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汶川地震成因

已有 5257 次阅读 2008-6-22 08:15 |个人分类:地球科学

汶川地震成因

廖永岩

广东海洋大学

电子信箱:rock6783@126.com

 

忙了一个多月的救灾,地学界的四位“大佬”,总算有时间坐下来讨论一下汶川地震的成因了。会议由地学界“界长”“板块学说”(简称“板界长”吧)主持,他40多岁,年轻有为。坐在他对面的是前任“界长”“地槽学说”,他领导地学界100多年(1873-1968),上世纪60年代刚退休。他虽然一百五十多岁(1857-现在)了,年事已高,但毕竟是前任领导吗,大家对他的话还是有几份信任。“板块学说”的左边坐的是“收缩学说”,这位地学界的启蒙者,虽然他1829年就来到这个世界,直到上世纪90年代,他在地学界仍很活跃,是一位对地学界有较深影响的人物。“板块学说”的右边,坐的是“膨胀学说”,若真要从培根(1620)算起,他可算最年长人物。虽然他因是否年长于“收缩学说”,常和“收缩学说”争得不可开交,不过,根据通俗算年龄的标准,大家一般还是认为他没有“收缩学说”龄高。

因汶川地震的救灾还没有完全结束,地学界秘书长没法从汶川前线脱身,没办法,讨论会只好临时聘请刚满一岁的“冰川学说”充当临时“书记”(仅做会议记录)。

“我说过,地球一直在膨胀,太平洋、印度洋、大西洋的洋中脊就是明证,”地球“膨胀学说”首先发言,“地球不断地膨胀,地球表面的地壳肯定得破裂,地球破裂了,能不发生地震吗?”“膨胀学说”显得很自信,“所以吗,汶川地震,是由于地球内部的某种能量造成地球热膨胀,引起地壳破裂,从而引起了汶川的8级大震......

还没等“膨胀学说”说完,老爱跟他斗气的“收缩学说”忍不住了,“唉呀呀...你就别再说你那老掉牙的“地球膨胀理论”了啦,你老爱说什么地球内部能量,地球内部能有什么能量呢?动能没有了,重力势能也没有了,太阳能根本照不进地球,唯一也就剩下一个可怜的放射能。那放射能嘛,连地球的温度都保不住,那还能造成地球膨胀?老先生,你还是再找一个其它更管用点的能量来解释您老的地球膨胀吧。”“收缩学说”得理不饶人,接着说,“再说啦,按您的说法,若真地球膨胀,地球也仅只可能水平分离,怎么可能像汶川地震断裂带一样,主要以西高东低,垂直运动为主呢?我看呀,汶川地震,主要还是因地球收缩造成的。你想想,一个干瘪了的苹果,就会起很多皱摺。地球也和苹果一样,当他因温度逐渐降低而收缩时,海洋板块就会逐渐皱摺加厚成大陆板块。不管海洋岩石圈或大陆岩石圈,都有很强的刚性。刚性的岩石圈要产生强烈的皱摺,哪有不发生地震的道理?!所以,印度洋海洋岩石圈逐渐向青藏高原皱摺加厚,形成青藏高原,四川盆地也有可能逐渐向青藏高原皱摺再加厚,而形成更高的高原。汶川地震,就是四川盆地的相对较薄的岩石圈向青藏高原皱摺的过程中发生的。这种皱摺吗,当然既有水平运动,也会有垂直运动。”

“膨胀学说”一听“收缩学说”说他的不是,当然心里不高兴。现在听“收缩学说”的解释,当然得反击反击。“你说我的膨胀热能无法解释,那你想过没有,按您的说法,海洋岩石圈要收缩皱摺成青藏高原等大陆岩石圈或高原岩石圈,那地球不知要收缩多大的体积才能完成?!”他说,“这个你算过没有?”

