huì)存在一個(gè)中間低,四周高的地帶,這個(gè)地帶就是最原始地球冷卻過(guò)程中的巖漿的低壓區(qū)。當(dāng)然,由于地殼的運(yùn)動(dòng),這個(gè)區(qū)域可能已經(jīng)移動(dòng)到其他的地方。而不一定在自轉(zhuǎn)軸上,不過(guò)我們可以根據(jù)地球板塊的移動(dòng)來(lái)確定這一區(qū)域。
北冰洋存在這樣一個(gè)類似地區(qū),在google地圖上這一帶地區(qū)最低的中心點(diǎn)超過(guò)4200km,但是由于北冰洋四周的陸地發(fā)生強(qiáng)烈的應(yīng)力作用,尤其是北美洲的運(yùn)動(dòng),使該地區(qū)的海洋地貌不再嚴(yán)格具有這樣的特征。南極洲和大洋洲也具有這樣類似的特征,但是在板塊的長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,也已經(jīng)不再嚴(yán)格具有這樣的特征??梢哉f(shuō)特征性已經(jīng)遭到破壞。由于南極洲存在大煤田,可以肯定的是南極洲不是最初的古南極。那么,現(xiàn)在的大洋洲板塊則可能就是古南極洲。我們看一點(diǎn)大洋洲的資料,如圖23:
澳大利亞的大部分國(guó)土,約70%,屬于干旱或半干旱地帶,中部大部分地區(qū)不適合居住。澳大利亞有11個(gè)大沙漠,它們約占整個(gè)大陸面積的20%。由于降雨量很小,大陸三分之一以上的面積實(shí)際上被沙漠覆蓋。澳大利亞是世界上最平坦、最干燥的大陸,中部洼地及西部高原均為氣候干燥的沙漠, 能作畜牧及耕種的土地只有26萬(wàn)平方公里。沿海地帶,特別是東南沿海地帶,適于居住與耕種。這里丘陵起伏,水源豐富,土地肥沃。除南海岸外,整個(gè)沿海地帶形成一條環(huán)繞大陸的“綠帶”,正是這條“綠帶”養(yǎng)育了這個(gè)國(guó)家。③
我們知道,地球有46億年的歷史,那么最初古老的陸地表面就有46億年的演化史。通過(guò)陽(yáng)光照射、氧化、熱脹冷縮、水、生物等各種風(fēng)化,可以將巖石層層剝蝕變成土壤,高山上的植物都是這種杰作。而大洋洲是最平坦最干燥的大陸,三分之一的面積被沙漠覆蓋,說(shuō)明地表演化時(shí)間短。平原等適宜植物生長(zhǎng)耕作的地方都是風(fēng)和水對(duì)風(fēng)化腐蝕巖石結(jié)果的搬運(yùn),這些土壤也是巖石風(fēng)化而來(lái)。這說(shuō)明大洋洲必然是長(zhǎng)期不能被風(fēng)化的結(jié)果。如果大洋洲就是古老的南極,那么這個(gè)問(wèn)題就解決了,因?yàn)榇笱笾薜谋砻嫔先绻采w了幾千米的冰川,這是導(dǎo)致的必然結(jié)果。沿海地帶,特別是東南沿海地帶,適于居住與耕種也說(shuō)明了這個(gè)問(wèn)題。因?yàn)楸ㄈ芙猓厝幌热芙獯箨戇呇氐模呇氐倪M(jìn)入演化的時(shí)間早。大洋洲是最初的南極,這是最具可能的。
大洋洲基本上是中部低,四周高,這一點(diǎn)和上面我們提到的巖漿動(dòng)力所形成的地貌特征是基本上吻合的?,F(xiàn)今南極大陸不是南極,那么它最初在哪里呢?大陸漂移說(shuō)認(rèn)為南極洲是岡瓦納古陸(Gondwana land )的一部分(南半球超級(jí)大陸,包括今南美洲、非洲、澳大利亞以及印度半島和阿拉伯半島。 )如圖24。其中不合理的地方在于岡瓦納古陸這個(gè)拼合圖中有兩個(gè)地方的大島給去掉了,如圖25中的兩個(gè)黑圈。其中印度半島的斯里蘭卡具有65610平方公里,而位于非洲的馬達(dá)加斯加島則有62.7萬(wàn)平方公里。處于非洲的馬達(dá)加斯加島,采用任何板塊動(dòng)力學(xué),它也不會(huì)如24圖中相對(duì)于非洲向南移動(dòng)至少上千公里。而處于印度半島南部的的斯里蘭卡,這個(gè)島嶼應(yīng)該和印度半島具有相同的地貌歷史過(guò)程,應(yīng)該是一樣久遠(yuǎn)。島嶼中間高,四周低,存在海拔千米以上的山地。如果是隨印度半島板塊運(yùn)動(dòng)飛過(guò)來(lái)的,那么是不能解釋的。這個(gè)島像沒(méi)有受到過(guò)任何外來(lái)的地殼應(yīng)力,幾乎是左右對(duì)稱的。那么原始的古大陸應(yīng)該是什么樣的呢?
在地球板塊現(xiàn)狀的的應(yīng)力結(jié)構(gòu)趨勢(shì)中我們已經(jīng)討論了非洲和北美洲在地球應(yīng)力趨勢(shì)的最初始?xì)W洲和北美洲應(yīng)該是閉合的,是一個(gè)大陸。北美洲的東北部因?yàn)閬啔W大陸的拉力應(yīng)力作用向上移動(dòng)過(guò),歐洲如果和北美洲形成閉合,那么歐洲的最南部至少要向高緯度的地方上移到閉合位置。那么非洲也需要向上移動(dòng)要小于那個(gè)距離,因?yàn)楝F(xiàn)在的非洲是被南北壓縮過(guò)的非洲。那么行星碰撞前南美洲、非洲、南極洲和大洋洲的位置則應(yīng)該是這樣了。如圖26,其中大洋洲中心所在的位置就是南極。
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受行星撞擊后,則裂成圖26。受海底板塊擴(kuò)張的應(yīng)力作用,四個(gè)板塊相互分離。同時(shí)大洋洲板塊開始脫離南極地球自轉(zhuǎn)軸中心位置,并在向下移動(dòng)過(guò)程中受到新西蘭新生成板塊的阻礙,如圖27的紅圈,并在側(cè)向應(yīng)力的作用下改變運(yùn)動(dòng)的方向,同時(shí)將新西蘭周圍的新生地表撕裂擠壓,發(fā)生摩擦的地帶是現(xiàn)在的大西洋的東南沿海一帶,并且大洋洲發(fā)生旋轉(zhuǎn)。南美洲也開始遠(yuǎn)離非洲并拉動(dòng)現(xiàn)在的南極洲,由于大洋洲上有巨大的冰川高原,在南極洲的擠壓下一旦脫離開地球自轉(zhuǎn)軸的中心,大洋洲就會(huì)產(chǎn)生由于地球的離心力產(chǎn)生的向赤道方向的應(yīng)力作用,反而拖著南極洲向赤道運(yùn)動(dòng),將南極洲推向地球自轉(zhuǎn)軸的中心,這樣南極洲就會(huì)因?yàn)榈厍虻淖赞D(zhuǎn)而固定在那里。同時(shí),大洋洲上的冰川融化,海平面逐漸上升。碰撞前地球南北極的冰川在46億年前就開氏積累,一直積累到8.4億年前,積累了30多億年,雖然有小行星災(zāi)難性的撞擊,但是對(duì)于大洋洲上的冰川來(lái)說(shuō),毀滅掉的也是少數(shù)。我們從北冰洋的深度不難想象到南極洲的冰川有多少,北冰洋南森海盆最深處達(dá)海平面下5,449km。可知大洋洲上當(dāng)時(shí)巨大的冰川的高度比喜馬拉雅山還要高的多。另外,大洋洲的面積比現(xiàn)在要大的多,在不斷和其它板塊的撞擊過(guò)程中,一是使大洋洲自身因擠壓而抬高,另一方面也會(huì)產(chǎn)生超大級(jí)別的地震,邊沿也會(huì)被逐漸碰撞掉。現(xiàn)在的大洋洲除了南面,其它地方的都是周圍高的。
在幾億年前,當(dāng)時(shí)地球表面的山脈和高原并不像現(xiàn)在這樣高,陸地面積相對(duì)比現(xiàn)在要少。像西藏高原,當(dāng)時(shí)還是海洋呢,冰川融化以前,海平面比現(xiàn)在要低。冰川完全融化后,海面上升了幾十米甚至上百米,以前的陸地幾乎大部分被淹沒(méi)。由于在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不停的碰撞,火山經(jīng)常爆發(fā),使太陽(yáng)能量不能正常溶冰。我們大概算一下,假設(shè)大洋洲每年移動(dòng)1厘米,那么1億年才移動(dòng)1千公里,從南極洲到赤道大概是1萬(wàn)公里,假設(shè)大洋洲走到三分之一開始溶冰,那么就需要3.3億年。而這個(gè)時(shí)間和震旦紀(jì)大冰期后,所發(fā)生的石炭—二疊紀(jì)大冰期的時(shí)間是相吻合的。
在地質(zhì)史上的第一次大冰期——震旦紀(jì)大冰期后,地球經(jīng)歷了長(zhǎng)達(dá)3.3億年的溫暖時(shí)期。在古生代晚期,地球又進(jìn)入第二次大冰期,即石炭——二疊紀(jì)大冰期,這次以南半球發(fā)育大量冰川為特征。石炭——二疊紀(jì)大冰期出現(xiàn)在距今3.5億~2.7億年以前,發(fā)生在石炭紀(jì)中期至二疊紀(jì)初期,因石炭紀(jì)和二疊紀(jì)屬于晚古生代,又稱晚古生代大冰期,也是顯生宙中最大的一次冰期。(百度百科)
這次大冰期發(fā)生的時(shí)間有些吻合,南半球也吻合,但是持續(xù)的時(shí)間則不好說(shuō)了。因?yàn)槌掷m(xù)了8千萬(wàn)年。另一方面,南極洲在進(jìn)入到地球自轉(zhuǎn)軸的時(shí)候也開始凝冰。換句話說(shuō),南極洲冰川的年齡要大于3.5~2.7億年。
