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龙卷流旋转与地震成因

2014-06-06丁元洲

科技创新与应用 2014年18期
关键词:主震

丁元洲

摘 要:文章对地震成因与龙卷流旋转进行关联分析。地球内部大型液体漩涡带动各自的板块旋转,形成数千米至几百千米的负压熔岩压力管道网络,顶盖断裂引起熔岩下行,出现科里奥利效应,进而产生快速的局部缩微液体漩涡-龙卷流,断层断裂,发出反弹性的主震纵向波。断块断层相互碰撞叠加,发出往复性主震横向波。

关键词:科里奥利效应;大型液体漩涡;熔岩管道网络;龙卷流;主震

1 大型液体漩涡与造陆地、海洋运动

地球表面大气、液体海洋在太阳、万有引力、自转偏向离心力的作用下,形成大气环流、台风和大洋流等外部性的气体、液体漩涡。同样,地球内部液体在放射性元素能量、万有引力、自转偏向离心力的作用下,与地球表面大气、液体海洋一样,形成内部性的液体漩涡。所不同的是,在外部形成的气体、液体的漩涡旋转速度快,消失快,频发,变化多。而在地球内部形成的液体漩涡则旋转速度慢,消失慢,一旦形成就能够长期的持续不断的一直旋转下去。

设地球内部液体层(上下地幔、外地核),有适当的均匀的放射性元素,它们各自在不同的位置上不断的释放能量,加热身边的物质分子、原子,得到能量的物质分子、原子就会体积膨胀,轻者上浮;然后再吸收地球自转的上层偏向离心力势能,继而冷却下落,与该层物质分子、原子相结合,形成科里奥利效应的自转小湍流(在南半球逆时针旋转,在北半球顺时针旋转)。一个个的自转小湍流再相互融合,发展,壮大,最终在液体层形成类台风式的大型液体漩涡。再在粘结力的作用下,带动上面的软体、固体岩石层旋转,扭断软体、固体岩石的相互联接,把地壳分割成若干大型的地质板块;同时产生全球性的由若干个板块缝隙所组成的球面缝隙网络。

由于地球内部的压力锅作用,地球内部的高压熔岩又会沿球面缝隙网络的弱点喷出,冷却后形成大洋中脊--新地壳。年深日久,越积越多,越积越重,坚硬而较重的新地壳在万有引力的作用下,就会向两侧分异慢流;当达到另一板块的边界时,又会插入另一板块之下,进入液体层重熔,由此形成海底的扩张现象。而漂浮在新板块之上的轻质老板块就形成了陆地,淹没在液体水中的区域就形成了海洋。

由此可见,地球陆地、海洋形成的原动力就是地球内部的若干大型液体漩涡,这样一来,也就解释了魏格纳的大陆漂移说与板块学说的原动力来源问题,同时还排除了地幔物质对流说的上下流向让人难以理解的困惑。

2 龙卷流的产生与地震成因

现在已知地球内部的各大型液体漩涡带动各自的板块旋转,显然板块与板块的交界处,又会引发相互之间的碰撞,断裂,叠加,拉近和延伸等现象;由此又形成这些区域的纵向断块断层和弯弯曲曲的纵向断块断层缝隙网络。当某处有薄弱环节时,内部的高压熔岩就会冲破软体岩石层的束缚,流入弯弯曲曲的纵向断块断层缝隙网络,再经海底扩张板块的挤压上行,距离长达数千米至几百千米不等,一直达到压力的平衡点尽头为止。然后再被尽头的冷固体岩石及水分冷却收缩,转变为新的固体岩石,并将下面熔岩密封,形成数千米至几百千米的先胀后缩的负压熔岩压力管道网络。若干大型液体漩涡不断的旋转错动,断块断层缝隙网络不断产生,高压溶岩不断涌出,上述过程就会不断发展扩大,加温重熔,冷却收缩,密封和负压压力加大。久而久之,固体岩石缝隙网络及软体岩石层细小部分就发展扩大为若干支系熔岩河流群,粗大部分就发展扩大为少量的几个熔岩糊泊,压力平衡点尽头就发展扩大为上层的熔岩河流群固体岩石顶盖,而熔岩管道网络也就越来越粗,负压压力也就越来越大。

