太阳系引力变化说新地球脉动理论(1 / 2)
太阳系引力变大,地球引力变大,地球收缩;太阳系引力变小,地球引力变小,地球膨胀。太阳系引力变化,地球收缩和膨胀这就是新地球脉动理论。
我的新引力公式:f=cosakm1v1m2v2/r^2,k为新的引力常数,m1、m2为两个物体的质量,v1、v2为两个物体速度(这里是绝对速度,不是爱因斯坦相对论的相对速度,cosa是两个运动物体速度之间夹角的余弦。a小于9度时,两个运动物体相互吸引;a等于9度时,作用力为零,两个运动物体互不影响;a大于9度时,两个运动物体相互排斥。比牛顿的万有引力公式(f=gm1m2/r^2)多了两个物体的速度,牛顿认为万有引力是两个物体的质量m产生的,而我认为是两个物体的动量mv产生的。
太阳系在宇宙中的绝对速度是太阳系围绕银河系中心公转速度与太阳系奔向巨引源速度的合速度,当太阳系围绕银河系中心公转速度变化时,太阳系在宇宙中绝对速度发生变化,根据我统一所有力的新引力公式(f=cosakm1v1m2v2/r^2,太阳系引力发生变化,即太阳引力和行星引力,太阳与行星、卫星之间的引力都发生变化。因为太阳系中的天体是一个整体,同步围绕银河系中心公转,太阳系围绕银河系中心公转速度变化时,太阳系中的天体围绕银河系中心公转速度同步发生变化,所以太阳系引力变大时,地球引力变大,地球收缩,太阳系引力变小时,地球引力变小,地球膨胀。
我的这个理论可以称为:太阳系引力变化说新地球脉动理论。地质构造运动动力学机制是太阳系引力变化。太阳系其它大行星、大卫星也是这样。太阳系引力变大,行星、卫星引力变大,行星、卫星收缩;太阳系引力变小,行星、卫星引力变小,行星、卫星膨胀。可以推广到太阳系大行星、大卫星,例如火星和月球,称之为:太阳系引力变化说行星卫星脉动理论。
左右地球科学发展的重要假说
就地球演化、大地构造及地球动力学方面,目前提出的对地学界影响较大的假说,主要有地球膨胀说、地球收缩说、地球脉动说、地槽与地台说、大陆漂移说、海底扩张说、地幔对流说、地幔柱假说、板块构造说、潮汐说、地球自转说、地洼说、涌流构造说等。下面,我们对其进行简单介绍。
11地球收缩说
地球收缩说是最早的一种地球动力学假说,源于皱缩苹果与冷却地球的直观对比。这一假说通常按jeffreys(1929的提法表述。假定地球起初是一个炽热的天体,在其发展的早期,分异为一个铁质的核部和一个基本上是硅质的幔部。幔部从液态铁核处的基底开始向外凝固,通过传导而不是对流逐渐冷。从地心到地表7km以下的范围内,从地球开始凝固以来还没有来得及发生任何显著的冷却或体积变化。在7-7km的深度区间内,传导所引起的冷却正在发生,致使这一层收缩,并因围绕内核受到拉张而处于内部拉伸状态。在靠近地表处,岩石早已冷却,靠太阳辐射维持热平衡,不会有大的温度变化。在浅于7km的范围内,处于一种内部压缩状态。7km深处为无应变面。
收缩假说基本上是一种固定论,无法解释板块运动或大陆位移。更有甚者,收缩说认为全球的应力场是同样的,无应变面以上是压缩,无应变面以下是拉伸。这和地球的实际应力状态大相径庭。
有人详细考察全球大陆和大洋的分布,发现大部分大陆和大洋是正相对应的。还提出过四面体收缩来解释这种分布。它所依据的假说是,一个收缩的球体趋向于缩成具有最小体积的四面体形。四面体的四角将与大陆相对应,它的面则与大洋盆相对应。调整四面体的尺寸,还可以解释大陆和大洋面积的比值为1:2。davison(1888提出过类似设想:地球只在上层中发生收缩(由冷却引起,这些层处于内部引张的状态。由于大陆压力的影响,大陆之下的引张量必将远小于大洋区下的引张量。这种状况趋于使大洋盆地更进一步沉降,而且也是导致大洋盆地成为永久性的一条物理上的原因。任何造山效应都是在大洋与大陆交接的地方表现得最为突出,这就使人们提出了大地生长的思想。