在這個(gè)過(guò)程里,亞洲、北美洲、歐洲也都在下移,同時(shí)歐洲、非洲和南北美洲也在分離。
南極洲將冰川融化完之后,質(zhì)量大幅減少,地球自轉(zhuǎn)離心力給它的動(dòng)力也就接近現(xiàn)在的恒值了。同時(shí),它也進(jìn)入南回歸線之內(nèi),撞擊南亞。經(jīng)過(guò)幾億年的演化,地球的地殼也增厚了。在中南半島和和臺(tái)灣形成支撐。這已經(jīng)很接近現(xiàn)在的位置了。形成地球應(yīng)力結(jié)構(gòu)的主應(yīng)力支撐。其作用是減緩亞歐大陸的下移。這個(gè)支點(diǎn)的建立,直接導(dǎo)致亞洲下移的動(dòng)力向西南壓縮,導(dǎo)致了西藏高原-伊朗高原-埃塞俄比亞高原等一系列高原的隆起,這種壓縮也導(dǎo)致了東非大裂谷的產(chǎn)生。同時(shí)這個(gè)支點(diǎn)的建立,直接誘發(fā)了大量的地震火山活動(dòng)。時(shí)間上,和第四紀(jì)冰川的時(shí)間吻合。
2010年7月1日
說(shuō)明:本文沒(méi)有寫完,下次不知道什么時(shí)候?qū)懀堰@不成文的初稿發(fā)上來(lái),供研究地震和板塊演化研究的朋友們參考。(還有兩個(gè)主題沒(méi)寫,一個(gè)是地震趨勢(shì)分析,另一是地震精確預(yù)測(cè)的方法)以后會(huì)修正補(bǔ)充。順便附一張?jiān)?jīng)采用的分析圖(以及當(dāng)時(shí)的分析記錄)
(黃色的圈是世界地形圖上標(biāo)示的高原,綠色的圈是應(yīng)力變形折皺區(qū)域,藍(lán)色的是山脈,粉色的兩條是東非大裂谷,紅色的是海嶺海丘。
既然高原是應(yīng)力壓縮區(qū)域,那么我們把高原連接起來(lái),就是圖上顏色最淡的的黑條。我們就得到陸地上的應(yīng)力壓縮區(qū)域。整個(gè)黑色的條就是應(yīng)力壓縮走勢(shì)。我們可以看到有這樣的特點(diǎn),亞歐分界限烏拉爾山脈一帶基本上沒(méi)有高原,包括整個(gè)歐洲以及亞洲的一部分。這一帶是沒(méi)有應(yīng)力壓縮帶的。這一點(diǎn)和我們?cè)?STRONG>歐洲和非洲板塊的應(yīng)力中是吻合的。亞洲、非洲以及南北美洲的應(yīng)力壓縮帶存在一個(gè)不能合理解釋的地方。南北美洲應(yīng)力壓縮帶都可以找到應(yīng)力壓縮支撐點(diǎn),其中亞洲的應(yīng)力壓縮帶也可以從東、東南亞的褶皺地帶支撐獲得解釋。但非洲卻不能獲得解釋。如果從亞歐傳過(guò)來(lái)的兩條應(yīng)力帶,那么非洲板塊的高原則不能合理解釋,因?yàn)榉侵薜哪喜繘](méi)有應(yīng)力支撐點(diǎn)。非洲板塊完全可以通過(guò)南移消化掉這部分應(yīng)力。我們知道東非存在東非大裂谷,無(wú)論如何是不能解釋東非大裂谷的。這需要我們考慮板塊的分界了。非洲的南部必然曾經(jīng)存在過(guò)一個(gè)板塊作為應(yīng)力支撐。
參考:
本文地震數(shù)據(jù)來(lái)自于中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心,http://www.csndmc.ac.cn/newweb/index.jsp
本文板塊運(yùn)動(dòng)參考名詞數(shù)據(jù)來(lái)自于百度百科和google earth地圖。
本文提到的舊文都在 物理新戰(zhàn)線欄目
地球、科學(xué)與人類已經(jīng)進(jìn)入到一個(gè)特殊的關(guān)口
之——地質(zhì)關(guān)口(2)
志勰
對(duì)深源地震的機(jī)理進(jìn)行了解釋,對(duì)地球應(yīng)力動(dòng)力進(jìn)行了較為系統(tǒng)的分析。提到一種精確預(yù)測(cè)地震的方法。通過(guò)對(duì)近10年數(shù)據(jù)的分析和歷史數(shù)據(jù)比較,地球的地質(zhì)應(yīng)力結(jié)構(gòu)在發(fā)生逐漸的改變。地震次數(shù)地震級(jí)別正在呈逐漸上升的趨勢(shì)。地球已經(jīng)進(jìn)入新一輪地震周期。
在上篇結(jié)尾我們談到地球板塊演化構(gòu)成現(xiàn)在的結(jié)局,是由于大洋洲移動(dòng)到接近赤道附近和南亞碰撞,形成地球主應(yīng)力的一個(gè)支點(diǎn),該支點(diǎn)形成后阻斷了亞歐大陸下移的趨勢(shì),使亞歐大陸在地質(zhì)應(yīng)力的作用下壓縮,從而導(dǎo)致青藏高原的崛起。地球應(yīng)力可參考地質(zhì)關(guān)口(1)最后的附圖。由于大洋洲和南亞的碰撞是一個(gè)逐漸的過(guò)程,根據(jù)石炭——二疊紀(jì)大冰期出現(xiàn)的時(shí)間,因?yàn)檫@個(gè)大冰期出現(xiàn)的時(shí)間也會(huì)導(dǎo)致大量的火山活動(dòng),那么青藏高原崛起的時(shí)間,最初時(shí)間應(yīng)該小于3.5~2.7億年。這里順便說(shuō)一下,非洲和亞洲、歐洲接壤的高原,在非洲下移將南極洲推到現(xiàn)在位置的時(shí)候就有隆起的應(yīng)力,應(yīng)該是遠(yuǎn)遠(yuǎn)早于青藏高原。青藏高原隆起的過(guò)程中會(huì)提供第二次隆起的應(yīng)力,第一次隆起的時(shí)間應(yīng)該是在行星撞擊地球以后,或者說(shuō)在8.4億年以后才發(fā)生的開始隆起。這點(diǎn)是需要說(shuō)明的。而青藏高原主要隆起的時(shí)間則是第四紀(jì)冰川之后的時(shí)間,大洋洲和南亞的碰撞進(jìn)入到劇烈的階段,會(huì)導(dǎo)致大量的地震火山活動(dòng)爆發(fā)時(shí)期。本文地震分析主要針對(duì)第四紀(jì)冰川結(jié)束之后的地震分析,因?yàn)檫@個(gè)時(shí)期之后,地球的應(yīng)力結(jié)構(gòu)已經(jīng)形成較為穩(wěn)定的地質(zhì)結(jié)構(gòu),在全球形成地震的應(yīng)力基本上是相對(duì)穩(wěn)定的。
七、地震的成因
現(xiàn)在人們通常將地震劃歸成構(gòu)造地震、火山地震、塌陷地震、誘發(fā)地震、人工地震五種,其中構(gòu)造地震占全世界地震的90%以上,我們主要來(lái)看形成這種地震的成因,也就是引起地質(zhì)構(gòu)造發(fā)生改變的原因。這里我們分淺源地震和深源地震來(lái)說(shuō)。
整個(gè)地球都是一個(gè)構(gòu)造體,從地震深度的數(shù)據(jù)資料(參見地質(zhì)關(guān)口(1))來(lái)看,從地表一直到地下781公里的深度都可能發(fā)生地震。地殼是固態(tài),而上地幔發(fā)生地震的區(qū)域則可以理解為高壓下的可塑體,由于深度層次結(jié)構(gòu)的不同,其間可能還包含液體。地殼和上地幔存在著本質(zhì)的區(qū)別,因此地震的成因必然是不同的。
對(duì)于地殼以上的固體巖層發(fā)生的地震,比較流行的解釋是彈性回跳說(shuō),“巖層受力發(fā)生彈性變形,力量超過(guò)巖石彈性強(qiáng)度,發(fā)生斷裂,接著斷層兩端巖石整體彈跳回去,恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài),于是地震就發(fā)生了。這一假說(shuō)能夠較好地解釋淺源地震的成因,但對(duì)于中、深源地震則不好解釋。因?yàn)樵诘叵孪喈?dāng)深的地方,巖石已具有塑性,不可能發(fā)生彈性回跳的現(xiàn)象。”——百度百科。
我在這里補(bǔ)充一點(diǎn),彈性回跳發(fā)生只是特殊的情況。僅適用于大型的地震。而對(duì)于大多數(shù)的中小型地震,則大多是兩個(gè)相對(duì)應(yīng)的板塊發(fā)生錯(cuò)動(dòng)應(yīng)力失衡回跳。傳統(tǒng)的板塊學(xué)說(shuō)僅僅是把板塊當(dāng)作一層的板塊,而實(shí)際的地震則發(fā)生在多個(gè)層面上,如同一地帶2003年9月27-2003年10月1日在俄、蒙、中交界發(fā)生的三次7.9、6.9、7.3級(jí)的地震,其地震深度則分別是15km、10km、33km。再比如最近的2010年7月30日發(fā)生在同一地點(diǎn)的河北省保定市易縣的3.2、3.0級(jí)地震,其深度則分別為4km、8km。我們從地質(zhì)關(guān)口1的地震數(shù)據(jù)列表中也發(fā)現(xiàn)地層分層的跡象。從板塊擠壓變形的形式上來(lái)說(shuō),一種是左右的,地表主要產(chǎn)生溝壑裂縫,在地震中心會(huì)有橫切斷面的扭曲、旋轉(zhuǎn)痕跡。另一種是上下的,地表主要產(chǎn)生沉降。會(huì)存在地勢(shì)高度不同的斷面。
