地震成因是地震学科中的一个重大课题。有如
大陆漂移学说、
海底扩张学说等。比较流行的是大家普遍认同的
板块构造学说。1965年
加拿大著名地球
物理学家威尔逊首先提出“板块”概念,1968年法国人把全球
岩石圈划分成
六大板块,即
欧亚、
太平洋、
美洲、
印度洋、
非洲和
南极洲板块。板块与板块的交界处,是地壳活动比较活跃的地带,也是火山、地震较为集中的地带。
板块学说是
大陆漂移、
海底扩张等学说的综合与延伸,它虽不能解决
地壳运动的所有问题,却为地震成因的理论研究奠定了基础。
运动规律
地壳运动是自地壳形成以来地壳物质所受到的地球重心的持续作用。所谓的板块漂移,
地幔热对流,
地球自转速度变化,洋底扩张等解说都是不符合
地球起源和演变的历史的规则的。2019年,已有足够的理由表明,自地壳形成以来,地壳的运行方向受
北半球重心作用发生了明显的
规律性变化。首先地壳是向着
北极方向运动,然后逐步南移,至现代南移至赤道。赤道以南理论上不会成为地壳的运行方向。地壳
运动幅度和强度在时空上也有很大差别,通常越向北越接近现代越小;越向南越远离现代越大。针对地壳的历史活动规律和地球的演变进程,几乎可以断言:现代地壳在
水平方向的运行强度和幅度已经介入微弱期,对地壳的整体 坚固和塑性不会构成太大威胁。但是,现代地壳在升降方向上的运动却显露地相当剧烈,这种剧烈最明显表象是频繁发生高级别地震。
发展过程
在
水平运动为主时期,
地壳升降运动的动能主要来自
水平方向的挤压。这个时期,无论水平还是升降运动的运行幅度和强度非常大,但由于历史过程中地壳的
结构强度是一个持续加强的过程,因此这个时期
地壳运动很难产生高频长幅
地震波,对地震附作物不会产生太大震动,但是对地表的改观程度却是
现代地壳运动根本做不到的,比如:现代地球的主要山地高原等复杂地形地势大都是在历史过程中形成的。
能量来源
根据地球唯一的起源方式和相应的演变模式推测,
现代地壳运动所依赖的能量与
水平运动所产生的能量几乎没有必然联系。现代
地壳升降运动是地壳物质在重力作用下分异运动产生的能量对地壳的作用。在宇宙中,任何物质都有向着重心方向运动的被动,任何物质都不可能停留在一个不变的
空间位置上。但是,许多物质在经历时空演变是由于同时经历了温度和压力等因素的变化,往往演变,分离成别的或多种物质。其中,一些物质由于能量级别降低或被分割,丧失了重心方向运动的能量,转而反向重心方向运动。现代地震几乎都是这些反向地球重心方向运动的物质蕴积的应力造成的。
反向地球重心方向运动的物质是引发现代地震灾难的主要能量来源之一。现代地球为圈层结构,较重的物质分布在地球深层;较轻的物质分布在地球的浅层。这种规律在
地核和
地幔的深层尤为精确;但是,在
上地幔和地壳之间却显示了明显的不规则。地壳是地球吸收捕获
外来物质最直接的固体层面。这些外来物质种类繁多,重量级别不等,在重力分异运动尚不十分明确的地壳表层,往往混杂在一起向地球深层运动,或被新的物质掩埋。在地壳某些区域由于混杂的重量级物质越来越多,所受到的
地心引力就越来越强;同时,所遭受的浮力也相应加强。通常,这些区域是引发现代地震的高危区。紧挨地壳底层为
软流层,以软流层的压力和温度几乎可以改变所有来至地壳底层物质的
物态,并使一些物质改变结构和性质。这些物质当中,较重的继续向着地球深层运动,较轻的反向地心运动。反向地心运动的物质,一部分是可以通过波动和粒子的形式透出地层,比如:来至地核的磁粒子和内式磁粒子的物质;但大部分却被拦截围压在下地壳和上地幔之间。
