地球正经历种种变化：非洲分裂、澳洲北漂

2018-05-03 21:32:04    新浪看点    作者： 煎蛋网    我有话说

credit:图虫创意

世界上唯一不变的就是变化。

非洲大陆分裂

几千万年前，非洲和南美洲彼此分裂；如今，非洲自身也正在一分为二。最近，肯尼亚西南部出现巨大裂痕，撕裂了一条主要高速公路。科学家表示，非洲大陆将继续不断分裂，每年漂移几厘米。一千万年后，非洲东部的索马里板块将彻底孤立于海洋中；五千万年后，非洲会被挤到欧洲。

大约1.8-3亿年前，所有大陆彼此连接，称为“盘古大陆/泛大陆”。据科学家预计，所有大陆将在2.5亿年内重新挤到一起。

潮汐大幅改变

太阳和月球对海洋具有周期性影响，从而产生潮汐现象。大陆的分裂和重组对此也有影响。只有当海洋面积足够大时，才会发生潮汐现象。计算机模型显示，过去2.5亿年来，潮汐现象大幅减弱。只有在过去200万年间，地球才出现了“超级潮汐”。这意味着，随着大陆继续漂移，海洋形状也将继续改变，从而再度影响潮汐现象。

澳洲向北漂得太快，GPS都跟不上了

澳大利亚正在摇摇晃晃地向北漂移，每年大约漂移7厘米左右。在大规模时间尺度上，这点距离算不得什么。然而，它却会影响重要的精细测量结果——GPS(全球定位系统)。每隔几年，它就会使GPS出现显著误差。如今，人们越来越依赖导航技术，因此这种细微变化也会带来重大问题。为此，GPS必须不断进行校正，以免影响人们的生活。

冰川融成海洋

去年，NASA喷气推进实验室的科学家发现：2012年，格陵兰岛以“孤波”的形式消融了66.8亿吨冰。海水会改变地壳的形状——尽管相较于海底所承受的压强，这场孤波只能算是一道涟漪。目前，科学家刚刚开始了解海平面上升对地壳形状的长期影响。

此外，在冰川消融的过程中，会形成“蛇形丘”。最近，研究人员在南极洲发现大片蛇形丘，有些和埃菲尔铁塔差不多高。这类沉积物会加剧冰冠消融、海平面上升问题。

本文译自sciencealert，由译者蛋花基于创作共用协议(BY-NC)发布。原作者：CARLY CASSELLA

http://k.sina.com.cn/article_1723063831_66b3de17001006mo9.html?cre=sinapc&mod=g&loc=7&r=0&doct=0&rfunc=16&tj=none

大陆在两极之间的漂移：2.5亿年后地球或形成终极盘古大陆

已有 3072 次阅读 2016-8-6 07:22   

大陆在两极之间的漂移：2.5亿年后地球或形成终极盘古大陆

                 杨学祥，杨冬红

2016年08月05日 08:12 新浪科技报道，科学家研究认为，世界各大洲又在逐渐靠拢，并可能将于2.5亿年后形成一个类似于盘古超大陆的“终极盘古大陆”。

新浪科技讯北京时间8月5日消息，据国外媒体报道，地球的陆地一直在不断地位移，根据其反反复复的运动规律，科学家们可以了解其历史形态，也可以预测其未来命运。大陆漂移说认为，地球上曾经存在的盘古超大陆后来逐渐解体形成如今的各个大洲。现在，美国德州大学阿灵顿分校科学家研究认为，如今的大陆又在逐渐靠拢，并可能将于2.5亿年后形成一个类似于盘古大陆的超大陆--“终极盘古大陆”。

http://tech.sina.com.cn/d/n/2016-08-05/doc-ifxutfpf1271210.shtml

我们在1998年提出，太阳辐射和太阳风使彗星产生彗尾、地磁场产生磁尾，通过对地磁场的压缩也会产生液核磁流体的背光偏移形成内磁尾以及内核的向光振动。太阳系轨道周期和地球轨道周期使地球内核振动具有1天、1月、1年、18.6年、29.8年周期，还有2、4、10、40、50000万年的南北方向振动周期以及1万多年和2亿多年的地核向心和离心振动周期。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-42753.html

我们的主要工作：

1987年证明地球周期性形变是海底扩张、大陆漂移的动力之一

1992年证明两极和赤道之间的冰水转换可产生地幔相对液核、地壳相对软流圈的均衡运动,以及地核在液核中的定向漂移;

1993年提出太阳斥力是地核定向振动、大陆南北漂移和地球南北反对称分布的动力;

