地震、地球内核南北 振动 与太阳黑子活动 周期

地震、地球内核南北 振动 与太阳黑子活动 周期 地震、地球内核南北 振动 与太阳黑子 活动 周期 张焕志根据卫星测量数据，计算出内核振动的振幅为790m，振动方向在东经40.3o子午面内，振动面与赤道面的夹角为1.8'，内核振动中心距地球质心为3km左右，振动周期为29.8年[1]。任振球用内核振动解释位于40oE的东非大裂谷和印度洋西部海岭以及位于140oW的东太平洋海隆和夏威夷火山的地幔流上涌，由此造成地极29.8年波动与气候、地震、内核振动的对应关系[2]。 图1太阳风压缩地磁场产生内磁尾 图2月球在月圆时将穿过地球的磁层 太阳辐射和太阳风使彗星产生彗尾、地磁场产生磁尾，通过对地磁场的压缩也会产生液核磁流体的背光偏移形成内磁尾以及内核的向光振动。太阳系轨道周期和地球轨道周期使地球内核振动具有1天、1月、1年、18.6年、29.8年周期，还有2、4、10、40、50000万年的南北方向振动周期以及1万多年和2亿多年的地核向心和离心振动周期[3-6]。 5亿年周期可能是大陆由石炭-二叠纪集中在南极变为第四纪集中在北极圈周围的激发因素，热心南偏形成的南北半球密度差异是南海北陆构造差别的成因[7]。2、4、10万年周期是内核振动激发地球内能释放的周期，与接收太阳辐射变化的相同周期一起，成为第四纪冰期与间冰期相互转换的决定因素[3,8-12]，表现出构造变化与气候变化的一致性。这种一致性也体现在半年和一年周期中[11]。1万多年和2亿多年的向心与离心振动周期是加强和减弱核幔角动量交换周期，因而是地球内能释放与间歇周期。Heinrich事件以1万多年为周期，它与D/O事件的关系十分明显:每隔几次变暖的D/O事件(逐次相对变冷)就出现一次最冷的Heinrich事件，然后又有较暖的D/O事件，如此周而复始[13]。它与地球内能释放的1万年周期相对应。海底火山间歇性喷发是其原因，喷发导致大洋深部环流突变，喷发强度逐次变弱。可以对比的是，2亿多年的火山喷发周期与地球内能的2亿多年释放周期相对应，内核由向北半球偏移变为向南半球偏移，大陆由南半球漂移到北半球。白垩纪最大的太阳辐射量增强核幔角动量交换，激发超级热幔柱强烈喷发，形成巨大火成区。随着太阳系从远银心点向近银心点靠近，太阳辐射量接近最小值，热幔柱喷发强度也逐次减弱，海洋底层水和大气温度随之逐年变冷[6,14]。火山喷发周期加热海水的规律是共同的。 近期内核南北振动造成的气候变化历史是:1.65~1.10万年前近日点从春分到夏至，内核向北半球偏移并在1.10万年前达到最大值，形成北半球内能释放高峰和北半球冰盖的最大量融化;在1.10~0.55万年前，近日点由夏至到秋分，内核回归地心，内能释放在0.55万年前达到最小值，北半球逐渐变冷，降水量也逐渐变少，这是0.55万年前毁灭性气候变化突袭撒哈拉的原因;0.55万年前到公元1250年近日点从秋分到冬至，内核向南半球偏移并在1250年达到最大值，形成南半球内能释放高峰，众多的海底扩张带加强了这一效应，这是中世纪暖期产生的原因;从1250年到6750年近日点由冬至到春分，内核回归地心，内能释放逐渐减弱，14~17世纪小冰期气候表现了这一趋势，变冷高峰将出现在6750年。地球轨道偏心率变化(10万年周期)和黄赤交角变化(4万年周期)会强化这一作用。4万年后偏心率最小值将导致冰期降临[12]。 人们往往把小冰期气候归因于太阳活动低值，实际上单凭太阳辐射能量变化不足以解释气候的巨大波动。对宇宙飞船测量数据的分析确定，太阳的辐射输出变化于0.1~0.3%的水平上。Eddy等人估计，气候响应与正常发生的变化相比是很小的--太阳常数的变化至多使地球表面的温度受到零点几度的扰动，问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 的关键是能够激发低层大气发生变化的机制[15]。在太阳活动增强时，强太阳风可以把磁层顶到地心的距离由8~11个地球半径压缩到5~7个地球半径，造成内核大规模振动并引起地球内能的强烈释放，它可以解释气候万年、千年、百年和十年尺度的变化。地磁场明显的2、4、10万年的地球轨道调制周期就是内核振动的证据[16]。 目前，近日点(1月3日)在冬至(12月21~22日)附近，最大的太阳辐射在南纬23.5o，内核的向光偏移挤压地幔上涌，在加拉帕戈斯三合点和热点喷出，加热海水，形成厄尔尼诺事件。这是厄尔尼诺增温盛期一般在圣诞节(12月25日)前后，并出现在南半球的秘鲁和厄瓜多尔沿海的原因[10]。任振球的内核振动激发地幔上涌的观点[2]，具有极大的启发性和前瞻性。 臭氧层吸收太阳辐射中2%的能量，臭氧洞漏能效应是除地球内部能量释放外最可靠的地表增温途径。计算表明，太阳引潮力使秋分时的地球扁率变大，使地球自转速变慢，增强南极上空大气涡旋，形成南极臭氧洞。与此同时，地壳容积变小，增强地球排气排液活动，月亮引潮力会周期加强或减弱这一效应，形成臭氧洞扩大与厄尔尼诺事件的一一对应性。1982~1983年强烈的厄尔尼诺 事件使南极臭氧含量迅速减少，达到新的低值。