全球变化- 杨学祥工作室分享 http://blog.sciencenet.cn/u/杨学祥 吉林大学地球探测科学与技术学院退休教授,从事全球变化研究。

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每年在地球内部吞噬数亿吨的水!潮汐形变导致地球呼吸

已有 585 次阅读 2021-11-30 09:58 |个人分类:全球变化|系统分类:论文交流

每年在地球内部吞噬数亿吨的水!潮汐形变导致地球呼吸

                    吉林大学:杨学祥,杨冬红


       美国研究专家在一项新的研究报告中推断地球的覆盖层位于地壳与地心间储存估计比地球表面海洋总量还要多上三倍的丰沛储水区。这惊人的储水区在地表下700公里深处,在上地幔与下地幔中间的区域,经年累月看似平静。

       有报道称,2021 年多灾多难,各国频频传出噩耗,就连南太平洋也不太安稳,地球最深处的马里亚纳海沟,海水正在以每百万年3000万亿吨的速度消减,折算下来,每年会有30亿吨海水被吞噬。在大多数人的印象中,我们现在面临的问题是冰川融化、海平面上升,却从未听说过海水消失,但现在,这一情况正在发生,我们必须加以重视。

       计算表明,由于日地月位置不同,地壳容积变化最大可达229km3,上地幔容积变化为204km3,下地幔容积变化为104km3,由此形成“地球的呼吸"。

       对潮汐运动的最新计算结果表明, 月亮在赤道时产生的半日潮使大气对流层、水圈和液核分别有54181864、43275和3103 km3的体积绕固体地球向西运动, 形成赤道高空风、西向海潮和液核表层西向漂移. 由于大陆地形的阻挡, 形成大气、海洋和液核的涡旋、湍流和异常大潮以及冷暖海水的上下和东西向振荡与混合. 岩石圈和下地幔分别有2754和10599 km3的体积胀缩, 是其中熔融部分流动、上涌和喷发的动力. 太阳相对地球在南北回归线之间的摆动, 使流体相对固体南北振荡与混合. 地球在春分和秋分扁率变为最大, 形成赤道大潮, 两极高纬地区分别有6605998、5251和368 km3体积的大气、海水和液核流体通过临界纬度(35o)流向赤道, 并在科里奥利力和西向引潮力作用下加速向西漂移, 使各圈层自转速度变小, 差异旋转速度增大, 高纬地区排气排液活动强烈, 其中大气对流层日长增加最为显著, 为97s, 是岩石圈日长增加值(0.00027s)的359259倍. 地磁活动在两分点达到最大值是其证据[1-3]. 潮汐形变引起的全球性地壳容积和地表面积变化的计算实例,可参看文献[4]. 

       这表明,无论是地表海洋,还是地下海洋,它们都在循环运动,动力来自日月潮汐引力产生的地球潮汐形变。我们称之为“地球的呼吸”。

       NASA的SABER卫星首次观测到因周期性的高速太阳风而产生的地球上层大气层的“呼吸”——一种膨胀和收缩的活动。根据美国最新的卫星观测结果,地球大气层正在有序地扩大和收缩,平均每九天就有一个周期!地球似乎在缓慢地呼吸,地球每天都在波动,在0.5到0.8米的范围内波动。

       随着太阳的27天的自转周期,这些太阳风通常以9天为周期冲击地球。高速太阳风有时候显示出的是七天的周期性。

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参考文献

1.       杨学祥宋秀环刘淑琴.  地球潮汐形变的数值评价.  地壳形变与地震.  1997,17(2):53-58.

2.       杨学祥海底扩张的潮汐模式大地测量与地球动力学. 2003,23(2): 77-80.