举例
如果把地球的物质由表及里分成A ,B ,C三个种群类,那么在A层上的B, C类物质必然向B ,
C层运进。向B ,C层运进的部分物质受压力和温度变化作用,必然演变分离出B,A类物质。根据
重力分异运动规则,重力级别下降的物质必然返向B,A层运进。自然界中有这样一些现象,比如沼气,在植物提中以个体存在,发酵后受液压或固压作用以群体潜伏。当聚集量上升一定程度会冲出围压脱离发酵体。
软流层(即地幔)好比发酵体,许多物质进入这个层位都要发生分离和演变。如果把这个层位当着地球的
B层,那么进入这个层位来至地球的物质会演变分离出许多A层以上的物质。A层以上的物质生存的空间不是B层,更不是C层。但由于A层物质结构密度和压力在一定条件上优于B返A物质活动所形成的应力结构,因此在相当时间内,如果B返A物质形成不了规模,提升不了能级,就很难突破A层底层的围压。但事实上,B返A物质在数量和能级上始终是一个增长和提升的过程,当折中增长和提升达到一定程度,A层底层的结构密度和
围压就会被突破,或被超越。现代地震绝大多数就是这种时候发生。
地震方式
B返A物质大都以两种方式突破或超越地壳底层。
一,水平锲入。地壳底层并非圆滑凹面,有的深深锲入
地幔,有的被地幔深深锲入。统一个区域,B返A物质所蕴积的应力如果小于
A层底层的纵压,但却大于A层锲入软流体的横压;A层锲入体受B返A物质的
应力作用必将上下分离。A层锲入体突然上下分离,在地表上首先感应是上下弹跳。这种弹跳在
重力异常地区尤为强烈,因为这就象受到拖拉的弹簧,如果拖拉力越大,其反弹力就越大。水平锲入分离,破坏了一个区域的重力平衡和结构的坚固,因此,这个区域在相当长的时间内震动不断(余震)。水平锲入分离极易引发地表隆起和地表裂缝等
地质现象,这是因为均衡状态的地壳由于下沉负荷减轻而上浮。地壳上浮,相应地表面积会增大,因此在相应的地表上会发生由表及里的
地裂缝。
二,纵向锲入。一个区域,B返A物质蕴积的应力如果小于周边横压而大于A层底层的纵压,就会在纵向上对地壳底层实施突破,导致地壳在纵向上突然分离,比如,
岩浆活动和
火山活动等。通常,纵向锲入对地表不会产生大的震动,而且引发灾难也相对微弱。
新理论
地震核变成因论
地震是地幔中
核变的及时效应在地壳上的表象。 地幔的长期沉淀、析出、分层,在地球深处形成较纯净的核裂变(如铀等)物质圈,同时由于地幔的长期析出或内部物质的生成析出或地幔对地表的液态、气态物质(如海水、石油、空气等)的吸入、热解,在地幔的上层(
地幔、地壳之间)聚集了较为纯净的核聚变物质(如氢等)。地幔的对流造成核裂变物质相遇,以超过
临界体积,发生核裂变,(如果此时附近存有核聚变物质)进而引发
核聚变,产生瞬间极速膨胀,反弹地壳产生纵波,
纵波拉伸地壳产生
横波。余震的产生机理是因为一方面核变产生温度熔化地幔,并同时造成地幔温度的不均匀,加速其对流,以提高核裂变物质相遇的概率 ,另一方面核变产生温度还可以熔化地壳释放核聚变物质,同时又可以提高含氢化合物(如海水蒸汽)的热解比例,以增加核聚变物质的含量。
本章还对预测地震、减少地震,如何开采地震能源等问题作出较深层的分析研究。
高压藏地震成因理论
地球内部特别是在地壳,由于
断裂作用、褶皱作用、