近日点的进动(周期为2万多年)使最大臭氧洞在南北两极交替发生，地球轨道偏心率最大值和黄赤交角最大值会强化这一效应[11]。 核幔角动量交换还受到周期为25500年的岁差运动和周期为18.6年的章动的控制。岁差运动是日月对地球赤道隆起部分的引力使地轴发生晃动而产生的。地球内核是橄榄形的，没有赤道突起，其自转轴不发生晃动。由于内核与地壳地幔差异旋转，所以内核自转轴与地壳地幔自转轴不重合，后者绕前者做一种圆锥运动。在地表的表现是，地磁极与地理极不重合，地磁极绕地理极逐年漂移，地磁轴与地理轴(即地壳地幔自转轴)成11.5o交角[17,18]。即使内核与地壳地幔以相同速度异轴自转，也会产生核幔角动量交换和液核涡旋流。 Allegre和Schneider的研究表明，距今200万年到300万年前之间，古气候纪录开始显示出温暖和寒冷时期的重大变化有大约4万年的周期，与黄赤交角的变化周期完全一致。在距今60到80万年之间，占优势的循环从4万年的周期转变到10万年，并有很大的起伏。火山喷发和喜马拉雅山脉构造事件等可能是其变化的原因[19]。喜马拉雅山脉和青藏高原的不断隆升，加剧了大气圈的差异旋转和两极上空的大气涡旋，加强了出现在两极的臭氧洞漏能效应，使北极冰盖可以扩张到低纬度的海拔高度为5000m的青藏高原，使地球轨道偏心率的变化周期(10万年)起主要作用。这是构造运动影响气候变化的重要证据[3,11,20~24]，单纯的轨道因素无法解释这一转变[25]。 张素欣、解用明、乔子云、陈立强、赵振增统计了太阳黑子活动11年周期和22年周期与华北地区(E108?~124?,N34?~42?)1815年~2002年187年6级以上强震的关系。结果显示，它们之间存在着较好的对应关系，华北地区的强震自1815年第4高潮以来，有84.6%的强震集中在太阳黑子11年变化周期的峰年段(?1年)和谷年段(?1年)内发生;其中尤以双周峰年段、单周谷年段较为集中;而单周下降时段却从未有过强震发生。目前(2004年)正处于太阳黑子活动第23周单周峰年之后的下降时段，该统计区内强震发生的概率极低[26]。 胡辉，赵洪声，和宏伟详细分析了20世纪云南强震群体盛衰的天文背景，文中指出月亮白赤交角(亦称月亮赤纬角)变化产生的交点潮可能是影响地震长周期活动的一个原因。分析结果表明，20世纪以来云南的4个M?6.7级强震 活跃期有3个始发于月亮白赤交角极大年或其次年，仅第一个地震活跃期不是如此，所以总概率达80%。另外，无论太阳活动还是地震活动均存在11年的准周期，对比太阳黑子相对数滑动平均曲线与云南历年最大地震强度滑动平均曲线，即年黑子相对数减小时，地震强度增大。据此，作者利用20世纪云南历年最大地震的震级作了4组11年周期的外推，估计了下一个地震活跃期首发地震的时间和震级。综括上述2个天文条件，根据目前月亮白赤交角变化与太阳活动形势，他们认为云南下一个地震活跃期可能开始于2006/2007年。他们根据地震活动11年周期中同相位年的平均强度作外推预报，2005年按期前7个11年周期同相位年的最大地震强度平均推算，可能为5.69级上下，仍处于低水平活动期，而2006年的地震强度则可能增至6.37级上下，应引起我们的警觉，最严重的是2007年，该年所处的相位最易发生强烈地震，平均震级已接近6.7级，足见该年最可能是云南下一M大于等于6.7级强震活跃期的开始年，并可能爆发7级大震(概率达43%)。2007年云南地震强度所以会如此之高，主要是因其正值太阳黑子第23活动周的谷值年附近。如往前追溯，自1700年以来，云南有记载的18次M大于等于7级大地震中，竟有近一半发生于太阳活动谷年附近，使谷年成为十分罕见的大震高发相位[27]。 表120世纪以来白赤交角极大年与云南首发强震(据胡辉等，2003)[27] 白赤交角极大年云南强震活跃期首发M大于6.7级强震 1913第1活跃期1913峨山7.01932第2活跃期1941澜沧7.0(极小值年) 19501950勐海7.01969第3活跃期1970通海7.71987第4活跃期1988澜沧7.62006/2007第5活跃期2007普洱6.4，2008盈江5.0、5.0和5.9 注:最后一栏是笔者根据胡辉等人预测和地震实测数据加的。8月21日云南省德宏傣族景颇族自治州盈江县发生5.9级地震(08-22) 地震与太阳黑子周期的相关性许多学者作了讨论[26，27]，太阳风强度变化引起的地球内核振动幅度变化可能是一个重要原因。 其一、由于地球内核与地壳地幔差异旋转[9，17，28，29]，太阳风强度增大压缩地球磁场，可增强内核与地幔的角动量交换和偏离地心距离，从而改变 地壳地幔的自转速度和扁率，形成太阳黑子、地球形变、地球自转速度和地震的相关性。大多数学者认为，地球自转速度的十年波动与地核的角动量交换相关，而地球自转速度变化被认为是地震的原因之一。 其二、由于地球轨道变化的规律性，太阳在南北回归线之间摆动，因此太阳风强度变化对地球而言有地域差别和时间差别，某些地区在某段时间内受太阳风强度变化的影响可能比较强烈。 其三、引力是弱力，磁力是强力。这是太阳活动对地震的影响比潮汐更明显的原因。 其四、月球在地球和太阳之间运行，将影响太阳与地球的相互作用。