對(duì)于沒(méi)有彈性回跳條件的深源地震,采用彈性回跳假說(shuō)則不能很好的解釋地球幾百公里深處的可塑體范圍發(fā)生的巨大的能量釋放過(guò)程了。在幾百公里深處的可塑體、液態(tài)區(qū)域,剛性回彈對(duì)于可能性極小了。該區(qū)域主要的應(yīng)力包括兩種,地球自轉(zhuǎn)導(dǎo)致的地幔可塑體之間的壓縮力以及地幔液態(tài)物質(zhì)的流動(dòng)引起的摩擦力,其方向是從北極指向赤道。由于都沿一個(gè)方向,并且可塑體可以通過(guò)變形化解,緩慢的應(yīng)力累積可能性不大。我認(rèn)為在幾百公里以下的深源地震事件中,只能通過(guò)地質(zhì)構(gòu)造以外的因素來(lái)尋求深源地震的能量釋放過(guò)程的應(yīng)力解釋。
地質(zhì)構(gòu)造以外的因素有一種可以產(chǎn)生劇烈應(yīng)力變化,在可塑體之間存在空腔,地幔深層活動(dòng)所產(chǎn)生的氣體累積到可塑體之間,形成空腔,這個(gè)空腔隨著氣體的累積會(huì)逐漸增大。當(dāng)這個(gè)空腔體積增大到一定地步后,這些氣體會(huì)對(duì)上部的可塑體產(chǎn)生強(qiáng)大的壓力,一旦增大的空腔里的氣體找到一個(gè)脆弱突破口的時(shí)候,這些氣體會(huì)快速的釋放出去。同時(shí)空腔周圍的可塑體則會(huì)快速填補(bǔ)空間的體積,形成劇烈的碰撞,從而產(chǎn)生地震。依據(jù)這種原理,地幔中容易產(chǎn)生大量氣體的地方,并且可塑體相對(duì)穩(wěn)定的區(qū)域,容易暴發(fā)大級(jí)別的深源地震。
這種空腔深源地震解釋有一個(gè)必要的因素,就是要產(chǎn)生大量的氣體。而這些大量的氣體的最終目的地會(huì)在地球內(nèi)部的壓力突破薄弱地層地殼下逐漸上移,最終累積會(huì)沖出地殼,形成火山噴發(fā)。因此深源地震密集發(fā)生處的較近地帶容易有火山。深度301-800km的深源地震如圖28:該圖為1971/01/01~2010/08/12 年間,0-10級(jí),深度301-1000千米的地震。
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另一方面,空腔深源地震還說(shuō)明該深度地震的地幔狀態(tài),如果該地幔深處全部是液體,那么不可能形成空腔,也就是說(shuō)不可能存在深源地震了。所以發(fā)生深源地震的地方一定是可塑體。
八、地震趨勢(shì)分析
我們先來(lái)看地質(zhì)關(guān)口1中對(duì)對(duì)地震數(shù)據(jù)分析的總結(jié)性的結(jié)論(可參見地質(zhì)關(guān)口1的數(shù)據(jù)列表):
地殼地震中,10km地震次數(shù)增加最快。地震次數(shù)隨著時(shí)間的推移在快速的增加。7級(jí)地震次數(shù)較為穩(wěn)定,但次數(shù)也在緩步增加。地震次數(shù)隨著時(shí)間的推移在快速增加,有加速的趨勢(shì)。大地震,8級(jí)以上地震也在呈快速增加的趨勢(shì)。
地幔地震顯示1980年為地震應(yīng)力結(jié)構(gòu)的分界點(diǎn)。并且地震深度有向下延伸的趨勢(shì)。
隨著時(shí)間的推移,地震次數(shù)在迅速增加,并且也在深度上向地下延伸。從地震資料上得到的這些客觀事實(shí),我們?cè)鯓觼?lái)通過(guò)這些客觀事實(shí)得到地球的地震趨勢(shì)呢?
地層物質(zhì)只要發(fā)生劇烈的應(yīng)力變化,那么則會(huì)發(fā)生地震。地震事件就成為我們找到地球應(yīng)力失衡的客觀事實(shí)。對(duì)于地球外部的地殼、地幔而言,發(fā)生劇烈的地質(zhì)應(yīng)力變化,則會(huì)導(dǎo)致地殼、地幔的狀態(tài)發(fā)生變化,擠壓變形。由于地球是球形的,并且地表深處的地幔存在液態(tài)區(qū)域,那么強(qiáng)烈的應(yīng)力失衡作用將會(huì)導(dǎo)致如下兩種變化方式:
第一種變化方式:壓縮地殼、地幔物質(zhì),使其擠壓區(qū)域物質(zhì)的密度變大。對(duì)于相同地層相同物質(zhì)結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō),這種可能性比較小,因?yàn)閴毫?、溫度都是一定的。除非物質(zhì)的結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變,如發(fā)生化學(xué)反應(yīng),物質(zhì)成分發(fā)生改變。這里我們不討論這種情況。
第二種變化方式:壓縮地殼、地幔物質(zhì),使其擠壓區(qū)域物質(zhì)向承受應(yīng)力比較小的地方發(fā)生突破,如巖石的斷裂,地表、地幔發(fā)生沉降移動(dòng)等。這樣只會(huì)導(dǎo)致兩種變化,一種變化是該物質(zhì)區(qū)域向地球外表層突破,導(dǎo)致地表的隆起,形成高山、高原、巖石層斷裂等等,地表面有強(qiáng)烈的地表變化。另一種變化是該物質(zhì)區(qū)域向地球內(nèi)層突破,使地幔物質(zhì)向地下延伸,使地幔的厚度增加。但地殼表層變化不大。我們主要討論這兩種情況。
在第二種變化方式的兩種變化中,第一種向地表突破的,我們只需要主要研究地表的隆起過(guò)程、走勢(shì)就可以了。主要的研究目標(biāo)是地表天然形成的高原、高山、溝壑、峽谷等地表狀態(tài)。這些是我們可以直接測(cè)量的,也是比較方便研究的。地表狀態(tài)的走勢(shì)5.12汶川地震后曾陸續(xù)寫過(guò)一些文章,再寫也是大多重復(fù),這里就不討論了,可參見以前寫的地質(zhì)應(yīng)力相關(guān)的分析及地質(zhì)關(guān)口(1)后的附圖。第二種向地球內(nèi)層突破的,主要就是地幔的厚度,一般是一個(gè)板塊插入到另一個(gè)板塊的下方,下方的巖層在逐漸滲入地幔的過(guò)程中,使該地區(qū)的地慢下移,致使地慢的可塑體厚度增加。這一點(diǎn)我們是不能直接測(cè)量的。只能通過(guò)震波、地震等這些地球深層次的事件來(lái)得到地球深層的信息。這種板塊間作用的變化主要發(fā)生在太平洋的四周以及印度洋的南亞一帶,其中海溝地帶的作用最為強(qiáng)烈。由于這些地帶的地慢是由插入方和被插入方板塊共同作用而成,深層地幔中所產(chǎn)生的氣體則容易在這兩個(gè)作用的間隙形成空腔,并且這個(gè)夾隙層容易在強(qiáng)大壓力下產(chǎn)生新的間隙,并導(dǎo)致氣體上移,因此這個(gè)地帶最易發(fā)生深源地震。因此,這個(gè)地帶也是火山高發(fā)源地的原因之一。
地球表層發(fā)生的這兩種變化,應(yīng)力向外層突破形成高山、高原。這些應(yīng)力不會(huì)消失,進(jìn)會(huì)在局部隆起的這些區(qū)域被抵消掉,但仍然會(huì)通過(guò)這些地表隆起的區(qū)域傳遞分散到應(yīng)力分布區(qū)域,應(yīng)力區(qū)域仍然是封閉的。而應(yīng)力向內(nèi)層突破的這些區(qū)域則存在根本的不同,在俯沖入地殼下層(地幔)的這些地帶,則形成應(yīng)力分層,將地殼上的應(yīng)力傳入地幔層。因此,會(huì)有很大的一部分地表應(yīng)力在這個(gè)地帶被轉(zhuǎn)走,至少在地殼層上消失掉很大的一部分。在將地殼應(yīng)力傳遞給地慢的過(guò)程中,地殼地層發(fā)生斷裂變形并在高溫下變成可塑體,就發(fā)生頻繁的地震。形成獨(dú)具特色的地震帶。我將這個(gè)消失掉地殼應(yīng)力的這個(gè)頻繁活動(dòng)的地帶叫做地殼應(yīng)力活動(dòng)的支點(diǎn)地帶。簡(jiǎn)稱,地球應(yīng)力的支點(diǎn)。下面我們來(lái)看較為詳細(xì)的:
1、地質(zhì)應(yīng)力的支點(diǎn)
