——用中國智慧揭開地震成因之謎
(本書已由華齡出版社於2020年10月出版發行,書名《探索自然之謎全三冊》下冊《地震成因》)此處是作者原稿,與正式出版的“潔本”文字略有差異。
(接上篇)
2.2超剪下破裂現象很“逆天”
大自然不會說謊,不會造假。它總是直來直去,毫不掩飾自己的本來面目。只要你讀懂它的語言,立刻就真相大白了。
近年來,一個令地震專家驚異和困惑的問題再次出現:觀測發現,在一些大地震中,竟然存在“超剪下破裂”。所謂超剪下破裂,是指地震時地下岩石破裂速度超過了剪下波的地震。地震的觀測資料和反演結果表明,斷層的破裂速度一般為剪下波速度的0.7—0.9倍,約為2.5—3.0km/s,這符合以往理論研究認為的斷層的破裂速度極限是瑞利波波速(約等於0.92倍的剪下波波速)。但是對一些地震斷層的破裂過程的研究表明,有些條件下斷層破裂的速度可能要超過剪下波速度,甚至可達到5.0—6.0km/s。
2014年7月11日,美國斯克裡普斯海洋研究所研究人員報告說,他們第一次在地球深部發現了破裂速度超快的地震,其破裂速度高達每秒8千米,約是音速的23倍。這一成果發表在美國《科學》雜誌上。
在此之前,大約有6或7個地震被研究人員發現可能有超剪下的現象,這些地震全部都是淺源地震。
2010年4月14日青海玉樹7.1級地震中,也被發現發生了超剪下破裂。D.Wang J.Mori研究發現,檢查近場YUS臺站記錄的結果說明,最擬合的合成地震圖相應的破裂速度高達5.0km/s,相應的震源與YUS臺站相距幾千米。考慮到這個地區5—30km深度的P波速度為5.75—6.05km/s(Wang andQian,2000),與約3.0—3.6km/s的S波速度一致,因此破裂速度顯著快於剪下波速度。
對於超剪下破裂的另外一些例子,地震開始時是亞剪下破裂速度,然後加速到超剪下速度,這種震例有迪納利地震(Dunhamand Archuleta,2004)和崑崙山地震(Bou—chonand Vallee,2003)。對於這次地震,根據第一次高頻矩心的時間和位置判斷,開始時的破裂速度似乎是亞剪下的。我們認為,這種高頻輻射的爆發反映出從亞剪下到超剪下破裂的轉變。至今仍不清楚是什麼原因導致了這種加速(D.Wang J.Mori,2012)。
對於這些現象,其背後的真實機制是什麼,地震學家們還一無所知。這促使他們在努力思考:引發斷層超剪下破裂的深層物理機制是什麼?其產生條件和破裂過程又是怎樣的?(胡進軍等,2011)
這樣的“超剪下破裂”現象也是很“逆天”的。
一個物體要發生運動必須獲得能量,岩層破裂也不例外。
按照斷層說的推理,兩塊石板相互擠壓發生斷裂時,應當是在岩層受力的垂直方向出現一條或幾條裂縫,岩層沿著這些裂縫(斷裂口)整齊劃一地統一地斷裂,由於岩層的剛性特徵,斷裂是同時性的,這裡是不應該存在什麼破裂速度的。既然觀測到了岩層的破裂速度,就說明破裂是受到某種衝擊力(而不是擠壓力)導致的。衝擊力越大,破裂速度越高。
一個簡單的道理是,不論是比較常見的以0.7—0.9倍剪下波速度破裂的岩層,還是超剪下破裂的岩層,必定要有高速運動的衝擊波力源來推動岩層,才能有岩層的高速破裂。岩層超剪下波破裂、超聲速破裂,必定是它受到的衝擊波能量特別巨大。
按照牛頓第一運動定律,岩層破裂速度,正比於它受到的衝擊波的能量大小。衝擊波能量越大,破裂速度越大,反之亦然。換句話說,破裂速度越快,表明岩層受到的衝擊力越大。
如果沒有衝擊波,岩層怎麼會以0.7—0.9倍於剪下波的速度破裂或以超聲速破裂?如果沒有衝擊波,岩層便能以這樣的速度破裂,那麼它遵循什麼樣的物理規律?原理何在?
