全球变化- 杨学祥工作室分享 http://blog.sciencenet.cn/u/杨学祥 吉林大学地球探测科学与技术学院退休教授,从事全球变化研究。

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印度洋海底升起800米高巨型结构:海平面上升惹的祸

已有 1082 次阅读 2019-5-24 08:31 |个人分类:全球变化|系统分类:论文交流| 海平面上升, 地壳均衡, 海底火山, 冰盖融化

印度洋海底升起800米高巨型结构:海平面上升惹的祸

                   杨学祥,杨冬红(吉林大学)


       关键提示:去年年中,印度洋科摩罗群岛法属马约特岛附近连续发生几百次微震,西至加拿大,东到新西兰的地震监测站都能检测到地震波信号。测量结果表明,距离马约特岛东部海岸约50公里的地方就是震源中心,随后的研究结果让科学家大吃一惊,海底深处赫然耸立着一座高800米,宽5公里的巨型活火山!

      海底火山是如何形成的呢?我们的研究表明,它源于地球的冰川地壳均衡运动:在雪球地球或大冰期形成时期,大约100-200米厚的海水层变成两极地区1-2公里厚的冰盖,赤道海洋地壳由于卸载而上升33-66米(这相当于赤道圈海洋地壳张裂200-400米裂谷,导致剧烈的海底火山活动),两极地壳由于加载而下降330-700米。赤道海洋地壳均衡张裂和海底火山喷发,不仅给出了雪球地球解冻的具体可靠途径,而且支持“软雪球”或“半溶雪球”理论。

       在间冰期情况正好相反,根据地质学的地壳均衡理论(单位均衡面上的物质柱体质量相等),大陆冰盖融化,负载减少,大陆地壳要均衡上升;海平面上升,负载增大,海洋地壳要均衡下降。由此引发的岩浆流动是导致海底火山喷发的主要原因。


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神秘隆隆声席卷半个地球!印度洋海底升起800米高巨型结构!

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去年年中,印度洋科摩罗群岛法属马约特岛附近连续发生几百次微震,西至加拿大,东到新西兰的地震监测站都能检测到地震波信号。虽然低强度地震没有造成多大财产损失,但连绵不绝的隆隆声让当地人惶恐不安,彻夜不得安眠。

为了调查席卷半个地球的神秘地震波信号,研究人员从今年2月份开始,在3.5公里深的海底部署了6个地震仪,并使用多波束声纳绘制海底的三维地形图。

种种迹象表明,距离马约特岛东部海岸约50公里的地方就是震源中心,随后的研究结果让科学家大吃一惊,海底深处赫然耸立着一座高800米,宽5公里的巨型活火山!

巴黎地球物理研究所(IPGP)主任Marc Chaussidon表示,这座位于印度洋海底的火山此前并不存在。换句话说,如此巨大的地质结构是在短短6个月之内凭空出现的!

包括法国国家研究机构CNRS在内的多国科学家见证了神秘火山的诞生,并一致认为这是迄今为止最大规模的海底火山爆发事件。

来自地震仪的数据表明,从海底喷出的岩浆多达5立方千米,显示地表以下20至50公里处存在大型岩浆房。渗透到海底的岩浆与较冷的海水相遇并收缩,导致地壳破裂。由于火山羽流的上升高度仅有2公里,因此海面上不会看到任何火山爆发的迹象。人们只能通过低沉的隆隆声感受来自地底深处的巨大震颤。

GPS数据显示,受海底火山的影响,马约特岛自去年5月以来已经向东移动了10厘米,沉没了13厘米,表明火山底部的岩浆房正在坍缩。

从科学上来说,大多数海底火山沿中洋脊分布,地壳板块缓慢分离导致地底较浅处的岩浆渗透出来。另外少数海底火山和地幔羽流有关,来自地幔深处的羽状物被板块构造力拖动,周期性穿过地壳,形成一连串火山热点,而科摩罗群岛就是地幔羽流热点的产物,新近形成的海底火山很可能由类似机制形成。

英国牛津大学的火山学家Mike Cassidy表示,新火山太深,无法直接造成大规模海啸,但地震有可能造成马约特岛侧翼进一步坍塌,有引发海啸的危险。

http://www.yidianzixun.com/article/0M4VHOIo


冰川地壳均衡运动中两极冰盖压裂地球:雪球地球是如何解冻的?

已有 1170 次阅读 2019-2-15 15:43 

冰川地壳均衡运动中两极冰盖压裂地球:雪球地球是如何解冻的?