3.       杨冬红,杨学祥。全球变暖减速与郭增建的“海震调温假说”。地球物理学进展。2008 Vol. 23 (6): 18131818

4.       杨冬红,杨德彬,杨学祥。地震和潮汐对气候波动变化的影响。地球物理学报。2011544):926-934. http://www.geophy.cn/CN/volumn/home.shtml 

http://news.sina.com.cn/c/t/20120627/152316.shtml

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相关报道


地球正在疯狂喝水,每年在地球内部吞噬数亿吨的水!这些水去哪了

2021-10-19 10:38:37 来源: 你好科普菌  

全球变暖引起地球发生了不少变化,最明显的就是冰川融化、海平面上升。全球变暖使地球上的水增多,但相关研究却发现,地球正在吞噬大量的海洋水,每年有数亿吨的水被地球内部吞掉。


地球变暖引起冰川融化

那地球为何会喝水?它是怎样喝水的呢?这些水去哪里了?

地质结构对地球喝水的影响

地球在46亿年前就已经存在了,自地球诞生之日起,就有水这一物质存在了,这些水资源一直存在于地球内部,和矿物质、岩石等物质共存。有数据显示,地球前40多亿年,并没有“喝水”;到了1.5亿年前,地球才开始“喝水”这一行为,每年都有数亿吨海洋的水流入地球内部。实际上,这跟地球内部的运动息息相关。


海水是流入深洞里了吗

众所周知,地球内部十分活跃,每时每刻都在进行着地壳运动。想要弄清楚地壳的运动是如何引起地球喝水的,就得先弄清楚地质结构。地球由地质和地表两个部分构成,其中地质结构由地核、地幔和地壳三个部分组成,最里面的是地核,中间的则是地幔,外层是地壳。地表则是地球的外面,也就是人类生活的地方。


地球内部

地球的地质层级很复杂,每一个层级都对地壳的运动发挥着巨大的作用。比如说地核,分为内核和外核,内核是固态的,外核是液态的;由于内核的温度在4000℃到6800℃,再加上其流动的状态,常常因为其自身的运动,引起其他地质层振动,进而让地壳形成裂口和缝隙,大量的海水被吸噬进入地球内部。


地球内部温度

有着同样特征的还有地幔层。地幔层与地壳相连,对地壳的影响更为明显。地幔层包含岩石圈和软流圈,有2800km厚,体积约占地球体积的82%,温度高达1300℃。岩石圈与软流圈一样,有着各种岩石和矿物,这些物质都含有大量的水分,在高温高压的环境下,这些物质极容易失水。失水后,地幔层又会因为缺水引起一定的地质运动,从而引发火山、地震等现象,形成海沟、裂缝,海洋的水则会通过这些缝隙渗透到地幔层。


地质活动引起水的流动

地质结构的变化,引起地壳的运动,地壳运动形成的裂缝又为地球内部吸噬水资源提供条件,地球内部周而复始地进行着这样的活动。

引起地球喝水的主要原因

岩石层原是铁板一块,后被分为了六大板块,形成了大量的裂口和断层,就是由于板块的运动导致的。软流圈具有流动性,它在岩石圈的下面,温度比岩石圈的温度高很多,又一直处于熔融状态,在岩浆的作用下,岩石层发生了碰撞、挤压,形成了山川和盆地,海洋与河流。如今地球表面上的海洋,岛屿等,都是由于板块运动形成的。


地球板块运动

海底同大陆一样,有山脉、盆地,有洋中脊、海岭,也有海沟、裂谷。无疑,这些奇特地形风貌的形成都需要消耗大量的水,地面的上升、沉降以及地震也离不开水的帮助,正是海洋能给地质层提供源源不断的水资源,让板块的运动成为可能。哈佛大学最新的研究发现,板块运动在 32亿年前就已经开始了,可是如今的数据显示,直到在1.5亿年前,地球才开始吞噬海洋的水;这期间的30多亿年,地球的内部通过自给自足的方式,提供了足量的水让板块自由运动。对人类而言,地质发生的变化是不明显的;但从地球的变化史来看,正是这些变化发生得缓慢,才能让人类在地球上生存,才让人类的文明在地球上生长发芽。


