地球科学
海沟是地表小板块构造的分界线
投稿人:社科创新人 投稿时间:2026-06-23 20:54 访问量:

笔者认为,海沟是地表小板块构造的分界线,理由如下:

一、海沟与地震火山带的高度重合

科学研究发现,地球上的火山和地震带具有重合性,且均分布在地表板块间的构造带上。

科学家已认识到,所有海沟都与地震有关。地球上主要的海沟分布在太平洋周围地区,而环太平洋地震带也恰好位于海沟附近。这意味着,凡是发生过地震或火山活动的地方,都存在板块构造地貌。这也说明海沟正是地表板块的分界线——只有板块分界线才能产生板块构造地貌。

二、海沟地貌的广泛分布与一致性特征

海沟地貌在地球上广泛存在,陆域和海洋中均有分布,并分别构成陆域与海洋中的地震或火山带。其地形特征和地质活动具有高度一致性。

(一)海沟两侧的阶梯状地貌

海沟两侧普遍呈现阶梯状地貌,是大洋地壳与大陆地壳之间的接触过渡带。在陆域上也存在类似的阶梯状地貌。例如,我国地形就呈现明显的阶梯状分布,而这些阶梯地带也正是我国地震多发的区域,是地势较高区域与地势较低区域的接触过渡带。我国之所以是世界上地震较多的国家之一,与所处阶梯地形众多密切相关。

(二)海洋海沟与陆域海沟的保存差异

海洋中的海沟,因其周围地质剥蚀物较少、填充物少,原始地貌得以较好保存。海沟常呈弧形或直线形展布,长500至4500公里,宽40至120公里,水深多为6至11公里。

陆域上的海沟,则因周围地质剥蚀物较多、填充物丰富,原始地貌大多被掩盖,不易被发现。例如:

成都平原就是一个海沟地形区,位于龙门山与龙泉山之间。成都平原是由周围及较高阶梯地形区(青藏高原)的地质剥蚀物历经上万年掩埋而形成的,呈现西高东低的倾斜平原地形。

河西走廊也是一个海沟地形区。其周围及较高阶梯地形区(青藏高原)的地质剥蚀物大多被搬运至黄土高原大湖盆区(详见笔者在《智慧火花》栏目发表的《黄土高原成因新论》),因而其原始地貌部分得以保存,表现为沟深、谷宽、弧形长度。

塔里木盆地中的凹陷区同样是海沟地形区,凹陷区内地质剥蚀物层深厚。

太行山东麓以及燕山山脉向河北平原、大小兴安岭山脉向东北平原的延伸带,均为海沟地形被地质剥蚀物掩埋而成。因此,这些区域地震频繁,火山岩地质体分布众多。

(三)海沟伴生的地震与火山活动

海洋中的海沟及其伴生的火山弧,位于板块俯冲边界,具有强烈的地震活动。震源通常自洋侧向陆侧加深,构成自海沟附近向大陆方向倾斜的震源带,称为贝尼奥夫带。海沟本身主要为浅源地震带,大量浅源地震发生于海沟陆侧坡一带,其震源机制多数显示为逆断层型;中、深源地震则主要分布在火山弧及弧后地区。

在陆域上,地震多发生在陆域海沟相对地势较高的地形中,表现为山区地震较多,而平原及丘陵区地震较少或没有。火山岩也分布在这些区域附近的山区地形中,平原及丘陵区则没有。

三、海沟成因的新解释

地球上的海沟地形及其在地表的不同表象(陆域深埋、海洋裸露),笔者认为是由地球冷暖期年轮演化过程中的水体转移运动造成的。

(一)冷暖期交替与板块形成

当地球暖化到一定值时,大量水体从地表转移至空中,形成包裹地球的浓厚云层,阻断太阳辐射热能对地表的影响,使地球进入冷化期(冰川期)。此时,天空中的水体以冰化形态逐步向地表高处(陆域)转移,构成地表重力板块;地表低处(海洋)因水体向天空转移,且次于陆域被冰川化,成为地表轻板块。地表区域因承载转移水体(冰化转移到地表或蒸发转移到天空)重量的不同,构成大小不等的轻重板块区域,它们因板块升降运动而形成以海沟线为分界线的地表小板块构造现象。

(二)海沟并非板块俯冲而成

笔者认为,海沟是重力板块抬升轻板块而形成的地貌现象,而非目前科学界认为的板块俯冲而成。这可以从海沟地形现象中得到分析:

