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有关地震地热说的一些基本概念和术语(增补)
陈立军
地震成因:地震柱内的中深源地震活动,其能量无法耗散,只能逐层上传(自下而上逐层驱动),按照地幔年代记振荡的韵律,经过 10 年、20 年逐渐汇聚到熔岩囊之内(当然,中深源地震活动只是环境热能增强的一种表征,如同烧开水,气泡的活动也只是一种表征)。火山喷发将地震柱的热能直接向空中抛洒,壳内强震则将热能转换为机械能推动构造体系或活断层的运动以释放地震柱的能量。长期以来人们都以为强地震活动能量靠的是地表构造运动的应变能积累,因而按照应变能积累模式设计了若干的地震前兆预案,但是在7级、8级地震之前、之后都找不到,说明这个观念应该改变了。
开水实验:boiled water testing. 烧杯注水,置于平面热源之上。当温度适当时,杯底出现气泡,随即破裂。随着水温升高,气泡不断地上升→破裂,水面渐渐变形。当气泡能够上升到近水面时进入“响水不开”阶段,随后即沸腾了。地震预测和火山预测就是要寻找“响水不开”的时机。
地震预测与火山预测的同一性:Identify of Earthquake Prediction & Volcano Prediction.在地震地热说范畴内,火山与中、深源地震是同源的。火山是冲出到地表的热能释放,中、深源地震则是未能到达地表的能量转换。从这个意义上来说,地震预测与火山预测具有同一性。
0419卡片:作者于 2012 年 4 月 19 日向有关地震部门提交的全球主要地震柱未来3年活动趋势预测卡片,包括地震柱的活动时段预测、强震与火山的活动地点预测两个附件。2014 年 4 月 23 日所做的 2 年小结表明:2 年来所发生的全球 6.5 级以上的壳内强震和火山喷发,基本上都发生在作者所给出的预测圈内或其周边,至少也在作者所估计将会活动的地震柱内。
热机带:Engine belt. 热机带由已定义的全球 24 个地震柱组成,在地球表面呈M型展布,其西支起于南桑威奇群岛,经地中海、喜马拉雅、印尼、所罗门,至汤加、新西兰,东支由印尼经菲律宾、日本、白令海、南北美洲,归于南桑威奇群岛。热机带控制全球95%以上的壳内强震和85%以上的活火山,与人类的生存休戚相关。1900 年以来造成死亡 1000 人以上的灾难性地震全部发生在热机带内。
(冷机带):cooling belt. 沿全球的海底中脊展布,呈W型。该带只有浅源的中强地震活动和火山活动。中强地震和火山活动同样与地幔深部的热动态有关,称为冷机带似乎并不合适。由于该带没有中深源地震活动,了解深部的热动态几无可能,强震和火山的预测也难,好在该带位于大洋之中,除冰岛和夏威夷外,对人类的威胁较小。
热机带和冷机带均位于中低纬度上,在地表的分布大约错开经度90°,其成因机制或许与地球的自转和/或太空影响有关。
大陆漂移:continental drift. 全球GPS定点观测结果表明,当今的大陆漂移总体趋势为西半球呈逆时针旋转,东半球呈顺时针旋转,以 2~7cm/a 的优势速率,共同分裂大西洋,压迫太平洋。
半球性运动。
四大经向构造:一是大西洋洋底中脊(简称中洋脊),宽度 1500~2000km,两侧的运动趋势迥异。二是印度洋内的东经 90 度海岭,长 6000 多公里,加上东侧的断裂海岭(Broken Ridge)共同作用,使得大洋洲向北偏东方向漂移,也构成对太平洋的压迫之势。三是马里亚纳海沟(东经140度),长 2550km,宽 70km,深 11033m,两侧的运动速度矢量是相向的。四是太平洋东部的西经90度海岭(东太平洋海岭),宽 2000~4000km,两侧的地表运动速度矢量反向。四大经向构造似乎控制着全球的半球性运动。
地幔柱:mantle plume. 传统的地幔柱是指根据地震波速异常推测的地幔热异常体。作者曾将地震柱命名为地震地幔柱,有时简称地幔柱,友人指出此法不妥,遂改称地震柱。地幔柱带有推测性质,容易引起非议,地震柱则是按照地震目录50年的资料“3D打印”而成,无可非议。实质上,地震柱也是一种特殊的地幔柱,以其中深源地震活动揭示了地幔的热动态。
超级地幔柱:Super plume. 全球有两大超级地幔柱,分别位于南部非洲和夏威夷,深度可达2850km,中心位置大约相距经度180度。两大超级地幔柱似乎也控制着全球的半球性运动。
兴都库什旋扭构造:帕米尔-兴都库什地区汇聚了五大山系:喜马拉雅山脉,昆仑山脉,天山山脉,苏莱曼山脉和帕尔帕米斯山脉。五大山系相间五个平原或者高原:青藏高原,塔里木盆地,土兰平原,赫尔曼德河平原和印度河平原。五大山系汇聚于一点,相间的五个平原(或高原)也尖灭于此。如果将苏莱曼山脉和喜马拉雅山脉、昆仑山脉和帕尔帕米斯山脉以及天山山脉的原始地貌都假定为单一的纬向构造,用一对近南北向的力偶将三大纬向构造体系向兴都库什地区“捏拢”,同时施以逆时针的旋扭,即可形成这样的蝴蝶结状构造。
地震柱的生命:地震柱立体图像只是利用近50年来的地震资料所表现出来的现代地震柱。其实,地震柱是有生命的地质体,可以新生、衰落或消亡。例如,意大利西海岸和西西里岛以西的火山逐渐向东南方向衰灭,可见意大利历史上应该是一个较大的地震柱,目前地震柱的出地点已缩减至第勒尼安海东南一隅,活火山也缩减至此。利用地中海的EMSC地震目录,似乎可以发现Etna火山之下的熔岩囊。中国珲春地震柱历史上造就了长白山、五大连池等火山活动,现在可能休眠了,但根基仍在,成为潜在地震柱。
暴发式:地震柱的一种活动方式。暴发式指储能层里较少地震活动,当能量积累到极限时便在近地表猛烈地爆发火山或者特大地震,比如印度尼西亚西海岸、南美洲的西海岸,等。
渐进式:地震柱的另一种活动方式。渐进式指储能层里地震活跃,进行渐进式的释放,近地表也随之渐进式地释放,难以爆发像印度尼西亚和南美洲那样的特大地震。
切片术:为了研究未来地震或者火山的活动时间和地点,可以对地震柱进行切片处理,以寻找直下型的中深源地震活动规律。
中国CSN目录的实用化:利用该目录中已有的8462个Ms震级和ML震级的数据对,一元线性回归获得转换关系为:Ms = 0.8761ML + 0.4702 (σ= ±0.310,相关系数R = 0.85)。利用该目录中已有的6932个Ms震级和mb震级的数据对,一元线性回归获得转换关系为:Ms = 1.19521mb – 0.9839 (σ= ±0.370,R = 0.78)。利用该目录中已有的4274个Ms震级和mB震级的数据对,一元线性回归获得转换关系为:Ms = 1.2260mB – 1.4075 (σ= ±0.336,R = 0.87)。利用该目录中已有的7117个Ms震级和Ms7震级的数据对,一元线性回归获得Ms震级与Ms7震级的转换关系为:Ms= 1.0123Ms7 + 0.1330 (σ= ±0.177,R = 0.96)。
2014.9.1 初稿
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