地球上的水循环

除了板块运动会吞噬大量的海水,地球的内部对水还有着很大的需求量。据统计,地幔含水量是海洋总水里的14倍,远远超过地表水。由于地幔层的特殊结构,这些水的存在形态与海洋的水并不一样。地幔层的水几乎都存在于大量的矿物石、流体中,比如橄榄石、辉石、硅酸盐、玄武岩浆等,都含有大量的水分。地幔层的温度很高,即使没有板块运动,在自然形态下,这些地质成分中的水分也会被高温被挥发掉。


地幔中的一种岩石含有大量水分子

为了保证这些地质原本的形态,地幔层会通过地壳层形成的裂缝和沟壑吸收海洋里大量的水分。地幔层占了整个地球82%的面积,每年吸收海洋数亿吨的水分,也就不足为奇了。

地球喝水并不是偶发现象

由此可见,地球正在疯狂喝水并不是偶发现象,在已探测到的现象中,我们也多次发现了地球喝水的事件。比如说,在2018年的时候,科学研究人员就发现,马里亚纳海沟就存在大量吸收海洋水的现象,而这样的现象就是由于该地海底的板块之间发生着慢速碰撞,这个海沟的吸水量是一般海沟的3倍多。马里亚纳海沟吸收的水就是通过裂缝将水渗透到地壳;受压力和温度的影响后,转变为含水矿物质,最后进入地幔层。


马里亚纳海沟

无独有偶,希腊的爱奥尼亚海域也有着同样的现象。此处也有一个海沟,它像一个“无底洞”,根据监测数据显示,近百年来,这个“无底洞”一直都在吞噬海水,几乎每天都要吸收3万吨以上的海水,至今仍在吸收。

当然,地球内部吸收的这些水,并非是“据为己有”,而是通过另外一种方式释放出来。


希腊无底洞

比如,地球上至今会出现的火山喷发,就释放了大量的水分出来;地球吞入的水流入地幔层,滋润了无数的矿产资源,如石油、沥青等,以能源的方式被人类探测并利用;还有无数被吞噬的水以水蒸气的形式挥发到了空气中,最终又通过降雨的方式返回到了海洋……

结语

总的来说,地球虽然每天都在吞噬海洋巨量的水,但地球的水量一直处于一种平衡的状态。这正是因为地球对水资源有着强大的循环利用能力,才让地球的变化相对稳定,也让人类在地球上生活了这么多年。

https://www.163.com/dy/article/GMLR0OQ10552JK19.html?f=post2020_dy_recommends


                        “地球呼吸”的气候证据

                                杨学祥

                        (吉林大学,长春130026

                  The Climatic Evidence of the "Earth's Breath"

                             Yang Xuexiang

                      (Jilin University, Changchun 130026)

 

关键词:地球呼吸,地幔流体,气候周期,临界纬度,卫星红外图像。

Abstract: The tidal forces of sun and moon make the earth's deformation change in pseudo-periodicity about 60 years. The infrared photograph of satellitic surveying give the climatic evidence of the "earth's breath".

Keywordsearth's breath, mantle liquid, climatic cycle, critical latitude, infrared photograph by satellite.

 

日月引潮力使地球发生周期性形变,造成地壳容积的增减,产生地幔排液排气活动。我们形象地称之为“地球呼吸效应”[1]

杜乐天等对20003月初到4月中旬每小时的卫星热红外图像连续观察,发现沙尘暴灾区(冀北--内蒙古南)至少从3月初就一直发生异常的地球排气增温。爆发中心先在渤海区出现,然后向西迅速扩大,2~3小时到达新疆。特别是两次最严重的沙尘暴高峰期(326~28日和45~7日)与卫星图像上热区出现的时间吻合得相当好。到4月底,巴基斯坦热到49oC,印度西部从4月中旬就大旱,气温40oC,赤地千里,人畜渴死[2~4]。此次排气增温的速度和方向与太阳运行的速度和方向完全相同。排气时间发生在太阳引潮力使地球扁率变大、自转变慢和地壳容积变小的时期(125~47日)[5]

