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地球物理知识十讲-----第九讲 传输巨带(板块构造)
【时间:2017年11月24日】 【字号:

    板块构造学说(即新全球构造学说)是描述地球上层大尺度水平运动特性问题的。其基本内容是,地球上层(即岩石层,包括地壳和上地幔约100km厚,而且强度较大的地层)并不是整块,而是被一些如海岭、岛弧、水平大断层等活动构造所割裂,形成若干有限个单元,称之为板块。板块不是静止不动的。它们在地幔物质的对流带动下,由海岭向两旁扩张;在岛弧区域或大陆边缘沉入地下,通过软流层完成对流循环。这种过程像是传输带,载着大陆,以每年1~4cm的速度缓慢运动。我们人类就生活在这个永不停息的传输巨带上。

        这个学说是在魏格纳1912年提出的大陆漂移假说基础上,经过海底扩张的研究发展而来。傅承义把“大陆漂移-海底扩张-板块构造”,称为人类对地球上层运动认识的三部曲。威尔逊则把板块构造学说的提出,称为“地球科学的一场革命”。板块构造学说是地球科学许多研究领域共同综合研究的结果。其中,地球物理学发挥了重要作用。

        在地震学方面,在岛弧地区,经测定,浅震和深震可联成一体,形成一个连续的、倾角约45°的震源带。在海岭地区,经测定,地震的力学机制呈张性,具正断层特征。这为板块在海岭地区产生并开始平移提供依据。

        在地磁学方面,主要是海洋磁异常呈明显的规律性,即沿海岭方向呈对称的条带状分布,且磁场交替发生变动。这一现象可解释为熔化的岩石从海岭中央涌出,在这里冷却,并按当时的磁场方向磁化。由于新熔岩在海岭处不断产生,已冷却并被磁化的老岩石被推向两旁,因而出现这样磁场交替的条带状分布。显然,这即是磁极变化的记录,也是岩层水平运动的证据。

    在地热学方面,经测定,得出海岭处热流值高,而海沟处热流值低,并且大陆热流随地质年龄的增大而减少。这种热流随空间和时间变化的现象,同样为板块构造及其运动提供有力支持。

    总之,板块构造学说为地球上层运动提供了一幅清晰图像,解决了地球构造的运动学问题。约两亿年时间海底更新一次。是什么力量驱动板块运动呢?这是地球内部动力学问题。而地幔对流理论,是目前讨论最多、公认为可能性最大的一种解释。当然,它还存在能量来源和对流模式等尚待解决的问题。


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