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王为民 (四川省南充市龙门中学 邮编637103) 十七世纪英国伟大物理学家伊萨克·牛顿发现了万有引力定律,解释了潮汐现象。然而,潮汐现象涵义颇广。对于地壳有地壳潮汐,对于海洋有海洋潮汐,对于大气有大气潮汐。但是,长期以来,人们在研究地质动力学中,却忽略了一个对地质变迁,地壳演化起重要作用的熔岩潮汐现象,即地球岩浆潮汐现象;很有可能,它就是造成火山、地震的主要原因,是板块运动的驱动力。从而它将比六十年代发展起来的地幔对流学说具有更强的说服力。 根据地球物理现代观,认为地球由外到内,可分为地壳、地幔、和地核三部分,其中地幔又分为上地幔和下地幔。其中,下地幔为软流层,它托起类似鸡蛋蛋壳的地壳。而地核又分固体铁镍内核和液态铁镍外核。液态铁镍外核处于熔融状态,流动性大,因而能表现出溶岩潮汐现象。它的潮汐现象比固体壳层的地壳潮汐更显著,正象海洋潮汐比地壳潮汐更显著一样。地壳与熔岩相互作用,形成上地幔和地壳各板块之间的弹性形变,最终发生断裂,把弹性势能释放出来形成地震与火山等地质现象。潮汐现象主要是由月球和太阳的引力引起,而月球的引潮力约为太阳的 2.17倍,故熔岩潮汐现象就主要决定于月球的引潮力。所以,月球的运动常常与地球上的火山、地震等现象息息相关。一位美国科学家据资料记载发现,地震与月球运行有关,而且刚好在月球与地球处于最近位置,与月球处于相对面的地球位置发生地震。笔者认为,这个现象主要是地球熔岩潮汐现象产生的结果。 一、潮汐力的产生
本人认为地球的地震、火山、海啸、地质运动等是月球与太阳等天体对地球产生的熔岩潮汐力,地壳潮汐力、海洋潮汐力以及大气潮汐力对地壳的撕裂作用产生的。
1、竖直方向的引潮力
图1 竖直方向的引潮力
一个简单的例子是计算两个质量微元为dm的地球上的 A、B熔岩物质受到月球的潮汐力的作用。
地球的引力作用力产生的 引潮力太小,暂不考虑。为简单起见,下面对 A、B、O、 O′在同一直线上,并只考虑月球的引潮力的作用进行分析。
如图1所示,质量微元A 相对月球的下落加速度为
质量微元B 相对月球的下落加速度为
其中M 为月球的质量。
地心相对月球的加速度为
由于
而质量微元B 相对地心O的加速度为
由此可见, 质量微元A和B 相对地心O受到一个大小相等、方向相反的的力,这个力的大小为
其效果是把 质量微元A与B分开,这就是月球对地球上的 质量微元产生的竖直方向的引潮力。
2 、水平方向的引潮力
图2 水平方向的引潮力
如图2 ,质量微元A相对地心O的加速度为
质量微元A 相对地心O的受到月球的指向地心的引潮力为
质量微元B 相对地心O的受到月球的指向地心的引潮力为
所以,质量微元A 和质量微元B 受到的横向引潮力大小相等,方向相反, 其效果是把质量微元 A与B拉向地心,这就是月球 对地球的水平 方向的引潮力。
月球对地球上的质量微元产生的竖直方向的引潮力,使地球熔岩在竖直方向被拉长,而 月球对地球的水平 方向的引潮力使地球熔岩在水平方向受挤压而变扁。这就是地球地震、火山、海啸、地质运动等的形成主要原因。
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