                            杨学祥,杨冬红(吉林大学)

 

何谓“雪球”呢?所谓“雪球”就是地球出现的极端冷气候事件,气温低到零下40~50,冰川从极地一直扩延到低纬度甚至赤道,冰川厚度可达1公里。中国科学院南京地质古生物研究所的研究人员研究发现,“雪球地球”时期全球并未完全冰冻,而是存在开阔海域,且这个过程中的气候变化是动态的。这一研究成果发表在最新一期的《前寒武纪研究》上。

“雪球地球”假说认为,新元古代晚期聚集在赤道附近的罗迪尼亚超大陆的裂解使大陆边缘海面积迅速增加,边缘海生物初级产率和有机碳埋藏量也随之大大增加,造成大气中CO2含量迅速减少,进而驱动了失控的冰反射灾变,形成了“雪球地球”。当时的海洋都被冰冻,冰盖扩展到赤道,平均厚约1 km,全球温度骤降至大约-50°C。但是,海底火山释放出的CO2积累在冰盖之下,随着CO2不断的积累,最终冰盖破裂,CO2进入大气,产生极端的“温室效应”,使冰川迅速消融、退却,全球温度急剧上升至大约50°C

海底火山是如何形成的呢?我们的研究表明,它源于地球的冰川地壳均衡运动:在雪球地球或大冰期形成时期,大约100-200厚的海水层变成两极地区1-2公里厚的冰盖,赤道海洋地壳由于卸载而上升33-66(这相当于赤道圈海洋地壳张裂200-400裂谷,导致剧烈的海底火山活动),两极地壳由于加载而下降330-700

赤道海洋地壳均衡张裂和海底火山喷发,不仅给出了雪球地球解冻的具体可靠途径,而且支持“软雪球”或“半溶雪球”理论。

在间冰期情况正好相反,根据地质学的地壳均衡理论(单位均衡面上的物质柱体质量相等),大陆冰盖融化,负载减少,大陆地壳要均衡上升;海平面上升,负载增大,海洋地壳要均衡下降。

斯堪的纳维亚半岛在1万年前有2000厚的冰盖融化,已经均衡上升了500,并将继续上升200。同样,全球平均海平面上升了130,洋壳均衡下降了43(地壳与水的密度比大约为31)。所以,斯堪的纳维亚半岛并没有因为海平面上升而被淹没。对于没有冰盖的大陆,海平面的实际上升仅87,减少了三分之一。洋壳下降挤压下方岩浆流向大陆地壳底部,使沿海大陆均衡上升。由于地球表面是球面,洋壳下降,球面半径缩小,洋壳将插入到大陆地壳之下,使大陆边缘受到挤压和抬升。

大自然实验室证实了冰川地壳均衡理论。

气候变化导致的冰川期与温暖期交替,形成地表巨量海水在两极冰盖、大陆冰川和大洋海盆之间往返转移,相应的地壳均衡运动迫使地下软流层发生反向流动,推动地壳运动,达到地壳重力均衡。在地球的球面上,地壳均衡不仅能产生地壳的垂直运动,而且能产生地壳水平运动。


1  两极冰盖压裂地球地壳

 

由图1中可以看到,两极生成的巨厚冰盖可以压裂地壳,形成两极地壳下沉和赤道地区的最大张裂;冰盖消失后,形成两极地壳的上升和赤道地区的挤压。

强震与全球气候变化关系的地球物理解释是:全球变暖导致的海平面上升,破坏了地壳的重力均衡,引起加载的海洋地壳均衡下沉,由此而引发的深海强震和海啸又将迫使深海冷水上翻到海洋表面,从而将会引发全球变冷。这就是大自然的自调节作用[1328-29]


              a 大洋海水减少                            b 大洋海水增加

1-新洋壳,计算时因忽略了与陆壳连接部分,因而计算值比实际值小;

2-旧洋壳,插入大陆壳下或推动大陆分离部分。

 2  海平面变化造成的垂直运动和水平运动[13]

Fig. 2  vertical and horizontal movement by the changes of sea level [13]

 

由图4中可以看到,相同的圆心角在不同半径的球面所对应的弧长是不同的,由于海水增加,海洋地壳A’B’弧下降到AB弧时,圆心角变大,只能发生两种结果(见图b[13]

其一、大洋地壳AB弧的多余部分插入大陆地壳之下,形成俯冲消减带,是地震频发的地区,其类型为环太平洋俯冲消减带和地震火山带。

其二、大洋地壳AB弧的多余部分象楔子一样劈开大陆,推动大陆向两边分离,对应的圆心角增大,其类型为大西洋两岸的快速扩张。

其三、反之,当海洋地壳AB弧上升到A’B’弧时(见图a),由于弧长增大,其增大部分就是海底扩张产生的新洋壳。

当全球变暖使海平面上升积累到一定高度时,地壳均衡使洋壳下降收缩,强烈的挤压导致环太平洋地震带Ms 8.5级以上强震频发,形成拉马德雷冷位相;当全球变冷两极冰盖增大使海平面下降到一定高度时,地壳均衡使洋壳上升在大洋中脊处扩张,这是强震在PDO暖位相较少,甚至不发生的原因。圆心角越大,新洋壳就越大,这是地震带集中在环太平洋沿海地区的原因。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-894292.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1162343.html

