《关于天体自转及其效应的思考》在地壳活动研究中的应用
通常认为,地球自转引起的地壳变化很小,其实,全面分析一下,作用于地球上的力,除了太阳引力,那是地球公转的动力,也就是赋予地球生命的力,地球本身的力,就是重力和地球自转产生的离心力。
地壳宏观变化,地球自转是其动力来源,是地球自转离心力与地球重力共同作用的结果。由于地球上每个坐标点处,重力变化引起的地壳变化微小,所以,在讨论地壳运动变化时,假定重力是一个常量,重力加速度:赤道附近最小,约为9.79N/kg;由赤道向两极逐渐增大,同一纬度上,两极附近最大,约为9.83N/kg。差异原因,一个是地球自转引起的离心力赤道附近与两极附近的差异,一个是地球自转引起的地球形状扁球体的,即赤道附近地球半径与两极附近地球半径之间的差异,都为地球自转的函数。
而地球表面上任意一点,自转引起的离心力,却都不同,与其所在的海拔有关,与其所在的维度有关,与其所在的经度有关,与其所在的经度有关……等等。所以,研究地壳活动,就要研究地球的自转。
地球自转是地球形状塑成、保持、变化的初始、持续动力,更是地壳活动、形态变迁的直接动力!这强大的离心力,引起了熔岩层熔岩流从赤道两侧,向赤道对流;赤道向两极离心力的递减梯度,在地球南北半球地壳中,形成了巨大的剪切力,使得地壳产生旋转、大陆漂移、地震火山、高山隆起、大河拓路……这一切的原动力,都来自于地球自转。
以地球自转为地壳活动动力,在宏观尺度上,描述地壳变化、大陆旋转、漂移、高原隆起等等,可以直观地解释地球两大山系“阿尔卑斯-喜马拉雅山系”、“环太平洋山系”的成因及变化路径与方向,追溯既往,预测未来走势、走向。地壳局部实际形态的变化与保持,与其周边的实际情况相关联,要详细分析、探究其影响因素,但是,其主要动力来源依然是地球自转,是地球自转引起的地壳活动在局部区域的综合反映。
先从非洲大陆谈起,总体而言,非洲大陆,主体位于赤道上,也就是一个以横跨在赤道上的洲大陆(还有南美大陆),地球自转对非洲大陆的影响及其巨大,东非大裂谷的形成就是例证(赤道两侧地壳被极大的扭转力牵动,远离赤道,北半球左旋,南半球右旋,所以,非洲大陆就被撕裂;这也是非洲大陆与美洲大陆分离,形成大西洋的动力模式)。
地球自转提供了巨大的前进动力(此动力每时每刻日积月累、经久历年、百千万年,持续不断,使得非洲大陆整体,一直沿着赤道向前推进,扩展大西洋,挤压印度洋、太平洋;非洲大陆沿赤道前推,也是青藏高原隆起的动力来源,而这一切动力,都来源于地球自转。
1、红海至青藏高原属于地壳高压圈闭地区,地壳高压的原因,主动力还是地球自转,推动非洲大陆前行,其前行动力一个是其自身因为地球自转产生的赤道切线方向的力,另一个是因地球自转引起的熔岩流涌向赤道形成的交叉合力;非洲大陆推进力可以分解为赤道南侧的右旋,和赤道北侧的左旋,也就是非洲大陆前进的力可以分解为一个巨大的朝向东北方向(大致方向为苏丹、沙特、伊朗、阿富汗、中国,也就是喜马拉雅山与喀喇昆仑山交汇处)的推力,这个推力就是青藏高原隆起的动力之一,也是红海至青藏高原高压地壳圈闭形成的主动因;另一个原因则是,受地球自转形成的动的影响,欧亚大陆整体一直处于左旋之中,也就是以欧亚大陆中部为旋转中心,亚洲大陆做远离赤道的左旋运动,而欧洲大陆做靠近的左旋运动,由此,就形成了非洲大陆、亚洲大陆、欧洲大陆共同作用形成的压力聚合区域,也就是红海至青藏高原超高压地壳圈闭地带。
红海至青藏高原属于两大山系之一“阿尔卑斯—喜马拉雅山系”的一部分,地球自转引起的离心力是整个阿尔卑斯—喜马拉雅山系形成的动力之源。
2、地球油气资源主要来源于地球熔岩流层与地壳之中,高温高压作用下进行的烷烯烃合成反应。熔岩层中高温高压,使得碳从化合物中分离出来成为游离态的碳,根据同类聚合富集效应,这些游离态的碳会向局部富集(比如金刚石的形成),这样就为烷烯烃的生成、富集提高了物质基础,也就是天然气生成条件,通常概念里,石油天然气是有机化合物,是先有微生物、动植物,后有石油天然气,其实,宇宙空间里,水、甲烷,才是最为原始的物质,天然气是宇宙最早的有机化合物之一,也就是说,红海至青藏高原高压圈闭带中,丰富的天然气来源于地球深层,石油是天然气富集后生变而成的,由于这一地区高压维持时间久远,所以,这里的石油天然气得到了很好的保持,在其他地壳曾活动活跃的区域,也曾生成了大量的石油天然气,而这些区域没有保持封闭状态,石油天然气中的轻质部分,都挥发掉了,剩下的就是重油沥青类的烷烃,比如东非有些地区、中北美洲地区。氦气与天然气伴生富集,是氦气与天然气同源的一个佐证,也是一同源于地球形成早期、来源于深部的佐证。