看到两个长老争得不可开交,“界长”“板块学说”忙过来讲和,“好了好了,别争了,我们这里是来研究汶川地震的成因,不是来争您们那些,到底是‘膨胀学说’‘对’,或是‘收缩学说’‘错’这些陈芝麻烂豆子的事的。”

“我看呀,你们俩老讲的都有一定道理,但汶川地震的成因,肯定不是您们讲的那个原因。”“板界长”接着说,“我认为,因为印度洋洋中脊不断扩张,印度板块不断向青藏高原挤压,最终与青藏高原碰撞,这就造成了青藏高原的抬升。青藏高原向北挤压的过程中,受到北方如塔里木板块等的反作用力,使青藏高原向西、向北的运动受阻,迫使青藏高原折向东逃逸。这样,青藏高原要向东运动,而成都板块要向西阻挡这个运动,最终在龙门山的中间断裂带,即映秀-北川-青川断裂带发生断裂,引发汶川8级地震。”

按说吧,领导发了言,事情也就算有了个了结。但作为前任领导,“地槽学说”偏就不信这个邪(可能当惯了领导,倚老卖老吧,人家毕竟是100多年任期的前任老领导呀)。

“年青有为!”他说道,“‘板界长’说的的确有一定道理。但是,‘界长’说的板块运动,好像都是水平运动,板块学说好像很少提到垂直运动。可汶川地震虽然也有一定的水平运动,但主要还是垂直运动,即断裂之东下沉,断裂之西抬升,且抬升和下沉相差还有好几米,这个你板块学说怎么解释呢?当然,也还有远在印度洋的洋中脊扩张的微弱的力量,怎么可能把整个印度洋板块推挤到巨厚的青藏高原上来呢?就算您把它推来了,又怎么会巨厚(60-70公里的青藏高原不断弯曲或皱摺,而极薄(5-7公里)的印度板块(海洋岩石圈)本身却一点也没有弯曲或皱摺碰撞,碰撞,只有越碰越烂,哪有越碰越厚的道理?!所以呀,你对汶川地震成因的解释是错误的!”显然,“地槽学说很激动,“汶川地震的真实成因啊,是因为青藏高原原本是古地中海,也即特提斯海。后来,古地中海转化为海槽(后演化为地槽),里填充了10多公里厚的沉积岩。再后来,地槽成熟,后期抬升,逐渐转化为现在的青藏高原。随着青藏高原的不断抬升,它将带动其周缘的地块也一道抬升。也即青藏高原东缘的抬升,也牵带着成都地块一道抬升。当青藏高原抬升的拉扯力,大于青藏地块和成都地块交接处的岩石圈的抗张力时,岩石圈在映秀-北川-青川带上产生断裂,这就产生了汶川8级大地震。”

“板块学说”一看“地槽学说”老揭自己的短,心里很不高兴:就算您是我的老领导,但您毕竟早就退了,既然退了,人走茶凉,那还是什么领导呀。就算我还认您是个老领导,尊重您一点,可您总不能老揭我的“短”吧,要不然,我这个领导还怎么当?

于是,“老领导,你就别说你那个什么‘地槽、地台学说’了,你哪个什么臭理论,虽然统治了地学界100多年,但你的确无法解释海底扩张、大陆漂移及火山和地震在全球的规律性分布等事实呀?” 板块学说反驳道,“就算你‘地槽、地台学说’正确,它又能正确到哪里去呢?”

可能是“地槽学说”当了100多年的“界长”,当官当出了脾气,也可能是年纪大了,的确有点倚老卖老,一听“板块学说”这么说,也顾不得“板块学说”是什么“界长”不“界长”了,反驳道,“我地槽学说是不能解释什么‘洋中脊’、‘转换断层’等一些你们整出来的一些所谓新玩意儿,可你板块学说以火山和地震为边界划分板块,那现在中国环青藏高原和环渤海湾,虽没有火山,但却有明显的地震带,那你说青藏高原和环渤海湾算不算一个新板块?你板块学说的板块怎么越整越多、越整越小呢?你板块学说又如何解决大陆的垂直升降地质问题呢?!”

