欧美性猛交XXXX免费看蜜桃,成人网18免费韩国,亚洲国产成人精品区综合,欧美日韩一区二区三区高清不卡,亚洲综合一区二区精品久久

 

全球地震、火山和地幔柱的比較研究

Seisman

 

0 引 言

地球動(dòng)力學(xué)是研究地球內部產(chǎn)生和改變地球運動(dòng)的力及其各種過(guò)程的專(zhuān)門(mén)學(xué)科。通過(guò)科學(xué)家們的努力以及國際間的合作，地球動(dòng)力學(xué)已經(jīng)在地質(zhì)學(xué)、地球物理學(xué)、天文學(xué)、大地測量學(xué)等相當廣泛的領(lǐng)域得到發(fā)展。

正如趙文津院士(2007)所說(shuō)，中國大陸動(dòng)力學(xué)的研究是從李四光開(kāi)始的。李四光創(chuàng )造性地提出地球表面形象變化之主因是地球自轉速度的變化引起地殼內作用力變化的見(jiàn)解，系統地提出了地質(zhì)力學(xué)的理論和方法，討論了地質(zhì)構造的動(dòng)力成因，對大陸地殼的構造形跡進(jìn)行了很好的力學(xué)解釋。李四光晚年曾試圖將自己的理論引申到大洋領(lǐng)域，他的后來(lái)者也做了很多繼承和發(fā)展，但似乎終未能如愿。

地震和火山的觀(guān)測與研究，以及地幔柱的探測，已經(jīng)積累了豐富的資料，作者也曾經(jīng)做過(guò)一些探討(Seisman等.2000)。在此基礎上，作者試圖沿著(zhù)李四光的理論路線(xiàn)做一些系統的研究，從地震、火山與地幔柱的比較研究開(kāi)始，接著(zhù)是地震與火山的動(dòng)力機制研究，中國地震構造特征的研究，中國地震時(shí)、空特征的研究，地震預測，等等，但愿能有所發(fā)現，有所前進(jìn)。

 

1 資料的選取

本文共采用了5套不同來(lái)源的目錄，包括：中國地震局的中國強震目錄、全球強震目錄，Advanced National Seismic System網(wǎng)站的全球地震目錄，www.volcano.si.edu網(wǎng)站和Wikipedia百科全書(shū)的全球火山目錄，www.mantleplumes.org和www.ig.utexas.edu網(wǎng)站的全球地幔柱目錄。

本文在討論地震活動(dòng)時(shí)混合采用了3套地震目錄，其中ANSS全球地震目錄提供的是混合震級，但對大尺度地震時(shí)、空分布的研究不會(huì )有太大的影響。

 

2　全球地震活動(dòng)震源深度特征的研究

全球地震活動(dòng)的深度分布如圖1所示。

對比圖1a、b可見(jiàn)，全球地震活動(dòng)在300km上下的深度上存在明顯的間斷，因而很容易將深度在300km以下的地震劃為深源地震。全球的深源地震活動(dòng)只分布在南美洲西部的瀕太平洋地區、日本海至馬里亞納群島、菲律賓以及湯加至爪哇島一線(xiàn)。震中的分布條帶有兩種格局，前兩個(gè)地區均呈直線(xiàn)型分布，后兩個(gè)地區則呈弧線(xiàn)狀沿島弧展布，但總體是沿島弧、島鏈和太平洋的洋岸分布的。

比較圖1a、c可見(jiàn)，震源深度為40-300km的地震只分布在較為有限的區域，考慮到大陸的地殼厚度多為40km左右，大洋地殼更薄一些，似乎可以取40-300km深度內的地震為中源地震。這個(gè)定義對于我國青藏高原也是適用的。青藏高原地殼厚度可達70km以上，是全球地殼最厚的地方。這里深度為40-80km的地震活動(dòng)只沿喜馬拉雅山分布，在青藏高原內部很少有深度大于40km的地震活動(dòng)。中源地震活動(dòng)主要分布在太平洋的東西兩岸以及爪哇島至緬甸一線(xiàn)，與深源地震活動(dòng)的空間分布基本吻合，且多呈弧線(xiàn)狀沿島弧、島鏈或洋岸展開(kāi)。另一個(gè)分布位于地中海至喜馬拉雅山一線(xiàn)，分布較為零散。此外，在南大西洋即西經(jīng)30°、南緯60°處有一個(gè)中源地震活動(dòng)的密集點(diǎn)。

 

 

a、（1963-2007，M≥5.5，H≤300km）

 b、（1963-2007，M≥5.5，H≥300km）

 C、（1963-2007，M≥5.5，H<40km，據ANSS和中國強震目錄）

d、（2004-2007，M≥5.5，H≤80km）

 

圖1  全球地震活動(dòng)的空間分布

 