地層對(duì)地質(zhì)應(yīng)力的承受,在相同力的作用下,厚度越厚,其承載能力越強(qiáng)。相反其厚度越薄,其越容易發(fā)生較大的變形,發(fā)生移動(dòng),碎裂。地球表層的應(yīng)力來(lái)自于地球自轉(zhuǎn)離心運(yùn)動(dòng)的兩種力,一種由北極指向赤道,其方向使地層向赤道運(yùn)動(dòng),該力包括地幔的對(duì)流對(duì)地層的摩擦力。另一種使地殼物質(zhì)均勻的分散在地球的表層上,其方向平行于赤道。這兩種應(yīng)力的構(gòu)成產(chǎn)生大量的應(yīng)力,根據(jù)牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律,這些應(yīng)力會(huì)被應(yīng)力傳輸帶傳輸?shù)匠薪討?yīng)力的區(qū)域。從兩極指向赤道的這種應(yīng)力,所產(chǎn)生的應(yīng)力以赤道為分界線,過(guò)了該分界線,則不能產(chǎn)生只能傳導(dǎo)。如北半球的物質(zhì)所產(chǎn)生的應(yīng)力,在赤道以南的南半球,只會(huì)傳到北半球的應(yīng)力,而不能產(chǎn)生北半球相同的應(yīng)力。而平行于赤道的這種應(yīng)力,使地球地殼物質(zhì)多的地方向物質(zhì)少的地方方向產(chǎn)生應(yīng)力,這種應(yīng)力也會(huì)通過(guò)地殼傳導(dǎo)。
這兩種應(yīng)力不論哪一種應(yīng)力,最終都會(huì)因?yàn)榈貧?duì)力的傳導(dǎo)作用,傳導(dǎo)到對(duì)應(yīng)的區(qū)域上。我們知道地球的地殼不是均勻的,對(duì)應(yīng)力的承受力也不是相同的。當(dāng)某一點(diǎn)地殼所能承授的應(yīng)力小于傳遞過(guò)來(lái)的應(yīng)力時(shí),該點(diǎn)地殼則發(fā)生改變。以抵消掉自己不能承受的應(yīng)力。向上突破,使地殼變厚,增加這一點(diǎn)的承受應(yīng)力的能力?;蛘呦蛳峦黄疲瑢?yīng)力傳遞到地球的深處。一般的地殼應(yīng)力向上突破的是單向的,應(yīng)力支點(diǎn)附近一般兩者兼而有之,但有的地方例外,不但向下突破,也向上突破,而且都很強(qiáng)烈,比如南美洲的秘魯-智利海溝。這個(gè)問(wèn)題后面在地震的災(zāi)害上也要談一下。
地質(zhì)應(yīng)力支點(diǎn)都是將這種地殼的應(yīng)力傳輸?shù)降叵?,形成地球分層的傳輸口。這些傳輸口一般都表現(xiàn)為海溝的形式。壓縮進(jìn)傳輸口的物質(zhì)則由于強(qiáng)大的壓力,形成雙層的厚度對(duì)該傳輸口進(jìn)行封閉,同時(shí),隨著吞噬進(jìn)的物質(zhì)向地球下層移動(dòng),使該地區(qū)厚度增加,并由于高溫高壓的作用形成可塑體。當(dāng)深入到可塑體臨界點(diǎn)的區(qū)域后,由于高溫高壓的作用,可塑體的物質(zhì)形態(tài)消失。由于該地點(diǎn)溫度較高,液態(tài)巖漿中的氣體容易析出,容易在該區(qū)域附近形成大量的氣體。我們知道這是深源地震的條件。下面我們來(lái)看較為詳細(xì)的:
圖28是1970-2010四十年來(lái)的301-1000千米的所有深源地震。我們先來(lái)看1970/08/14-2010/08/14的變化過(guò)程,如圖:
深度(km)301~1000,事件數(shù)目 285 |
深度(km)301~1000,事件數(shù)目 1361 |
深度(km) 301~1000,事件數(shù)目 1505 |
深度(km) 301~1000,事件數(shù)目 2914 |
從29-32四個(gè)圖中可以看到隨著時(shí)間的推移,深源地震數(shù)量增多。并且在29、30、31圖中喜馬拉雅山和大西洋并沒(méi)有深源地震。而在圖32則在該區(qū)域出現(xiàn)了深源地震。從上面四圖中可以看到,深源地震主要集中的區(qū)域是大洋洲和南亞碰撞一帶的三個(gè)區(qū)域以及南美洲。我們主要來(lái)列圖對(duì)這四個(gè)區(qū)域進(jìn)行說(shuō)明。
第一、日本一帶深源地震的時(shí)間段列表:
深度(km) 301~1000 |
深度(km) 301~1000 |
深度(km) 301~1000 |
深度(km) 301~1000 |
從33-36圖中可以看出日本深源地震帶略有南移的跡象。
33圖中(1970/8/14-1980/8/14,看不清的可單獨(dú)察看該圖片)地震事件較少,只有111次,采用整年度統(tǒng)計(jì),1970年1月到1980年1月,地震次數(shù)則更少,只有86次。地球內(nèi)部溫度應(yīng)該在降低,深源地震依賴于巖漿中的氣體數(shù)量,為什么隨著溫度的降低而深源地震數(shù)量急劇增加呢?我個(gè)人認(rèn)為是由于地球內(nèi)部溫度的降低以及火山活動(dòng)導(dǎo)致地球內(nèi)部壓力降低,使熔巖中析出氣體增多所導(dǎo)致。如果從地震次數(shù)上來(lái)說(shuō),1990/08/14~2000/08/14和2000/08/14~2010/08/14的地震次數(shù)之比為453/877,相差太多,如果按地震次數(shù)來(lái)進(jìn)行比值的話,析出的氣體量?jī)烧呦嗖钜槐?。這兩個(gè)時(shí)間段附近火山噴發(fā)的氣體量是不是也接近一倍。
當(dāng)然,導(dǎo)致火山噴發(fā)的氣體來(lái)源并不僅僅是深源地震,中源地震也是有這個(gè)條件的。
第二、南亞和大洋洲碰撞區(qū)域的深源地震時(shí)間段列表
深度(km) 301~1000 |
深度(km) 301~1000 |
深度(km) 301~1000 |
深度(km) 301~1000 |
除了深源地震次數(shù)在增多之外,從位置分布上來(lái)看,該區(qū)域深源地震有連成一個(gè)帶的趨勢(shì)。當(dāng)然,這一點(diǎn)日本一帶深源地震帶也存在這種趨勢(shì)。南亞和大洋洲碰撞區(qū)域深源地震帶和日本一帶深源地震帶不同的地方在于,地震帶就是大洋洲和南亞、太平洋碰撞的邊沿痕跡。而日本一帶地震帶除了中國(guó)吉林琿春-北海道-千島群島走向的地震帶是應(yīng)力邊界痕跡之外,還多出一個(gè)沿西北東南走勢(shì)的地震帶,其方向是吉林琿春-日本海溝-馬里亞納海溝(直線)同上面的另一個(gè)地震帶走勢(shì)構(gòu)成一個(gè)直角型的支撐。
第三、南美洲深源地震帶時(shí)間段列表
深度(km) 301~1000 經(jīng)度(°) -100~-40 |
深度(km) 301~1000 經(jīng)度(°) -100~-40 |
深度(km) 301~1000 經(jīng)度(°) -100~-40 |
深度(km) 301~1000 經(jīng)度(°) -100~-40 |
南美洲和日本深源地震帶、南亞-大洋洲深源地震帶不同的地方在于,南美洲的深源地震帶處于大陸。這表明南美大陸在向太平洋移動(dòng)。
2、地球應(yīng)力支點(diǎn)的歷史變化趨勢(shì)
為了便于觀察地球支點(diǎn)范圍深遠(yuǎn)地震和地表位置的范圍,將40年301千米以下深度的所有地震(如圖28)會(huì)聚在一張圖上,取頂點(diǎn)連成一線,如下:
日本深源地震帶 |
南亞和大洋洲碰撞深源地震帶 |
大洋洲和太平洋碰撞深源地震帶 |
相互作用強(qiáng)烈的地區(qū),地幔中的可塑體向下延伸的深度比較深。那么深源地震線就是兩個(gè)相互作用區(qū)域的作用區(qū)間的分界線。圖45是日本地震帶的深源地震連線,相對(duì)應(yīng)圖的深源地震是圖36。我們從世界地圖上來(lái)看,日本地震帶一帶的實(shí)際碰撞邊界應(yīng)該是千島群島-琉球群島的連線。而現(xiàn)在的實(shí)際深源地震連線(地球深處的實(shí)際作用)則被推到亞洲中國(guó)境內(nèi)牡丹江市附近了。這說(shuō)明亞洲大陸在向太平洋擠壓,壓縮太平洋的面積。而這條海嶺向下一直延伸到馬里亞納海溝西側(cè),其實(shí)際作用區(qū)域在發(fā)生移動(dòng)。
圖46是南亞深源地震區(qū)域,所對(duì)應(yīng)的深源地震圖是圖40中南亞的部分。我們可以看到,南亞和大洋洲的碰撞,地球深處的作用區(qū)域在南亞的下方,而不是在大洋洲下方。實(shí)際作用區(qū)域在菲律賓群島和蘇拉威西海都受到不同程度的壓縮,另菲律賓群島也在壓縮太平洋的區(qū)域,菲律賓和太平洋的地球深部作用已經(jīng)快推移到南海了。這一點(diǎn)延伸距離比較遠(yuǎn)可能和菲律賓海溝有一定關(guān)系。該移動(dòng)區(qū)域所移動(dòng)的幅度要小于日本地震帶馬里亞納海溝的幅度。圖47為大洋洲和太平洋碰撞深源地震帶的區(qū)域,實(shí)際作用區(qū)域延伸到湯加群島。
關(guān)于南美洲地球深源地震的作用區(qū)域可參見圖44,只有南美洲地區(qū)的深源地震完全發(fā)生在南美洲內(nèi)部。所以不需要在做圖了。但需要注意的是,圖44是平面圖,而我們實(shí)際的作用圖是地球的球型平面,地理的經(jīng)緯度和平面圖存在一定的區(qū)別。該深源地震和南美洲邊界的位移量也非常大。這說(shuō)明其壓縮太平洋的應(yīng)力位移距離距地表作用區(qū)域也很遠(yuǎn)。
