积水可诱发数十万年一遇的超级火山喷发演绎地震模型

                               杨学祥，杨冬红

俄专家：积水可诱发数十万年一遇的超级火山喷发

2016年07月29日16:29环球网报道，俄专家：积水可诱发数十万年一遇的超级火山喷发。

　　据俄罗斯“卫星网”网7月28日报道，俄罗斯科学院西伯利亚分院专家称，地球史上最大规模的火山喷发——印度尼西亚苏门答腊岛多巴火山喷发是由于山脚聚积了大量的水量导致。

　　《自然通讯》文章称，可以将多巴火山喷发与1815年印度尼西亚坦博拉火山喷发进行比较，后者导致整个北半球温度大幅下降，数万人因饥饿和流行病死亡。但多巴火山的喷发强度是坦博拉火山的20倍，幸运的是，它发生在人类出现(7.5万年前)很久以前。

　　据报道，俄专家制作出火山喷发模型，发现积水量过大可以引发这种强度的火山喷发。印度洋的水流入印度板块的一处断层，之后在巨大压强下通过地幔流入多巴火山脚下的湖泊中，水温可达1300度，但巨大压强使其一直保持液体状态。如果一部分水因释压而转化为蒸汽，会引发威力巨大的爆炸。

但专家称，这种超级火山喷发数十万年才有一次，人类在可以预见的未来不会面临这种灾难的威胁。

http://sn.people.com.cn/n2/2016/0729/c190205-28751667.html

地震的成因机制现有理论和模型

据网友梁光河的最新研究，地震可能有爆炸成因，这是由地球物理学家傅承义的地震红肿理论演绎而来的新理论，与耿庆国的“旱震理论”同源。

http://blog.sciencenet.cn/blog-1074480-993191.html

网友梁光河在另一篇博文中指出，地震的成因机制有如下10种：

1 弹性回跳（Reid，1906）

2 岩浆冲击（松泽武雄，1955）

3 相变假说（Bridgman et al，1956）

4 红肿理论（傅承义，1971年）

5 膨胀蠕动（牛之仁等，1978年）

6 多应力集中（马宗晋， 1980年）

7 隐爆成因（杜建国，1999，2010）

8 电磁成因（张宝盈，2002；季东，2013；江建富，1994）

9 气爆成因（岳中琦，2008）

10 多锁固段（秦四清，2011）

他认为，他们都有一定的道理但都需要完善。

http://blog.sciencenet.cn/blog-1074480-860829.html

加上耿庆国的“旱震理论”和梁光河的爆炸成因理论，共有12种。

特别值得指出的是，梁光河提出通过向地下注入咸水诱发地震，来使地震能减弱的方法，与俄国专家的原理相同，这意味着积水特别是海水注入断裂层，可能是火山和地震的共同原因。

科学家的责任是通过现有的事实和理论，通过合理的分析，演绎出更合理的结果，梁光河做到了这一点，我们也想做到这一点。

积水可诱发地震的地球物理模型

1971年，傅承义提出了关于地震成因的"红肿理论"，阐明了地震前兆的出现与地震的发生在空间上的内在联系，指明地球内部物理状态和变化原因的研究是关键所在，在开展地震前兆的观测和分析以及地震成因和机理的研究方面取得很多成果，同时开创了我国震源物理的研究领域。

根据傅承义的地震红肿理论，耿庆国提出了旱震理论：6级以上大地震的震中区，震前1――3年半时间内往往是旱区。旱区面积随震级大小而增减。在旱后第三年发震时，震级要比旱后第一年内发震增大半级。

在月亮和太阳对地球产生的万有摩擦力的作用下，地下岩浆是流动的，流动的岩浆有时会形成旋转上升的岩浆旋泉，岩浆旋泉会在这一地区的下面形成一个高温岩浆洞，使得这一地区的地温长时间较高，地温升高会将地下水蒸发，并会使这一地区的气温升高，空气上升，阻碍高空冷暖空气的汇合，造成这一地区无法降雨形成干旱，同时还会使这一地区的地壳变薄，承受力变小，容易破裂。在高温岩浆洞的底部，流动的岩浆容易再次形成岩浆旋泉，这时形成的岩浆旋泉阻力小、威力大，它能将地壳顶破，引发地震，因此干旱后容易发生地震。

