物理科学探疑-物理新战线-板块运动与地震预测预报的几个问题

板块运动与地震预测预报的几个问题

志勰

对探索板块运动和地震预报预测过程的终结性补充说明

一、引言

      自2008年512地震以来，已经有5年之久的时间，对地震的观察、分析，也是基于这段时间。总想找到一种简单而有效的科学方法来进行地震预测，但时至今日，仍不能找到简单的方法来精确预测。其实就连准确预测都被国际地震学界认为不可能，甚至也有一些科学家认为地震是不可预测的。就更不要谈精确预测了。在主流观念这样的认识下，主流的抗震减灾研究在什么时候发生地震的预测已经不在重要了，而是趋向于地震发生后的几十秒，如何采用科学安全的方法来使人们减少灾害对人们生命财产的影响。

         对于地震科学的发展而言，终极方向必然是地震的精确预测，而不是准确预测。精确到小时、分钟、甚至秒。准确预测由于耽误几天甚至几个星期的时间，必然会对人们的生活、经济有一定的影响，不会被人们所重视。所以地震预报并没有进入人类科学的日程。

    那么地震的准确、精确预测是否可以进入科学的计划阶段，人类目前的科学水平能否提供这样的平台条件呢？

二、地震预测预报的条件

   地震的本身就是地壳岩石发生破裂断裂的过程，而大的地震必然是地壳某个区域的板块或者大板块发生较大面积的断裂过程。地震预测预报也就成为对地下岩层、地下板块何时发生断裂破裂的预测预报。而精确的掌握地下板块发生断裂破裂的过程就能精确的预测预报地震。这也是进行精确地震预测预报必须的条件。

三、板块发生断裂破裂过程的因果关系

    地球表层地下板块的断裂破裂过程，是地球板块运动的力学过程，我们只要掌握了地球板块运动的力学原理以及构成板块的力学结构，那么我们就可以对板块断裂破裂过程进行精确计算。也就可以从科学上对地震预测预报了。

  地球板块的运动过程，一定是板块的地震过程。但板块发生了地震，却并不意味着板块一定发生运动。有可能是板块内部应力的调节。

四、地球板块运动的力学原理

   地球表层板块受到三种作用力：

   第一种是地球自身的引力，这种作用力指向地球球心，也可以说垂直于地球表面。

   第二种是地球自转所形成的离心力，这种作用力和地球自身万有引力的合力，使地球板块所受作用的方向，向赤道运动的趋势。此外还有一种趋势是使地球表层在纬线上均匀分布的趋势。

   第三种是天体引力，又可以成为引潮力。因为天体的不同，所受到的引潮力的方向和周期也存在区别。比如太阳，除了以天为周期的引潮力之外，由于地轴与地球轨道面交角存在66°34′，太阳直射在地球公转中在南北回归线之间移动，这使太阳直射南回归线的时候（冬至），太阳的引力使北半球地壳所受到的向赤道移动的作用力（太阳引力）最大。同样的，太阳直射北回归线的时候（夏至），太阳的引力使南半球地壳所受到的向赤道移动的作用力（太阳引力）最大。

五、地球板块的力学结构

    地球地壳被分成亚欧板块、美洲板块、非洲板块、印度板块、太平洋板块、南极洲板块六大板块，这些板块相邻区域的地质结构又各不相同。同时板块内部的结构性质力学结构也各不相同，甚至可以划分出很多不同的力学结构区域，比如亚洲东部有郯庐断裂地震带，再往西，在内蒙与云南的连线上，还有南北地震带。细分还可以分为更多，中国有89个地震带。这些地区内部是复杂的，并且每一次较大地震的发生，都会使该地区的力学结构发生相对应的改变。由于这些力学结构在几公里十几公里甚至几十公里几百公里的深度，我们不能直接测量。搞清这些就需要地震波的分析以及对深层地震波所携带的信息研究了。别无它法。

    地球板块的力学结构，对地震波的接收和分析工作则是重点了。要得到地球板块精确的力学结构，那么就需要精确的接收和分析地震波。它们是对地震精确预测预报的关键。计算机的运行速度已经达到一定的阶段，强大的运算处理能力已经提供了这个便利。