3、地球應(yīng)力支點(diǎn)地震的一種規(guī)律
深源地震距離支點(diǎn)有一定距離,在上面我們提到的規(guī)律上,在地震深度的層次上是支持的。7級(jí)以上的地震呈現(xiàn)這樣的規(guī)律。7級(jí)以下的地震我沒(méi)有進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入。
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偏離地球表面作用界面距離越遠(yuǎn)的,其地震深度越深。如圖48圖49。粉色的標(biāo)記為深源地震,圖49有一個(gè)中源地震,靠近右側(cè)的。其它的大都是地殼地震。
地表也存在地球自轉(zhuǎn)離心力壓縮,但大陸的壓縮區(qū)域太過(guò)復(fù)雜,大陸的地震大多是地殼地震。這種地震規(guī)律適用于應(yīng)力界面清晰的區(qū)域,并且有歷史過(guò)程的區(qū)域。如地球應(yīng)力支點(diǎn)區(qū)域。
最后做一下對(duì)地球應(yīng)力支點(diǎn)特點(diǎn)的總結(jié):從北極傳遞的應(yīng)力(包括一部分北美洲下移的應(yīng)力)在東亞一帶由日本地震帶的支點(diǎn)分銷,該特點(diǎn)是壓縮太平洋的面積區(qū)域。亞歐大陸下移的應(yīng)力在中南半島的支點(diǎn)分銷,該分銷點(diǎn)不但壓縮太平洋的面積,而且還壓縮一點(diǎn)印度洋的面積。大洋洲和南美洲擠壓太平洋的區(qū)域的應(yīng)力則分別由該地帶的應(yīng)力支點(diǎn)分銷。太平洋的面積在縮小??s小的太平洋地殼的面積的地殼部分,則被分銷點(diǎn)轉(zhuǎn)入地球的地慢層。當(dāng)然,印度洋也有這個(gè)被亞洲下移壓縮的跡象。這說(shuō)明傳統(tǒng)的觀念認(rèn)為印度板塊向北撞擊亞洲版塊隆起青藏高原、喜馬拉雅山這個(gè)觀點(diǎn)不對(duì)。
此外再說(shuō)一下曾經(jīng)的三個(gè)地殼應(yīng)力支點(diǎn)的歷史分銷點(diǎn)(可參見圖32):
第一個(gè)、地中海地震帶,現(xiàn)在仍然處于較為活躍期。但由于南極洲已經(jīng)到地球自轉(zhuǎn)中心位置,并且非洲絕大部分地區(qū)都已經(jīng)處于北緯30度以下的區(qū)域,地球自轉(zhuǎn)離心力給與非洲下移的作用力在逐漸消失,并且歐洲作用于地中海下移的應(yīng)力較小。該應(yīng)力分銷點(diǎn)所起的分銷地殼應(yīng)力的作用已經(jīng)很弱,幾乎消失了。亞歐大陸的西部應(yīng)力主要通過(guò)阿拉伯高原作用在東非大裂谷以東的地帶。該應(yīng)力分銷支點(diǎn)在行星撞擊后(8.4億年以后到2.7億年前)為最主要的地殼應(yīng)力分銷點(diǎn)。而后(從2.7億年前到1800萬(wàn)年前)就開始減弱了,逐漸被南亞逐漸接替。1800萬(wàn)年以后則正式交接給地球現(xiàn)在的應(yīng)力分銷點(diǎn)。
第二個(gè)、南極洲和南美洲連接區(qū)域,現(xiàn)已退出地殼應(yīng)力分銷點(diǎn)區(qū)域,其活動(dòng)時(shí)間區(qū)域?yàn)榈乩砦恢玫竭_(dá)南極洲以前。(8.4億至3.6億年前)
第三個(gè)、現(xiàn)在處于阿富汗、巴基斯坦一帶的支點(diǎn),現(xiàn)已退出地殼應(yīng)力分銷點(diǎn)區(qū)域,其活動(dòng)時(shí)間區(qū)域?yàn)榍嗖馗咴∑鹨郧?。?.7億年以前)該活躍時(shí)間的確定可參見地質(zhì)關(guān)口1中行星碰撞后的大陸演化過(guò)程。
九、地球地震趨勢(shì)
每一輪火山劇烈活動(dòng),都會(huì)釋放掉一部分地球內(nèi)部壓力。那么地殼應(yīng)力就會(huì)大于地球內(nèi)部給于地殼的支撐力。在這種逐漸失衡的狀態(tài)下,地殼的壓力就會(huì)使地殼應(yīng)力分銷點(diǎn)壓縮地球表面積?,F(xiàn)在主要是環(huán)太平洋帶的幾個(gè)應(yīng)力支點(diǎn)區(qū)域,其次是印度洋一小部分,主要集中在南亞一帶。在這個(gè)過(guò)程中,這些支點(diǎn)地帶發(fā)生強(qiáng)烈的地震。
地殼應(yīng)力支點(diǎn)吞噬掉一部分大洋面積后,該支點(diǎn)應(yīng)力區(qū)域則會(huì)發(fā)生一個(gè)等量的位移。這個(gè)位移量導(dǎo)致地球應(yīng)力重新分配的過(guò)程,在地球源應(yīng)力的壓力下,從而導(dǎo)致地球地殼面積、應(yīng)力發(fā)生一個(gè)重新分配移動(dòng)的過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中則會(huì)發(fā)生地震的活動(dòng)過(guò)程。
隨著地球的降溫,地殼的厚度增大(大陸的厚度也在增加),而與此相對(duì)應(yīng)的地球內(nèi)部壓力的減小。兩者相比較將會(huì)導(dǎo)致,地殼應(yīng)力存在逐漸增大的過(guò)程。從地震次數(shù)和地震級(jí)別都可能隨著時(shí)間的推移而產(chǎn)生階段性的增大的過(guò)程。將會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力支點(diǎn)附近海溝對(duì)物質(zhì)的吞噬會(huì)產(chǎn)生更多的地震,同時(shí)吞噬更多的物質(zhì),以達(dá)到地殼應(yīng)力等于地球內(nèi)部的支撐壓力。地球應(yīng)力支點(diǎn)的頻繁地震,就是這種過(guò)程。這種過(guò)程是多次反復(fù)重新分配的過(guò)程。每一次支點(diǎn)的地震,都可以看作一次重新分配的開始。一直到支點(diǎn)附近深入海溝的一側(cè)的支撐板塊不能支撐該應(yīng)力的時(shí)候,則發(fā)生吞噬。
在最近40年的地震統(tǒng)計(jì)中,最近10年發(fā)生7級(jí)地震194次,8級(jí)地震18次,兩者皆為40年來(lái)的最大值,(可參見地質(zhì)關(guān)口(1))。最近10年的總地震次數(shù)是上一個(gè)10年總地震次數(shù)的接近一倍(3.0級(jí)以上的地震)。以此判斷,地球地震活動(dòng)進(jìn)入活躍期。
另:今年發(fā)生的7.0以上的地震23次,最近一次地震是8月14日,已經(jīng)是最近10年來(lái)7級(jí)以上地震次數(shù)的最大值了。如圖:(另一個(gè)23次地震年份的是2001年,7.0以上的地震全年也是23次)
圖50
十、精確預(yù)測(cè)地震的方法
1、趨勢(shì)預(yù)測(cè)
對(duì)于地殼應(yīng)力向下突破方式而言,深源地震是未來(lái)發(fā)生火山噴發(fā)的一種條件,只要發(fā)生大級(jí)別的深源地震,那么未來(lái)就會(huì)發(fā)生火山噴發(fā)。而火山噴發(fā)則必然導(dǎo)致地殼應(yīng)力的重新分配,該過(guò)程必然會(huì)導(dǎo)致地震。這是地震的條件之一。但不是必需的條件。地震應(yīng)力傳遞開始總是在地殼應(yīng)力支點(diǎn)附近引發(fā),而逐漸通過(guò)應(yīng)力傳輸區(qū)分配給全球。
對(duì)于地殼應(yīng)力向上突破方式而言,只要在某一主應(yīng)力傳輸帶上發(fā)生大規(guī)模的地震,則該地區(qū)應(yīng)力失去平衡,承接上游的應(yīng)力則會(huì)重新分配,那么該地區(qū)則易發(fā)生位移,在該應(yīng)力點(diǎn)的上游、上游的側(cè)翼在不久的未來(lái)則容易發(fā)生地震。具體情況要根據(jù)具體地區(qū)的應(yīng)力分析。但最下游地殼應(yīng)力的支點(diǎn)附近則最易發(fā)生地震。相反的另一端則最不易發(fā)生地震。但所有的應(yīng)力傳輸區(qū)都可能發(fā)生地震。
在一個(gè)地震點(diǎn)發(fā)生大型的地震之后,相同深度的該地點(diǎn)則不會(huì)再成為大地震源。也就是說(shuō)該點(diǎn)不會(huì)再次發(fā)生大規(guī)模地震。如果該點(diǎn)發(fā)生大規(guī)模地震,那必然是不同的深度。當(dāng)然,小地震源是很正常的,由大塊碎裂成小塊是必然的過(guò)程。地殼應(yīng)力的支點(diǎn)例外。因?yàn)樵搮^(qū)域是向地球深處(地幔)吞噬物質(zhì)口,相同的地點(diǎn)會(huì)重復(fù)發(fā)生。
2、精確預(yù)測(cè)