当小“书记”的“冰川学说”,一看不仅“收缩学说”和“膨胀学说”吵得不可开交,而且新老“界长”顶上了,想当一个和事佬,忙从中搓和道,“各位领导,您们都说得对,您们都没有错,要说还有一点不足的话,那可能是各位领导都还没有将自己的话讲完而已。我虽然不太懂地震,也没有资格在各位领导面前谈论什么“地球演化学说”或地震,但我听了各位领导的论述后,我认为各位领导心里应是这样想的,“若地球的温度足够冷的话,整个海洋的水在两极形成冰川,因重力均衡作用,从两极挤压地球,可造成地球体积增加4.672×108km3半径增加916.1m表面积增加1.466×105 km2[1]。反之,若这些两极的冰川因地球温度升高而消融,膨胀了的地球,将又会缩小以上相应的体积、半径和表面积。这将造成地球体积的收缩或膨胀。地球膨胀时,就像‘膨胀学说’先生所说的那样,太平洋、印度洋、大西洋的洋中脊扩张,产生造海运动,海洋面积增加。地球收缩时,就像‘收缩学说’先生所说的那样,引起地球岩石圈皱摺。海洋岩石圈经皱摺后加厚,高出海平面,形成大陆岩石圈。在青藏高原还没有形成前,整个青藏高原地区,就是广大的古地中海。在这个巨大的古地中海中,也有很多列像日本、菲律宾一样的岛链,在这些岛链与岛链之间,就形成‘地槽学说’老‘界长’所说的地槽。后由于多次地球反复的收缩和膨胀(如第四纪大冰期,就由大大小小无数次小冰期组成,就有无数冰川的形成和收缩),这些岛链间的地槽口越来越窄,而深度却越来越深,里的沉积物越来越多,以至于形成了喜马拉雅地槽这样深达10公里以上的地槽沉积物。这些多个地槽在多次的地球收缩和膨胀的交替转换过程中,最终相互叠加,拼合成现在的青藏高原。拼合成青藏高原后,由于原沉积在各个地槽中的沉积物比重远比地幔轻(沉积物主要为比重2.6以下的沉积岩,而地幔至少也是3.0以上的玄武岩等较重的岩石),这就像将一截轻木头压进水里一样,只要你压的这个力(如地球收缩时的挤压力)一旦去掉,这个木头将经均衡调整(也即地幔的浮力)而上升,这就造成青藏高原不断地抬升。由于青藏高原的不断抬升,牵扯着周围的成都地块、塔里木地块等古老而薄的板块一道抬升。这种抬升,将造成环青藏高原边缘出现巨大的均衡重力负异常。随着青藏高原的不断抬升,这种牵扯力越来越大,当这个牵扯力大于岩石圈的承受度时,连接青藏高原和周围岩石圈之间的岩石圈断裂,形成地震。汶川地震,就是这样形成的。”小“冰川学说”接着说,“青藏高原不是因板块运动被从印度洋洋中脊处挤过来的,而是由于地球收缩,青藏高原处多个地槽形成时,槽口不断缩小而将印度板块牵拉过来的。与青藏高原形成地槽时,会牵拉印度板块同理,日本海海槽(海槽后将转化为地槽)、冲绳海槽、马里来纳海槽和黄渤海海槽等海槽形成时,也肯定得牵拉包括青藏高原亚板块在内的整个中国地块向日本地槽、冲绳地槽、马里来纳地槽和黄渤海地槽运动,这可能就是所谓的青藏高原的向东逃逸吧......

小“冰川学说”只顾自己一时高兴,说得唾沫四溅、得意忘形,忘了看周围的环境变化。当他一抬头看到各位领导像春、夏、秋冬一样变来换去的脸色,吓得嘎然而止。

各位大佬听了小“冰川学说”的一番“报告”后,你看看我,我看看他,大家一言不发,可心里却在咕噜:小“冰川学说”讲得虽不太准确,但我想说的其实也差不多就是这个意思。

最后还是“板界长”发话,“我看这次讨论暂时就到这里,毕竟汶川地震后重建还有很多事要做,具体的汶川地震的成因吗,我们有时间下次再讨论讨论,现在散会。”

参考文献:

[1]廖永岩. 地球膨胀和收缩. 科学网博文:http://www.sciencenet.cn/blog/user_content.aspx?id=26101

 

各位若想了解这方面有关的详细背景资料,请各位参见廖永岩著,海洋出版社20075月版的《地球科学原理》(28.00元)一书。也可以在以下网址找到有关这本书的部分相关内容: http://159.226.26.14/blog/user_index1.aspx?userid=3534

 



http://blog.sciencenet.cn/blog-3534-29934.html

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1 赵建民

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