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重力动力学是马杏垣院士进一步深化的地球动力学地球动力假说;开合旋动力学是杨巍然、张抗等进一步深化的地球动力学地球动力假说。然而,随着太空中可塑物质球内物质稳定平衡的性质-球内性质、球内引力场展布特征及浮力的数理理论的求出,发现两地球动学理论不应再称假说。
1、地球内部物质稳定平衡的理论基础
当发现相当客观量的可塑物质在太空舱中为球态时,且可塑物质为球与表面张力无关。通过对球内引力场的讨论,无论是单一密度,还是多密度物质在太空中,在可塑的的前提下,前者形成均匀球体,后者形成具有同心球层的球。这时前述两者球内物质稳定平衡时,就具有以下的球内性质“性质1:球内任意点引力强度方向均指向球心,该点引力线为过球心的直线。性质2:球内等引力强度面、等压力面、等引力位面均为球形。性质3:球内同球面上:引力强度值、引力位值、压力值处处相等。性质4:球内同球面上,沿球面任意点引力强度、引力位、压力梯度横向各参数梯度为零。纵向上任意点上,同半径的任意点各参数上梯度值相等。性质5:球内引力线与各参数等值球面垂直。性质6:球内任一点的各向应力值与该点的压力值相等。性质7:所有物质,由球心而外,按密度从大到小圈层展布。”上述性质下球内任意质点是稳定的,或者说球内所有质点稳定平衡的前提应具有以上七条性质。
而对于具有多同心球层,内球或任意球层上有异于内球或球层密度的物质,要么上浮要么下沉,其受合力为:F=-V物(ρ-ρ物)E(r),[式中V物异于内球或球层密度的物质的体积,ρ为内球或球层密度,ρ物物质的密度,E(r)物质质心处引力强度,F物体受力,当(ρ-ρ物)大于零,物质远离球心上浮,当(ρ-ρ物)小于零,物质接近球心下沉]。这部分可参考《首揭均匀介质中物体浮、沉与阿基米德定律存在的数理根源(2)https://blog.sciencenet.cn/blog-3433895-1399996.html》。
2、重力动力正确的原因
马杏垣院士(1987年)认为“重力可以影响一切构造变形,在岩石圈-软流圈中由各种因素引起重力失稳的动力系统中,重力均衡是地壳隆起、沉陷最主要原因,就连滑坡、崩塌陷落等外力地质现象也主要是重力作用引起的”,这是马杏垣院士重力动力学的核心。
在讨论重力动力学不是假说前,先谈一下前面球内性质,其前提是不同物质形成的同心球层及内球具有一定的可塑性,即具有一定的黏度或刚性极小。对于地球的表层除水(未结冰)和空气外,各种岩石都具有一定刚性,这种刚性造就了各种构造及目之所及的自然景观。根据球内性质,表层的地壳并没有形成同心球层,因此地球表层横向上,存在因刚性而形成的应力累计。这种应力累计为物质的横向运动埋下伏笔,如,剥离风化物在水等的参与下由高出向下游搬运;当应力积累大过所处物质的刚性,则会造成等级不同的地震。以上所举之例的远动,正是具有横向应力积累减小向球层过度的过程。通过上面的简单举例可以看出,重力动力学对构造运动具有重要的决定性的作用,因此重力动力学不应称为假说,而是一重要的地球动力学理论。而被称为假说的背后原因是没有搞清星体为球的原因,这是其一;其二没有厘清为什么存在浮力的数理根源;其三没有从理论上厘清形成星体形成同心球层的理论。这三者的没有从宏观力的根源万有引力定律上的厘清,必然导致重力动力学只能是假说。但此时是否可以说马院士的重力动力学就可以说完全正确,笔者认为如果重力动力学的内涵扩展至前述的球内性质,重力动力学就完美了。
3、开合动力学正确的原因
杨巍然、张抗等将开合旋运动动力学有以下定义,“地球上一切物质(大至地球,小至分子、原子、质子、粒子)都做开合运动。以热力(热能)驱动物质上浮运动定义为开;以重力(势能)驱动物质下沉的运动定义为合。开合运动具有垂直开合与水平开合的同步统一性和开合相互依存,相互对立,相互转化两个重要特性。地球物质(地质体)水平上的运动为开,相向运动为合;垂向上离心运动为开,向心运动为合。综合而言开合构造可表述为地球膨胀为开,收缩为合。在旋转运动的统领和调剂下,将所有地球物质、构造、能量等从无序状态转到有序状态,最后建成了动态稳定的开合旋构造体系。”这是开合旋构造运动动力学的核心,其中涉及热(地球膨胀、甚至脉动)、重力(重力均衡)、上浮及地球自转四个力学参数,这与巫建华将将地球动力学划分的(重力、膨胀收缩与脉动、地幔分异与对流、地球自转及星际作用)五大地球动力系统仅缺少星际作用。
开合旋动力学及巫建华五大系统动力学的划分,也没有将物质的粘性纳入地球构造运动的研究之中。但根据球内性质,当准稳定系统,受到的地球内部非均匀热的作用,异常温度高的部分粒子间距离增大高于周边,因而造成密度低于周边的降低。根据前面的公式,这部分受热物质必然上升,它的上升必然对周边物质形成挤压,位于大陆下时,由于大陆物质的刚性,先是造成陆体撕裂,后是造成对陆体的推动因而形成开的构造运动,这一点梁光河博士做了大量的工作。但也要看物质受热上升的同时,还将引起底部物质的亏损而形成真空,真空的形成将导致周边的物质补充,从而受迫对流形成。在这受迫对流中,所有质点由于处于地球自转力场和地外星体力场中,因而受迫对流具有旋的痕迹,以及地外星体作用的痕迹,这些痕迹记录在构造运动中。由此看杨巍然等老师的开合旋动力学无疑是正确的,但这种正确是有缺憾的。这种缺憾主要表现在于没有搞清星球内部物质质点稳定的理论,或最基本的一切物质形成星体为球态的理论没有厘清,这也应是开合旋动力学之前称为假说的重要原因。
以上简单在球内性质的基础上陈述两种动力学正确的根源,其目的想重复陈述:许多学者的动力学成果是有正确的成分,都在以所据的参数解释着构造运动的形成,但却忽视了最为根本课题的研究和解答,而恰恰是对这基本问题的不完整回答,在笔者看来影响了动力学理论的健康发展。而最基本的动力学是什么呢?从上面的简单陈述看,所有研究地球动力学的学者忽视了以下三个问题终极理论探讨:1、星球为什么是球体?为球体基于什么理论?2、物质上浮与下沉是基于什么样的数理理论而形成?形成上浮与下沉球体内部引力场具有怎样的特征?3、多密度物质为什么形成同心球层,其背后的数理原因是什么?这三问题的不从理论上解决,笔者认为今后涉足地球动力学的学者,将和之前学者一样寻找地球动力学理论,并将寻找到的理论扩大化的运用,而无判断标准。这是因为,当我提出球内性质,从数理上解决完物质上浮力、下沉力及球内引力场变化后,发现国内外学者们的动力学都是有正确的成分,如胡宝群的地压梯度动力学、李德威三级层流动力学、万天风陨击动力学等等,这里不再举例,可参考毛小平博士的《各种地球动力假说汇总及周向应力,https://blog.sciencenet.cn/blog-2367565-1207448.html》。以上仅是个人的一种认识,如有不当,请老师们批评指正!
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