3、大陆板块运移动力与方向:非洲大陆已有前述;由于地球自转,所以,形成一个巨大的垂直于地球自转轴、与自转同向的离心力,这个力在赤道两侧最大,向两极方向逐渐减弱,在两极趋向于零,按照这个力的作用原理,地球的物质都应该涌向赤道,但是地球重力又对这种涌流起到反制作用,加之,熔岩流的对流造成的环流、旋流,会向熔岩流低压区回流,这样,就使得熔岩流涌向赤道的同时,会有远离赤道的熔岩流向。因而,熔岩不会无限制地涌向赤道。但是,由于熔岩层处于熔流状态,熔岩受到了被拉向赤道的力,赤道两侧的熔岩,同时涌向赤道,北半球方向为东南方向,南半球为东北方向,它们在赤道形成对流,熔岩对流的主动力来源于地球自转;而地壳属于坚硬的固态,流动性差(洋流应该与熔岩流相似,猜测),不会像熔岩那样形成直接的对流,但是,赤道两侧大陆受地球自转影响,都受到了一个巨大的扭力,扭矩相当于用力点在赤道附近,支撑点(分别在南北)两极;其结果,就是地球赤道两边所有的地壳(包括大陆),除了随地球自转外,还处于较为缓慢的自旋转状态之中,北半球地壳左旋,即逆时针旋转,南半球右旋,即顺时针旋转。
欧亚大陆左旋,亚洲一端将逐步远离赤道,欧洲大陆将逐步靠近赤道,但是,如果不考虑非洲大陆沿赤道方向挤压,欧洲大陆不应该无限度地靠近赤道,那样的话,欧亚大陆将会断裂,也就是会在某个区域,将欧亚大陆一分为二。由于非洲大陆强大的推进力,增大了欧亚大陆的旋转力,也就是欧洲部分,向赤道方向旋转的力量加大,比如,可以测量一下,“芬兰首都向西南方旋转,与印度尼西亚首都向西北方向旋转,二者之间的连线与地球自转轴之间的夹角在增大”; 这也应该是欧亚大陆中西部高原、高山隆起,俄罗斯大片平原(除了河流沉积作用外)形成的主要动力!亚洲东部的蒙古高原、南北向山脉形成主要原因就在于地球自转引起的欧亚大陆左旋挤压;欧亚大陆东南端、西北端,应该是地震火山活动带。
北美大陆左旋:以赤道向北,美国东南部被拉伸比较平坦,北部受旋转影响,被拉伸、撕扯为断断续续的半岛;东北部、太平洋北东海岸被挤压,形成高原隆起;太平洋东海岸自赤道到白令海峡,形成一个巨大的圆弧,也就是,地球自转将北美西海岸产生了从垂直地面看海岸的“烤弓效应”,和可以平行地面看海岸的 “弯屏效应”。其东北部应该有高原、南北向高山,与亚洲东部高原、南北向高山极为相似。
南美洲右旋:与北美洲类似,属于“赤道镜像”现象,赤道南太平洋西海岸为高山隆起、地震活动带,由于南美洲北部骑跨在赤道上,赤道以北的左旋与赤道以南的右旋相互影响,南美洲大陆向自转方向的挺进,要比北美洲大陆快,而南美洲大陆的右旋的效应比北美洲要小;南美洲大陆与非洲大陆都属于赤道骑行大陆,区别在于非洲大陆中心偏向北半球,倾向于左旋,其东南部受到挤压,高原隆起,大断裂开口应该在东北方向;而南美洲大陆中心偏向南半球,西南部受到挤压,高山隆起在太平洋东南海岸。
地球自转引起 “太平洋地壳沿赤道方向推进”、“北美洲大陆自赤道左旋”、“南美洲大陆自赤道右旋”,它们共同作用的结果,“太平洋东岸由西北端向东南段的弧形高原高山隆起”,这就是地球两大山系之 “阿拉斯加山脉—美洲的科迪勒拉-安第斯山系”形成的动力之源。
该山系为纵贯美洲大陆西部的科迪勒拉山系是世界上最长的山系。这个山系北起美国的阿拉斯加,沿北美、南美大陆西境直达阿根廷的火地岛,南北长达15000公里。这条山系由北美的海岸山脉、落基山脉、内华达山脉、马德雷山脉和南美的安第斯山脉组成。山脉之间有无数的山间高原、山间盆地、谷地等。
太平洋中部左旋、右旋:赤道两侧为火山活动、新大陆形成带。
澳洲大陆右旋:澳大利昆斯兰州半岛北端向东南移动,新西兰南岛南端向西南移动,二者之间的连线与地球自转轴之间的夹角应该变小!