沉积作用、溶岩作用等可以形成许多地质空间。地球内部的高压熔融体和气液体顺着断裂或其他通道就会进入地质空间形成高压藏,在高压作用下,空间
隔层或空间围岩就会发生弹起和撞击作用,形成内力地震。
惯性动量不均衡成因理论
地震是由于
板块运动的非同步漂移引起的板块间相互挤压造成的,板块运动的原动力来源属于
外源性的,和
潮汐现象一样,其动力来源主要是
月球的引力变化,即板块运动的原动力来源是由于地球表面的惯性动量不均衡分布引起的。 大家知道地球表面的高山深壑在
天体运动的
相互作用中,产生的惯性动量的分布不均衡,不同板块的整体惯性动量的差异会引起板块间
运动速率的微差,结果是形成板块间挤压,这种挤压的最终表现形式就是地震。该理论的核心问题是以
海平面为基准的地球是理想的
圆球体,在不考虑海水和陆地的容重差别时,地球上同纬度线上的惯性动量是
等值的,这种情况下,板块间的运动是均衡等速的,因而是不会形成相互间的挤压,也就不会产生地震。但实际情况是,像
青藏高原,其东西长约2800千米,南北宽约300~1500千米,总面积约250万
平方千米,平均
海拔高度4000米以上的巨大体量,受月球运动的引力大小是不可忽略的,也是可以计算的,根据牛顿第二定律F=M*dv/dt:由于各
大板块海平面以上的板块质量不同,其受月球引力F大小也不同,其结果就是板块的自转惯性动量变化值引起的
漂移速率V也不同,这就是板块间挤压导致地震的原因。
震电说
据科学推算,
地核的温度可达到6000K,与地壳的温度差大约是5000多K。这种情况下,熔岩原子中的最外层电子受热会脱离“能级”的束缚,变成
自由电子。这些自由电子将趋向低温部形成
负电层,则地壳下面必然要形成“
温差电场”。在电场的感应中,地壳层中某些
矿层会存在局部电场,这种
感应电场早在1830年就被人发现过,当时的英国科学家福克斯(P.Fox)等人就在地下
黄铜矿上检测到了这种
自然电场。这些电场在积累到一定程度时,其
电场力会与重力
形成合力而导致“
重力异常”,其
电离作用会在地表空气中产生“电离光”,受这种电场影响,
大气电场会失去平衡,而导致怪风
怪雨怪雪等
异常气候。当这些局部电场的相对电势(电压)积累达到一定值时(或者有水渗入电场间,破坏了介质的
电阻率),电场会将其中的
绝缘层击穿,产生剧烈的地下
雷暴。这种地下雷暴瞬间释放的能量可与核爆的能量相当,具有很大的破坏性,不仅可以破坏
地层结构,造成岩层破裂,而且会形成
纵波和
横波在地层中向四周传播,造成地表建筑物毁坏,甚至会造成山崩。——这就是
破坏性地震的真实成因,大量的临震现象对此提供了证据:
有科研部门证实,在
雷雨云上方,
常会看到与地震光相同的“电离光”,科学界称之为“
红色精灵”、或“高空
雷闪”,它们与临震区产生的“地震光”是相同的。在
大气层中发生的雷电从直观上分为三种:一种是只有雷声,看不见闪电,即“沉雷”;另一种是只见到闪电,听不到雷声,即“干闪电”,第三种是声与
光现象先后并发,即“雷闪”。因此,临震区发出的“地声”和 “地震光”都是地下雷电的最直观的验证。
麦克斯韦的
电磁理论表述了
电与磁之间的联系:运动的电场产生磁场,运动的磁场产生电场,这已由
磁电机提供最可靠的证明。临震区地表出现“磁场异常”,如指南针乱转、磁铁失力等,还有地下金属物放出火花等,都表明地下有庞大的电场运动,这是对地下雷电的另一个有力的验证。
