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《地震的成因及其推测》 阅读答案

Answer 1

成因现在只知道大概和宏观，具体的深入的研究并不深，并且有多种猜想。

以下详细分析地震成因和地震过程：
依据地震源深分类有：
浅层地震：震源深度未满70公里。
中层地震：震源深度70公里——300公里之间。
深层地震：震源深度超过300公里。（资料出处：二十一世纪出版社出版《地震求生记》）
因此地震成因应分为深层地震成因、中层地震成因、浅层地震成因。
深层地震震源发生在下地幔，地幔是具有一定塑性的固态物质，使柔软的物质发生震动显然不是地壳板块撞击的结果，而应与地幔局部区域发生的爆炸相关。
希望出版社出版的《地球大百科》认为：
地球之所以特别活跃，因为有两种动力在推动它：其一源自太阳内部，其二则来自地球内部。这两种动力归根到底都是放射性衰变所产生的热量。
地球内部的高温高压条件使到复杂的聚合反应得以进行。放射性衰变所产生的热量和聚合反应都会使到地球深处的局部地区发生爆炸，爆炸冲击波推动地幔以应力作用于地壳底部，地壳受应力影响发生震动而发生深层地震。
深层地震与高能物理现象和高能化学现象相关，其具体的成因和过程有待高能物理学专家和高能化学专家共同揭开。
中层地震发生在70公里—300公里之间，也就是说既有发生在莫霍面以下地幔的震动，也有发生在莫霍面的震动。因为都是发生在莫霍面以下地幔的震动，所以发生在莫霍面以下地幔的中层地震成因与深层地震成因基本相同。而发生在莫霍面的中层地震成因因为具有连接岩石圈的不同因素而有相对特殊性（以下简称莫霍面地震成因）。
莫霍面地震成因和浅层地震成因成因基本相同，都源于高压的岩浆向低压空间释放能量和物质。但又有区别：莫霍面地震成因与岩石裂纹相关却不一定与断层有关，并且不一定产生珊瑚树状管状通道，这种特点会在小型地壳深层地震中表现较为明显，因此将与断层无关并且不形成珊瑚树状管状通道的地震成因列为莫霍面地震成因。莫霍面地震成因会与浅层地震成因同时出现在地壳中、浅层地震中，而浅层地震成因很少出现在地壳深层地震中。
（一）中层地震中的莫霍面地震
（1）中层地震中的莫霍面地震成因：
莫霍面的气体逸漏使到地幔物质的高温可以有效地作用于地壳底，地壳底被熔出向上的管状通道，温度较低的岩石骤遇高温和高压而出现裂纹，当裂纹较多时会形成一定的低压空间，高压的岩浆在低压空间以爆炸形式释放能量和物质，爆炸冲击波会使岩石层断裂或发生错动，同时使受冲击区域发生地震。
（2）中层地震中莫霍面地震过程：
一般来说，靠近地壳底部的固态岩石会在高温高压的作用下固结得比较紧密，就象烧制好的陶瓷一样有较好的密封性（质地细密的蛇纹玉石就已经可以制成保温、封闭性较好的茶具器皿。），这些密封性较好的固态岩石象皮球一样包裹着地幔，地壳与地幔交界面的气体难以逸出“皮球”。地壳底部的岩石在受热熔融—冷却凝固—再受热熔融—再冷却凝固的不断反复过程中因为多次的受热膨胀和冷却收缩而如同宝石结晶一样会出现裂纹，较细小的裂纹会有足够时间让熔融岩浆填充后凝结封补。但在海洋底部等一些地壳较薄的区域或在地质裂纹较多的区域则不同，裂纹频繁出现而形成较多裂纹，在熔融岩浆未能有填充封补之前，莫霍面的局部气体可以通过裂纹逃逸。