《太极宇宙论(自然科学)》第九篇
第九篇 地震成因及预测地震
简介本篇内容:地壳被大气层和地幔夹迫 , 在地壳上、下两侧形成压力差 。将由压力差形成的力量称为压差力 , 应用牛顿第三定律 , 形成地震的力量就是双力(压差力、应力) 。 双力(压差力、应力)地震理论因同时考虑了作用力和反作用力 , 而能将岩浆冲击说(侧重于岩浆冲击作用)和断层成因说(侧重于应力作用)两个主流地震理论融合 。万有引力的具体成因是压力差、压力差形成的压差力是诱发地震的一个因素 , 与此对应的就是地震区域在发震时出现引力场变化 。应力发生作用具有突发性 , 仅研究应力在地震中的作用就会得出地震不能预测的谬论 。 压差力发生作用具有渐进性 , 研究压差力在地震中的作用就能够预测地震 。地震预报体系是地震前出现的气液电声四象变化 , 分别是气体震前变化、液体震前变化、电磁场震前变化、音频震前变化 。地震预报歌诀:一次地震 , 两力生成 , 四象预报 , 八方得救 。本篇包含的文章有:1、《快捷认识地震》2、《双力(压差力、应力)地震理论(简介)》3、《双力(压差力、应力)地震理论》4、《汶川洪涝灾害检验双力(压差力、应力)地震理论》5、《初探应用地震成因新说理论体系的地震预测技巧》快捷认识地震
火山通道说明地壳中有垂直方向的裂纹 , 地下河的存在说明地壳中分布着水平面纵、横方向的裂纹 。地幔物质在地壳的垂直裂纹中运动能形成火山喷发 。地幔物质能够在垂直裂纹运动 , 也能够在地壳的水平面纵、横向裂纹中运动 。地幔物质在地壳的水平面纵、横向裂纹中运动就能形成构造地震 。在震源发现岩浆活动 , 可以应用岩浆冲击说来解释 。震源未能发现岩浆活动又如何解释?人们知道:普通炸弹爆炸的杀伤力除了火焰灼伤、弹片射伤外 , 爆炸气浪的冲击同样可以形成杀伤力 , 爆炸气浪可以远距离形成杀伤力 。 同样 , 高温地幔物质产生的推动力能以气体等其他物质为力的介质 , 远距离地在水平面纵、横向裂纹中形成冲击 , 造成地震 。地幔物质运动和地壳裂纹有紧密联系 , 较大的地壳裂纹就是断层 , 要认识地震 , 就要遵循牛顿第三定律 , 同时考虑作用力和反作用力 , 考虑地壳被夹心 , 在岩浆冲击说和断层成因说的基础上衡量双力(压差力、应力)在地震中的作用 。将火山喷发比喻为垂直烟囱 , 以横向烟囱比喻地震就能快捷认识地震 。曾展刚2010年08月20日双力(压差力、应力)地震理论(简介)
一、夹心地壳地壳被大气层和地幔夹迫 , 地壳是夹心的 。大气层压迫地壳的压强和地幔压迫地壳的压强相差悬殊 , 在地壳连接大气层和地幔的两侧形成强大的压力差 。在现代物理学中 , 将质点的面积忽略 。 忽略力的作用面积 , 不为零的压力差就形成了压差力 。地壳受到压迫是地震的根源 。 地壳在受到压迫后形成反作用的应力 。 作用力和反作用力同时出现 。 正因为这样 , 形成地震的作用力和反作用力就是压差力和应力 。考虑地壳、大气层、地幔三者关系 , 形成地震的作用力和反作用力就是压差力和应力 。二、应力研究未能在地震预测中发挥重大作用的原因迟缓就是应力研究未能在地震预测中发挥重大作用的原因 。三、 压差力远距离发生作用压力差:泛指物体两侧所受压力的差值 。 压力单位以帕(PA)表示 。 (引于互联网百度百科《压力差》)压差力:由不为零的压力差形成、令到相互连通的高压区域物质和低压区域物质相互牵引的力量差 。压差力是相互对抗的压力形成的力量差 。压差力推动物质运动的现象非常普遍 , 如应用水压差的自来水供应、应用电压差的电力供应等 。压差力可以远距离发生作用 。在压差力远距离发生作用下震源未发现岩浆活动不代表发震与地幔物质活动无关 。四、角力比赛让人们明白压差力以及地震引起天气变化甲乙两小孩和大人丙角力比赛 。 甲和丙将乙夹心 , 甲以手掌推乙背 , 甲乙一起抵抗丙的推动 。 丙要将乙推倒就会影响甲 。地幔推动地壳 , 使地壳出现裂纹并且形成地震就必然影响大气层 。 大气层受到力的扰动就会出现天气变化 。五 、压差力和应力形成振动的观察经验没有风吹的树枝并非没有受到大气层对它的压力 , 只是大气层对它向下的压迫力量和气体对它向上顶托的力量均等 。 上、下方向上作用于树枝的压强均等 , 没有形成不为零的压力差 , 不能形成推动树枝向上或向下运动的压差力 。风吹起来 , 柔软的树枝上下振动 。当风吹起来的时候 , 流动气体对它向上顶托的力量大于大气层对它向下的压迫力量 。 上、下方向上作用于树枝的压强不均等 , 形成不为零的压力差 , 形成推动树枝向上运动的压差力 。 在压差力的推动下 , 树枝弯曲向上 。当树枝弯曲向上到一定程度后 , 它对抗向上顶托气流的应力增大 , 树枝的应力联同大气层对它向下的压迫力量一起形成对抗向上顶托气流的合力 , 当这股合力大于气流向上顶托的力量时 , 就形成相反方向推动树枝向下运动的力量 , 树枝向下运动 。当树枝向下运动弯曲到一定程度时 , 树枝形成抵抗这种向下弯曲的向上应力 , 树枝向上的应力联同流动气体对树枝向上顶托的力量一起战胜大气层对它向下的压迫力量 , 树枝又重新弯曲向上运动 。在压差力和应力的作用下 , 树枝就是这样不停地上下振动 , 直到上、下方向上作用于树枝的压强均等和树枝恢复原状后树枝才停止上下振动 。在压差力和应力的作用下能令到树枝上下振动 , 同样 , 地壳在压差力和应力的作用下也会出现震动 。六、 运用压差力和应力浅析火山喷发七、 运用应力和压差力浅析断层弹性回跳八、 地幔物质在地壳运动的必然结果和固定模式九、 浅析夹心地壳在浅层地震过程中的受力状况十、 莫霍面和地壳内部及大气层的气体对流作用十一、高熔点绝热物质的热力阻隔作用十二、地球的“血小板”十三、地表和地幔之间的压力差和爆炸十四、冲击和错动形成地震波P波使地面发生上下振动 , 可以是地幔向上运动模式的结果 。 当地质裂纹连通高压地幔和地壳浅层低压区域或低压大气层 , 强大压差力形成作用就会对低压区域形成强烈冲击 。S波使地面发生前后、左右抖动 , 可以是地幔平移运动模式的结果 。 地幔平移运动令到断层发生碰撞 , 断层释放应力发生弹跳、错动 。P波、S波都在地震中形成 , 形成地震的力量既有冲击 , 又有应力释放 , 这清楚地说明岩浆冲击说和断层成因说应当合二为一 。 这两个理论合二为一的基础是以牛顿第三定律为指导 , 同时考虑作用力和反作用力 。遵循牛顿第三定律、注意到地壳被夹心并清楚压差力的长程作用 , 双力(压差力、应力)地震理论是在岩浆冲击说和断层成因说的基础上发展而成的地震理论 。十五、 探索引起动物在地震前异常活动的主要原因特殊气味引起动物在地震前出现异常活动 。十六、解开地震云迷团十七、地震和火山爆发的联系和区别十八、分析浅层地震成因及过程十九、地雷声的印证二十、 分析水库蓄水引发地震二十一、 预测地震地震预报体系是地震前出现的气液电声四象变化 , 分别是气体震前变化、液体震前变化、电磁场震前变化、音频震前变化 。地震预报歌诀:一次地震 , 两力生成 , 四象预报 , 八方得救 。二十二、简述地震难以准确预测的原因二十三、 缓解政府和民众在地震预测方面出现矛盾的建议二十四、汶川洪涝灾害检验双力(压差力、应力)地震理论二十五、日本大地震前的警报戳穿“地震不能预测”谎言分页标题