在地震前，由于地下岩浆的旋转带动着地上空气的旋转，旋转的空气中心气压较小，所以会出现日平均气压最低的现象。由于岩浆旋泉会把温度很高的岩浆从下地幔或外核输送到上地幔，热量会扩散到大气中，会使气温升高，所以会出现日平均气温、日最高气温、日最低气温最高的现象。又因旋转的岩浆会产生磁场，当磁场较强时，磁场中的分子容易放热，这又会使气温降低，所以会出现日最低气温最低的现象。由于临震前气温的降低，空气会下沉，冷暖空气在此汇合会形成降雨，因此会出现日降水量最大的情况。

在此基础上，我们提出积水可激发地震的地球物理模型。

首先，地下岩浆的上涌形成地壳局部的红肿区，表现为地下局部受热膨胀和地表长期干旱。

其次，持续热膨胀形成局部地壳胀裂，在底下岩浆通道尚未形成之前，地下水灌入小范围裂缝，高温使水汽化膨胀，逐渐扩大了裂缝，一旦打通了岩浆通道，形成剧烈的火山喷发并伴有大量蒸汽喷出。

第三，如果裂缝包围某一区域，突然的雨水或海水灌入引发剧烈的气化爆炸，从而形成超级火山喷发或特大地震（见图1）。

相关证据

一个重要的统计特征值得关注：海岛的9级地震发生后，8.5级以上地震连续发生，这对日本地震有参考意义。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-425007.html

阿拉斯加半岛在1957、1964、1965年发生3次8.5级以上地震，印尼苏门答腊岛在2004、2005、2007、2012年发生4次8.5级以上地震，进一步证实这一统计规律：海岛强震连续发生的判断。2011年3月11日日本9级地震发生后，日本东北和关东地区大地震概率大增是大势所趋。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-645162.html

按照地震的弹性回跳理论，一个8级地震的应力积累至少要经过上千年。阿拉斯加半岛在8年之内连续发生3次8.5级以上地震，印尼苏门答腊在4年之内连续发生3次8.5级以上地震，8年之内连续发生4次8.5级以上地震，超过了弹性应力积累的时间极限。

由于海岛地震发生在海水环绕的地理环境，积水可诱发地震的地球物理模型是目前最有说服力的解释。

美国科学家李兴宏（Li Sheng Huang的音译）的研究表明，加利福尼亚南部克恩县到美国与墨西哥交界附近的英皮里尔谷有圣安德列斯断层系分布，1912年以来6级以上地震发生的规律是，每次地震前两年或更长时间雨量低于历史平均值，在干旱期之后，雨量增加到历史平均值之上，在大多数地震前4-24个月雨量达到峰值，他认为，这种雨量在大震前的变化历程，即旱-涝-震秩序，可看做是一种地震的前兆异常。

日本学者尾池和夫的研究表明，在地震发生的条件已成熟的地方，当出现急剧的降雨或水量增加时，可认为将有地震被触发，积雪季节如气温急剧上升也可认为会触发地震。

积水可诱发地震的地球物理模型给出了旱-涝-震秩序或涝-震序列的地球物理机制。中国研究者称之为洪震链。

积水可诱发地震的地球物理模型在地震预测中的划时代意义

正如网友梁光河所说，人们对地震有了一些最新的认识，也许这些研究能够使人们更准确地预报地震的发生。关键的预测参数应该包括三个方面，它们分别是：电磁脉冲异常、地下流体异常和微震异常。

中国的灾害研究很早就发现了旱震链、洪震链、震洪链，显示出干旱、洪水和地震三者密不可分的关系，积水可诱发地震的地球物理模型给出了合理的解释。

我们在2014年撰文指出，研究表明，点源激发的球面大气流动在传播过程中的能量密度变化，与单位时间扩散的大圆周长C成反比。设大气流动的总能量为Q，能量密度为δ，穿过的面积为S=Cl = 2πRlsinφ，l为单位弧长，R为地球半径，则有