莫霍面的局部气体逃逸后，原来随着快速移动的莫霍面微细气泡运动而堆垫在地壳底部岩层和地幔物质之间的高熔点绝热物质失去莫霍面局部气体动态堆垫作用，被地幔物质冲开，地幔物质的高温直接作用于地壳底部的岩石时间变长，岩石失去微细气泡热力间断、冷却作用和高熔点绝热物质热力阻隔的保护而被热力有效地作用，由于没有足够的时间间隙凝固而渐渐被熔融。在气体、高熔点绝热物质热力阻隔作用减少的情况下热量有效上传使到不断地有更多的岩石被熔融。在沿裂纹逃逸的气体引导下，地壳底会被熔出向上的管状通道。温度较低的岩石骤遇高温和强压而出现裂纹，当裂纹较多时会形成一定的低压空间，高压的岩浆在底压空间以爆炸形式释放能量和物质，爆炸冲击波使会使岩石层断裂和发生错动，同时使受冲击区域发生地震。
由于裂纹所形成的低压空间相对狭小，没有足够的空间让高压的岩浆释放大量的能量和物质，爆炸威力一般不大，因此地壳底部深层地震以中、小型地震居多。
地壳底部岩石在不断受热膨胀和遇冷收缩过程中产生裂纹的机率相当高，因而地球每天发生1万多次小地震有相当部分是莫霍面地震成因引起。
爆炸后会产生两种情况：
1．地震平息：爆炸后会使到岩浆填充裂纹然后凝结封补，爆炸产生的微细回旋气流填补莫霍面的局部气体，由于裂纹被封，莫霍面的气体不能逸漏，在地壳底重新形成的快速移动微细气泡并再次发挥热力间断、冷却作用，高熔点绝热物质在莫霍面微细气泡运动的动态作用下而重新堆垫在地壳底部岩层和地幔物质之间，地壳地幔之间又再次形成压力平衡和热力传递平衡。
2．产生余震：爆炸后会生成新的裂纹，当裂纹又再形成一定低压空间的时候，高压的岩浆在低压空间以爆炸形式释放能量和物质，爆炸冲击波使受冲击区域发生余震。直至岩浆填充裂纹然后凝结封补，莫霍面的气体不能逸漏，地壳底重新形成的快速移动微细气泡并发挥热力间断、冷却作用，高熔点绝热物质在莫霍面微细气泡运动的动态作用下而重新堆垫在地壳底部岩层和地幔物质之间，地壳和地幔之间形成压力平衡和热力传递平衡，余震才平息。
注意：莫霍面地震成因会与浅层地震成因同时出现在地壳中、浅层地震中。一般而言，当岩浆挺进至地壳中、浅层时，高熔点绝热物质有时候会大量流失或被冲击成微细碎片而基本失去热力阻隔作用，取而代之的是地表的低温发挥冷却作用，因此在地壳中、浅层由莫霍面地震成因引发的地震基本上应该略去高熔点绝热物质热力阻隔作用而加入地表低温的冷却作用；对于高熔点绝热物质分布较多和稠厚的区域，则加入地表低温的冷却作用的同时，需要区别分析高熔点绝热物质是否仍然可以发挥热力阻隔作用。下文关于浅层地震过程中涉及莫霍面地震成因引起的地震所作的分析论述是普遍性分析，如读者需要作特殊性的分析则只需保留高熔点绝热物质的热力阻隔作用。
（二）浅层地震
（1）浅层地震成因
莫霍面的气体逸漏使到地幔物质的高温可以有效地作用于地壳底，地壳底被熔出多条向上基本密闭通道，岩浆主通道在地壳中、浅层的上升过程中首先遇到具有一定低压空间的断层，高压的地幔物质在低压空间中以爆炸形式释放能量和物质，爆炸冲击波会使岩石层断裂或断层发生错动移位，同时使受冲击区域发生地震。
（2）浅层地震过程 :