如果岩層是因受板塊擠壓、碰撞而發生破裂、滑動(實際上這種現象根本不會發生,也從來沒有發生過,都是瞎猜出來的),怎麼會以超聲速破裂?板塊的“運動速度”那麼低,據地質學家估計,大板塊每年可以移動1—6釐米距離。這樣的“速度”低到完全可以忽略,破裂的岩層是如何獲得超額的加速度的?而且還快慢不一。這恐怕又是一個超級難題,又得難倒一大堆專家精英,最後還是得歸到“佯謬”裡去。
巨大巨厚的板塊因為每年幾釐米的微小移動而發生斷裂或滑動是難以想象的,一個邊緣長度達數千、數萬千米,面積如太平洋板塊近1.8億平方千米,這樣一個巨大的板塊一年只移動幾釐米是什麼概念?時速多少?每秒移動多少米?稍加計算可知,按每年最高值移動6釐米計算,約為0.0000000019米/秒。如此“高速”“碰撞”,豈不把岩層撞飛了?但是目前觀測到的最快的破裂速度是每秒8千米,比板塊運動速度高4.2萬億多倍,這多出的4.2萬億倍的額外的加速度是哪裡來的?
岩石的性質決定了,板塊發生斷裂只能整體性一次性斷裂,滑動也只能整體滑動,不可能在岩層內部發生掏洞式破裂或區域性滑動,空間、能量傳遞方式都不允許。
為什麼竟然出現“超剪下破裂”?它獲得的衝擊波加速度是哪裡來的?就是地下龍捲風和閃電-熱核聚變釋放的衝擊波及其引發的共振效應提供的(詳細討論見第四章第二節)。之所以破裂速度超過了剪下波,是由於“速度共振”導致的,所謂速度共振,就是透過共振作用,系統會使運動速度逐步加快,即產生加速作用。就是說,透過速度共振的作用,剪下破裂就會被加速。速度共振(使系統運動速度加快的共振作用)與共振強度成正比。共振強度越大,系統的速度共振作用越強,加速作用也越大。而共振強度取決於引發共振的初始能量的強度。在地震中,取決於地下閃電-熱核聚變釋放的能量強度。地下閃電-熱核聚變釋放的能量越大(地震震級越大),由此導致的共振效應越強,速度共振作用也越強,剪下破裂速度也越高。這就是為什麼會產生“超剪下破裂”的原因所在。之所以存在速度共振,也是由於共振起電效應導致的。
“地震開始時是亞剪下破裂速度,然後加速到超剪下速度”,是因為最初速度共振效應尚不顯著,一旦速度共振效應充分顯現,就使剪下破裂得到加速。這就是剪下破裂加速的機制。也只有速度共振作用才能使剪下破裂加速。如果沒有“速度共振”效應,也絕不可能出現加速破裂現象,更不會出現“超剪下破裂”。
當然,實際的情況非常複雜,可能並不完全遵從上述規律。剪下破裂速度也會與震區地質環境有一定關係。
地殼內岩層破裂的加速絕對是非同一般的現象,因為岩層不是汽車,踩一腳油門就可以加速,誰能給岩層“踩油門”呢?只有“速度共振”機制!
其實超剪下破裂現象的存在也是對“彈性回跳說”和“粘滑說”的否定,因為無論是岩層“彈性回跳”(實際不可能發生)還是“粘滑”(實際也不可能發生)都絕不可能導致這樣具有加速度的超剪下破裂現象。你所觀測到的現象與你秉持的理論完全是背離的。只是專家們沒有意識到這一點而已。可以說,超剪下破裂現象,再一次宣判了斷層成因假說的“死刑”。
超剪下破裂是實際觀測到的真實存在的現象,為什麼在斷層成因說框架內卻成了一個巨大的困難呢?因為“板塊碰撞、岩層破裂”的機制無法提供強大而快速的衝擊力源,更無法提供加速機制。而沒有一個強大而快速的衝擊力源和加速機制,就不會產生超剪下破裂現象。而在電磁共振成因說框架內這樣的困難也不復存在,因為地下龍捲風和伴隨的雷電-熱核聚變及其引發的共振效應完全可以提供強大而快速的衝擊力源和加速機制。在地下核試驗中也發現了地下岩石因受核爆炸衝擊波而產生剪下破裂的現象(詳見本章第六節)。
一個“超剪下破裂”現象,是何等艱深難解的難題!由此也可見地震是一個複雜到了極點、頂點的自然現象,對此必須有足夠清醒的認識,千萬不要以為草草劃分了一下板塊,就輕輕鬆鬆地把地震難題解決了。怎麼可能呢?