δ= Q/S = Q/ (Cl) = Q/ (2πRlsinφ)                               (1)

其中，圆心角φ为点源和地心连线与大圆上任一点和地心连线的夹角。同样，在球壳中点源喷射造成的球面对流，也会有扩散、集中、返回的震荡过程（见图2）。

图1  点源激发的大气流动在球面上的能量密度变化(杨冬红，2009)

由（1）式可知，在φ= 0和φ= π时，能量密度δ为无穷大，在φ= π/2时，即经过地表最大圆时，能量密度δ最小。这就是说，假定大气流动总能量在传播中无损耗，点源及其地心对称点处的能量密度最大（杨冬红, 2009）。

这一模型既可以解释北极大气和海洋等位面下降导致北半球低温暴雪频发和南极大陆沿海异常变暖，也可以解释震洪链、旱涝链和高温暴雨链的发生原因：构造干旱或地震导致热气上升，沿球面回流形成暴雨，多次循环，形成旱涝链或震洪链。

2003年12月23日22时左右，“重庆开县井喷”发生，历时84小时，大约17.5至21百万立方米石油天然气喷入大气中；2004年9月2至5日，开县惨遭200年一遇特大暴雨洪灾，部分地区为500年一遇。2008年5月12日四川汶川发生8 级地震；2009年7月4日地震灾区遭遇“7.14”暴雨洪涝灾害。2013年4月20日四川雅安发生7级地震；7月7日晚至10日，强降雨侵袭四川，成都、雅安、乐山、眉山、德阳、绵阳大部及广元市西部出现了区域性暴雨，都江堰气象站日降水量已超过有记录以来的最大值。2013年8月6日14时，在全国2418个国家级自动监测站中，高温排行前十名全部超过40℃，其中，浙江8个地区榜上有名，浙江余姚的气温更是达到了42.1℃；2013年10月9日），在福建登陆的台风“菲特”，却让浙江东部的余姚受遭受了百年一遇的降雨，70%以上城区受淹，主城区城市交通瘫痪。受灾人口超过83万人。点源喷发导致的大气环流是合理的数学模型，能量在喷发点及其球对称点达到最大值（见图1）。这可以解释，为什么2016年中国暴雨洪涝，美国高温干旱。

中美分别处于两半球的涝旱两极，是对点源激发的球面大气环流的最精彩的说明，北美长期干旱是否会导致特大地震发生，也将是对旱震理论和地热涡理论的一次实践检验。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-992780.html

根据1963-1976年邢台暴雨-干旱-地震链，在2016年发生邢台洪灾之后，3年内连发大旱，我们就必须做好迎接强震的准备。

参考文献

1．  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（科技快报）. 2000，6（8）： 1003~1005

2．  汤懋苍，钟大赉，李文华等.雅鲁藏布江“大峡湾”是地球热点的证据.中国科学，D辑，1998，28（5）：463~468

3．  马宗晋，杜品仁. 现今地壳运动问题. 北京：地质出版社.  1995，99~102

4．  高庆华，张业成，张春山.  论我国洪涝灾害不断加剧的地质环境因素.  见：邓乃恭，雷伟志主编. 大陆构造及陆内变形暨第六届全国地质力学学术讨论会论文集北京：地质出版社.1999，180~184

5．  杨学祥. 降水能源变化与未来地下水危机. 科学. 1999，51（1）：46~48

6．  杨学祥，陈殿友. 构造形变、气象灾害与地球轨道的关系. 地壳形变与地震. 2000，20（3）

7．  杨学祥. 全球变暖、构造运动与沙漠化. 地壳形变与地震. 2001,21（1）：15~23

8.   江灏，汤懋苍。地热涡合并与１９７６年唐山大地震。西北地震学报。1998，20（1）：47-50。

9.   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.

10.  郭增建，汪纬林。天灾预测学简论。武汉大学出版社，2015:116-121.