1996年证明重力分异和热对流是地球各圈层差异旋转的原因,该结论在5个月后被实测证实,并证明在质量向地心集中的同时,能量也向地核集中,地核不仅有巨量热能,而且有巨量旋转动能。

http://baike.sogou.com/v66523743.htm?fromTitle=%E6%9D%A8%E5%AD%A6%E7%A5%A5

图1 太阳风迫使地核南北漂移，导致地幔对流使大陆在南北极集中和分裂

http://tech.sina.com.cn/d/n/2016-08-05/doc-ifxutfpf1271210.shtml

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-42753.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-994828.html 

表1  地球自转周期与地质旋回

根据地质和气象等综合数据，表1-2给出地球自转周期、地质旋回、气候变化和地磁变化的对应规律。特别值得指出的是，地壳相对地核自转减慢对应地磁反向，地壳相对地核自转加快对应地磁正向，这一现象的发现为地球各圈层差异旋转影响地磁反向提供了证据。

在过去4.5亿年中地球旋转速率、地磁轴视极移、洋脊的活动、海平面和气候变化有伴随出现的现象。地球旋转加速时期主要对应了正极性时期，而旋转减慢时期主要对应了负极性时期，前者如志留纪至早泥盆纪和中生代，这阶段由于地球旋转速度加快，使地磁极具正极性、洋脊活动增强、全球性海侵和古气候变暖。自晚泥盆纪至二叠纪和新生代，是地球旋转速度减慢时期，表现为负极性为主、洋脊活动减弱、全球性海退、气候剧烈变化和出现大冰期。这些资料表明，在几亿年时间尺度上，各种地质旋回有一定程度的相关性存在，与地球自转速度变化相对应。

叶淑华院士指出，在距今0.65-1.4亿年前的白垩纪，地磁场突然倒转，岩浆活动非常剧烈；大气温度比现在高18℃左右；海平面比现在约高150米；地球的自转变快；古生物大量灭绝；大气中CO₂的含量十倍于现在；陨石增多。在此期间，地球自转速度处于峰值。相反，437Ma的奥陶志留纪大冰期和437Ma的石炭二叠纪大冰期对应地球自转速度低谷。

巨大火成区来自核幔边界地幔柱的猛烈喷发，核幔边界地幔柱喷发的能量又来自何处？

表2  地球自转周期、地质旋回和地磁极性倒转（SteinerJ,1967; 杨学祥等，1998；杨冬红等，2013）

理论模型研究和实际测量表明，地球内核自转较快，地壳和地幔自转较慢，形成地球内外圈层的差异旋转，核幔边界不仅是热交换边界，而且是圈层角动量交换的边界。最强的太阳辐射加强圈层角动量交换，使地壳和地幔自转变快，内核自转变慢，部分动能转化为热能积累在核幔边界。这是地球自转加速对应大规模地幔柱喷发的原因。

化石种类数据的小波分析显示存在大约62Ma和140Ma两个明显周期。这表明地表周期与地球深部周期的一致性。这些新的结果指出，各种地质过程的一致性可能是与深部地幔的活动变化相关的。银河年280Ma周期在地球大冰期和温暖期转换周期、地球自转长期变化周期、火山喷发长周期、陆海变动周期、造山作用周期、地磁极性变化长周期都有明显的表现。280Ma周期是140Ma周期的倍数周期，是140Ma周期受控于银河年周期的证据，最可能的因素是太阳辐射强度的变化。太阳风和太阳辐射量的变化可以压缩地球磁场，增强或减弱核幔角动量交换，对核幔边界的地幔柱活动有控制作用（图2）。

图2  太阳辐射变化、核幔角动量交换和气候变化的关系：海底藏冷效应和海洋锅炉效应http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-996823.html

巨大火成岩省形成时释放的CO₂是导致全球变暖的重要原因，但是，导致全球变暖的巨大火成岩省有多种作用，温室效应只是其中的一种。使海洋底层水增温，这是巨大火成岩省无可替代的致暖作用。巨大火成岩省的海台和洋壳产量在白垩纪是最高的，洋壳产量的最高速度为37×10⁶ km³/Ma（目前的洋壳产量为17×10⁶ km³/Ma）[36, 41]，对海洋温度的提高贡献最大。存储在海洋中的碳只要释放2 %，就将使大气中的CO₂含量增加一倍。海洋是CO₂的储库。在1 个大气压下，海水温度从0℃升高为25℃，每克海水可释放约1 cm³体积的CO₂，释放量与残留量的比值约为1：1。目前全球海洋溶解的CO₂是大气中CO₂的13倍，以此比例，海水升温25℃，大气中CO₂的含量应该增加到现在的6.5倍，这表明白垩纪海洋增温释放的CO₂是大气CO₂浓度增高的主要来源。

