地壳地壳是固体外壳,是属于地球表面的一小部分,地壳的厚度是不均匀的,地壳平均厚度约17千米,大陆部分平均厚度约33千米,高山、平原地区(如青藏高原)地壳厚度可达60~70千米;海洋地壳较薄,平均厚度约6千米。地壳厚度的变化规律是:地球大范围固体表面的海拔越高,地壳越厚;海拔越低,地壳越薄。地壳的物质组成除了沉积岩外,基本上是花岗岩、玄武岩等。花岗岩的密度较小,分布在密度较大的玄武岩之上,而且大都分布在大陆地壳,特别厚的地方则形成山岳。地壳上层为沉积岩和花岗岩层,主要由硅—铝氧化物构成,因而也叫硅铝层;下层为玄武岩或辉长岩类组成,主要由硅—镁氧化物构成,称为硅镁层。海洋地壳几乎或完全没有花岗岩,一般在玄武岩的上面覆盖着一层厚约0.4~0.8千米的沉积岩。地壳的温度一般随深度的增加而逐步升高,平均深度每增加1千米,温度就升高30℃。地幔地幔分成上地幔和下地幔两层。地幔是介于地壳和地核之间的中间层,厚度将近2900千米。主要由致密的造岩物质构成,这是地球内部体积最大、质量最大的一层。它的物质组成具有过渡性。靠近地壳部分,主要是硅酸盐类的物质;靠近地核部分,则同地核的组成物质比较接近,主要是铁、镍金属氧化物。地幔又可分成上地幔和下地幔两层。下地幔顶界面距地表1000公里,密度为4.7克/立方厘米,上地幔顶界面距地表33公里,密度3.4克/立方厘米,因为它主要由橄榄岩组成,故也称橄榄岩圈。一
地球发电机效应与地磁空洞成因:三轴一弦模型的新视角一、核心结论速览- 地球磁场由地核发电机效应驱动,依赖外核液态铁镍的导电流体运动与科里奥利力耦合。- 南大西洋异常区的本质是核幔边界反向磁通斑块,源于外核局部流动反转,导致地磁场局部抵消与减弱。- 从三轴一弦模型看,反向磁通的根源在于费米面对称轴偏移引发的电子输运与电流体系畸变,进而重构局部磁场拓扑。二、南大西洋异常区(SAA)的本质- 现象:地表磁场强度比周边低约 30–50%,且持续扩张、加剧,是典型的地磁空洞。- 直接成因:核幔边界存在反向磁通斑块,地核内部磁场线在此区域向内而非向外穿出,与地表主磁场抵消,造成局部弱化。- 流动特征:该区域液态金属流动方向与常规反向,破坏了磁场的对称性与一致性。三、三轴一弦模型:微观—宏观的桥接模型核心定义- 三轴:对应外核流体的三个本征运动轴(径向、环向、极向),刻画流动的三维自由度。- 一弦:代表贯穿地核的磁场弦,连接南北磁极,为磁场拓扑的“脊柱”。- 节点褶皱:核幔边界与内外核界面的不连续结构,是流动与磁场畸变的“敏感点”。- 十字相位指针:描述磁场与流动的相位耦合关系,十字交叉点对应磁通反向的临界点。费米面对称轴偏移:微观畸变的触发- 费米面:外核导电流体中,电子填充的最高能量等势面,其对称性决定电流与磁场的宏观形态 。- 偏移机制:- 核幔边界的温度/成
太平洋周边,尤其是东西两岸及青藏高原周围都是重要的地震活动带,也是对我国影响最大的地震活动带。除此之外,海湾和盆地周围也是易形成地震的地震活跃带,但这需要从海湾和盆地的形成说起。内陆盆地的最早最早的前身往往也是海湾或原始海洋。大多数内陆盆地都属于克拉通盆地,克拉通具有古陆的意思。据百度百科-盆地词条介绍,克拉通盆地的下伏构造并不简单,用板块构造来解释这类盆地的,几乎没有成功的。地壳与上地墁以莫霍洛维奇不连续面(莫霍面)为界。在结构上地壳可分为硅铝层(花岗岩层)和硅镁层(玄武岩层),前者密度小而位于上层。硅铝层主要分布于大陆区域,在洋底板块往往是缺失的。硅镁层在大陆和海洋都有连续分布。陆壳厚度大于洋壳,前者厚度约为33千米而后者平均厚度仅6千米。它们都像冰山漂浮在上地墁之上,我们看到海拔越高的陆地,通常它的地壳越厚,底面也越深。但海湾和盆地区域不符合这个规律。 由于海水的冷却,海湾次级板块的底面不断固化沉积产生密度更大的岩层,例如玄武岩或橄榄岩。这种效应导致海湾或继而后来形成克拉通的盆地,地面上的海拔不高,但板块底面并不浅。也就是在海湾或克拉通盆地区域的地壳处,形成一个大的密度偏大的“冷疙瘩”。当来自“冷疙瘩”之下或周围的,从地墁中通过密度分化而产生的轻流质,将绕开“冷疙瘩”的底部而流向周围。这些轻流质从地墁带来的热量不能从“冷疙瘩”底面向上传递,导致这些“冷疙