《太极宇宙论(自然科学)》第九篇。 双力(压差力、应力)地震理论(1)
作者 曾展刚
第一节 夹心地壳
地壳被大气层和地幔夹迫 , 地壳是夹心的 。地壳被夹心的状况往往由于熟视无睹而被忽略 。 在地震研究中 , 人们往往只是考虑地壳和地幔两者之间的压强关系 , 而没有考虑夹心地壳联同大气层一起对抗地幔所出现的三者压力差关系 。向下压迫的大气层和向上顶迫的地幔压迫地壳的压强方向相反 , 大气层压迫地壳的压强和地幔压迫地壳的压强相差悬殊 , 在地壳连接大气层和地幔的两侧形成强大的压力差 。在现代物理学中 , 将质点的面积忽略 。 忽略力的作用面积 , 不为零的压力差就形成了压差力 。清楚地壳被夹心后 , 在研究地震的过程中 , 就可以将地幔压迫地壳的作用力由压力修正为地壳、大气层对抗地幔的压差力 。压差力的长程作用在地震成因探索中发挥出巨大作用 。地壳受到压迫是地震的根源 。 地壳在受到压迫后形成反作用的应力 。 依据牛顿第三定律 , 作用力和反作用力同时出现 。 正因为这样 , 形成地震的作用力和反作用力就是压差力和应力 。考虑地壳、大气层、地幔三者关系 , 清楚形成地震的作用力和反作用力就是压差力和应力 , 人类对地震的研究揭开了崭新的一页 。地震依据发生原因分类有三种:构造地震:地球上发生的地震绝大多数属于构造地震 , 也就是因为地壳变动而累积于地壳内部的能量 , 籍由断层现象在一刹间释放出来发生的地震 。火山地震:火山地区的火山爆发所造成的地震 。陷落地震:石灰岩地区的地区 , 经地下水溶蚀后形成坑洞(石灰岩等) , 最后因为坑洞的上覆岩石突然陷落所发生的地震 。 (地震依据的资料出处:二十一世纪出版社出版《地震求生记》)双力(压差力、应力)地震理论主要探索构造地震的成因 , 下文将构造地震简称地震 。第二节 应力研究未能在地震预测中发挥重大作用的原因
一、应力(一)应力的含义当材料在外力作用下不能产生位移时 , 它的几何形状和尺寸将发生变化 , 这种形变称为应变(Strain) 。 材料发生形变时内应变部产生了大小相等但方向相反的反作用力抵抗外力 , 定义单位面积上的这种反作用力为应力 。 (引于互联网百度百科《应力》)(二)地应力和构造应力场地应力是存在于地壳中的未受工程扰动的天然应力 , 也称岩体初始应力、绝对应力或原岩应力 。 广义上也指地球体内的应力 。 它包括由地热、重力、地球自转速度变化及其他因素产生的应力 。 地质力学认为 , 地壳内的应力活动是使地壳克服阻力、不断运动发展的原因;地壳各处发生的一切形变 , 如褶皱、断裂(见节理、断层)等都是地应力作用的结果 。 通常 , 地壳内各点的应力状态不尽相同 , 并且应力随(地表以下)深度的增加而线性地增加 。 由于所处的构造部位和地理位置不同 , 各处的应力增加的梯度也不相同 。 地壳内各点的应力状态在空间分布的总合 , 称为地应力场 。 (引于互联网百度百科《地应力》)与地质构造运动有关的地应力场 , 称为构造应力场 。 通常指导致构造运动的地应力场 。 有人也将由于构造运动而产生的地应力场简称为构造应力场 。 在地质力学中 , 构造应力场是指形成构造体系和构造型式的地应力场 , 包括构造体系和构造型式所展布的地区 , 连同它内部在形成这些构造体系和构造型式时的应力分布状况 。 有多少类型的构造体系 , 就有多少种类的构造应力场 。 一定型式的构造体系所代表的应变图像 , 反映了其构造应力场的特征 , 通过对构造应力场的分析研究 , 可以推演构造运动的方式和方向 , 把各个大陆及地区运动的方式和方向综合起来 , 可以推断地壳运动的方式和方向 , 进而探索地壳运动的起源 。 ”(引于互联网百度百科《构造应力场》)二、应力研究未能在地震预测中的发挥重大作用的原因有相当部分科学家认为有很多地震是由应力引起 , 并且将应力对地震的影响作了非常认真细致的研究 。 应力研究对于防治地震有很大作用 , 如建造抗震建筑物等 。 但在地震预测方面 , 应力研究未见重大突破 。应力研究未能在地震预测中发挥重大作用是有原因的:在一个由气态、液态、固态三态物质组成的三维立体体系中 , 如果该体系受到力的作用发生形变 , 而力的最终根源来自于热量扩张 , 那么凭已有的知识和经验 , 最早发生变动的是气态物质 , 其次是液态物质 , 最后才是固态物质 。 原因是气态物质的密度低 , 最容易受到力量的挤压和推动而发生变动;相同的力量难以挤压和推动相对密度较大的固态物质 , 固态物质的形变最迟发生变动 。虽然在外力作用下固态物质产生应力作用比较明显 , 但应力需要时间累积才能使固态材料破裂 。 对于气态物质 , 应力作用很弱 , 外力很容易克服气态物质的应力作用而扰动气态物质 , 外力作用影响往往明显于气态物质应力作用的影响 。 因为形成应力的重要根源之一是热量扩张 , 加上先有外力作用而后有应力生成并且应力需要时间累积 , 所以固态物质因应力累积而发生的形变往往落后于气态物质受外力作用发生的形变 。 迟缓就是应力研究未能在地震预测中发挥重大作用的原因 。举个例子:一个神枪手远距离射杀一个人 , 子弹从射击到进入枪击目标的过程有开枪的闪光、枪声、子弹运行、子弹进入目标身体 。 要想使到枪击目标得到预警而及时逃生就要研究开枪的闪光与开枪之间的联系 , 让枪击目标在看到开枪的闪光就立即逃避 。 如果距离足够远 , 或许枪击目标能够因为看到开枪的闪光并及早作出逃避动作而逃生 。 研究子弹进入枪击目标身体发生的形变会对研制避弹衣有帮助 , 但对于未穿上避弹衣的枪击目标而言是没有逃生预警作用的 , 子弹进入身体 , 被枪击者就只有等死 。地震过程和结果会使到地震区域内气态、液态、固态三态物质均发生形变 。 在地震预测中研究气体的变化就如同研究开枪的闪光一样 , 能抓住最早出现危险的征兆 , 因而有很好的预警作用 , 使人类能够如同蛇一样对地震先知先觉 。 而应力研究就如同研究子弹进入枪击目标身体发生的形变并有助于研制避弹衣一样 , 可以在建造抗震建筑物等方面发挥重要作用 , 但预警作用则较低 。第三节 压差力远距离发生作用分页标题