杨学祥和杨冬红分别在1997-2011年提出了“海底藏冷相应”、“海洋锅炉效应”、“拉马德雷冷位相灾害链”、200年和准60年“潮汐降温效应”。

海底温度测量表明，海底冷水层的温度为摄氏2度，表层海水水温为27.5度左右，温差为25.5度，为强潮汐调温效应和海震调温效应提供必要的条件。历史资料显示，在全球温暖的白垩纪，海洋底层温度为15度，表层温度为21度，温差为6度。这是强潮汐调温效果在白垩纪显著降低的原因。而在第四纪冰期到来之前，海洋底层水温度逐渐降低到0度，增大的温差为强潮汐和海洋巨震的调温作用准备了条件。超低海底冷水被强潮汐和海洋巨震翻到海洋表面，使大气迅速变冷，导致冰期的到来。

　　赤道热两极冷是太阳能量纬度不均匀分布造成的。由于大气热容量低，大气热对流不能改变这一基本规律。海水则不同，其热容量大，热对流的传热效果十分显著。计算表明，每立方米的水和空气温度降低一度所释放的能量分别为4180000焦尔和1290焦尔，前者是后者的3240倍。这个巨大差别可从海洋性气候和大陆性气候的比较中看到。瓦伦西亚岛和赤塔同在北纬52度附近，前者位于爱尔兰的大西洋岸，属于海洋性气候，后者位于亚洲大陆内部，属于大陆性气候。虽然纬度相近，但温差在一年内的分布相差悬殊。一年内最冷和最热月份温度的差值，在瓦伦西亚只有7.9度，在赤塔则为46.1度，大于前者5.5倍之多。前者年均温度为摄氏10.3度，后者为零下3度，差值为13.3度。这说明海洋的内能多于大陆，海洋是大气热量的重要供应者。

　　海水因为含有平均约3.5%的盐分，所以它的最大密度约出现在摄氏负2度左右，恰好与海水开始结冰的温度很接近。两极临近结冰的海水密度最大，源源不断地沉入两极海底，自转离心力使较重的海水向赤道海底运动，形成全球巨厚的海底冷水层。由于太阳辐射不能进入这个领域，“冷”被安全地封存在海底，冷水领域还不断扩大。赤道海水表层热水在上、冷水在下，垂直方向只有热传导、没有热对流。随着海洋冷水区的不断扩大和赤道海洋表层热水区的不断缩小，赤道和两极的温差也不断加大，形成中、高纬度地区的冰盖和冰川。我们称这个过程为海底藏冷效应。它是海气相互作用的典型范例，大气中的“冷能”由此而进入海洋。冰雪反射太阳辐射，随着冰雪面积的不断扩大，地表接受到的太阳能量越来越少，使大气和海洋越来越冷，冰期有一个长期的“冷积累”过程。

由于内核相对地壳地幔的差异旋转，太阳辐射达到最大值时使核幔角动量交换达到高峰，部分旋转动能转变为热能积累在核幔边界赤道区（此处核幔速度差最大，积累的热能最多）。超级热幔柱（羽）由核幔边界赤道热区升起，在海底赤道区喷发，加热了底层海水，并引发赤道和两极之间的海洋整体热循环，降低了赤道和两极大气的温差，使两极的海温和气温逐渐上升到冰点以上，消除了海洋藏冷效应的“冷源”，形成全球无冰温暖气候，产生晚白垩纪赤道海洋表层低温之谜（当时温度为摄氏21度，比现代低6.5度）。我们称这个过程为海洋锅炉效应。有证据表明，随着热幔柱喷发强度的减弱，近一亿年间海洋底层水冷却了摄氏15度，大气冷却了10~15度。这是典型的地、海、气相互作用。计算表明，一亿二千万年前形成翁通爪哇海台的海底热幔柱喷发，其释放的热量可使全球海水温度增高33度，喷发过程经历了几百万年时间。有证据表明,在古新世末不到6000年的时间内大洋底层水增温4度以上。海底火山活动引发的深海热对流在全球气候变化中的作用不容忽视。

http://guancha.gmw.cn/content/2007-12/25/content_715516_2.htm

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-736985.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-521283.html

简短结论：

统一大陆集中在南极或北极，海底藏冷效应，海底温度下降，海洋吸收大气中的温室气体，是大冰期形成的原因；

大陆分散在赤道，海洋锅炉效应，海底火山喷发和海底温度上升，海洋中温室气体向大气的排放，是全球温暖期形成的原因。

人类释放的温室气体可以加剧全球变暖，但是，大冰期的结束和全球变暖高潮的到来最终取决于全球火山大规模的喷发，就像开始于2.48亿年的西伯利亚的火山大规模喷发及其后的一系列大规模海底及其边缘火山喷发，导致石炭二叠纪大冰期的结束和中生代温暖期的产生。