地震目前仍是地球上许多地区经常发生但难以准确预测的重大自然灾害。地震的震源往往发生在地下数公里到数十公里,甚至数百公里的岩层。人们虽然可通过地震波测量到地震的地点、震源深度及震级。但对地震形成的机理至今仍缺少全面真实的了解。虽然在每次报道地震时都能确定震源深度和地震发生的确切地点,但在震源处究竟发生了什么以及为什么发生,仍然是个迷。我在此前的文章中提出,通常震源发生于地下岩层中最坚硬,抵抗应力最大的那个岩层。只有抵抗应力最大的那个岩层才能积累地震能量。常发生地震的地区称为地震活动带,在地震活动带较大的地震总会有规律地周期性地发生。震源处的岩层抵抗应力的能力越大,能够积累的地震能量越多,发生地震的震级也就越大。大多数地震在震源处发生的是那层最坚硬的岩层的断裂,例如太平洋西岸的日本群岛地震带、我国台湾省东海岸地震带以及我国云贵川地震带。但也有些地震发生的是两层硬岩层之间的错动,如青藏高原南部,印度板块插入青藏高原底部时,底部板块的坚硬岩层还没有完全软化,与上层岩层间还有较大的前进阻力而积累地震能量。震源总是发生在最为坚硬的岩层或岩层之间,坚硬岩层都有良好的振动传导性。因此无论发生的是岩层的断裂还是错动,都会沿坚硬岩层的水平方向向外传播而形成横波。当然振动也会向下或斜下方向传播,当遇到地下的某一反射面时被反射成为反射波。关于地震机理,需要解决地震能量的来源问题。震源通常发生在地壳层。地壳
地球层圈构造地壳地壳是固体外壳,是属于地球表面的一小部分,地壳的厚度是不均匀的,地壳平均厚度约17千米,大陆部分平均厚度约33千米,高山、平原地区(如青藏高原)地壳厚度可达60~70千米;海洋地壳较薄,平均厚度约6千米。地壳厚度的变化规律是:地球大范围固体表面的海拔越高,地壳越厚;海拔越低,地壳越薄。地壳的物质组成除了沉积岩外,基本上是花岗岩、玄武岩等。花岗岩的密度较小,分布在密度较大的玄武岩之上,而且大都分布在大陆地壳,特别厚的地方则形成山岳。地壳上层为沉积岩和花岗岩层,主要由硅—铝氧化物构成,因而也叫硅铝层;下层为玄武岩或辉长岩类组成,主要由硅—镁氧化物构成,称为硅镁层。海洋地壳几乎或完全没有花岗岩,一般在玄武岩的上面覆盖着一层厚约0.4~0.8千米的沉积岩。地壳的温度一般随深度的增加而逐步升高,平均深度每增加1千米,温度就升高30℃。地幔地幔分成上地幔和下地幔两层。地幔是介于地壳和地核之间的中间层,厚度将近2900千米。主要由致密的造岩物质构成,这是地球内部体积最大、质量最大的一层。它的物质组成具有过渡性。靠近地壳部分,主要是硅酸盐类的物质;靠近地核部分,则同地核的组成物质比较接近,主要是铁、镍金属氧化物。地幔又可分成上地幔和下地幔两层。下地幔顶界面距地表1000公里,密度为4.7克/立方厘米,上地幔顶界面距地表33公里,密度3.4克/立方厘米,因为它主要由橄榄岩组成,故也称
最近我在科学智慧火花栏目发表了三篇关于地球引力探索的文章,并且总结出引力可能遵循的规律是:任何物体的辐射半径都遵循的规律是:R=c/ω,其中,R是物质的辐射半径、c是光速、ω是物质自转的角速度。考虑物质的辐射半径,R1=c/ω1、R2=c/ω2修正万有引力定律,F=G1Mmω1ω2/c^2R^2,其中,ω1、ω2分别是两个物体自转的角速度、G1是修正后的万有引力常数,其值在1.13×10^15数量级、M、m分别是两个物体的质量、R是两个物体之间的距离。修正后的万有引力定律是:F=G1Mmω1ω2/c^2R^2——(1),不论是原万有引力定律还是修改后的万有引力定律,引力方程M、m的质量都认为是不变的。2013年我在本栏目发表的“地球的质量在减少”一文中论述到,天体的质量是变化的,并且客观事实也证明质量是可变的。例如,作为质量标准的模型,118年质量神秘消失50微克。关于质量损失这一陈述来源于新浪科技《科学探索》2011年的报道,文章指出:科学家经研究发现重量单位千克正面临重量减轻问题。过去100多年(准确地说是118年)的测量结果显示,国际千克原器——作为科学质量单位基础的金属物体——已经变轻。高度和直径均为39毫米的国际千克原器——铂-铱合金圆柱体的重量可能减少了大约50微克,相当于一小粒沙子的重量,具体原因仍旧是一个谜。原文链接地址:http://tech.sina.com.c