4、河流:与隆起有关也与地球自转方向有关,尼罗河南北向,远离赤道方向;长江、黄河向东流,河口漂移,向东北方向;亚马逊河向东流,河口漂移应该是向东南方向。密西西比河特例,北南向,流向赤道,因为加拿大东南部局部隆起,此隆起也是地球自转效应引起的,此效应引起的类似隆起有非洲东南部隆起、南美洲东南部隆起、亚洲东北部隆起等等。
5、地层孔隙性改变:地球自转引起的隆起挤压效应,使得受挤压的大陆,地层空隙性、连通性因挤压作用而发生变化,相当于被多次改造,断层、火山,使得在熔岩层与地壳之间形成了沟通通道。地壳部分地层物质会因为沉降进入熔岩层,成为岩浆;岩浆也会涌入地壳成为地层。特别地,熔岩层中的气体、液体可以借助断层、裂隙等等沟通通道,进入地壳地层之中,也就是说,这些通道,应该是熔岩层中的碳及碳氢化合物溢出的重要通道,这应该是地球地壳地层中油气富集的重要来源,这也是天然气在高压区地形成的原因(支持天然气无机成因说)。
6、关于大陆旋转的一个例证,就是在每个大陆的南北两端,几乎都存在着与地球自转方向(称其为赤道正向)背向的翘尾,也就是拖拽痕迹,不妨称之为“大陆凤尾”效应;南美洲大陆与南极大陆之间的拖拽,主动力来源于南极大陆右旋,靠近南美洲大陆南端的地方向东南方向旋转,而南美洲大陆南端向西北方向旋转。
赤道两侧油气:除了“地中海到喜马拉雅山”高压隆起带外,地层向两侧外移,所以,两侧地层年代一般都较新,变化也快,所以,地层的完整性差,破碎、断裂多布,通常密闭性差,这里是油气生成的重要区域,更是是油气逃逸的多发区域。
7、格陵兰海:这里与大西洋一样,一直是扩大的,格陵兰与欧洲大陆的距离一直在增大,欧洲西北部的岛屿,都在左旋远离欧洲大陆。欧洲大陆整体左旋向赤道靠拢,这不是其自身左旋漂移应该趋向的方向,这是欧亚大陆连片为一个整体,是非洲大陆前行与亚洲大陆左旋共同作用,引发的欧洲大陆异动。同样地,北美大陆与格陵兰岛之间的距离也在加大(变化速度远低于赤道两侧)。猜测,曾有某个时期,北美洲与格陵兰密接过,后来,北美继续左旋,尾端偏向西南!
8、太平洋、大西洋、印度洋,北冰洋:太平洋受非洲大陆、美洲大陆共同作用,一直在缩小,这里积聚了巨大的压力,这些压力的释放就是飓风、海啸、地震、火山……印度洋是缩小的。大西洋是扩大的,相对而言,地壳运动,大西洋不是那么剧烈。
9、板块旋转挤压的宏观特性:大陆,除了非洲大陆,几乎都是西高东低;高山,北半球,一般都是北陡南缓;南半球则应该是南陡北缓,过去以为这是风化剥蚀造成的,其实最重要的原因,还是旋转挤压推升作用!
地球自转引起的地球地壳活动、地形变化等等效应,可以推广到太阳、太阳系、银河系、及河外星系……
天体自转是天体自塑形态的动力来源,天体的质量、密度、自转周期是天体的表面形态的三个特征要素。特别地:质量和公转:是一个宇宙天体(星球)的生命特征参数;质量和自转:是一个宇宙天体(星球)的体貌特征参数。(The M and Ratio of revolution is the characteristic parameter of life of a cosmos( Space Celestial body);The M and Rotation rate is the characteristic parameter of shape of a cosmos(Space Celestial body)。
2021 03 14
(于洪海,13999315616 山东烟台市莱山区南山世纪华府)
附注:此文是5616(海天雨虹主要成员于洪海)在加入“地壳运动”群时,在群里发给大家的见面礼,邀请群友给予帮助执导,后来由北京农业大学物理学教授陈奎孚,于2021年7月3日,发表在由他个人注册的微信公众号《图形公式不烦恼》上。


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