海洋温度，特别是海底温度，是检验气候变化趋势的最可靠标准：近一亿年间海洋底层水冷却了15℃，大气冷却了10-15℃，而第四纪冰期到来之时，海洋底层水温度为0℃，目前为2℃。海洋底层温度变化是大气温度变化的可靠前兆。这表明全球温暖期对应海洋底层水的高温期，全球大冰期对应海洋底层水低温期，海洋底层水是地球储存“冷能”的仓库，如果海洋底层水温度没有提高到一亿年前的水平，全球就不会重现中生代白垩纪的高温期，强潮汐和强震会不断用海底冷水来冷却大气，使气候变冷。

大规模海底火山喷发导致海底温度上升，这是全球变暖进入高潮的主要标志。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1000747.html 

参考文献

1．  张焕志. 地极和日长的29.8年波动与内核振动. 中国科学. A辑. 1982, (12):1129!~1139

2．  任振球. 全球变化. 北京:科学出版社. 1990.  99~100

3．  杨学祥. 太阳活动驱动气候变化的证据. 中国学术期刊文摘.2000, 6(5): 615~617

4．  杨学祥,王莉。地球质心偏移与各圈层形变。地壳形变与地震。1995，15（4）：23~30

5．  杨学祥. 地磁层和大气层漏能效应. 中国学术期刊文摘. 1999, 5(9): 1170~1171

6．  杨学祥, 陈殿友, 宋秀环. 太阳风、地球磁层与臭氧层空洞. 科学（中文版）, 1999, （5）：58~59

7．  莱伊尔. 地质学原理. 北京: 科学出版社,1959. 129

8．  杨学祥,陈殿友. 火山活动与天文周期. 地质论评. 1999, 45(增刊):33~42

9．  杨学祥,陈震,刘淑琴,等. 地球内核快速旋转的发现与全球变化的轨道效应. 地学前缘. 1997,4(2):187~193

10．杨学祥,张中信,陈殿友. 地核能量的积累与释放. 地壳形变与地震. 1996, 16(4):85~92

11．杨学祥,陈殿友. 构造运动、气象灾害与地球轨道的关系. 地壳形变与地震. 2000,20(3): 39~48

12．杨学祥. 气候波动、沙漠化与人类知识结构. 中国学术期刊文摘.2000,6(8): 1003~1005

13． Broecker W S. Massive iceberg discharges as triggers for globalclimate change. Nature , 1994,372:421~424

14． Millard F. Coffin and Olav Eldholm. Large igneous provinces.Scientific American. 1993, 269(4):26~33

15．  Eddy J A, Gilliland R L,Hoyt D V. Changes in the solar constant and climatic effects. Nature.1982,300:689

16．  Channell J E T, Hodell D A,McManus J, Lehman B. Orbital modulation of the Earth’s magnetic field intensity. Nature.1998,394:464~468

17．杨学祥,陈殿友. 地球差异旋转动力学. 长春：吉林大学出版社. 1998.79,88,103,113,155,174,196

18．  杨学祥，牛树银，陈殿友。深部物质与深部过程. 地学前缘. 1998, 5(3):77~85

19．  Claude J. Allegre andStephen H. Schneider. The evolution of the earth. Scientific American.1994,271(4):44~51

20．李培基. Milankovitch理论被推翻了还是被证实了. 冰川冻土. 1994,16(4):363~370

21．杨学祥. 对全球海面变化均衡模式的改进. 地质科学. 1992,(4):404~408

22．杨学祥. 地壳均衡与海平面变化. 地球科学进展.1992,7(5):22~30

23．杨学祥. 地壳形变与海平面变化. 地壳形变与地震. 1994,14(4):29~37

24．  吴锡浩,蒋复初,肖华国. 地球公转轨道偏心率变化的构造运动响应. 地质力学学报. 1995, 1(1):8~14

25．  杨学祥. 地球反对称构造与气候变化的关系. 自然杂志. 2001, 23（3）：135~139

26．  张素欣，解用明，乔子云等。太阳活动与华北强震关系分析。华北地震科学。2004，22（2）：59-63

27．  胡辉，赵洪声，和宏伟。日月影响与云南未来地震趋势研究。云南天文台台刊。2003，（4）：49-55

28．  杨学祥, 陈殿友. 地球固体内核快速自转的理论证明和实测证实.  西北地震学报. 1996,18(4):82.

29．  杨学祥, 陈震, 刘淑琴, 宋秀环, 陈殿友. 地球内核快速旋转的发现与全球变化的轨道效应.  地学前缘.  1997, 4(1):187-193.

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