一、压力和压强的含义压力:垂直作用在单位面积上的力 , 或流体中单位面积上承受的力 。 (引于互联网百度百科《压力》)压强:作用于单位面积上的压力 。 (引于互联网百度百科《压强》)人们谈及压力 , 有时候时指力 , 有时候是指压强 。 现代物理学中 , 将质点的面积忽略 。 忽略力的作用面积 , 压强就是代表力的压力;考虑力的作用面积 ,代表力的压力形成压强 。由于物质点的面积很难以获得 , 比如人们无法获得个体光子撞击其他物体的力作用面积 , 人们不得不忽略物质点的面积 。 人们可以将运用力学的研究结果作吻合实际情况的调整 , 力学不能因为忽略物质点的面积而被否定 。二、压力差的含义压力差:泛指物体两侧所受压力的差值 。 压力单位以帕(PA)表示 。 (引于互联网百度百科《压力差》)压力差的实质是压强差 , 是考虑力作用面积的力量差 。三、压差力的含义压差力:由不为零的压力差形成、令到相互连通的高压区域物质和低压区域物质相互牵引的力量差 。参照物理学将忽略物质点面积的做法 , 忽略力的作用面积 , 不为零的压力差就形成了压差力 。压差力是相互对抗的压力形成的力量差 。四、压差力远距离发生作用压差力推动物质运动的现象在日常生活非常普遍 , 如应用水压差的自来水供应、应用电压差的电力供应、气压差引起的风云变幻等 。压差力可以远距离发生作用 。电力输送是电源通过电压差由高压端传向低压端 。 输送过程中金属连线是必须的 , 它提供力的介质——可流动的电子 。 如果金属连线中有超强电阻或断路 , 电压差所形成的压差力不足以克服阻力而不能输送电力 。 如果金属连线的电阻为零 , 则截面面积相同的金属连线无论长或短电压差都不会因此出现变化 , 电力输送可达非常遥运的地方 。 在现实中 , 有足够的高电压且输送电缆电阻不太大时 , 电压差所形成的压差力既能将电力输送到近处的低压端也能输送到远处的低压端 。 这说明阻力很小时压差力可以远距离发生作用 。受压差力作用影响比较明显的主要是容易流动的物质如水、空气等 , 固态物质受压差力作用会产生抵抗应力较大 , 影响相对不明显 。 正因为这样 , 在研究应力作用的同时探索压差力的影响可以在地震力学分析上产生互补作用 , 能够使人们获得更全面深入的分析结果 。 应力研究可以使人们更好地防治地震 , 压差力研究可以使人们更好地预测地震 , 应力研究和压差力研究是人类对付地震恶魔的两把利剑!五、压差力远距离发生作用的通路物质之间有压力差并不代表压差力可以发生作用 , 物质之间有足够的阻力就能阻止压差力发生作用或抵销压差力 。 当阻力锐减或消失 , 在高压端与低压端之间形成“通路” , 压差力就能发生作用 。 例如:地面和地幔之间有巨大的压力差 , 能形成强大的压差力 , 但人们可以在地面上平安生活 , 原因在于有完好的岩层像巨大的“超强电阻”阻挡着压差力发生作用的“通路” 。 可惜这个巨大的“超强电阻”也有失效的时候 , 就是当它出现巨大裂纹使到“通路”畅通的时候 。六、在压差力远距离发生作用下震源未发现岩浆活动不代表发震与地幔物质活动无关双力(压差力、应力)地震理论重视气体在地壳变化中的作用 , 当地幔和地面或地壳浅层的“通路”一旦出现 , 气体就是传导压差力的可流动介质 。大部分的浅层地震未能在震源发现岩浆活动 。 未能注意到压差力可以远距离发生作用 , 很多人认为大部分浅层地震和岩浆活动无关 。 当地壳浅层与地幔之间没有了地壳深、中层岩石的阻隔而出现阻力锐减并向趋向零时 , 地幔与地壳之间强大的压差力就会通过可流动介质迅速作用在地壳浅层并形成巨大冲击 , 这种情况通常发生在地壳突然出现新的巨大裂缝或原有的巨大裂缝出现移位(即形成“通路”) 。 冲击地壳浅层的强大压差力发生作用的时间很短 , 巨大裂缝的空隙会迅速被碎石沙土等物质填充而形成强大的阻碍压差力发生作用的阻力(即“通路”被闭塞) 。 由于时间短 , 地幔物质来不及涌到地壳浅层而使人们产生冲击与地幔物质无关的错觉 。如果有人在低电压端被电击 , 人们很清楚电力的根源并非在低电压端而是在遥远的高电压端 。 地面和地幔之间有巨大的压力差 , 地壳出现巨大裂纹形成“通路”才能够发挥压差力作用 , 地震与裂纹必然相关 , 压差力与地震显然相关 。 低电压端发生电击灾难时我们能够清楚电力的根源在遥远的高电压端;同样 , 在低压端地壳浅层发生地震灾难 , 我们也应该清楚认识到的灾难根源在于高压端地幔 , 只不过冲击点出现在地壳浅层而已 。 还有一个例子能很好说明这个问题:只有小半瓦锅的水在水烧开后 , 热水根本不用涌到瓦锅顶部 , 水蒸汽就能冲开瓦锅盖子 。生活例子能很好地说明压差力对地壳的推动作用:当汤锅里的汤煮开后 , 锅盖会在水蒸汽的推动下不停地跳动 。 锅里的水沸腾后在锅里形成一个比锅外的的气压要高的高汽压 , 形成压力差 , 压力差引起的压差力推动锅盖使之不停地跳动 。 将连着锅盖的汤锅看成一个整体 , 那么锅盖就是较轻的有裂纹的一块 , 压差力就是推动较轻的有裂纹的一块 。 对比整个地球 , 板块、断层就是较轻的有裂纹的一块块 。第四节 角力比赛让人们明白压差力以及地震引起天气变化分页标题
甲乙两小孩和大人丙角力比赛 。 甲和丙将乙夹心 , 甲以手掌推乙背 , 甲乙一起抵抗丙的推动 。 丙要将乙推倒就会影响甲 。手掌有面积 , 甲和丙施加在乙身上的相互对抗力量在乙两侧形成压强差 , 压强差是人们所说的压力差 。 压力差的数值变大 , 乙就会被丙推倒 。 显然 , 压力差能形成力的作用 。 压力差形成的力就是压差力 , 压差力是相互对抗力量的差 。地壳被地幔和大气层夹心 。 大气层和地壳一起抵抗地幔的推动 , 大气层是地壳的后盾 。丙要将乙推倒就会影响甲 。 同样 , 地幔推动地壳 , 使地壳出现裂纹并且形成地震就必然影响大气层 。 大气层受到力的扰动就会出现天气变化 。角力比赛让人们明白压差力以及地震引起天气变化 。第五节 压差力和应力形成振动的观察经验