对四面体收缩说的主要批评意见是,从性能上看,地球最上层的皮无法阻止其本身的面积因切向力的作用而发生改变。此外,这样一个外壳的变形理论似乎表明,这种变形应该是屈曲,而屈曲球壳的变形是对称于一条直径的,其形状的偏离由一系列沿着以对称直径为轴的平行纬圈的球调和函数给出。这就反把四面体收缩的设想给排除了。
早期的收缩说一直流行至2世纪5年代。由于地球在地质历史进程中很可能发生过某种收缩,因此,对收缩说的研究并没有因它有上述明显不足而终止。后来还发展过两种收缩假说。第一种是弹性不稳定说。按这种假说,当地球变冷时,岩石圈因褶皱作用而变弯(皱缩的苹果。jeffreys(1962认为,这种皱缩幅度极大,以致它们在弹性上可能不稳定,即断裂-收缩假说(jeffreys,1962;meyerhoffetal,1972。macdonald(1963论证,由于放射性元素衰变产生的热量,地球并不是一开始就产生收缩,而是一直到最后的11亿年前左右才有收缩发生。他主张的收缩模式也是断裂-收缩模式。最近meyerhoffetal(1992等提出了一种全球构造的新概念-涌流构造,把地球的收缩作用作为构造运动的触发器。可见,虽然单独的收缩作用不能解释所有构造运动的成因,但地球的收缩作用在地球动力学中的影响仍是需要考虑的。
12地球膨胀学说
地球膨胀说认为地球一直在不断膨张。从162年培根(fbacon提出地球膨胀的观点以来,曾经提出过好几个地球膨胀的假说,来解释造山运动和大陆及大洋的形成等。膨胀说假定地球是由若干层组成的,最顶上一层代表地壳,其下相邻的一层代表膨胀层。造山效应就发源于这个膨胀层,所产生的应力又转而使地壳屈服。这一假说可以岛弧和海沟的形成以及造山要素之间的联系做出解释,特别是能解释海洋造山运动。也有人用地球膨胀作为大陆的成因。例如hilgenberg(1933根据大陆可以拼合为一个球面的实况,认为初期的地球比现在小得多,并被硅铝壳所覆盖,后因地球膨胀,体积增大,硅铝壳因受拉张而破裂,其碎块逐渐分离形成大陆。与此同时,地球的大洋也随表层的崩解而形成和发展。
地球的洋脊、裂谷系统理所当然地被地球膨胀论者作为支持其据说的重要证据。据推测,膨胀是从像大西洋中脊那样的大破裂口开始的。随着对洋脊、裂谷系探测研究的深入开展,2世纪5-6年代以来,地球膨胀说一度又显得十分活跃。carey(1976把大陆漂移、海底扩张和地球上各级规模的构造都归因于地球的膨胀。他提出,地球的膨胀是非对称的,南半球比北半球膨胀得更显著,因此所有大陆皆向北移动,而所有环绕太平洋的大陆看来正向着太平洋运动。
地球膨胀说的主要问题是其难以解释地球膨胀所引起的巨大密度变化。例如,如果地球的直径以因数2增加,将引起面积以因数4增加,体积以因数8增加,密度以因数8减小。现代地球的平均密度为55g/cm3,地球开始膨胀前的平均密度就必然达到大约44g/cm3。这样大的密度变化带来的结果是,地球表面相应的重力加速度将是现代的4倍,地球的惯性矩将是现代的1/4,地球的自转将比现代快得多。古生物钟和天文观测证实,一天的长度(日长只比现代的少约1%,远不是地球膨胀说所期望的值。