六、板块运动的力学处理

  板块的地壳是分布不均匀的，大陆地壳厚度较厚，平均33千米。而高原、山地地区甚至达到70千米，青藏高原地区甚至达到70千米以上。海洋地壳平均厚度只有10千米，大多几千米。大西洋中部海底山谷中地壳只有1.6千米。因此，陆地地壳的力学结构构成地球表层的骨架，是地球表层结构的主要力学支撑。同时，由于地壳大部分都是刚性岩层构成，这也构成使地球板块进行运动的源动力来源。

  由于地球各个板块地壳厚度不同，这形成不同的动力源。我们来看一下陆地七大洲的情况：

    其中，尽管南极洲海拔最高，但是南极洲由于处于地球自转轴的中心，它所产生的使板块运动的力最小。对于板块运动的力源而言，板块的体积决定板块的质量大小，而海拔则成为一个重要的参考。海拔越高，板块单位面积的质量越大。这点从浮力的原理可以获得。但不可依据纯粹的浮力原理，得到板块排开岩浆的体积同板块质量成正比的结论。

  我们从上面的表格中可以看到，基本上有这样的关系。板块的平均海拔越高，其面积越大。这点是由板块的历史运动过程中所形成的，板块越大越会承受更大应力的作用，其板块内部挤压的结果则使板块的厚度越来越厚。这一点南极洲例外，因为南极洲的海拔冰盖的关系，而不是地壳内部的挤压。以此推算，古代的板块要比现在的板块面积要大的多。

七、一种特殊情况的解释

  地壳板块整体上的应力趋势是南北挤压，这点是由地球的自转受力方向所造成。但个别情况例外，如图：

   这个个别的情况就发生在大西洋沿岸，图中红色的箭头是地球自转离心力和引力所引起的应力趋势。在大西洋沿岸浅色的红色箭头则是由于非洲在亚欧板块向南挤压非洲板块，同时非洲板块和南美洲板块作用的情况下所形成的，在“S”形的中间所相互分离，其趋势是使大西洋两岸分离。主要应力作用区域是图中轴心东部下方（南部）边界区域。同时，南美洲则发生巨大的变形（相对于大西洋两岸拼合图形而言）。这一点在大西洋两岸板块轮廓的力学解释上是吻合的。如东非大裂谷，南美洲板块和非洲作用区域的变形，南美洲板块的深源地震（南美洲板块的深源地震采用海底扩张是不能解释的）。几乎可以解释所有的海沟成因。（力学上的解释这一点也包括太平洋的）

八、对2011年6月30日所发的“未来几年地球地质灾难分析”的两点说明

  在该文中的地质灾难有两点需要说明：

  一点是美国黄石火山，这一点在现在的应力阶段不会发生。除非南极洲冰川融化进入到中后期。现在的应力阶段北美洲在应力上几乎是独立的地区，受到其它板块应力作用极小，它只会给太平洋板块和南美洲板块施加应力作用（从上图中就可以看出）。并且平均海拔只有700米，面积较小，这致使北美洲所提供源应力较小，其太平洋板块对其有足够的支撑，并且相互作用之间的深层未曾发生相互移动。40年来未曾发现有深源地震（中国地震台网中心数据）就说明这个情况。

  另一点是南极洲，如果南极洲冰川融化进入诱发灾难期，那么在和南极洲应力交接地区则会频繁出现较大规模的地震，南美洲南部、大洋洲南部、非洲南部应力交接区域则会是重点地区。而相反，如果南极洲接临区域逐渐出现较大规模地震，则说明南极洲引发的灾难在接近中。

九、结束语

  对地震精确的预测预报必须对地壳板块的运动、受力和结构有详细精确的了解，再根据地震事件来校验不断修正。别无它法。

说明：本文可以说是5年来对地震观测和分析而做的补充总结说明，不做原理性的论述，前期文章的理论部分基本上都包含了，这里不再重复。并且对前期有一些修正，原预期观测检验的一系列方法在精确预测上几乎都是失效的，在时间和地点上无法准确把握，如深源地震和应力传导的时间、应力的时间平移、应力的周期性以及地震的统计规律都不能对地震进行精确预测，甚至不能达到准确预测。唯有最艰难的一条路了。而这条路则需要天文数字般的计算以及对地球板块运动精确的了解。而这一点个人是无能为力的！希望有志于此有条件的同志们继续下去，造福于人类的未来！

志勰于10月6日

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