地球的历史核-幔磨理论.pdfVIP

第 卷 第 期 高 校 地 质 学 报 10 3 VOI . 10 NO . 3 年 月 2004 9 GeOIOgicaI JOurnaI Of China Universities Sept . 2004 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 地球的历史：核 幔磨理论 - 张逸昆 （南京大学 地球科学系，南京210093） 摘 要：论述了一个旨在统一板块构造学说和地幔柱学说的地球动力学理论。尽管这个理论基于 两个不寻常的假设，它也许揭示了一个系统的地球演化动力学模型。该理论认为：地球的内核是 一磁铁，内核的铁磁性已被观察到的地震波速度各向异性所证实。因为由地球和类木行星之间的 磁相互作用所引起的扭力矩始终作用于地球的内核，内核象一个旋转发动机，每时每刻趋于改变 地球的自转速度和自转轴位置，而地幔的惯性试图阻止地球自转的变化。这两者之间的相互作用 导致了流体外核的形成、玄武岩浆的产生、洋壳的形成、以及内核和地幔之间的差异旋转运动。由 于核 幔差异旋转运动，位于核 幔边界的岩石被逐步研磨成玄武岩岩浆。洋中脊系统被解释成 - - 巨大的岩墙系统，生根于核 幔边界层中某些主岩浆房。该理论认为：全球构造运动的驱动力来 - 自外部空间，无论是洋壳或陆壳中的构造运动均是地球表面的扩散现象，它受地球的背景辐射和 地壳中的物质分布两方面因素影响。其中地球两极方向的差异背景辐射决定了洋中脊系统在地 球表面的分布样式和全球构造运动模式。目前，地球遭受着较强的向南极之上的背景辐射和相对 较弱的向北极之上的背景辐射。由这种极向的差异背景辐射所引起的吹力驱动着大陆朝北漂移， 并导致了地球的梨状形态、以及张性变形发育于南半球和压性变形发育于北半球。这种不对称的 地球变形产生了当前颇具特征的洋中脊分布样式（因为洋中脊作为扩张中心始终是沿着垂直于最 小应力方向发育），并因此决定了现在的海底扩张方式。整个地球历史可分：第一阶段（ 亿年之 27 前）以没有洋壳为特征；第二阶段（自 亿年至 亿年）以形成洋壳为特征；第三阶段（ 亿 27 22 . 5 22 . 5 年之后）以陆壳生长为特征。 关 键 词：核 幔磨；海底扩张；大陆漂移；地幔柱；玄武岩；背景辐射；表面扩散；吹力 - 中图分类号： 文献标识码： 文章编号： （ ） P588 . 11 A 1006-7493 2004 -03-451-12 研究地球深部的挑战性在于缺乏直接的观察，因为不象我们在探索空间时所做的那样容 易地把一个物体送入到地球的内部。我们所有关于地球内部的知识都来自于间接的观察和推 测，尤其是基于地震学的研究结果。天然地震提供了探测地球内部结构的唯一机会。天然地 震把巨大的声波信号送达整个行星，并且能在行星表面的任何位置接收这些声波信号。通过 分析这些声波信号，地震学家们能够推测地球内部的物理状态。在本文中，作者认为仅只依据 从地震体波数据导出的定性结论就足以建立起一个新的地球动力学初步模型。因而，众所周 知的从体波数据导出的物理量的相对性这个不利因素也被避免。 这些定性结论是根据纵波和横波的传播时间数据、用一个数学反演方法，并结合地震波传 播的运动学关系及射