没有风吹 , 柔软的树枝不会上下振动 。没有风吹的树枝并非没有受到大气层对它的压力 , 只是大气层对它向下的压迫力量和气体对它向上顶托的力量均等 。 上、下方向上作用于树枝的压强均等 , 没有形成不为零的压力差 , 不能形成推动树枝向上或向下运动的压差力 。风吹起来 , 柔软的树枝上下振动 。当风吹起来的时候 , 流动气体对它向上顶托的力量大于大气层对它向下的压迫力量 。 上、下方向上作用于树枝的压强不均等 , 形成不为零的压力差 , 形成推动树枝向上运动的压差力 。 在压差力的推动下 , 树枝弯曲向上 。当树枝弯曲向上到一定程度后 , 它对抗向上顶托气流的应力增大 , 树枝的应力联同大气层对它向下的压迫力量一起形成对抗向上顶托气流的合力 , 当这股合力大于气流向上顶托的力量时 , 就形成相反方向推动树枝向下运动的力量 , 树枝向下运动 。当树枝向下运动弯曲到一定程度时 , 树枝形成抵抗这种向下弯曲的向上应力 , 树枝向上的应力联同流动气体对树枝向上顶托的力量一起战胜大气层对它向下的压迫力量 , 树枝又重新弯曲向上运动 。在压差力和应力的作用下 , 树枝就是这样不停地上下振动 , 直到上、下方向上作用于树枝的压强均等和树枝恢复原状后树枝才停止上下振动 。在压差力和应力的作用下能令到树枝上下振动 , 同样 , 地壳在压差力和应力的作用下也会出现震动 。第六节 运用压差力和应力浅析火山喷发
热力扩张使到地幔物质在地壳中向上涌动并不断将阻挡的岩石熔融 。 当地幔物质接近地壳表面时 , 未熔穿的地壳很薄 , 很薄地壳受到冲击而产生应力抵抗 , 应力累积超过很薄地壳所能承受的强度而发生崩裂 , 地面和地幔之间通路变得畅通 , 明显发生作用的巨大压差力将大量物质从火山口喷出 。 压差力对岩层的推动 , 以及受压迫岩层以应力反抗压迫所形成的岩层错动 , 令到火山喷发是山摇谷震 。第七节 运用应力和压差力浅析断层弹性回跳
一、已有的运用应力分析断层弹性回跳1906的旧金山地震发生在太平洋板块和北美板块的边界──圣安德烈斯断层上 。 震前断层西侧以缓慢速度向北运动 , 地震时断层西盘急速地向北滑动 。 旧金山以南大约400公里断层平均滑动距离为3.6米 。 而且 , 地震前后位移变化大的区域仅限于离断层30公里以内的两侧地区 。 据此 , 里德(H.F. Reid)提出了地震成因的弹性回跳学说 。 是出现最早、应用最广的关于地震成因的假说 , 假说认为地震的发生 , 是由于地壳中岩石发生了断裂错动 , 而岩石本身具有弹性 , 在断裂发生时已经发生弹性变形的岩石 , 在力消失之后便向相反的方向整体回跳 , 恢复到未变形前的状态 。 这种弹跳可以产生惊人的速度和力量 , 把长期积蓄的能量于霎那间释放出来 , 造成地震 。 总之 , 地震波是由于断层面两侧岩石发生整体的弹性回跳而产生的 , 来源于断层面 。 这一假说能够较好地解释浅源地震的成因 , 但对于中、深源地震则不好解释 。 因为在地下相当深的地方 , 岩石已具有塑性 , 不可能发生弹性回跳的现象 。 ”(引于互联网《断层成因说》)二、运用压差力分析断层弹性回跳(一)压差力能形成断层弹性回跳的数理分析地表低压大气层与高压地幔之间压差力能否使到断层出现弹性回跳现象?下面作数理分析:已知1标准大气压 = 101 325 牛顿 / 平方米 , 1千克力=9.8牛顿;科学家估计地壳底部约有9000个大气压(PA) , 地面为1个大气压(PB);假设地球表面为平整椭圆球面 , 地壳厚度均为70千米 , 计算出地表面积与地壳底部面积的比例约为1/ 0.978134≈1/1 , 因此可假设力作用面积S=SA = SB=1平方米;当地表低压大气层与高压地幔之间出现巨大裂纹瞬间形成畅通通路时 , 瞬间形成的畅通通路中主要布满气体介质 , 比重不大的气体质量重量较少而可以忽略重力影响 , 畅通通路中的气体阻力较少 , 因此可假设F阻=0 。于是地壳表面每平方米承受地壳底部指向与地球表面的压差力为:FAB =(PA-PB)S=[(9000-1)×101 325牛顿/平方米]×1平方米=911823675牛顿=9304.32321428万千克力≈9万吨力计算结果表明:当地表低压大气层与高压地幔之间瞬间形成畅通通路并且通路中的阻力接近零时 , 作用于的地表每平方米的压差力约为9万吨力 , 压强差约为9千万千克力/ 平方米 。忽略重力影响和畅通通路中的气体阻力是理想的计算模式中 。 理想的计算模式中 , 地表低压大气层与高压地幔之间的压差力非常足够地使到断层出现弹性回跳现象 , 引起地震也是理所当然 。事实是否与理想计算模式的计算结果相符?观察火山爆发后可以获得肯定的回答 。火山爆发就是地表低压大气层与高压地幔之间相互连通 。 火山爆发时天崩地裂、山摇谷震 。(二)运用压差力分析断层弹性回跳大气压迫的力量、地壳岩层抵抗热力扩张的阻力和地幔物质推动力力量一起形成对流平移的力量 , 使旧金山所处地壳平移 。旧金山在太平洋板块和北美板块的边界 , 是在地质裂纹较多或发育较好 , 能形成压差力发生作用的、充满阻力的通路 。 旧金山所处地壳在平移运动中 , 岩层受到各种力的作用产生应力 , 应力累积超过岩层所能承受的强度发生断裂 , 岩层断裂使地壳浅层和地幔之间在瞬间出现畅通通路 。 在阻碍减少的情况下 , 强大的压差力通过气体等可流动的介质对地壳浅层形成明显冲击作用 , 旧金山以南大约400公里断层跳动或滑动 。 因为是断层移位形成畅通通路并直接受到巨大压差力冲击 , 所以地震前后位移变化大的区域仅限于离断层30公里以内的两侧地区 。虽然冲击点处于地壳浅层 , 然而通路畅通的时间太短 , 使到在地壳深层或中层的地幔物质没有足够时间涌至地壳浅层或地表 。假设旧金山地壳厚度只有36千米 , 地震时地幔物质从地面下24公里开始涌动;岩浆在地面流动速度一般在60千米/小时 , 假设地幔物质在理想的地形以180千米/小时速度涌动;地震持续时间为2分钟 , 即通路畅通2分钟后闭合 , 则地幔物质只能涌到地面下18公里处(即地壳中间) 。强大压差力推动气体的运动速度比地幔物质的运动速度快 , 如果强大压差力推动气体等可流动的介质在旧金山地壳浅层10-12公里处发生冲击 , 震源就在旧金山地壳浅层10-12公里处 , 该处是不能发现岩浆踪影的 。第八节 地幔物质在地壳运动的必然结果和固定模式分页标题