精確對(duì)地震預(yù)測(cè)有一定難度,至少到目前為止,世界上還沒(méi)有找到簡(jiǎn)易方法非常精確的預(yù)測(cè)地震,而復(fù)雜的方法我們這個(gè)時(shí)代或許可以考慮實(shí)施。
做到精確預(yù)測(cè)必須具備如下的條件:
第一、掌握地殼地層的所有碎塊分布情況。第二、掌握地殼發(fā)生碎裂的應(yīng)力極限(地震的發(fā)生)及應(yīng)力分布情況。第三、可以隨時(shí)監(jiān)控地層各個(gè)地點(diǎn)的應(yīng)力分布情況。
掌握了如上的三點(diǎn)就可以對(duì)地震進(jìn)行精確的預(yù)測(cè)了。
對(duì)于我們國(guó)家第一點(diǎn)已經(jīng)做了不少這方面的工作了,在繪圖上,看到中國(guó)境內(nèi)斷層信息分布情況了。但是現(xiàn)在是平面的,這對(duì)于精確預(yù)測(cè)地震還差得很遠(yuǎn)。但第三點(diǎn)有一定的困難,做到隨時(shí)監(jiān)控這點(diǎn)很難,因?yàn)闆](méi)有這個(gè)震源,除非采用人工的方法。
對(duì)于第二點(diǎn)可以通過(guò)地震波的在各個(gè)地層、板塊的運(yùn)動(dòng)速度來(lái)實(shí)現(xiàn):
建立大量的觀測(cè)點(diǎn),并且對(duì)這些觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)。通過(guò)地震時(shí)該板塊所通過(guò)的地震波的橫向和縱向傳遞速度來(lái)確定該板塊的應(yīng)力分布情況。我們知道,在板塊受到應(yīng)力時(shí),在沿應(yīng)力的縱向和橫向的傳遞速度是不同的。該速度差值越大,說(shuō)明該點(diǎn)所受到的應(yīng)力越大。利用這種方法,可以繪制地層應(yīng)力情況的立體分布圖。這個(gè)工作需要大量的計(jì)算,恐怕需要專門搞計(jì)算的來(lái)設(shè)計(jì)制作了。如果是實(shí)施監(jiān)控的,只要某個(gè)地點(diǎn)發(fā)生地震,那么就會(huì)得到該地震點(diǎn)一個(gè)極值。這樣就可以建立地層板塊對(duì)應(yīng)力承受的極值情況了。當(dāng)然,在該地層點(diǎn)極值出現(xiàn)的過(guò)程中,會(huì)出現(xiàn)該板塊逐漸斷裂的過(guò)程,通常伴隨著小級(jí)別的地震。這樣在接近極值的過(guò)程中就可以對(duì)地震進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)報(bào)了。
3、我國(guó)的地震預(yù)測(cè)經(jīng)驗(yàn)
中國(guó)地質(zhì)學(xué)家李四光先生總結(jié)的五種觀測(cè)地應(yīng)力方法:1、電感法;2、地下水位觀測(cè)法;3、超聲波法;4、形變電阻法;5、鋼弦法;以及他的學(xué)生們總結(jié)的土地電、土應(yīng)力、土地磁等。確實(shí)對(duì)中國(guó)地震趨勢(shì)有多次成功的預(yù)測(cè)??蓞⒁姠?。耿慶國(guó)的“中國(guó)旱震關(guān)系研究”也多次準(zhǔn)確進(jìn)行過(guò)預(yù)報(bào)。等。
4、我國(guó)的地震趨勢(shì)
如圖51:我國(guó)地質(zhì)應(yīng)力主要?jiǎng)澐挚梢詣澐譃樗膫€(gè)方向。主應(yīng)力傳輸帶從蒙古高原到云貴高原的連線。在下方受到中南半島的應(yīng)力支撐,該支撐點(diǎn)在印度洋的抓哇海溝以及太平洋的菲律賓海溝為最終支撐點(diǎn)。主應(yīng)力傳輸帶左側(cè)阿富汗、巴基斯坦一帶,形成應(yīng)力支撐。這一點(diǎn)請(qǐng)看圖28深源地震點(diǎn)。請(qǐng)注意,我國(guó)境內(nèi)的在該點(diǎn)的應(yīng)力方向不是圖中所畫的單純的一個(gè)方向。而是比較分散的,受主應(yīng)力傳輸測(cè)向的擠壓力,興都庫(kù)什山-帕米爾高原-天山等一系列的,比較分散。主應(yīng)力傳輸帶右側(cè)有一個(gè)側(cè)向的,以日本海溝一帶作為支撐點(diǎn)。右下方臺(tái)灣島則以留球群島和菲律賓海溝作為支撐點(diǎn)。其中主應(yīng)力帶左側(cè),地殼應(yīng)力選擇向地表突破,主應(yīng)力帶、主應(yīng)力帶右側(cè)的支點(diǎn)則選擇向地殼深處突破。
已經(jīng)發(fā)生過(guò)地震的地方,再次發(fā)生大地震的可能性就不大了。如圖52。圖中地震選自公元前780年一直到2010年4月14日的玉樹地震,共100個(gè)地震。其中1950年以前的地震為歷史記載,地震數(shù)據(jù)76個(gè),地震級(jí)別不是很精確。1950年以后采用7.0級(jí)以上的地震。建國(guó)后的地震都是由地震臺(tái)記錄的,應(yīng)該比較精確。
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自1999年到現(xiàn)在,我國(guó)共發(fā)生7級(jí)以上的大地震13次,其中主應(yīng)力傳輸帶上發(fā)生一次8.0級(jí)的地震(5.12)。吉林琿春與汪清間發(fā)生2次,但深度屬于深源地震,和地殼應(yīng)力關(guān)系不大。臺(tái)灣發(fā)生7次地震。主應(yīng)力傳輸帶左側(cè)3次。
可以說(shuō)最近10年來(lái),主應(yīng)力傳輸帶左側(cè)頻繁發(fā)生地震,除了我國(guó)境內(nèi)的,在俄羅斯境內(nèi)發(fā)生兩次,阿富汗、巴基斯坦、印度都發(fā)生過(guò)一次地震。而右側(cè)我國(guó)的東南沿海東部、東北部發(fā)生的和應(yīng)力傳輸有關(guān)的地震極少(臺(tái)灣應(yīng)力分銷點(diǎn)除外)如圖53。從趨勢(shì)上看,我國(guó)未來(lái)發(fā)生地震可能性極大幾率的區(qū)域在主應(yīng)力帶右側(cè)。有興趣的自己去分析,個(gè)人沒(méi)有預(yù)報(bào)的權(quán)力。這里也不進(jìn)行任何地點(diǎn)的預(yù)測(cè)及分析了。
5、對(duì)一個(gè)動(dòng)物預(yù)測(cè)大震的糾正
在2008年5月10日有一個(gè)報(bào)道:數(shù)十萬(wàn)只蟾蜍遷徙引居民擔(dān)憂:
數(shù)十萬(wàn)只蟾蜍遷徙引居民擔(dān)憂②
http://www.sina.com.cn 2008年05月10日03:40 四川在線-華西都市報(bào)
日前,綿竹市西南鎮(zhèn)檀木村出現(xiàn)了大規(guī)模的蟾蜍遷徙:數(shù)十萬(wàn)只大小蟾蜍浩浩蕩蕩地在一制藥廠附近的公路上行走,很多被過(guò)往車輛壓死,被行人踩死。大量出現(xiàn)的蟾蜍,使一些村民認(rèn)為會(huì)有不好的兆頭出現(xiàn)。當(dāng)?shù)亓謽I(yè)部門對(duì)此解釋說(shuō),這是蟾蜍正常的遷徙,并對(duì)大量蟾蜍的產(chǎn)生做了科學(xué)的解釋。
這里面有一個(gè)細(xì)節(jié)問(wèn)題,這次遷徙的是數(shù)十萬(wàn)只大小蟾蜍,而不是單一的小蛤蟆。這和其他的報(bào)道是不同的。如下面的一個(gè)報(bào)道:
據(jù)了解,2006年5月和2007年5月,在廣漢一小河邊和綿竹城春溢街399號(hào)一家包裝公司附近的馬尾河一條小支流上,曾經(jīng)聚集了眾多深褐色、拇指大小的蟾蜍,數(shù)量多達(dá)萬(wàn)只。②
成都蛤蟆又集體上街了:今天吉尼斯網(wǎng)站長(zhǎng)到公司之后,打開新聞看到四川成都又出現(xiàn)了蛤蟆集體上街的事兒,不是四川5月份又要地震了吧!③
前天下午一場(chǎng)小雨降臨島城,在東海路和海游路路口出現(xiàn)一群“不速之客”,上千只小蛤蟆成群結(jié)隊(duì)爬過(guò)馬路,吸引過(guò)往路人駐足觀看?!爸車緵](méi)有淡水的水洼,這上千只的小蛤蟆究竟是從哪里變來(lái)的,這樣排成長(zhǎng)隊(duì)浩浩蕩蕩過(guò)馬路又是要到哪里去?”前天夜里市民閔先生撥打早報(bào)熱線報(bào)料,這些小蛤蟆看上去像是一支“大部隊(duì)”在遷移。④
這樣的報(bào)道還很多。
從報(bào)道上可以看出明顯的區(qū)別,請(qǐng)注意細(xì)節(jié)。小蛤蟆遷徙是正常。大小蛤蟆一塊遷徙則就是地震預(yù)報(bào)。綿竹市對(duì)蛤蟆的解釋忽略了遷徙的蛤蟆種類,地震報(bào)警就是不分大小的所有蛤蟆了。正常遷徙的是小蛤蟆。一個(gè)微小的不留意的區(qū)別就導(dǎo)致兩種不同的結(jié)果!