 

参考文献

1. 杨冬红,杨学祥。全球变暖减速与郭增建的“海震调温假说”。地球物理学进展。200823 (6): 18131818YANG Dong-hong, YANGXue-xiang. The hypothesis of the ocesnic earthquakes adjusting climate slowdownof global warming. Progress in Geophysics. 2008, 23 (6): 18131818.

2. 杨冬红杨学祥北半球冰盖融化与北半球低温暴雪的相关性[J]. 地球物理学进展, 2014, 29(2):610-615. YANG Dong-hong, YANG Xue-xiang. Studyon the relation between ice sheets melting and low temperature in NorthernHemisphere. Progress in Geophysics. 2014, 29 (1): 610615.

3. 杨冬红,杨德彬,杨学祥。地震和潮汐对气候波动变化的影响。地球物理学报。2011544):926-934. Yang D H,Yang D B, Yang X X, The influence of tides and earthquakes in global climatechanges. Chinese Journal of geophysics(in Chinese), 2011, 54(4): 926-934

4. 杨冬红,杨学祥全球气候变化的成因初探地球物理学进展. 2013, 28(4): 1666-1677. Yang X X, Chen D Y. Study oncause of formation in Earths climatic changes. Progress in Geophysics (inChinese), 2013, 28(4): 1666-1677.

5. 杨冬红杨学祥 . 20041226印尼地震海啸与全球低温地球物理学进展, 2006, 21(3): 1023~1027Yang D H, Yang X X, Liu C. Global low temperature, earthquake and tsunami (Dec. 26, 2004) in Indonesia. Progress in Geophysics (in Chinese), 2006, 21(3): 1023~1027

6. 杨学祥陈殿友地球差异旋转动力学长春吉林大学出版社, 1998, 2, 99~104, 196~198

Yang X X, Chen D Y. Geodynamics of the Earth’s differential rotation and revolution (in Chinese). Changchun: Jilin University Press, 1998, 2, 99~104, 196~198

南极底部发现巨大“火炉”,白令海海冰达到了创纪录低值:地壳均衡惹的祸

已有 816 次阅读 2019-4-12 19:54  

南极底部发现巨大“火炉”,白令海海冰4月1日达到了创纪录低值:地壳均衡惹的祸

                                   杨学祥,杨冬红(吉林大学)


大自然实验室证实了冰川地壳均衡理论:

气候变化导致的冰川期与温暖期交替,形成地表巨量海水在两极冰盖、大陆冰川和大洋海盆之间往返转移,相应的地壳均衡运动迫使地下软流层发生反向流动,推动地壳运动,达到地壳重力均衡。在地球的球面上,地壳均衡不仅能产生地壳的垂直运动,而且能产生地壳水平运动。


1  两极冰盖压裂地球地壳

 

由图1中可以看到,两极生成的巨厚冰盖可以压裂地壳,形成两极地壳下沉和赤道地区的最大张裂;冰盖消失后,形成两极地壳的上升和赤道地区的挤压(见图2)。

近年来科学家对南极考察发现,这个世界上最寒冷的地方出现了大问题:在南极洲的底部出现了一个面积非常大,且移动速度非常快的“火炉”。

来自美国海洋大气管理局发布的图像显示,到2019年4月1日,白令海的海水已基本上没有冰,其偏低程度甚至比2018年的史上最低还要低,4月1日达到了创纪录的低点,白令海的融化在整个北极海冰范围内造成了很大的影响。这是冰川地壳均衡惹的祸。

位于冰岛南部的艾雅法拉火山于2010年3月至4月接连两次爆发,岩浆融化冰盖引发的洪水以及火山喷发释放出的大量气体、火山灰对航空运输、气候和人体健康等均有长期影响。当地时间2010年4月14日凌晨1时(北京时间9时),火山开始喷发,喷发地点位于冰岛首都雷克雅未克以东125公里,岩浆融化冰盖引发洪水,附近约800名居民紧急撤离。  


图2 两极冰盖融化导致两极地壳隆升张裂和火山喷发,形成无冰的两极

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1172920.html 




http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1180848.html

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3 杨文祥 钟炳 周少祥

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