一、岩石受热的四种变化(一)温度不够高 , 岩石保持固体状况 。(二)温度够高 , 岩石变熔融 。(三)变熔融岩石在温度降低后凝固 。(四)极高温度使到熔融岩浆气化 。二、地幔物质在地壳运动的两个必然结果(一)在地壳运动的地幔物质熔穿地壳地幔物质在地壳运动并最终熔穿地壳的结果引起的地质现象是火山爆发 。(二)在地壳运动的地幔物质未能熔穿地壳但出现移位在地壳运动的地幔物质未能熔穿地壳但出现移位所引起的地质现象有很多:高原隆起、山脉隆起、板块移位、断层移位、地震、地壳下陷、盘地形成、温泉等现象 。三、地幔物质在地壳运动的固定模式按运动方向划分 , 地幔物质在地壳运动的方向基本是三种:平移运动、向上运动、向下运动 。 与此相对应 , 在地壳运动的地幔物质未能熔穿地壳但出现移位的的固定模式也有三种:平移运动模式、向上运动模式、向下运动模式 。(一)地幔平移运动模式“板块构造说认为软流层中的地幔物质由于热量增加 , 密度减小 , 体积膨胀 , 产生上升热流 , 上升的地幔物质遇到地壳底部向四周分流 , 随着温度下降 , 地幔物质密度增大 , 又沉降到地幔中 , 这一过程称为地幔对流 。 地幔对流是在缓慢的进行的 , 对流活动的时间可达几千万年 , 甚至几亿年 。 地幔对流是板块运动的主要驱动机制 。 ”(引与希望出版社出版《地球大百科》)地幔平移运动模式:地幔对流会将地壳底部的变成熔融状态的岩石推移带走 。地幔对流平移模式形成的现象:地壳岩层抵抗地幔热力推动的应力和地幔热力推动的力量差使到地壳平移 。平移运动模式的明显作用是使到板块、断层产生平移运动 , 影响范围很广 。(二)地幔向上运动模式地幔向上运动模式:地幔将地壳上托或在地壳的裂纹中向上移动 。当地幔热力推动力量大于大气压力、地壳重力、地壳岩层抵抗地幔热力推动的应力之和时 , 它们的力量差使到地壳上升 , 可以形成高原、山脉、岩层皱褶、断裂、断层上升、地震、温泉等 。力产生作用时会找寻最小阻力的地方作为力的突破口 。 力的突破口常见有点状 。 由点连成线则成柱形;点面相连则成锥形 。地幔平移运动模型要向上突破成为地幔向上运动模型必然也会找寻最小阻力的地方作为突破口 , 柱形、锥形就是地幔向上突破的形状 。柱形是地幔向上突破的最基本形状 。锥形是金字塔形 。 锥尖遇到阻力而钝化 , 使到金字塔形变形为平台式的巨柱 。地壳中有许多或大或小的裂纹 , 地幔物质向上突破遇到裂纹必然会分流而由单柱形发展成分叉柱形 。 火山的岩浆通道就是柱形和分叉柱形 。至此 , 可将地幔向上运动模式的通道有分为三种:柱状岩浆通道、平台岩浆通道、珊瑚树状岩浆通道 。1、柱状岩浆通道2、平台岩浆通道平台岩浆通道和柱状岩浆通道的区别主要是柱的直径大小 。 当柱的直径大于柱的高度 , 看上去更象平台 。平台岩浆通道要比柱状岩浆通道更宽 , 影响范围次于对流平移模型而广于柱状岩浆通道模型 。 形成高原、山脉、岩层皱褶、断裂、断层上升、地震等现象 。3、珊瑚树状岩浆通道柱状岩浆通道模型和珊瑚树状岩浆通道的区别在于是否形成分叉柱形 。(三)地幔向下运动模式地幔向下运动模式:在地壳中的地幔向地心方向移动 。当地幔热力推动力量小于大气压力、地壳重力、地壳岩层抵抗地幔热力推动的应力之和时 , 它们的力量差使到地壳下降 , 可以形成盘地、地壳下陷、地震、山洞等 。第九节 浅析夹心地壳在浅层地震过程中的受力状况
一、地震过程的三个环节一个地区发生一次构造地震的过程主要分三个环节:地震形成、地壳的上下震动、地壳震动平息 。三、地震研究的主要对象地震过程中 , 危害最大的是地壳变形和运动 。 地壳在地震过程中的变形和运动是地震研究的主要对象 。二、引起地震的多因素引起地震的多因素:地核运动、地核物质侵入地幔的冲击、地幔物质运动对地壳推动作用、地幔物质侵入地壳的冲击、地幔物质推动地壳断层之间的相互挤压、地壳岩层的应变、大气层压力的影响、海洋等液态水压力的影响、外星体的引力影响、外星体的磁场力影响、外星体的撞击、人为破坏的影响等 。在经典力学中 , 为方便人们力解 , 一般是抽取两个物体来研究力的相互作用 。实际中 , 发生力的相互作用的两个物体常常和他方物质紧密联系 。 抽取两个物体来研究力的相互作用只是经典力学理论的理想条件 , 实际环境的条件比起理论的理想条件要复杂得多 。地震是多因素引起 , 不能生搬硬套经典力学理论的理想条件 , 只是考虑地幔和地壳两者关系去分析地壳的受力状况 。只是考虑地幔和地壳两者关系去分析地壳在地震过程中的受力状况会遇上难以解决的问题 。 例如 , 地震和气象变化就很难获得联系 。在地震过程中 , 地壳受力状况复杂多变 。 分析地壳在地震过程中受力变化必须考虑多因素的影响 , 考虑多方关系 。四、分析地壳在浅层地震过程中的受力状况必须遵循牛顿第三定律牛顿第三定律是力学中的重要定律 , 在分析地壳在浅层地震过程中的受力状况必须遵循牛顿第三定律 , 同时研究作用力和反作用力对地震的影响 。不区分理论条件和实际条件 , 只考虑地幔和地壳两者关系 , 有人认为使地壳震动的作用力和反作用力是压力和应力 。 这种认识未能做到理论联系实际 。地壳是夹心的 , 在地壳连接大气层和地幔的两侧形成强大的压力差 。 不为零的压力差形成压差力 。 考虑地壳、大气层、地幔三者关系 , 形成地震的作用力和反作用力就是压差力和应力 。 在研究地震的过程中 , 就要同时研究压差力和应力 。五、在地幔向上运动模式下 , 浅析夹心地壳在浅层地震过程中的受力状况(一)地震形成的力学分析浅层地震形成分成两个部分:1、地质裂纹的形成2、发育成熟的地质裂纹连通高压地幔和地壳浅层低压区域或低压大气层浅层地震形成的力学分析分成形成地质裂纹力学分析、发育成熟的地质裂纹连通高压地幔和地壳浅层低压区域或低压大气层的力学分析 。1、形成地质裂纹的力学分析材料受到力的作用形成裂纹的实验:将一片无裂纹的鸡蛋壳放在桌子上 , 放上足够重量的铁块 , 夹心蛋壳在桌子和铁块的挤压下形成裂纹或破碎 。如果蛋壳没有桌子承托 , 铁块放在蛋壳上面 , 铁块、蛋壳同时受到重力作用而一起往下掉 。 没有桌子和铁块对蛋壳的夹心 , 蛋壳并没有因为铁块放置在蛋壳表面而形成裂纹或破碎 。蛋壳形成裂纹或破碎是因为受到了夹心的压迫 。地质裂纹的形成也是受到了夹心的压迫 。地壳中的岩层并非完好无损 , 而是不同程度地布满大大小小的裂纹 。 引起浅层地震的裂纹会从地壳和地幔的交界面(莫霍面)开始形成 。岩石的种类很多 , 如金伯利岩、玄母岩、变质岩等 。 不同成分的岩石构成不同的岩层 。 岩层与岩层之间会有一定的分界 。将直接受到地幔物质压力冲顶的岩层称为夹心岩层 , 在夹心岩层之上的岩层称为后盾岩层 。大气层、后盾岩层、夹心岩层共同对抗地幔物质向上冲顶的力量 。 如果夹心岩层不出现移动或变形破碎 , 相互对抗的力量处于相对平衡 。夹心岩层受到上下挤压有抗拒变形破碎的应变能力 , 应变能力的高低和夹心岩层的韧性值有很大关系 。 夹心岩层的韧性值较大则夹心岩层抗拒变形破碎的应变能力就较大 。在一定的限度内 , 夹心岩层的应变能力足以抗拒来自上方大气层、后盾岩层和下方地幔物质的夹迫 。压电效应和压磁效应说明电磁场的变化和压力的变化有紧密关系 , 地震前的磁场变化说明了在地震形成过程中 , 地壳受到地幔物质的压力出现变化 。