地震部门的先进仪器发现,在大地震发生前,地表面重力会出现异常,众所周知,电场对中性体普遍具有吸引力,地表存在重力异常,表明地下存在局部强
静电场,其引力可直达地表以上,与重力成为合力,从而导致重力异常。这是对地下电场的验证,也是地下雷电的重要证据。
地震前伴随的气候异常总是让地震学科的研究人员百思不解,地层的
机械运动如何能够影响大气呢?事实上,气候异常恰恰证明了地震是一种雷电现象。地下电场的变化必然影响大气电场的变化,大气中的电离子会出现不
平衡态,导致
水分子的“
凝结核”增多,进一步造成大
气压的变化,怪雨、怪雪、怪风等现象的产生也是对地下雷电的有力验证。
水库地震与水库蓄水的过程有着密切的联系,水库刚积水时,无震或发生小震,水满后发生
大震,以后逐渐减弱甚至消失。比如:1962年3月19日发生在中国新丰江的6.4级地震,1967年修建在印度
德干高原的戈伊纳水库地震。而且,将水人为地注入地下深处也会发生地震。注水地震的发生次数随着注水的增减而增减,注水停止后,
地震现象也停止了。这都是因为水在渗入地层深处后使地层的电阻率发生了变化,导致异性的电场间发生了放电现象。它是对地下雷电的又一个验证。
近年来,多个国家的宇航部门经过大量的观测证实,大地震临震区对应的大气电离层会出现“电扰现象”,这种现象与电离层下面的“雷雨过境”具有相同的特征,这足以证明地震是大范围、大规模的地下雷暴。
较大的地震发生后,会产生绕地球周转的“次声波”,这种波的特征与
核爆炸产生绕地球周转的次声波完全相同,这可以表明地震是一种剧烈爆炸现象,而绝不可能是岩层“错动”、“断裂”现象。
透过现象看本质,关于地震成因的判断,必须建立在全部临震现象上,只要有一种现象与理论不符,这个理论都必须重新审视。我们研究科学,理论是主观的是可以更改的,而现象是客观的是不可更改的。理论必须服从于现象,而不能让现象牵强地服从理论。
“震电说”是根据大量临震现象综合而来的,理论与实际符合得很好。
地球
物理学家撰写的论文“地震的预测与消减方法”,文章首先通过大量的观测事实和中国2008年四川汶川大地震的实际钻探结果说明:地震是一种由构造运动激发引起的地下累积
负电荷泄露造成的放电现象(类似地下雷电),这种放电引起了强烈的地震波
能量释放(
强震的主要能量来源),并产生一系列的热量释放和地下聚集的气体和流体释放等。形象地比喻就好像手枪发射子弹,直接导致地震发生的往往是
构造运动,
断裂构造突然活动好比手枪的扳机激发,而真正的地震能量释放好比子弹内火药的爆炸,而最终形成的流体释放好比子弹射出后冒出的
白烟。然后给出了地震的成因机制分析,说明这些聚集于地球浅部的电荷主要来源于
地球深部的高温高压下元素转换所发生的电(核)
化学过程。紧接着给出了利用遥感、地面、地下“三位一体”的地震
预测方法,分别测量
电磁场变化、
热红外异常、多种流体及
地应力异常变化等,理论上可以准确地预测较大地震,因为较大的地震震前往往会有地下聚集电荷的泄露(可以理解为地下
圈闭密封不好)。最后给出了地震的预防和消减方法,即通过深钻灌注卤水(盐水)的方法对地下累积电荷进行缓慢放电,避免累积电荷集中放电的现象发生(即地震的主要能量来源)。就好比给地下深处安装了一个地下
避雷针(形象地比喻是地球“打针”,因为地球也有生病发生颤抖的时候),从原理上讲,在地震经常发生的地区只要有足够数量的深钻灌注井就可以预防较大地震的发生。