引起地球膨胀的可能机制据认为主要有:1、热效应;2、地球内部物质的化学变化或相变;3、万有引力常数的缓慢减小。虽然在地球历史中,特别是在地球的早期,有可能存在着热的纯增长,因而有地球整体的轻微膨胀,但是,其效应看来只不过能造成一些深海沟等,不可能有更大的影响。将引起膨胀所要求的能量和在化学键中的可用能量进行对比,来估计地球内部的化学变化或相变能否导致地球大规模的膨胀,发现地球半径均匀地膨胀2%所要求的能量,要等于打破组成地球的分子的几乎全部化学键所需的能量。因此,地球内部物质的化学变化这种机制产生的能量也不足以造成大陆的大规模膨胀。估算由引力常数的减小所能得到的能量,同样无法说明大于1km的地球半径增长存在可能性。总之,地球膨胀说在机制问题上也遇到不可克服的困难,很难找到引起膨胀的机制。
虽然地球膨胀说存在种种问题,这些问题目前仍未能得到合理解决,但仍有一些支持者在继续探索。
kpoПotknn(1989得出伴有质量增大的地球膨胀会使自由落体加速度(g的值大增。古地球的g仅为现今地球g值的4%。g的增大伴随着地壳下物质密度增大,最终将导致较老地壳相对于年轻地壳不断上浮。地壳的这一性状正好被地质资料所证实。例如,在大西洋型和太平洋型洋壳与陆壳的相连地区,老地壳逐步占据了较高位置。所以,相对于更年轻地壳发生了老地壳的不断出露。他还作了地球质量和体积随时间呈指数增长来探讨地球发展历史的8项推断。由它们引伸的主要论点,与实际资料不相矛盾,又可详细说明地质现象的物理化学原理,一些重要的大地构造作用得到合乎逻辑的阐明,同时许多大地构造概念得到了运用。他还推断,由于膨胀,地球族行星的爆炸是不可避免的。
oen(1992认为,carey的地球膨胀说正处于大陆漂移说早期被否定的那种状况;carey对地球动力学的贡献未受到应有的重视。oen根据大量海洋地壳扩张数据和地质及古生物资料,论证了地球在过去2ma期间不仅发生过大陆漂移,还发生过膨胀,从今天直径的8%膨胀到今天的值。他还用横贯太平洋的卫星激光测距结果来证明其论断。卫星激光测距结果表明,太平洋中大陆的收敛明显小于为了平衡扩张所需要的值。他指出,从地核是稳态和均变论的思想出发无法理解地球膨胀的概念。kremp(1992依据核-幔边界处的外核温度比地幔底部d’’层的温度至少高2c的地震学新探测结果,讨论了地球在过去2ma期间快速膨胀的可能性。他的结论是地球的大小在过去2ma时为现在的6%。
13地球脉动说
地球收缩说和地球膨胀说都包含一定合理性,又都存在一定问题。在这两种假说基础上很自然地便产生了地球一段时期膨胀,另一段时间收缩,膨胀和收缩交替发生的地球脉动说。在地球膨胀期,地壳受到引张作用,产生出大规模的隆起与拗陷,大型裂谷和岩浆喷发;在地球收缩期,地壳受到挤压作用,产生出褶皱山系,并伴有岩浆活动。
脉动学说虽然较好地解释了构造运动的周期性,但却不能解释地壳构造的方向性,并且对胀、缩的原因有不同看法,因此,自1933年布契尔(nbucher提出这一学说以来,一些研究者曾试图将此学说加以改进。
kpoПotknn(1989提出了一个将脉动说与壳下流和大陆活动论结合起来的地球动力学新模式。他认为,地球动力学模式既要考虑地球的收缩,也要考虑它的膨胀,即建立在脉动假说的原则上。按此观点,当地球收缩和膨胀交替时,收缩效应集中在一些带上,而膨胀效应集中在另一些带上,在此种情况下,处于中间的断块应该从拉张带移向挤压带,所以在脉动的地球动力学模式中自然包括大陆活动论原则。这一模式还考虑了在地球半径增减交变作用下地幔内物质的移动,认为地球挤压力可促使壳下流观点主张的物质分离和移动。该模式的提出者认为,体现脉动假说和解释岩石圈移动的假说相结合的地球动力学模式是目前最有前景的模式。
14涌流构造(surgetectonic说