不言而喻，淺源地震就是震源深度在40km以?xún)鹊牡卣?。然而，隨著(zhù)地震震源深度測定技術(shù)的提高，大洋地區淺源地震的震源深度有可能進(jìn)一步變淺。比較圖1c、d可見(jiàn)，隨著(zhù)2004年以后ANSS地震目錄的深度測定精度的提高，2004～2007年大洋海嶺的地震深度均在20km以?xún)取?span lang="EN-US">

淺源地震的分布除了與深源地震和中源地震分布相疊合的地區外，其余均為沿大洋海嶺的線(xiàn)條狀分布（中國地質(zhì)科學(xué)研究院地質(zhì)礦產(chǎn)所.1974.海底地貌. 內部刊物《地質(zhì)礦產(chǎn)研究》總第一期P.132-149）。大西洋方面，淺源地震從北部的冰島以北沿之字形的海嶺一直延伸到南緯54°與南印度洋的海嶺相接。印度洋方面，淺源地震主要沿“入”字形的大洋中脊，亦稱(chēng)中印度洋海嶺分布。中印度洋海嶺以東還散布著(zhù)一些沿走向近南北的“九十度東海嶺”的淺源地震活動(dòng)。太平洋方面，一支沿東太平洋海嶺分布，從智利高地經(jīng)復活節島至科隆群島，然后分叉，分別到厄瓜多爾和墨西哥西海岸；另一支從復活節島以南仍沿東太平洋海嶺向西延伸與中印度洋海嶺相接。沿著(zhù)這些大洋海嶺在全球構成了一個(gè)“W”字形展布的淺源地震帶。

 

3 全球火山和地幔柱的空間分布圖像

圖2是全球活火山與地幔柱的空間分布。全球已查明的火山約2342座，其中10000a以來(lái)（全新世）有過(guò)噴發(fā)的活火山（Active Volcanoes）約1294座，地幔柱（mantle plume）或稱(chēng)熱點(diǎn)（hotspot）71個(gè)。

火山噴發(fā)是巖漿等噴出物在短時(shí)間內從火山口向地表的釋放。巖漿中含有大量揮發(fā)性物質(zhì)，在上覆巖層的圍壓下這些揮發(fā)性物質(zhì)溶解在巖漿中無(wú)法溢出，當巖漿上升靠近地表時(shí)，壓力減小，揮發(fā)性物質(zhì)急劇被釋放出來(lái)，于是形成火山噴發(fā)。火山噴發(fā)是一種奇特的地質(zhì)現象，是地殼運動(dòng)的一種表現形式，也是地球內部熱能在地表的一種最強烈的顯示（http://baike.baidu.com/）。

圖2中的活火山主要分布在環(huán)太平洋火山帶、東非裂谷火山帶和地中海－喜馬拉雅火山帶內（http://bbs.pep.com.cn/）。太平洋沿岸及印度洋東岸的火山活動(dòng)，被稱(chēng)為環(huán)太平洋火山鏈（Ring of Fire）。劉嘉麒（1999）在研究中國火山時(shí)，也將中國東北、東南沿海、山西和云南騰沖的火山活動(dòng)劃歸環(huán)太平洋火山鏈。地中海－喜馬拉雅火山帶分布于橫貫歐亞的緯向構造帶內，西段的地中海和東段的喜馬拉雅山北麓火山活動(dòng)較強而中段的活動(dòng)較弱。東非裂谷火山帶多分布在裂谷的斷裂附近。

對比圖2和圖1a發(fā)現，除了非洲大陸和美國西海岸兩個(gè)地區外，其余地區活火山的分布與中源地震的分布十分吻合?；鹕絿姲l(fā)的過(guò)程是地球釋放內能的過(guò)程，地震也是一種能量的釋放，兩者的物理本質(zhì)是大體一樣的。如果說(shuō)淺源地震釋放的主要是應變能，而中源地震和深源地震則有可能釋放的主要是熱能，是熱能由高溫深層向以上深度低溫層的轉移（Seisman，2000）。

地幔柱或稱(chēng)熱點(diǎn)的概念目前在國際上還沒(méi)有統一的定義，一般趨向于認為是自核幔邊界上升、在地幔中演化、到近地表與地殼發(fā)生殼幔相互作用的圓柱狀地質(zhì)體，最深可達2900km，目前主要通過(guò)地球物理的方法識別出來(lái)（王登紅.2001，徐義剛.2002，G. Ito, 2003）。

 

2  全球活火山和地幔柱的空間分布

 

圖3是根據Vincent Courtillot（2003）和Raffaella Montelli（2003）等的結果編制而成的，顯示了深度為500km至2850km地幔層中地震波速層析圖像。圖3（a）和圖3（c）是采用剪切波Vs的速度層析，變化幅度為±2%，圖3（b）則是在深度為1800km至2800km的1000km范圍內采用P波豎向平均速度的層析，最大變化為±1%。地震波速的負異常區即為熱異常區。圖中還標注了根據Vs波速度層析結果所得出的49個(gè)熱點(diǎn)的位置。