大多数海沟具有不对称的V字形横剖面:洋侧坡(又称外壁)较缓,陆侧坡(又称内壁)较陡;沟坡上部较缓,下部较陡,平均坡度为5°至7°。

目前,地球表面从陆域向海洋延伸的地貌基本上是平缓进行的(受陆域地质剥蚀物堆积的影响)。在地球冰川期,由于海洋地表始终处于被抬升过程中,被抬升板块处(即现在的陆侧坡)会形成较陡的地形,并且被抬升板块周围多数会形成弧形海沟线。而现在的洋侧坡,则是上一轮地球生命周期中陆域向海洋的延伸带,因此地形较为平缓。

四、地震与火山的深层机制

地球上的地震及火山都在海沟附近相对地势较高的地形区域内发生,这与地球的特殊构造体有关。

(一)地球的双核双壳结构

笔者认为,地球是一个双核(内、外地核)、双壳(内、外地壳) 星体。地球的内地核应为液态金属流体,而非目前科学界认为的固态体。这是因为物质构成遵循高密度重物质在内、低密度轻物质在外的原理,而物质的最高密度状态为液态。这一结论已被科学家在电子对撞机中的实验所证明,在自然界中也可观察到类似现象,如水分子物质体密度最大时为液态。

(二)冰川期的板块运动

在地球冰川期,地表被冰川体完全包裹,地表板块间的升降运动只能在地球包裹内地核的内地壳上进行。包裹内地核的应为玄武岩体,玄武岩不具板块性且易碎。因此,在外地壳地表板块的升降作用下,玄武岩体发生碎裂,使内地核金属流体溢出进入外地壳中,构成地球的外地核体。

在冰川期,外地核因冰川体的束缚不能溢出地表,因此地表板块运动是在内地核上进行的。这使得地表地势起伏很大,陆域高地可变为海洋低地,海洋低地可变为陆域高地。这也解释了为什么现在地球上发现的海生化石多在陆域高处,而陆生化石多在陆域低处,以及海相沉积多于陆相沉积的原因。

(三)暖化期的板块运动与火山地震

在地球暖化期(因包裹地球的天空水体大量向地表冰化转移到一定程度后,不能再阻断太阳辐射热能对地表的影响时开启),地表冰川水体融化并向低洼处转移,使地表在冰川期构成的板块平缓状态遭到破坏。地表低洼处成为重力板块,加之冰川包裹体束缚的解除,地表板块开始在外地核上作升降运动,使外地核金属流体溢出地表形成火山活动现象,未能溢出地表的则造成地震活动现象。

因此,笔者认为地震和火山活动都是地热能源体(外地核)在地壳板块受力不均的压力作用下,对地壳产生的反冲力运动所形成的自然现象。该反冲力被地壳大板块束缚住,只能在地壳板块构造地带得以释放:释放出地面的成为火山活动现象,未释放出地面的成为地震活动现象。因此,地震多半呈点源性,且有深浅震源不同的表现。地球上的火山带与地震带会出现重合现象:火山活动必定伴随地震现象,但地震不一定发生火山活动,却常有地热气体溢出现象发生。

(四)玄武岩体的年龄分布规律

在地球暖化期,板块间的升降运动压迫外地核溢出地表,既使地表起伏不大,又造成新的地质构造体(玄武岩本应在地壳内层)现象。查阅地球资料可知,地球上的玄武岩体按年龄排列,呈现从陆域向海洋依次递减的现象。这是由于地表冰川水体依次从高地陆域向低洼地海洋处转移所形成的。

(五)大洋中脊线的形成

在地球暖化期,地球上冰川水体以液化方式向海洋转移的过程中,还造就了地表大板块构造现象——即海洋中的大洋中脊线现象。海洋中脊线是地表大板块构造的分界线,受地球冷暖期年轮演化作用的影响,它会成为地球上的高大山脉区,构成地球上的又一个地震或火山活动带。

五、结论

综上所述,在地球的冷化期(冰川期),水体转移运动造就了地表小板块构造的分界线——海沟现象;在地球的暖化期,水体转移运动造就了地表大板块构造的分界线——大洋中脊线现象。它们都是地表板块间的构造带,因此地球上的地震和火山活动只能在这些区域内发生。

周建

2013年4月27日完稿于四川遂宁。