涌流构造是迈耶霍夫等(meyerhoffetal1992提出的一个新全球构造和地球动力学模型。他们认为,大多数地表构造,包括板块构造不能解释的一些构造现象,可用软流圈的涌动来解释。软流圈涌动的驱动机制是地球收缩引起的岩石圈塌陷。当冷却凝固了的岩石圈块段塌陷到软流圈中时,部分岩浆按重力法则上涌,一直达到岩浆密度与周围岩石密度基本平衡的位置上,才会稳定下来。这一过程像巨型液压机一样,遵循帕斯卡定律,能将所受压力通过岩浆的涌动传递到各个方向。强的岩浆涌动对构造运动起决定作用。
岩浆涌动的通道,迈耶霍夫等(meyerhoffetal1992称为涌流通道,是岩石圈中最基本的构造单元,可以通过近4种物性标志加以鉴别。涌流通道暂分为洋盆涌流通道、大陆边缘涌流通道和大陆涌流通道三大类。大洋中脊及其主要分支下的通道,是洋盆涌流通道中的主干通道,其长度可达几百万米,宽度可以从1km到大于3km。这些通道可为构造运动提供浅层作用机制。它们的存在可以用全球地热图来证实。
迈耶霍夫等(meyerhoffetal1992认为,全球高热流带(>55m/m2相互连通的网状分布形式,用现有的地球动力学假说无法解释,但可以认为这些高热流带是由下伏的浅层岩浆通道-涌流通道形成的。如果涌流通道被强烈压缩,它们应该变成裂谷带或褶皱带。每个通道的变形形式是它上面的岩石圈厚度的函数。
据说,在由从事板块构造研究的科学家自1965年以来汇集的36个数据集中,用板块构造学说只能解释13个。它们是洋中脊、大陆裂谷、走滑带、岩浆弧、大洋和大陆山区、深海沟、贝尼奥夫带、地槽、造山岩体、蛇绿岩套、混杂岩、变质核杂岩体和拆离断层带。其余23种构造现象的时代都为侏罗纪或更新一些,它们仅出现在高热流带之下,都和浅部的岩浆运动,因而和涌流通道有关。这23种现象包括高热流带、微地震带、长的线性断裂和裂隙带、构造带分段性、两侧对称的双向褶皱带、地幔底辟、构造地层地体、与褶皱带平行的拉抻线理、反向变质梯度、地幔片麻岩穹隆、热泉链、成行的熔岩区、岩墙群、非造山岩体链、金伯利岩筒、长条状蒸发岩盆地、岩石圈低速带、异常上地幔透镜体、高导层、向东迁移的构造带、弥散板块边界、大地电磁复合体和旋卷构造等。
声谱仪显示洋中脊被成千上万条平行洋中脊的裂隙切割,证实洋中脊下面软流圈流动并不与洋中中脊垂直,而是与洋中脊平行。迈耶霍夫等(1992把这作为批判海底扩张和证实岩浆通道存在的证据。
涌流构造假说的提出者认为,这一假说的一个重要优点是,它不仅提供了一个将岩浆活动和构造作用的各个方面统一起来的机制,而且还在解释所观测到的所有构造现象上具有内在的协调一致性。不过应该看到,他们对许多构造现象的解释还是很初步的。例如,前已提及,迈耶霍夫等列出了54种向东迁移的构造现象,笼统地指出这与地球自转有关,但未作深入的机制分析。涌流构造的触发机制是地球收缩引起的岩石圈塌陷。地球收缩引起岩石圈塌陷的可能性和强度以及地球收缩与地质旋回的相关性等也是涌流构造假说还须深入解决的问题。虽然还不能说涌流构造假说已很完善,但它对板块构造假说的批判和所提出的许多问题对地球动力学研究确实是有启发性的。
15大陆漂移说
大陆漂移的思想由来已久。英国哲学家培根(bacon,162指出,大西洋两岸海岸线的吻合并不是一种偶然的巧合。地理学家斯奈德(snider,1858在《地球形成及其奥秘》一书中,用欧、美两洲古生代煤层中化石的相似性作为依据,首次把大西洋两侧大陆加以拼合。美国学者泰勒(taylor,191指出,欧亚、北美和澳大利亚大陆的移动,是形成环太平洋岛弧和褶皱山系的原因。