日本地处太平洋西岸,是地震频发国家之一。北京时间2025年12月8日22时15分日本本州东部发生7.5级地震,震源深度50公里。早在2025年11月9日4时29分,该海域就发生过5.0级前震,震源深度10公里。到2025年12月12日10时44分又在同一海域又发生6.8级余震,震源深度20公里。前震和余震的震源深度都比主震浅。该海域,曾在2011年3月11日下午14时46分,发生过9级特大地震,震源深度24公里。随后引发了海啸,造成了福岛核电站事故。据报道【1】,“海洋地球物理和地质学研究直接证明了海沟发生的地震滑动。差分海底数据显示,相近50米的地震海底位移延伸至日本中部海沟(38-39.2度北纬)。”这次7.5级的震源深度属于浅源地震中较深的那种;并且比2011的那次9级强震震源深度的两倍还多。震源深度在0-60公里的为浅源地震,在60-300公里的为中源地震,在300公里以上的为深源地震。目前全世界观察到最深的地震为786公里。我国大陆一般为大陆板块地层特征,通常报告的国内地震的震源深度多在10公里左右,例如1976年唐山地震的震源深度为12公里。通常震源越浅破坏性越大,影响范围越小;震源越深,破坏力越小,但影响范围越大。震源深度是由地震区域地下岩层性质决定的。通常震源发生于地下岩层中最坚硬,抵抗应力最大的那个岩层,也是抵抗震前岩层应力时最难变形的地方。上与下,其它地方早已变
根据万有引力定律可知:GMm/R2=mg,其中,M是地球的质量、G是万有引力常数、m是地球表面某一物体的质量、g是地球的重力加速度、R是地球的半径。我在科学智慧火花栏目发表的“ 关于地球引力场半径的探索”一文中论述到,地球的引力半径R1=c/ω=4.2×1012米,其中,R1是地球的引力半径、c是光速、ω是地球自转的角速度。地球引力场的半径是无穷大呢?还是有一定的范围呢?由于地球的自转——辐射弯曲,即引力场的弯曲,我的研究认为,地球引力场的半径是有确定的作用范围研究地球的引力,必须考虑地球的引力半径。即研究地球的引力,必须认识到地球存在两个半径:引力半径和地球的半径,其中,地球的半径可以理解为两个物体之间的距离。假设地球的质量、角速度不变,地球的半径扩大到它的引力半径R1=c/ω,根据万有引力定律适用的条件,地球的半径扩大到它的引力半径必定符合万有引力定律:GMm/R^2=mg,对于地球引力半径表面仍然根据地球表面万有引力定律得:GMm/R12=mg1——(1),其中,g1是地球引力半径处的重力加速度。分析方程(1),会得出结论:万有引力和地球引力半径的平方成反比。分析地球表面的万有引力定律:GMm/R2=mg,物体的引力和地球半径的平方成反比。也就是说,地球和其它物体的引力与地球的引力半径的平方成反比也和地球的半径的平方成反比。由于地球自转的角速度确定,所以地球的引力半
地球是太阳系的成员之一是一颗不发光的普通行星。地球是层圈构造,主要由地壳、上地幔、下地幔、外核、内核等组成。由内向外自转角速度越来越慢称其为地球差异自转。它经久不息的围绕着太阳倾斜公、自转。如果地球垂直的绕着太阳公、自转那么差异自转就没有角度。现在地球是倾斜黄道面66.5°公自转,于是导致差异自转有了66.5°的角度,有了66.5°角度的地球差异自转我们命名为地壳弦动。其实地壳弦动是上地幔在下地幔上弦动。
2023年4月20日我在本栏目发表的“地球重力场是由于地球的辐射和自转形成的”一文中论述到,引力场形成的条件:1、辐射,2、自转,缺一不可。辐射是任何一个物体都具备的,也就是说,两个物体如果能相互吸引,除了质量外还必须考虑辐射半径。自转的物体产生引力场——弯曲的引力空间,弯曲的引力空间通过作用存在引力场之内物体的辐射产生引力,即弯曲的引力空间“下压”存在引力场的物体,其实就是是向心,向心的原因是因为离转动中心越近引力空间的弯曲程度越大,和万有引力论述的两个物体的引力和距离的平方成反比是一致的。a提出引力的表达式为:F=G(B × ρ1 × T 1× S1×ω1)(B × ρ2 × T 2× S 2×ω2)/R2。现在我此基础之上详细论证、分析万用引力的成因及新的计算方法,并探索将万有引力推广到特殊天体及微观粒子。万有引力定律:两个物体之间的引力和两个物体质量的乘积成正比,与两个物体之间的距离平方成反比,万有引力定律的表达式:F=GMm/R^2,其中,G是万有引力常数、M、m分别是两个物体的质量、R是两个物体之间的距离、F是两个物体之间的引力。万有引力定律没有涉及两个物体的辐射半径,万有引力的大小必定和两个物体的辐射半径有关,并且和两个物体的辐射半径的乘积成反比。将物体的辐射半径纳入万有引力定律中,能扩大万有引力定律的适用范围,万有引力定律不仅适用于普通的宏观物体,也适用于特殊的宏观