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  上传时间:2006-11-17 12:20:09
 
 
地学基础
____《壳、幔弦动》
 
 
作者:王金甲等
文章来源:作者惠寄
浏览:980 次
 
 
 

摘要:“当前,从国际自然科学发展态势上看,有分科过细、过窄、过偏、过散四大弊端。这些弊端决定了它们几乎丧失了整体、横向、跨科认识自然规律的能力。以地球科学为例,就可以看出国际进展早已显露出徘徊、彷徨的停滞态势。西方科学早已无力回答。不要再盲从西方现有的理论认识,要走我们自己的路!”迷信西方,就会弱化了我们自己的创新能力。在研究地球运动时,不但看地球的本身内因而且还应考虑与外因因素相结合。这样才会为地球动力学研究提供新思路。本文综合有关学科的经典理论,根据发现地球存在的许多自然现象如:地球自转渐慢、地球自转不匀速、两极极移曲线(渐开线)、大陆漂移、岩石磁场反向、南极有煤、非洲大陆有冰川遗迹、洋脊磁场异常、我国南方有冰臼等,结合内外因素综合分析特提出“壳、幔弦动”的理论。“壳、幔弦动”是地球存在的第三种基本运动,她是地学的基础。 

关键词:万有引力 倾斜自转 壳、幔核差速 两极线速度 赤道线速度

岩浆潮汐 壳、幔潮汐 地球自转渐慢 地球不是凝固体

地球研究是一门重要的基础科学,上下几亿年,纵横几万里,几乎贯穿各个学科领域,尤其对天文、地理、地质、生物、考古、地震等学科影响意义深远。随着地心说的破灭,地球的两种基本运动,公转、自转已被当今人类所认识。地球的公转(注意是倾斜公转)使地球有了四季之分,自转使地球有了昼夜交替。这两种运动在这里不必赘述。下面我们着重介绍地球存在的,尚不被人认知的第三种基本运动,我们把地球存在的第三种基本运动起名叫“壳幔弦动”。就是因为“壳幔弦动”的存在使地球表面有海洋与山脉、物种进化与灭绝、沧海与桑田变换、板快水平与垂直运动,并且制造了许多地球不解之谜。“壳幔弦动”是地球物理学上的新发现,认识“壳幔弦动”,对研究天文、地理、地质、生物、考古、研究地震预报、可持续发展等具有重要的意义.

“壳、幔弦动”??地球不是凝固体,因内部高温,内部有液体岩浆。因日、月引潮力的存在,不但海水和岩浆有潮汐现象,而且地壳与地幔同样有固体潮汐现象。地壳与地幔受到海水和岩浆双面的潮汐作用。加之地球的倾斜自转,使潮汐的引力就有倾斜角度,这样就使地壳、地幔与地核存在有角度的差速运动,我们把有角度的差速运动起名叫“壳、幔弦动”。地壳、地幔与地核在有角度的差速运动过程中,因潮汐的摩擦作用,不但使地球自转渐慢,而且使地球两极以渐开线轨迹缓慢的向对面运动(也就是GPS所发现的极移曲线)在平均25万年的时间里完成一次壳、幔南北极大转移。地壳岩石磁场换向(所谓的地球磁场逆转)记录了“壳、幔弦动”的全过程,并不是国外所结论的,所谓的“地球磁场逆转”,如果地球磁场真的逆转和消失,本身对生物学也相互矛盾。南极有煤、非洲大陆有冰川遗迹、我国南方有冰臼等证明了“壳幔弦动”的真实存在。

随着科技的突飞猛进发展,测量手段的提高,对地球内部构造有了新的了解。地核由固体金属构成,它包括一个大小与月球相当的直径为2400公里的固态内核,和直径为7000公里的液态外核。科学家们认为,内核在产生地球磁场的地球动力学中发挥了重要作用,来自地球动力学的电磁转矩导致内核相对于地幔和地壳旋转。早在1996年宋晓东和保罗理查德,就提出内核比外壳旋转的快的理论.有部分科学家说,虽然内核在旋转,但它的速度比哥伦比亚学者提出的速度慢多了.哥伦比亚大学拉蒙特多尔蒂地球观测站的地震学家,通过对穿越地球的地震波的分析,他们第一次提出了地球内核的旋转速度比其它部分快的观点。但这在当时有相当争议,部分地震学家怀疑推导出结果的数据有误,或是假象.也有科学家曾试图证明地球内核的运动速度并不比外壳快,则说,他们没有发现迹象表明内核比地球的其它部分转得快。之后,宋晓东到伊利诺伊大学地质系做教授,他和仍在哥伦比亚大学的理查德共同领导了一项新研究,他们的研究将消除人们对这个结论的任何怀疑。宋晓东说:“尽管还不能精确地测定出内核旋转的速度,但我们的论文表明这个速度不可能是零。”地球在一天时间里自转一圈,或360度,每天都存在核、壳有角度的相对差速运动。