由圖3可見(jiàn)，在南太平洋的不同深度層面上都顯示為超級的地幔柱（superplume）,而在非洲的南部和西部以致歐洲的大部，可能在1500km以下深度上也是一個(gè)超級的地幔柱。這兩個(gè)超級地幔柱在地理位置上是大體對稱(chēng)的。其他如北美、冰島、西印度洋，則在不大的深度層面上發(fā)現有巨大的地幔柱。當然，這些結果來(lái)自不同的方法和不同人之手，也不一定具有很大的直接可比性。

目前關(guān)于地幔柱的結果還具有很大的不確定性，但地幔柱的存在、地幔柱是地殼和巖石圈能量與物質(zhì)交換的供給者之一似乎是不容置疑的。究其根本原因，是因為地球具有一個(gè)高熱的內核。地核具有高熱，而且其自轉速度可能比外圈更快（宋曉東.1998，楊學(xué)祥.1998），是地球內部的一個(gè)十分積極的因素。因此，在考察地球的活動(dòng)規律時(shí)，地球的自轉—自轉角速度的變化、進(jìn)動(dòng)、章動(dòng)和極移，與地核的熱作用應該是地球活動(dòng)的兩大主因。當然，后者在一定意義上也受制于前者。

 

 

圖3 全球不同深度地幔層地震波速度層析結果示意圖

（據Vincent Courtillot, 2003; Raffaella Montelli, 2003編繪）

 

4　對地震、火山、地幔柱進(jìn)行比較研究的意義

地震活動(dòng)空間分布圖像，人們通常的做法是引出了板塊構造的概念，按照淺源地震活動(dòng)的圖像劃分出若干構造板塊的邊界（http://pubs.usgs.gov/）。然而，作者更傾向于引入中國的地震區帶劃分方法（汪良謀等.1993，張裕明等.1994）。地震區帶的劃分并沒(méi)有將地殼乃至深部的地球物質(zhì)劃分為若干塊體，只是將地震活動(dòng)劃分成為若干的統計單元，以便于由表及里的分析研究，探求地殼運動(dòng)的真諦。

 

圖4  全球地震活動(dòng)的區帶劃分圖

a)泛太帶，b)地中?！柴R拉雅地震帶，c)東非大裂谷地震帶，d)海嶺地震帶

 

關(guān)于全球地震活動(dòng)區帶的劃分，作者傾向于全球火山研究的方法，即將全球所有深源地震劃分為同一個(gè)地震帶（圖4），或稱(chēng)之為泛太平洋地震環(huán)帶（Pan-Pacific seismic circum belt），簡(jiǎn)稱(chēng)泛太帶（Seisman.2008，待刊）。這樣做對中國地震活動(dòng)的研究很有利。泛太帶西部以龍門(mén)山—橫斷山—緬甸—爪哇島為界，中國東部的地震活動(dòng)就可歸結為泛太帶西部?jì)纱蠓种еg的過(guò)渡活動(dòng)。李四光關(guān)于東亞和中國東部新華夏構造體系的論述可以支撐這樣的提議。上世紀70年代中國渤海灣與南北地震帶的劇烈互動(dòng)就是歷史證據（Seisman等.2007）。

前已述及，火山與中源地震以及深源地震似乎具有互通的機制。對于深源地震和中源地震的震源機制，目前仍無(wú)定論。在深部的高溫條件下，已經(jīng)不能發(fā)生象淺源地震那樣的脆性破裂。因此，火山或許就是沖出了地表的中、深源地震，而中、深源地震似乎也就是沒(méi)有沖出地表的火山，只是規模不一，表現形式不一而已。

火山釋放的能量遠大于地震。據測算，一次特大的噴發(fā)相當于一次10.3級地震，一次噴發(fā)指數（Volcanic Explosivity Index）VEI=7的噴發(fā)相當于一次9.8級地震（http://bbs.pep.com.cn/）。

如果說(shuō)火山和中、深源地震都是熱能由高溫空間向低溫空間的轉移，那么火山的熱能主要噴發(fā)到地表和空氣之中，無(wú)法存儲，而中、深源地震的能量轉移則有可能以地幔柱的形式存儲在其上層的低溫空間，從而為再上層的地震活動(dòng)或地殼內的淺源地震活動(dòng)積累能量，構成地震地熱效應（Seisman.2000）。

地幔柱是溝通地核與巖石圈之間能量和物質(zhì)交換的橋梁。地幔柱的能流自然是火山與中、深源地震能量的直接來(lái)源之一。有些火山與地幔柱就同在一處。由圖3可見(jiàn)，太平洋由表及里廣布的地幔柱、超級地幔柱，或許正是環(huán)太平洋地震極為活躍的根源。環(huán)太平洋西部的深源地震活動(dòng)明顯多于東部，或許還與地球的自轉有關(guān)。

（2008.4初稿，2010.8改編）