全球板块运动及其对地球表面积变化的影响.pdfVIP

第29卷第4期 地 震 V01．29，No．4 2009年lO月 EARTHQUAKE Oct．，2009 全球板块运动及其对地球表面 积变化的影响” 曹 帅，张克亮，魏东平 (中国科学院研究生院计算地球动力学实验室。北京100049) 摘要：利用几个典型全球板块相对运动模型的欧拉矢量，计算沿这些模型板块边界段的两两板 块之间的相对运动速度．据此进一步计算一定时间尺度内这些板块边界段的面积变化。并依据 已有对相应各边界段性质一包括张性、压性及走滑性质的研究，设定组成各边界段的两个板块 如何分别承担其面积变化的情况，得到各模型中每个板块的面积变化和全球表面积变化总量。 结果显示，在近100万年时间尺度内，地球南半球表面积增大、北半球表面积减小，地球总表 面积变化为2．9万～3．6万km2。如果假设地球表面积的增量完全由体积膨胀引起，这将对应 地球半径160～250m的增加。以NUVEL一1模型为例，全球14个板块中，非洲、南美与南极 三个板块的面积持续增大，其余11个板块的面积在逐步减小；不过，非洲、南美与南极这三个 板块面积增大部分之和，能够完全抵消掉其余Il板块面积之减小，而且使全球总体表面积增 加。本文进一步讨论了一些其他}日素，例如俯冲带前进与后退等影响地球表面积变化的情况。 关键词：板块运动；NUVEL一1模型；太平洋板块俯冲带 中图分类号：P315．7 文献标识码：A 文章编号：1000—3274(2009)04—0014—09 引言 自从板块构造理论诞生以来，已经建立了一系列描述板块相对运动的模型，例如 地震滑移矢量、转换断层方位角及洋中脊扩展速率等观测数据，建立了由14个板块构成的 NUVEL一1全球板块运动模型，这些模型基于地质和地球物理观测资料而建立，反映了近 300万年以来的全球板块运动。 近年来，基于空间大地测量数据，建立了反映近10年时间尺度板块运动情况的全球板 EI。2000模型就是其中一个例子。此外，还有若干个描述区域微板块运动模型的例子，例如 2 *收稿日期：2009-04—08；修改回日期：2009—05—1 基金项目：国家f|然科学基金项目 作者简介：曹帅(1983一)。男．辽宁铁岭人．2006年在读硕士研究生，主要从事板块运动学等研究。 4期 曹 帅等：全球板块运动及其对地球表面积变化的影响 15 Wei[83从欧亚板块东部划分冰阿穆利亚微板块，建立了包括太平洋、欧亚、菲律宾海、北 美、鄂霍茨克、阿穆利亚在内的6板块系统；丁国瑜等凹3从活动构造和岩石圈动力学角度， 将中国大陆及其邻区划分为8个活动亚板块。Bird等u叫对其他一些更为详细的关于微板 块运动的研究进行了详细综述，并对此进行了整理分析，建立了一个由14个大板块和38 个小板块组成的PB2002模型。 一些学者研究了地球在一段时间内体积变化的问题。例如：傅容珊等[11]根据刚性板块 绕欧拉轴旋转运动模式，通过对板块运动模型数据的分析计算，对地球膨胀构造动力进行 mm／a；申文斌等¨23在球面建立三角网格，利用GPS数 检验，给}n地球半径增长率为0．1 据计算地球体积变化。结果表明目前地球半径的增长率为0．2mm／a；陈志耕[1朝依据地球 有限膨胀演化模型得到的地球膨胀速率范围在0．22～o．7mm／a。另外，马宗晋等u“153通 过对地球内部热散失和地震波速度分布等新研究的检测，推测认为地球南半球膨胀，北半 球收缩。金双根等…’1川、孙付平等m3对大地测量数据进行处理、计算得到的结果也支持地 球南胀北缩的结论。 本文试图利用前面所提到的几个典型板块运动模型，在确定其板块边界位置的前提 下，通过各模型的欧拉矢量，计算出百万年尺度各模型所给出的板块面积变化，进而估算 出地球表面积的变化。假定该面积变化完全由地球体积变化引起，