十一、地震引起的自然災(zāi)害
1、海嘯
地震引起的自然災(zāi)害本身之外,在海邊還會(huì)引發(fā)另一種自然災(zāi)害,這就是海嘯。想必大家對(duì)2004年的印度洋海嘯還記憶猶新,雖然地震的級(jí)別達(dá)到8.7級(jí),但還不是最大的海嘯。網(wǎng)上搜索最大的海嘯是1960年5月21日-23日智利中南部的海底地震的海嘯,大概的過(guò)程是這樣:
1960年5月21日~6月22日在智利發(fā)生了二十世紀(jì)震級(jí)最大的震群型地震,該大地震群由7次7級(jí)以上地震組成,其中8級(jí)以上地震二次,最大震級(jí)9.5級(jí),共造成6000人死亡,損失6.8億美元。接連發(fā)生的大地震在瑞尼湖區(qū)引發(fā)了大型滑坡,滑坡體填入湖盆使湖水上漲外溢,淹沒(méi)了瓦爾的維亞城,造成全城100萬(wàn)人無(wú)家可歸。
從5月21日凌晨開始,在智利的蒙特港附近海底,突然發(fā)生了罕見的強(qiáng)烈地震。大地震一直持續(xù)到6月23日,在前后1個(gè)多月的時(shí)間內(nèi),先后發(fā)生了225次不同震級(jí)的地震。震級(jí)在7級(jí)以上的有10次之多,其中震級(jí)大于8級(jí)的有3次。當(dāng)5月21日地震剛剛發(fā)生時(shí),震動(dòng)還比較輕微,但這種顫動(dòng)與以往地震不同的是,它連續(xù)不斷地發(fā)生著。接著,震級(jí)一次高于一次,震動(dòng)也一次比一次劇烈。5月22日下午19點(diǎn)11分,忽然地聲大作,震耳欲聾。地震波像數(shù)千輛隆隆駛來(lái)的坦克車隊(duì)從蒙特港的海底傳來(lái)。不久,大地便劇烈地顫動(dòng)起來(lái)。這次地震,是世界地震史上一次震級(jí)最高、最強(qiáng)烈的地震,震級(jí)達(dá)8.9級(jí)(后修訂為9.5級(jí))。它發(fā)生在位于太平洋智利海溝、蒙特港附近海底,震中為32°S,76.6°W,影響范圍在南北800千米長(zhǎng)的橢圓內(nèi)。這場(chǎng)超級(jí)強(qiáng)烈地震持續(xù)了將近3分鐘之久。
大震之后,忽然海水迅速退落,露出了從來(lái)沒(méi)有見過(guò)天日的海底。大約過(guò)了15分鐘后,海水又驟然而漲。頓時(shí)波濤洶涌澎湃,滾滾而來(lái),浪濤高達(dá)8-9米,最高達(dá)25米。呼嘯著的巨浪,以摧枯拉朽之勢(shì),越過(guò)海岸線,襲擊著智利和太平洋東岸的城市和鄉(xiāng)村。那些留在廣場(chǎng)、港口、碼頭和海邊的人們頓時(shí)被吞噬,海邊的船只、港口和碼頭的建筑物均被擊得粉碎…… 隨即,巨浪又迅速退去。所過(guò)之處,凡是能夠帶動(dòng)的東西,都被潮水席卷而走。海潮如此一漲一落,反復(fù)震蕩,持續(xù)了將近幾個(gè)小時(shí)。太平洋沿岸,以蒙特港為中心,南北800千米,幾乎被洗劫一空。
地震發(fā)生后,海嘯波又以每小時(shí)700千米的速度,橫掃了西太平洋島嶼。僅僅14個(gè)小時(shí),就到達(dá)了美國(guó)的夏威夷群島。到達(dá)夏威夷群島時(shí),波高達(dá)9-10米,巨浪摧毀了夏威夷島西岸的防波堤,沖倒了沿堤大量的樹木、電線桿、房屋、建筑設(shè)施,淹沒(méi)了大片大片的土地。不到24小時(shí),海嘯波走完了大約1.7萬(wàn)千米的路程。到達(dá)了太平洋彼岸的日本列島。此時(shí),海浪仍然十分洶涌,波高達(dá)6-8米,最大波高達(dá)8.1米。翻滾著的巨浪肆虐著日本諸島的海濱城市。本州、北海道等地,停泊港灣的船只、沿岸的港灣和各種建筑設(shè)施,遭到了極大的破壞。這次由智利海嘯波及的災(zāi)難,造成了日本數(shù)百人的死亡,沖毀房屋近4000所,沉沒(méi)船只逾百艘,沿岸碼頭、港口及其設(shè)施多數(shù)被毀壞。 ——百度百科
在google earth電子地圖上,南緯32度,西經(jīng)76.6度,這個(gè)位置不像發(fā)生地震海嘯的地方,距離海溝岸邊太遠(yuǎn)。我們來(lái)看一下對(duì)海嘯的解釋模式:
對(duì)于地球應(yīng)力支點(diǎn)發(fā)生的超大規(guī)模的吞噬地震,如圖:
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當(dāng)南美洲板塊向太平洋移動(dòng)過(guò)程中,在海溝附近兩個(gè)板塊如圖54的相互位置,隨著一次次地震的發(fā)生,太平洋板塊逐漸深入到南美洲板塊的下方,當(dāng)太平洋板塊無(wú)法承受隨著向南美洲板塊下方插入的巨大應(yīng)力的時(shí)候,如圖55。那么在最脆弱的地方首先要斷裂,對(duì)于大型的插入面積板塊來(lái)說(shuō),該斷裂過(guò)程則不會(huì)導(dǎo)致一下斷裂,而是和插入板塊的品質(zhì)有關(guān)系。一般來(lái)說(shuō)不均勻的地方、材料屬性不同的地方等,脆裂的地方要首先斷裂剝離。所以發(fā)生一系列的地震。當(dāng)主體板塊要斷開的時(shí)候,太平洋板塊在自身的彈性力以及地球內(nèi)部壓力的作用下要產(chǎn)生回彈,擠壓上方的水從插入口噴出,并撞擊另一個(gè)板塊,同時(shí)產(chǎn)生第二次強(qiáng)震。這兩次強(qiáng)震間隔極短。如果板塊插入前段斷裂的較短,在地下壓力的作用下,有可能發(fā)生第三次強(qiáng)震,或者插入板塊能承受這個(gè)應(yīng)力。那就是以后才發(fā)生地震了。留下一個(gè)空腔。
如果是圖56的插入軌跡,則只會(huì)發(fā)生地震,不會(huì)發(fā)生海嘯。
圖54-圖55模式的海嘯,雖然海嘯釋放出的災(zāi)害巨大,但是如果沒(méi)有海嘯的話,也就是說(shuō)沒(méi)有空腔里的水做緩沖。那么海嘯后第二次撞擊的地震,其嚴(yán)重程度不可想象。加上地球內(nèi)部壓力的加速。它有可能直接把地表、山丘給撞飛了,甚至直接形成火山。因?yàn)楹Q蟮牡貧け?,只?-10千米左右。
地球應(yīng)力支點(diǎn)附近最易發(fā)生海嘯。
2、云南干旱與地下水
地震能引起自然災(zāi)害,除了房屋倒塌等劇烈的地表破壞之外,還會(huì)造成地下地層的撕裂。理論上而言,地下水會(huì)隨著地層的撕裂而移動(dòng)。這讓我聯(lián)想到今年百年一遇旱災(zāi)的云南。因?yàn)樵颇腺F州屬于云貴高原,周邊的地勢(shì)較低,這個(gè)地帶如果經(jīng)常地震,那么地層的撕裂必然會(huì)使該地區(qū)的地下水流向地勢(shì)較低的外圍。從這個(gè)原理上考察了一下云南的情況,如下:
從國(guó)家臺(tái)網(wǎng)大地震速報(bào)目錄調(diào)取了從1999年1月至2010年2月25日的五級(jí)以上的地震,共計(jì)34次,所采取的經(jīng)緯度坐標(biāo)為緯度23-30,經(jīng)度98-104。
其中1999年發(fā)生3次,2000年發(fā)生了4次,2001年發(fā)生了10次,2003年發(fā)生了5次,2004年發(fā)生了兩次,2005年1次,2006年1次,2007年1次,2008年2次,2009年3次,2010年2月1次。
而新聞上的記錄是2005年,云南遭遇50年來(lái)最大干旱;2006年,遭遇20年來(lái)最嚴(yán)重干旱;2009年遭遇50年一遇干旱;2010年遭遇百年一遇干旱。
看來(lái)地震和和地下水流失關(guān)系不是很大。我們從如上的地震和旱災(zāi)的統(tǒng)計(jì)中看不到任何的關(guān)系。但云南的地震發(fā)生頻率確實(shí)非常高。如下四個(gè)數(shù)據(jù)
1970/1/1-1980/1/1,5級(jí)以上地震發(fā)生64次
1980/1/1-1991/1/1,5級(jí)以上地震發(fā)生41次
1990/1/1-2000/1/1,5級(jí)以上地震發(fā)生40次
2000/1/1-2010/1/1,5級(jí)以上地震發(fā)生41次
這是40年之內(nèi)所發(fā)生的5級(jí)以上地震的發(fā)生次數(shù)。別忘了上個(gè)世紀(jì)70年代曾發(fā)生過(guò)3次7級(jí)以上的地震,其中之一1970年1月5日1時(shí)云南省通海縣M10MS7.7D10,7.7級(jí)地震烈度10應(yīng)該可以算是非常大型的地震了吧。另兩次也是7.3級(jí)和7.4級(jí)的地震。50年一遇干旱和百年一遇干旱,說(shuō)明那時(shí)干旱不嚴(yán)重。
稍微搜索了一下,發(fā)現(xiàn)另一個(gè)不解的現(xiàn)象,云南的植被破壞嚴(yán)重。既有采用綠油漆對(duì)荒山、墳地綠化的,也有采用大面積種植速生桉致富的包括原山林。看來(lái)這是植被的問(wèn)題。
十二、地球已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)新的地質(zhì)關(guān)口
地殼的應(yīng)力傳遞中,大型地震表示該地板塊斷裂,承載應(yīng)力則不在作為一個(gè)整體的傳遞者。該地發(fā)生過(guò)大地震,則表示該地的地質(zhì)應(yīng)力進(jìn)入和以前不同的應(yīng)力傳遞模式。已經(jīng)完成該地應(yīng)力的重新分配過(guò)程。大地震大的級(jí)別應(yīng)該多少好呢?在這里我采用7.8級(jí)的地震來(lái)作判斷。只有大的地震才能判斷大的板塊的應(yīng)力承接情況。
從1999年1月1日到現(xiàn)在7.8級(jí)地震共發(fā)生33次,看附表。這其中有幾次關(guān)鍵的地震:
土耳其1999-08-17Ms7.8,它意味著歐洲應(yīng)力下移,增加撕裂北冰洋的應(yīng)力。將會(huì)使亞洲傳遞過(guò)來(lái)的應(yīng)力通過(guò)沙特阿拉伯半島傳遞到非洲的應(yīng)力加重,通過(guò)沙特阿拉伯半島傳遞到非洲的應(yīng)力作用在東非大裂谷的東側(cè),將有加速東非大裂谷分離的趨勢(shì)。