下面分析一下核、幔、壳有角度的相对差速运动-“壳幔弦动”对地球表面的大陆漂移有什么连带关系。

大陆漂移的动力问题一直受到世界地理界所关注。 主流是地幔对流动力学说,但地幔对流动力学说从诞生以来就充满着四点自相矛盾,难以自圆其说的问题。第一,地幔对流动力虽然解释了大陆漂移的动力问题但也从根本上否认了泛大陆的形成,如果地幔对流动力真的存在,那么泛大陆根本也不能形成,。第二,从贯穿地球南北的大西洋洋脊来看,按流体力学来讲,无论如何也不可能有那么狭长的地幔对流动力。第三,地球表面纵横交错的山脉只能勾画部分的两维图像,无论如何也勾画不出整体的三维图像。第四,正在开裂的东非大裂谷为什么观察不到岩浆?其裂谷的深度也达不到地壳的厚度!第五,与地磁场形成非常矛盾。所以地幔对流动力说必然被“壳幔弦动”所取代。“壳幔弦动”使地球的两极以渐开线的轨迹向对方运动,在运动的过程中线速度改变,表面曲率改变,如此反复此过程,就是对地壳的反复弯曲造成在两极拥挤、摺皱、叠层,在赤道开裂、分离。这就是板块漂移的原动力。

地球是层圈结构。有地壳、上地幔、下地幔、外核、内核等。下地幔与外核之间有液体岩浆。这样地球就不是一个凝固体。我们可以把地球等效简化为地壳、岩浆、地核三部分。龟裂状的地壳是漂浮在液体岩浆上。地壳与地核的质量不同转动的惯量也不同,加之岩浆与地壳也存在潮汐现象,所以必然导致地壳与地核的差速问题。可是因地球的倾斜自转又使地壳与地核的差速存在一个不被人重视的角度,有角度的壳、核差速运动我们把它叫“地壳弦动”。两极移曲线(渐开线)、磁场逆转、南极有煤、非洲大陆有冰川遗迹、地震频繁发生、我国南方有冰臼、大陆漂移等都是对“地壳弦动”真实存在的有力证明。

壳幔弦动的实验方法: 我们做一个模拟实验。把地球构造简化为核、壳构造。把地球的引力比拟日、月的引力。找一个透明的圆玻璃罩(代表地核),在表面粘一红一蓝中心轴,里面装一个小的、圆度好的、半球红半球蓝的充水气球(代表地壳)。用两个支点水平支住中心轴旋转,这时候核、壳产生差速,但只是一个两维的运动。其运动轨迹是一个闭合圆。我们把中心轴倾斜23.5度(地轴的倾斜角度)旋转时,这时候我们发现核、壳不但差速,其轨迹是一个不闭合的螺旋线,这个螺旋线在球面上也就等效是一个渐开线,地壳是一种三维运动。我们把地壳的这种三维运动起名叫“地壳弦动”。地球两极点的曲线移动也就按照这个渐开线轨迹向赤道弦动,过赤道后变成渐缩线继续弦动,直至到极点,完成一次地极南北大转移,也就是磁场逆转一次。不同年代火山爆发和沉积岩记录了这一过程,也就是钻探的地壳岩芯磁场存在逆转现象。

“壳、幔弦动”用文字难以表达,用一个简单的等效办法更能观察到“壳、幔弦动”的现象。我们利用圆桌等效地核,半面涂红(南)半面涂蓝(北),以中为圆心,画一个有23.5度压力角的渐开线等效“壳、幔弦动”轨迹。再找一个较小的市售地球仪放在圆桌中心,地球仪的南对红,北对蓝。然后让地球仪沿着渐开线轨迹运动,运动一定时间后您就会发现球仪的南、北极与圆桌上的红(南)、蓝(北)调了180度。再继续沿着渐开线轨迹运动,地球仪的南、北极与圆桌上的红(南)、蓝(北)又调了180度。不同时期的火山爆发和沉积岩的磁场换向现象就是起源与此。并不是什么国外所说的“地球磁场逆转”地壳与地幔在地核上的运动就是与此雷同。

早在1912年,当时的气象学者韦戈纳(Wegener)提出“大陆漂移”的理论但不能肯定是什么力量驱使”。而韦戈纳(Wegener)解释说大陆漂移是由于受到地球自转离心力和太阳、月亮对地球的引力,三力共同作用的结果,但是,经过许多有影响的地球物理学者的研究与争论,发现这个假设不成立,三力共同作用力太小,不可能使大陆漂移。值得注意的是:当时许多有影响的地球物理学者还没有发现地球的层圈构造,他们把地球看作是一个凝固体。所以得出的是“盲人摸象”的错误结论,其中也不乏有“皇帝新衣”之嫌。现在看来韦戈纳的(Wegener)地球倾斜自转离心力和太阳、月亮对地球的引力,三力共同作用加之地球的层圈构造,也就是内外因素相结合,必将引起“壳、幔弦动”。

“壳、幔弦动”使地壳、地幔在地核上,作有角度的差速相对运动,使地球表面的曲率、线速度时时刻刻都在缓慢变化,进而使地壳、地幔产生应力,在释放应力的过程中使地震频繁发生。这也是大陆漂移的真正动力源。“壳、幔弦动”理论的提出对地震预报起到积极作用。

参考文献:

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[2]:柴东浩 陈廷愚.新地球观 山西.山西科学技术出版社.2001
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[6]:杨学祥等 地球差异旋转动力学 吉林大学出版社
[7]:王金甲等 用实验的方法破译地球磁场逆转之谜 《中国当代思想宝库》中国文联出版社
[8]:王金甲等 地壳弦动才是大陆漂移的真正动力 中国科技发展经典文库 中国档案出版社2006卷

作者;王金甲 王镇 张义安 车存仁 项建华 刘春义等
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