地幔物质包含许多可以燃烧的物质 , 如硫、镁等 , 物质燃烧能产生高温高压 , 燃烧物质的增加会使到地幔物质向上冲顶的压力急剧增大 。 当地幔物质向上冲顶的压力急剧增大 , 当夹心岩层抗拒变形破碎的应变能力不足以抗拒来自上方大气层、后盾岩层和下方地幔物质的夹迫 , 夹心岩层就如同例子中的蛋壳一样变形破碎 , 地质裂纹在夹心岩层中形成和发育 。(二) 发育成熟的地质裂纹连通高压地幔和地壳浅层低压区域或低压大气层的力学分析夹心岩层形成地质裂纹, 地质裂纹贯通地幔和后盾岩层,使到原来的后盾岩层直接受到地幔物质压力冲顶的而转变成为新夹心岩层, 原来的后盾岩层之上的岩层是新夹心岩层的后盾岩层, 当新夹心岩层抗拒变形破碎的应变能力不足以抵抗较的压差力作用时 , 新夹心岩层就如同例子中的蛋壳一样变形破碎 , 地质裂纹在新夹心岩层中形成和发育 。地质裂纹在夹心岩层和新夹心岩层中发育的过程中, 地幔物质会对地质裂纹进行封补 , 高熔点绝热物质如云母、橄榄石等会很有效地将地质裂纹裂纹拥堵 , 填补地质裂纹的地幔物质冷却下来就能封补地质裂纹,生成各种火成岩、变质岩 。高压的地幔物质和低压的地质裂纹形成压力差 , 压差力推动地幔物质封补地质裂纹 。 如果地幔物质不能及时封补地质裂纹 , 地质裂纹就能从地壳深处向地壳表面发展 。在地壳浅层中 , 有不少的裂纹和空隙 , 对比高压的地幔物质 , 这些填充这些裂纹和空隙的物质是低压的空气、水等 。 当地质裂纹发育而连接这些裂纹和空隙的时候 , 高压地幔和地壳浅层低压区域形成畅通通路 , 在压差力推动下的气体或岩浆就可以冲击地壳浅层低压区域 。地质裂纹发育到最后,就只有最顶层的岩层成为夹心岩层, 最顶层岩层的后盾只能是大气层 。 当最顶层岩层如同夹心蛋壳一样变形破碎、出现裂纹后, 发育成熟的地质裂纹就能连通高压地幔物质和低压大气层 。(二)地壳上下震动的力学分析在汤水沸腾的时候 , 锅盖会上下震动 。锅盖上下震动的力学原理和地壳断层上下震动的力学原理相似 。1、地壳向上震动的力学分析地质裂纹连通高压地幔物质和地壳浅层低压区域或低压大气层 , 高压地幔物质和地壳浅层低压区域或低压大气层两者之间有强大的压强差异 , 能形成强大的压差力 。 由于地幔物质所在区域是相对高压 , 大气层所在区域是相对低压 , 因此 , 以地心为下方 , 地壳表面为上方 , 压差力方向是从下指向上 。 由于地壳的裂纹已经连通高压地幔物质和低压大气层 , 在裂纹中岩层阻挡压差力发生作用的阻力作用迅速减弱甚至消失 , 方向从下指向上的压差力能够推动断裂的岩层向上跳动 。在宏观上 , 地球是椭圆形的 , 地壳是弯曲的 , 如同一把绷紧的弓 。 当地壳没有形成大裂纹时 , 地壳如同有绳索拴住绷紧的弓 。 拴住弓的绳索断开 , 绷紧的弓自然就弹开来 。 当形成大裂纹时 , 断层就如同断了绳索的弓一样 , 在应力的作用下往上弹跳 。 这正是断层成因说中很著名的断层弹跳说法 。地质裂纹连通高压地幔物质和低压大气层后 , 断层在方向从下指向上的压差力、地壳往上弹跳的应力双重作用下向上跳动 , 形成地壳向上震动 。在汶川地震的余震中 , 正在实地考察的我国地震学家 , 亲眼看到有大石头从石缝中往上跳动 。 这个现象对于很多人来说 , 是一个难以解释的迷团 。 地壳向上震动是在方向从下指向上的压差力、地壳断层往上弹跳的应力双重作用的结果 , 压差力所推动的强烈气流、地壳断层往上弹跳的应力联手将大石头从石缝中往上推动 。 上面的力学分析解开这个迷团 。2、地壳向下震动的力学分析断了绳索绷紧的弓往上弹 , 会因为上弹过度而弯曲过度 , 自身形成抵抗这种向上弯曲的应力 , 抵抗弓向上弯曲的应力会使到弓向上弯曲的部分矫正弯曲而向下弹 。同样 , 地壳断层往上弹跳过度 , 地壳自身形成抵抗这种向上弯曲的应力 , 抵抗地壳断层往上弹跳弯曲的应力会使到地壳断层向上弹跳弯曲的部分矫正弯曲而向下弹跳 。使到地壳向下震动的还有方向向下的压差力 。当断层被向上推动的时候 , 向上跳动断层的底部会因为断层向上跳动而瞬间形成一个空间 , 该空间使到向上跳动断层的底部容纳地幔物质的整体空间有所增大 , 使到地幔物质对断层的力作用面积有所扩展 , 从而使到向上的压力有所减少;另外 , 地幔物质向上的压力主要是地幔物质热运动引起 , 当断层被向上推动的时候 , 会有大量的热物质在裂纹中四散扩张进入地壳中 , 部分地幔物质和地壳的物质发生化学、物理反应而形成各种各样的变质岩、火成岩等 , 地幔物质侵入地壳的结果会使到向上跳动断层的底部受到的顶迫压力降低 。 部分地幔热物质的散失、地幔物质对断层的力作用面积的扩展使到向上跳动断层的底部受到的顶迫压力锐减 。与此同时 , 向上跳动断层受到了大气层向下的压迫力量、自身的重力、抵抗地壳断层往上弹跳弯曲的应力 , 这几股力量形成向下的合力 。 向下的合力随着抵抗地壳断层往上弹跳弯曲的应力的增大而增大 。 向下的合力作用在向上跳动断层上面 , 对断层构成向下的压迫力量 。 由于向上跳动断层的底部受到的顶迫压力锐减、向下压迫力量的增大 , 具有面积的断层的上下压强差异状况出现变化 , 向下的压迫力量大于向上的顶迫力量 , 在方向向下的压差力和应力的作用下 , 向上跳动断层改变运动方向而向下震动 。3、地壳再向上震动的力学分析断层向下震动而向下弯曲 , 地壳自身形成抵抗这种向下弯曲的应力 , 抵抗地壳断层往下弹跳弯曲的应力抵消了断层向下的部分压迫力量 。热力的扩张是一波接一波的 。 前一波的地幔物质热力扩张使到地壳断层向上震动 , 接续而来的地幔物质热力扩张使到向下震动断层的底部受到的顶迫压力增大 , 地壳断层往下弹跳弯曲压缩了容纳地幔物质的空间 , 容纳地幔物质空间的收缩使地幔物质对断层的力作用面积减少 。 以上几个因素使到往下弹跳弯曲的断层受到向上的顶迫力量大于向下的压迫力量 , 形成向上的压差力 。 在向上的压差力和应的作用下 , 向下跳动断层改变运动方向而向上震动 。4、地壳再向下震动的力学分析地壳再向下震动的力学分析和地壳再向下震动的力学分析相同(三)地壳震动平息的力学分析地壳震动时 , 地质裂纹连通高压地幔和地壳浅层低压区域或低压大气层 。 对比高压的地幔物质 , 地质裂纹实际是瞬间形成的底压区域 , 高低压的差异会形成由高压区域指向低压区域的压差力 。 在连通地壳浅层低压区域或低压大气层的地壳底部 , 地幔物质向周围裂纹的低压空间涌动 。 涌动的地幔物质将连通高压地幔和地壳浅层低压区域或低压大气层的通路密封 , 形成阻碍压差力发生作用的强大阻力 , 令到压差力不能发生推动岩层得作用 。