實際上,“破裂速度”這個概念也是一個既荒謬又滑稽的錯誤概念。岩層破裂需要速度概念來描述嗎?如果扯斷一條繩子,或掰斷一根筷子,需要用“斷裂速度”來描述嗎?擠破一塊石板需要用“破裂速度”來描述嗎?不用。斷裂(破裂)是一個不需作任何量度的現象。如果做兩組擠壓石板(相當於“板塊”)的試驗,會不會出現甲組的石板是以每秒5千米的速度斷裂的,而乙組的石板卻是以每秒10千米的速度斷裂的這樣的情況?不會吧。
其實對於硬度較大、柔韌性很差的巖體來說,無論大小,無論它是一個“板塊”還是一個小石板,發生斷裂都只能是“咔嚓”一聲整齊劃一斷掉了事,不可能膩膩歪歪、黏黏糊糊,斷起來沒完沒了,需要用“破裂速度”來描述。它們的破裂(斷裂)方式只能是瞬時性的,不可能具有什麼“破裂速度”。何況你們的理論不是“彈性回跳”嗎?只有瞬時性斷裂,才有可能“回跳”(實際絕對不會發生),如果破裂數分鐘乃至數十分鐘,它還怎麼再“回跳”呢?都是自己打自己嘴巴。獵手太笨拙就只能被狐狸戲耍。
只有運動物體才具有速度,才能用速度概念來描述。物體斷裂不可以、不允許使用速度這個概念。這就像不能用時間概念去描述空間一樣。你不能用描述物體運動的概念描述物體斷裂,物體運動與物體斷裂是完全不同的兩回事,有著本質差別,不容混淆。你不能說這個物體有5秒長,你也不能說這塊石板是以每秒多少千米的速度破裂的。用速度概念來描述岩層破裂,犯了“不當描述”的錯誤。不是傻子就是瘋子。所以,“破裂速度”這個概念完全是“用詞錯誤”,可見這樣的專家連小學裡的知識也沒掌握好。斷層說就是這樣錯誤百出、出盡洋相,把人逼得只能胡說八道。太坑人了。
而且,“剪下破裂”這個概念也是錯誤理論派生出來的錯誤概念,地下岩層不是板塊碰撞擠壓斷裂導致的,當然也不是受到什麼“剪下力”被“剪斷”的。地下岩層是受到地層內帶電粒子迴旋共振即地下龍捲風的旋扭力被扭斷的(詳見第四章第二節),正確的概念應該是“旋扭破裂”。所謂的“剪下破裂”實質上是共振波——迴旋共振波、橫波共振波、縱波共振波的傳播現象,岩層的破裂是共振波導致的。而“破裂速度”實質上是地下龍捲風的漂移速度和/或共振波的傳播速度。“超剪下破裂”實質是橫波共振波和/或縱波共振波超過了迴旋共振波的傳播速度。是速度共振產生的效應。不存在“剪下波”而只存在“迴旋共振波”。(詳見下文)在“電磁共振成因說”中,這些錯誤的概念術語都會被自動拋棄。
你只知道岩層破裂,卻不知道它是怎樣破裂的、是誰把它弄破裂的。於是虛構了幾個“板塊”,然後又虛構它們會“碰撞”,但卻與事實都對不上號。這樣的猜測、這樣的認知能力未免太低階了點。
在斷層成因假說框架內,充滿了解不開的難題,充滿了違背基本物理規律、違背常理、違背常識的奇葩理論,奇葩朵朵開。你們的“科學頭腦”都到哪裡去了?
(未完待續,接下篇)