当熔岩管道网络的负压压应力与固体岩石顶盖重力超过了该顶盖固体岩石的刚韧性强度时,就会断裂,显现出新的缝隙。进入新的空气和水分,负压压力随之解除。于是,上层熔岩迅速下行至熔岩湖泊,再被熔岩湖泊底细口处阻碍缓放,并将携带的上层偏向离心力势能,转化为偏向离心力动能加速度,形成局部的快速的类大型液体漩涡机制的缩微液体漩涡——龙卷流。它再在粘结力的作用下,带动上面的软体、固体岩石旋转。当旋转力能超过了软体、固体岩石的剪切刚韧性强度时,就会扭断软体、固体岩石的联接,破碎为更多更小的断块断层;同时拍打上下面岩石,发出反弹性的主震纵向波。然后,继续旋转,软体、固体断块断层在相互碰撞,叠加交错,接近和延长,于是就又产生了向前向后的往复性主震横向波。再然后,下行熔岩越来越少,龙卷流旋转速度越来越慢,软体、固体断块断层错动与震级也就越来越少和越来越小,这就是所谓的主震后的余震。当下行熔岩结束时,龙卷流能量释放完毕,余震也就停下来。

又因为新断块断层由龙卷流带动形成,所以它的走向形状以及地震破坏程度也与龙卷流的旋转方向一致,也是圆形,或者椭圆形;同时也有一个与之对应的旋转中心。由此就又解释了地震中心区比中心临近区域破坏性小的现象。因为旋转中心并非是碰撞中心,碰撞中心在旋转中心的临近处,所以破坏性最大。

关于地光与地声的成因问题:龙卷流带动上面的断块断层作相对的交错运动,岩石与岩石的相对摩擦就产生了地光和地声。

浅源地震:在纵向断块断层缝隙的强发育区里,内部高压熔岩流经扩散的面积、体积大,与地表距离近,孕育的熔岩河流群、熔岩湖泊和熔岩顶盖直径就大,自然顶盖断裂时释放的负压势能就大;由此引起的龙卷流旋转速度就快,地震震级与破坏程度就大。这就是所谓的浅源地震。

深源地震:在纵向断块断层缝隙网络的弱发育区里,内部高压熔岩流经扩散的面积、体积小,与地表距离远,孕育的熔岩河流群、熔岩湖泊和固体岩石顶盖直径就小。顶盖断裂时释放的负压势能就小,由此引起的龙卷流旋转速度就慢,地震震级与破坏程度就小,这就是所谓的深源地震。

火山地震:还有一些浅源地震,虽然它也是由熔岩河流群、熔岩湖泊和固体岩石顶盖所组成的长距离熔岩管道网络,但它的直径并不大;在它的孕育期,有些新固体熔岩在形成时,容易将某些熔岩管道隔断,形成熔岩包囊。当龙卷流带动断块断层旋转时,又会挤破熔岩包囊,并推动熔岩从缝隙流出地表,由此形成火山喷发。

3 溶(熔)洞成因

浅源地震发生后,熔巖河流群、熔岩湖泊的熔岩下行,地面就会下沉或留下熔岩河流空洞和熔岩湖泊空洞。我们今天发现的天然溶洞的一部分,有可能就是早年浅源地震留下的遗迹。如果该假设成立,那么它就是龙卷流旋转时引发地震的直接证据之一,这有待地理学家与地质学家进一步考证。

参考文献

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[2]忠良.地震震源物理中的临界现象[M].北京:地震出版社,2000.

[3]雅风斋.科学直面地震[M].北京:金盾出版社,2012.

[4]靳玉贞,林木金,吴昊昱,等.山西大同,阳曲两次中强震序列震级特征[J].山西地震,2013(2):1-4.

[5]张军龙,陈长云,胡朝忠,等.玉树MS7.1地震地表破裂带及其同震位移分布[J].地震,2010(3):1-12.

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