今年中国的高温异常区基本上分两大片:东北和华北。南到长江边(纬度35,即临界纬度),北到黑龙江(纬度50度)[4]125~47日和730~1116日地球扁率变大自转变慢,北纬35度以北地区和南纬35度以南地区地壳容积变小,南北纬35度之间地区地壳容积变大,地幔流体将从高纬度向低纬度流动或从断裂带排出。这是中国北方最强烈的地球排气在47日以前的原因,也是环南极大陆断裂带在秋分后强烈排气并破坏臭氧的原因[3]。而巴基斯坦和印度的最强烈地球排气在47日以后的原因是,49~728日和1118~123日地球扁率变小自转变快,低纬度地壳容积变得最小,低纬度地幔排气最为强烈。厄尔尼诺事件一般发生在圣诞节(1225日)前后也是这个原因。与此同时,近日点(13~4日)增强的太阳斥力使内核产生向光运动,挤压地幔向南纬23.5(太阳直射点)上涌,在秘鲁和厄瓜多尔西边海域的加拉帕戈斯三合点和热点喷出[5,6]

20003~7月卫星热红外图像资料提供了新的证据[2,4]。月亮近地潮比远地潮增大35%,近地点进动周期为8.85年,最小整数年为62年。一些研究者提出了气候和地震的60年准周期性[7],不同地区地壳最大形变产生的“呼吸作用”是其形成机制。 

据任振球的研究,木星、土星、天王星和海王星使地球冬至时的公转半径发生相当稳定的准周期变化,与全球尤其北半球气温变化的间隔60年振动相一致。在本世纪初的低温期和60~70年代相对偏冷期,当时(19011960年)地球冬至时的公转半径分别延长了94(相当于日地距离的0.6%)57km;在30~40年代和80年代后的暖期,地球冬至时的公转半径(19402000年)分别缩短了7644km2000~2020年地球冬至时的公转半径由极小值变为极大值,他推测2020年前后全球气候将进入相对冷期[8]2000年地球冬至时的公转半径减少了0.28%(本周期极大值)太阳引潮力将增加0.84%, 太阳辐射和太阳风强度将增强0.56%2000年是太阳活动峰年。这些因素使地球在春分和秋分后能排出更多的流体。

我们曾预测2000~2001年是厄尔尼诺年和灾害年[5]。全球灾害发生的事实证实了这一结论。行星引潮力产生的气候变化准60年周期(通过对冬至时地球公转轨道半径变化的控制而影响接受太阳能量的数量和地球内能的释放)对预测未来气候变化有重要意义。

 

                              参考文献

1.杨学祥,陈震,陈殿友。岩石圈伸缩的机制和规模.地壳形变与地震.1996,16(3):89~94

2.杜乐天,强祖基。 沙尘暴、干旱、热灾、缺水、沙漠化的地球深部气流祸因:中国地球物理学会编.中国地球物理学会年刊2000. 武汉中国地质大学出版社.2000.309

3.杜乐天天气与地气是不可分割的地球气体整体系统内外两大部分同上. 308

4.杜乐天,强祖基,李玲芝等地球在哮喘——干旱热灾之源科技日报. 2000-8-5. 第四版.

5.杨学祥,陈殿友.构造形变、气象灾害与地球轨道的关系.地壳形变与地震.2000,20(3).39~48

6.杨学祥,张中信,陈殿友.地核能量的积累与释放.地壳形变与地震.1996.16(4):85~92

7.任振球当代气候变暖若干问题商榷丁一汇主编,中国的气候变化与气候影响研究北京:气象出版社.1997.43~48.

8.荆佰弘。试论气候与地震的周期性。科学(中文版)。1995,(9):60~67

国家自然科学基金资助项目(No.49774228). 

本文发表在《中国学术期刊文摘》(科技快报)200176):730~731

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-507847.html 

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1277604.html




https://wap.sciencenet.cn/blog-2277-1314474.html

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1 周少祥

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