新疆青海交界(新疆境內(nèi)若羌)2001-11-14Ms8.1D15,它沒(méi)有處在中國(guó)的主應(yīng)力傳輸帶,原作用在整個(gè)青藏高原的應(yīng)力可能會(huì)因此分流,趨勢(shì)該斷裂處-帕米爾高原-伊朗高原-阿拉伯高原。少了該地的負(fù)擔(dān),主應(yīng)力傳輸帶的應(yīng)力會(huì)加重。巴基斯坦2005-10-08Ms7.8D15也是這樣的趨勢(shì)。
俄、蒙、中交界2003-09-27 Ms7.9D15,也在分流原傳入中國(guó)的應(yīng)力。
印度尼西亞蘇門答臘島西北近海2004-12-26Ms8.7D33,吞噬完成一個(gè)階段,下一個(gè)階段開始加速。抓哇海溝一帶2000年1月1日-2005年1月1日,(海嘯之前)該地區(qū)發(fā)生7級(jí)以上地震11次,而2005年1月1日-2010年1月1日,該地區(qū)發(fā)生7級(jí)以上地震23次。從1970年1月1日-2000年1月1日,該地區(qū)30年總共發(fā)生7級(jí)以上地震13次。
四川汶川縣2008-05-12Ms8.0D14在主應(yīng)力傳輸帶。該超大型的地震爆發(fā),說(shuō)明中國(guó)的主應(yīng)力傳輸帶已經(jīng)完成了重新分配,又進(jìn)入一個(gè)新的階段。主應(yīng)力傳輸帶的應(yīng)力在加重。(這和前面分流中國(guó)境內(nèi)的應(yīng)力不矛盾,以前通過(guò)整個(gè)青藏板塊來(lái)分銷,現(xiàn)在則相對(duì)減弱了)這相應(yīng)的將會(huì)減少日本地震帶的應(yīng)力。同時(shí)會(huì)加重中國(guó)主地震帶側(cè)翼的應(yīng)力。加重南亞地震帶的應(yīng)力。
總的來(lái)說(shuō),歐洲開始增加撕裂大西洋的力度,西亞和中國(guó)一部分應(yīng)力分流到沙特阿拉伯一線,有點(diǎn)像拉中國(guó)的雞尾巴。應(yīng)力在向非洲一線分流,非洲一線應(yīng)力開始增加。亞洲主應(yīng)力傳輸區(qū)還是中國(guó),有加強(qiáng)的趨勢(shì),但總量上有些減弱。中南半島及印尼蘇門答臘隆起的速度要加快了。中國(guó)主應(yīng)力傳輸帶右側(cè)有即將發(fā)生地震的趨勢(shì)。其它地區(qū)主應(yīng)力傳輸基本不變。但地震的數(shù)量都在增加,級(jí)別在增高(日本近期除外,汶川地震減弱日本地震帶的應(yīng)力,要等中國(guó)應(yīng)力傳輸穩(wěn)定下來(lái)重新分配后才會(huì)加強(qiáng))。地球進(jìn)入新一輪地震周期。
2010年8月23日
本文是建立在5.12地震以來(lái)長(zhǎng)時(shí)間思索的結(jié)果,搞的周期比較長(zhǎng)。和上篇(地質(zhì)關(guān)口1)的數(shù)據(jù)分析算是一個(gè)關(guān)于地震理論方面思索的終結(jié)吧。可以看作我的地震理論方面分析研究的終結(jié)篇。本文沒(méi)有包括地球的源應(yīng)力部分,可參見以前的文章。本文完成了地球應(yīng)力動(dòng)力分析。文中累贅一些,圖片和數(shù)據(jù)也多一些,只想讀者可以看明白。在寫作的這三個(gè)多月,對(duì)理論進(jìn)行了數(shù)據(jù)上的驗(yàn)證,我驗(yàn)證的部分大多是吻合的。文中圖片大都?jí)嚎s過(guò)的,關(guān)于我自己制作的圖片(中國(guó)歷史地震)有需要清晰的可以email我,[email protected]。
本文寫作過(guò)程由于誤操作,在完成80%的時(shí)候給弄丟了。這篇是重新寫的。銜接上沒(méi)有第一次寫得好。字?jǐn)?shù)也相對(duì)少一些。
我建議搞地震研究、預(yù)報(bào)的讀一讀,應(yīng)該有所幫助。
志勰
2010年8月24日
參考:
本文數(shù)據(jù)來(lái)源 地震數(shù)據(jù)服務(wù)網(wǎng)
本文分析參考google earth電子地圖 世界地形圖
① http://hi.baidu.com/prisonbreak5223/blog/item/2f234ed9a25d96ec38012f26.html
②http://bbs.soufun.com/1010063142~-1~6085/74212916_74212916.htm
③http://www.jinisi.net/n283c13.aspx
④http://post.discovery.tom.com/s/8900094A3110.html
附表:
發(fā)震日期 | 發(fā)震時(shí)刻 | 緯度 (度.度) |
經(jīng)度 (度.度) |
深度 (km) |
震級(jí) | 參考地點(diǎn) |
2010-04-07 | 06:15:01.0 | 2.4 | 97.1 | 33 | Ms7.8 | 蘇門答臘北部 |
2010-02-27 | 14:34:16.4 | -35.8 | -72.7 | 33 | Ms8.8 | 智利 |
2009-09-30 | 01:48:15.3 | -15.5 | -172.2 | 33 | Ms8.0 | 薩摩亞群島地區(qū) |
2009-07-15 | 17:22:32.4 | -45.7 | 166.4 | 33 | Ms7.8 | 新西蘭南島西海岸遠(yuǎn)海 |
2009-03-20 | 02:17:37.4 | -23.0 | -174.7 | 10 | Ms7.9 | 湯加地區(qū) |
2008-05-12 | 14:28:04.0 | 31.0 | 103.4 | 14 | Ms8.0 | 四川汶川縣 |
2007-11-14 | 23:40:50.0 | -22.1 | -69.7 | 33 | Ms7.9 | 智利 |
2007-09-13 | 07:49:06.4 | -2.5 | 100.9 | 15 | Ms8.3 | 印尼蘇門答臘南部海中 |
2007-09-12 | 19:10:23.9 | -4.4 | 101.5 | 15 | Ms8.5 | 印尼蘇門答臘南部海中 |
2007-08-16 | 07:40:58.5 | -13.3 | -76.5 | 33 | Ms7.8 | 秘魯海岸近海 |
2007-08-09 | 01:04:58.0 | -6.1 | 107.7 | 300 | Ms7.8 | 印尼爪哇島以北近海 |
2007-04-02 | 04:39:55.0 | -8.5 | 156.7 | 15 | Ms7.8 | 所羅門群島 |
2007-01-13 | 12:23:26.5 | 46.4 | 154.3 | 33 | Ms7.9 | 千島群島 |
2006-11-15 | 19:14:17.6 | 46.6 | 153.3 | 33 | Ms8.0 | 千島群島 |
2006-05-03 | 23:26:33.8 | -20.0 | -174.2 | 15 | Ms7.9 | 湯加 |
2006-04-21 | 07:25:03.0 | 61.0 | 167.2 | 33 | Ms8.0 | 堪察加半島東北地區(qū) |
2005-10-08 | 11:50:36.0 | 34.4 | 73.6 | 15 | Ms7.8 | 巴基斯坦 |
2005-06-14 | 06:44:32.2 | -19.9 | -69.2 | 96 | Ms8.1 | 智利北部 |
2005-03-29 | 00:09:34.6 | 2.2 | 97.0 | 33 | Ms8.5 | 蘇門答臘北部 |
2004-12-26 | 08:58:55.2 | 3.9 | 95.9 | 33 | Ms8.7 | 印度尼西亞蘇門答臘島西北近海 |
2004-12-23 | 22:59:08.0 | -50.1 | 160.3 | 10 | Ms7.8 | 麥闊里島以北地區(qū) |
2003-09-27 | 19:33:28.0 | 49.9 | 87.9 | 15 | Ms7.9 | 俄、蒙、中交界 |
2003-09-26 | 03:50:04.0 | 42.2 | 144.1 | 33 | Ms8.0 | 日本北海道地區(qū) |
2002-11-04 | 06:12:40.7 | 63.3 | -148.2 | 0 | Ms7.8 | 美國(guó)阿拉斯加 |
2002-11-02 | 09:26:13.7 | 3.1 | 96.1 | 33 | Ms7.8 | 印尼蘇門答臘北部海中 |
2001-11-14 | 17:26:13.0 | 36.2 | 90.9 | 15 | Ms8.1 | 新疆青海交界(新疆境內(nèi)若羌) |
2001-06-24 | 04:33:16.0 | -16.0 | -73.7 | 0 | Ms7.9 | 秘魯 |
2001-01-26 | 11:16:36.4 | 23.2 | 70.0 | 0 | Ms7.8 | 印度 |
2001-01-14 | 01:33:31.6 | 13.2 | -88.7 | 33 | Ms8.0 | 薩爾瓦多 |
2000-11-16 | 15:42:15.4 | -3.8 | 153.9 | 0 | Ms7.8 | 所羅門群島 |
2000-06-18 | 22:44:09.6 | -13.8 | 97.3 | 0 | Ms7.8 | 印度洋 |
2000-06-05 | 00:28:25.4 | -4.7 | 102.2 | 33 | Ms7.8 | 蘇門答臘南部 |
1999-08-17 | 08:01:32.9 | 40.2 | 29.5 | 0 | Ms7.8 | 土耳其 |
附表及本文中的大多地震數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心。少部分的數(shù)據(jù)來(lái)源于互聯(lián)網(wǎng)搜索。
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