将连通高压地幔和地壳浅层低压区域或低压大气层的通路密封 , 不仅仅是压差力的作用 , 还有应力作用 。当连通高压地幔和地壳浅层低压区域或低压大气层的通路形成时 , 在地质裂纹周围的断层被挤压而形成由以裂纹为起点向周围的弯曲 , 受外力作用突变弯曲的岩层自身形成抵抗这种弯曲的应力 , 应力尽力使受外力作用突变弯曲的岩层恢复原状 , 使到以裂纹为起点向周围弯曲的断层将裂纹的空隙压缩、收窄 。连通高压地幔和地壳浅层低压区域或低压大气层的通路被密封后 , 强大阻力阻碍压差力推动岩层、基本恢复形状的岩层停止应力反抗 , 地震平息下来 。六、在地幔平移运动模式下 , 分析夹心地壳在地震过程中的受力状况地幔平移运动模式下 , 将直接受到地幔物质压力冲顶的岩层称为夹心岩层 , 在夹心岩层背后的岩层称为后盾岩层 。 分析夹心地壳在地震过程中的受力状况的过程和在地幔向上运动模式下浅析夹心地壳在浅层地震过程中的受力状况大致相同 , 都是压差力和应力发生作用 。断层相互碰撞或挤压容易形成地震 , 除了在断层相互碰撞或挤压的时候容易形成应力抵抗 , 还因为断层相互碰撞或挤压的时候容易连通高压地幔的地壳浅层低压区域或低压大气层 。将两本书的书页对碰挤压 , 书页之间就会形成向上隆起和向下弯曲的皱褶 , 在向上隆起和向下弯曲的皱褶之间是空洞 。地壳是分层的 。 当断层相互碰撞或挤压 , 象对碰挤压的书页一样 , 断层之间就会形成向上隆起和向下弯曲的皱褶 , 在向上隆起和向下弯曲的皱褶之间是低压空洞 。 与此同时 , 容易形成连通高压地幔和地壳浅层低压区域或低压大气层的通路 。 一旦高压地幔连通地壳浅层低压区域或低压大气层 , 压差力就能形成推动地壳断层得作用 。七、在地幔向下运动模式下 , 分析夹心地壳在地震过程中的受力状况在地幔向上运动模式下浅析夹心地壳在浅层地震过程中的受力状况包含地壳向下震动的力学分析 , 此处简略 。八、注意气体对低压区域的冲击对低压区域的冲击除了地幔物质外 , 在压差力推动下的强气流也可以冲击低压区域 。 比起岩浆的移动速度 , 在压差力推动下的强气流的运动速度往往较快 , 因此 , 冲击低压区域的物质往往首先是气体而不是岩浆 。 也正因为这样 , 在浅层地震中 , 人们在往往不能发现岩浆踪影 。《太极宇宙论(自然科学)》第九篇。 第十节 莫霍面和地壳内部及大气层的气体对流作用分页标题
一、地球的呼吸人们生存必须依靠肺来呼吸 。 肺主皮毛是中医学的观点 。 部分动物依靠皮肤进行呼吸 , 昆虫是典型的依靠皮肤进行呼吸的动物 。不为零的压力差形成了高压气体和低压气体的对流 , 不为零的压力差形成的压差力是呼吸的力量来源 。 皮肤中的毛细气管、连接肺部的气管和支气管是呼吸的通道 。中国古代哲学认为:生物会感受天地的精华 。生物的生理结构、生理功能受自然界的影响 。在压差力的影响下 , 象动物呼吸一样 , 地球莫霍面气体和地壳内部气体及大气层的气体对流形成地球的呼吸 。 地球呼吸的通道就是地壳中无数的或大或小的地质裂纹 。在不为零的压力差下 , 地球的呼吸就是以地壳中的地质裂纹为通道所形成的莫霍面和地壳内部及大气层的气体对流 。二、莫霍面在地壳和地幔有一个交界面名为莫霍面 , 位于大陆下25千米—90千米处(海底7千米—10千米) , 标志该处地壳和其下的地幔有成分上的突变 。 1909年 , 克罗地亚地震学家莫霍洛维契奇研究扎格拉布附近的地震波 , 发现有些地震波似乎比其他震波提前到达 。 他推论这是由于约30千米深处地球密度变化所导致 , 最早发现并描述地壳和地幔的交界 。 此交界面名为莫霍洛维契奇界面(简称“莫霍面”) 。 [引于希望出版社出版《地球大百科》]三、莫霍面存在气体的证据1、宝石的气液包裹体和空晶为了研究地壳与地幔的交界面是否存在气体 , 在火山口找到一种名为了金伯利岩的超基性岩 。 金伯利岩筒里常含有来自地壳或上地幔被称为捕虏体的外来岩石 。 在金伯利岩中发现到了很多人都希望得到的钻石、橄榄石、镁铝榴石等宝石 。 在橄榄石、镁铝榴石等宝石中发现了气液包裹体 , 在钻石中发现了空晶 。 钻石、橄榄石、镁铝榴石等宝石是产于深成岩中的宝石 , 结晶于岩浆早期 , 处在地壳深处 。 这就是说橄榄石、镁铝榴石等宝石的气液包裹体和钻石中的空晶形成于岩浆早期 , 证明莫霍面存在气体 。 (宝石相关知识祥见地质出版社出版《宝石鉴定法》)2、火山的珊瑚树状管状通道护士往针筒灌药之后 , 为了清除针筒里的空气而压缩针筒 , 直至有一些药液从针管喷出为止 。 其情形是针筒里的空气引导药液往针管跑 。护士压缩针筒使到针筒内部压强大于外部气压 , 当空气从针管中被压跑后就会在针管内形成低压空间 , 高压空间与相连接的低压空间要达到压强平衡 , 高压的药液就在针筒内逃逸空气的引导下向低压的针管移动 。气体从地壳内部往外跑的逃逸路径是垂直或斜向上 , 当遇到地质裂纹时 , 其逃逸路径就会出现分叉而出现珊瑚树管状气体通道 。在空气介质中 , 热力扩张可以推动物质呈球形向四周扩散 。 通常 , 热力扩张推动物质扩散不会出现珊瑚树状 。热力扩张特点决定了单凭地幔热力扩张所形成的火山通道应以圆形平台状为主而不是珊瑚树管状通道为主 。火山通道以垂直或斜向上珊瑚树管状为主的事实说明地幔热力扩张受到了其他物质的引导 。 引导物质不可能是以液态物质为主 , 俗语说水向低流 , 液体一般会在重力的作用下向下流淌 , 而不会向上爬升;另外 , 地幔物质的高温会使与它相遇的液体比如说水出现汽化 。 那么担当引导任务的主角应就是气态物质 。 气体垂直或斜向上的珊瑚树管状逃逸路径与火山垂直或斜向上的珊瑚树管状通道相吻合 , 这说明气体完成了对地幔物质进行引导的任务 。 换言之 , 象护士压缩针筒逼跑针筒内部空气时会有部分药液被引导喷出一样 , 地幔物质在空气的引导下形成垂直或斜向上的珊瑚树管状通道并随同气体喷出地面 , 从而证明地壳与地幔的交界面存在气体 。四、莫霍面包含不可忽视的大量气体莫霍面的密度变化提示人们:莫霍面包含不可忽视的大量气体 。通常 , 借助10倍甚至100倍放大镜才能观察到宝石中包含的细少气体非常很微细的宝石包裹体 。 这么细小的气体能有什么作用?不少人忽视这些微细气体存在的重要性 。人水汽会随着热空气的上升进入云层 , 单凭肉眼一般比较难观察到空气中水汽的存在 。 暴雨的威力使人们认识到这些水汽在达到一定量的时候会对自然构成重大的影响 。在人工生产合成宝石中 , 晶体提拉法生产YAG晶棒的生长速度是每小时2—6mm;水热生长法生产水晶的正常生长速度是每天0.33mm;焰熔法生产刚玉的生长速度是每小时1mm , 等等 。 (引于地震出版社出版《宝玉石鉴定法》)从人工合成宝石的过程中 , 可以知道宝石结晶是一个缓慢的过程 。 在压力约9000个大气压、温度约10000C条件下莫霍面中 , 缓慢结晶的宝石能捕获快速移动的微细气泡 , 说明莫霍面中的微细气泡相当多 。莫霍面面积相当广泛 , 面积计算的半径数值在3123.43千米—3143.43千米之间 。 广泛的莫霍面区域可以容纳庞大数量的微细气泡 。人们不能低估肉眼难以观察的水汽在达到一定量的时候将会对自然产生的巨大影响 , 同样 , 如果忽视莫霍面包含的大量气体的作用 , 人们对自然的认识就会有偏差 。五、莫霍面气体的来源1.来源于地幔深层来源于地幔深处的气体有氮气(钻石中含有氮气)、惰性气体等 。2、非气体的物质在燃烧等化合过程中变成气体固体的琉氧化后就会成为二氧化硫 , 二氧化硫在地壳中很常见 。 非气体的物质在燃烧等化合过程中变成气体是莫霍面气体的来源之一 。3、在高温下固体物质的升华和液态物质的汽化在高温下固体物质的升华和液态物质的汽化是常见的物质相的转变 , 如液态水转变为水蒸汽 。4、来源于地壳岩层中有裂隙、空洞等空间 , 地壳中的气体会藏身其中 。 和地幔交界的岩层会出现裂纹 , 裂纹出现后 , 炽热的地幔物质会沿裂纹上涌占据岩层中的裂隙、空洞等空间 , 岩层裂隙、空洞等空间中的较冷气体会有部分随热空气上涌 , 也有部分在对流作用下填补地幔物质上涌而在地壳与地幔交界面瞬间形成的空间 。六、莫霍面气体和地壳内部气体的对流莫霍面存在气体 , 地壳内部也存在气体 。 发育成熟的地质裂纹能将莫霍面气体和地壳内部气体相连通 。 莫霍面和地壳之间存在温度差和压力差 , 在压差力的推动下 , 莫霍面气体和地壳内部气体之间形成对流 。七、地壳内部气体和大气层气体的对流地壳内部也存在气体 , 发育成熟的地质裂纹能将大气层气体和地壳内部气体相连通 。 大气层和地壳之间存在温度差和压力差 , 在压差力的推动下 , 大气层气体和地壳内部气体之间形成对流 。在气体对流作用下 , 落入地壳中的雨水被蒸发上天上 , 水蒸气遇冷凝结后又重新落入地壳中 。八、气体对流对莫霍面岩层的降温作用(一)气体对流的降温作用开动的电风扇令到气体形成对流 , 快速移动的空气带走人体身上的部分热量使人觉的凉快 。 气体对流有降温作用 。除了经验外 , 实验也可以证明气体的降温作用 。取一支条形温度计(温度上限摄氏2000C) , 将初始温度均设定在摄氏300C , 将它分别插入在燃气炉上沸腾的开水中(注意尽量避开汽泡)和放在沸腾开水的汽泡中 。 以下是温度测量结果:1.20秒插入沸腾开水(避开汽泡)的温度由摄氏300C上升至摄氏1000C 。放在沸腾开水的汽泡中的温度由摄氏300C上升至摄氏960C 。2.40~60秒插入沸腾开水(避开汽泡)的温度由摄氏300C上升至摄氏1060C 。放在沸腾开水的水泡中的温度由摄氏300C上升至摄氏1000C~1020C 。通过测量沸腾开水(避开汽泡)的温度和沸腾开水的水泡中的温度 , 可以知道它们之间有一定的温度差异 , 说明开水中的汽泡有一定的降温作用 。(二)岩石圈不被完全融掉的疑问地核分为外核和内核 。 液态外地核密度为10克/立方厘米 , 深度地下5150千米 , 温度35000C~40000C;固态内地核密度为12克/立方厘米 , 深度地下6370千米 , 温度40000C~47000C 。 (引于希望出版社出版《地球大百科》)通过引用资料 , 可以计算出地壳厚度最多约为70千米 , 上下地幔加上地核的厚度是6300千米~6370千米 , 是地壳厚度的90~91倍 , 地壳是地球很少部分和很薄一层 。少年儿童出版社出版的《十万个为什么》认为:在岩石圈层之下 , 温度超过了10000C , 来自地幔上部的岩浆盆出地面时温度常在10000C以上 , 证明地幔内的温度是很高的 , 那里的物质由于处于具有一定塑性的状态和金属的含量比岩石多 , 导热能力比较强 , 上下层之间温度相差较小 , 地核内更是这样 , 因此估计地核内的温度最多约50000C 。地壳下物质导热能力比较强 , 地壳下巨大的热量可以通过强导热迅速而大量地作用于地壳底部的岩层 。 单凭地壳底部的岩层能否抵御地幔巨大的热量?火山喷发时流出大量熔融的岩浆 , 由此可知 , 单凭地壳底部的岩层不能抵御地幔的高热 。地壳厚度最多为70千米 , 地幔和地核总厚度是地壳厚度的90~91倍 , 只要假以时日 , 超过6300千米以上厚度的高温高压物质所蕴蓄的热量有效地作用于仅有70千米厚度的地壳 , 足以全部熔掉地壳 。 熔穿某个地区的地壳而形成的火山足以说明问题 。 然而经历了亿万年的沧桑 , 地壳虽然有运动变化 , 但并没有被整个熔掉 。地球蕴蓄的热量不够吗?不是 。 地球历史上发生了数不清次数的火山爆发和地震说明了地球是一个活跃的星球 , 它蕴藏的热量非常巨大 。只有一个答案 , 地壳下的高温高压物质所蕴蓄的热量没能有效地作用于地壳底部岩层 。什么因素阻挡地幔高热有效作用于地壳底部岩层?阻挡地幔高热有效作用于地壳底部岩层的主要因素是气体对流的降温作用和高熔点绝热物质的热力阻隔作用 。(三)气体对流对莫霍面岩层的降温作用莫霍面岩层在高热下会接近或变成熔融状态 , 象开动电风扇所产生的快速移动的空气一样 , 莫霍面和地壳之间的对流气体会带走接近或变成熔融状态的岩层的部分热量 , 使之变“清凉”; 莫霍面微细气泡在滚动移过莫霍面岩层底部的时候会阻隔高热作用于莫霍面岩层 , 出现短暂的热力作用间断 。 相当多的微细气泡使短暂的热力作用间断变得密集 , 密集间断使莫霍面岩层不能持续受热 , 热力作用间断下接近或变成熔融状态的莫霍面岩层可以冷却凝固 。 热力作用间断过后 , 莫霍面岩层再受热后重新接近或变成熔融状态 , 在接着的热力作用间断下重新冷却凝固 。 莫霍面岩层在高热作用和微细气泡间断热力作用、冷却作用的双重作用下出现不断循环:受热熔融—冷却凝固—再受热熔融—再冷却凝固…… 。九、莫霍面和地壳内部及大气层的气体对流的两个作用(一)对莫霍面岩层进行热力间断和冷却 , 阻挡了高热有效作用于莫霍面岩层 。(二)引导部分的高温高压地幔物质在地质裂纹中以一定的路径移动并在局部区域释放能量 , 使地幔和地壳之间压力差得到调节 , 避免地壳底部岩层整体均匀受到高温高压的地幔物质侵蚀而逐步被全部熔融 。分页标题
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