一般来说，靠近地壳底部的固态岩石会在高温高压的作用下固结得比较紧密，就象烧制好的陶瓷一样有较好的密封性，这些密封性较好的固态岩石象皮球一样包裹着地幔，地壳与地幔交界面的气体难以逸出“皮球”。地壳底部的岩石在受热熔融—冷却凝固—再受热熔融—再冷却凝固的不断反复过程中因为多次的受热膨胀和冷却收缩会出现裂纹，在非断层地带且地壳较厚的区域，较细小的裂纹会有足够时间让熔融岩浆填充后凝结封补，而较大较多的裂纹则以莫霍面地震成因引起的地震方式填充后凝结封补，地壳与地幔交界面的气体不能大量逃逸。但在断层区域则不同，莫霍面内的局部气体在地壳底部岩石的裂纹在熔融岩浆填充封补之前通过断层的缝隙可以大量逃逸。莫霍面的局部气体逃逸后，原来随着快速移动的莫霍面微细气泡运动而堆垫在地壳底部岩层和地幔物质之间的高熔点绝热物质失去莫霍面局部气体的动态堆垫作用，被地幔物质冲开，地幔物质的高温直接作用于地壳底部的岩石时间变长，岩石失去微细气泡热力间断、冷却作用和高熔点绝热物质热力阻隔的保护而被热力有效地作用，由于没有足够的时间间隙凝固而渐渐被熔融。在气体、高熔点绝热物质热力阻隔作用减少的情况下热量有效上传，使到不断地有更多的岩石被熔融，在沿断层裂纹逃逸的气体引导下，地壳底会被熔出向上的管状通道。
在熔出向上的管状通道并形成一定的比较狭小的低压空间的时候，高压的岩浆在低压空间以爆炸形式释放能量和物质，爆炸冲击波会使到发生爆炸区域的岩石层断裂和发生错动，同时使受冲击区域发生地震。由于低压空间比较狭小，没有足够的空间让高压的岩浆释放大量的能量和物质，爆炸威力一般不大。地壳岩石圈层有一定厚度，决定了在岩浆上升过程中必然会发生多次的岩石层局部破裂，由莫霍面地震成因引发的多次小地震往往出现在大地震之前。
在未遇上足够的低压空间形成压力骤然释放的大爆炸之前岩浆通道管壁由于岩浆填充后凝结封补的作用而基本密闭。莫霍面气体在地质裂纹中产生分叉逃逸而引导岩浆分叉上攻而渐渐产生多条分叉通道并构成珊瑚树状。
随着岩浆通道的向上延伸，通道附近的地壳被加热，温度升高，热力逼使藏在洞穴和缝隙的气体上升逃逸，地下水在重力作用下填补气体逃逸后的空隙，与此同时，会有部分地下水被加热成为水汽逸走，从而引起地下水活动异常，如地下水增加（热力膨胀作用引起）、地下水减少（水被蒸发）、地下水喷出水柱（热力使地壳中的气压增大引起）、地下水产生气泡（热力逼使藏在洞穴和缝隙的气体上升逃逸）、地下水变得浑浊（水受热力、气压增大等推动而带动泥沙）、地下水产生旋涡（水受热力、气压增大等推动下上涌或向下填补洞穴和缝隙均可引起）、地下水飘浮油滴（热力将岩层中含有的小量石油等其他油脂逼出而形成）、地下水发出恶臭（与岩浆相关的化合物中有部分具有恶臭如硫化氢等）等。通道的不断向上延伸会使到地表至通道顶端的岩石土壤层相对变薄，其过滤作用变得越来越有少。岩浆会释放含有硫化物、氧化硫、稀土元素、稀有元素、挥发性、氯、氟、硼等气体，这些气体有很多带有毒性和特殊气味，并因为岩石土壤层过滤作用减少而小量透过细小缝隙逸至地壳表浅层甚至地表，继而进入大气层。嗅觉敏锐的蛇会首先嗅到特殊气味而出现异常活动。主震越逼近，通道顶端距地表距离越短，地表有特殊气味的气体变多；岩浆在向地表挺进时会引起电磁场变化；较低温度的岩石骤遇高温和强压出现破裂会产生音频变化；岩浆逼近地面，地面变得闷热，出现气压变化。音频变化、电磁场变化、气压变化、有特殊气味的气体变多会在岩浆在向地表挺进到一定时候同时或相继出现，引起越来越多的动物感受到环境的变异和危险的临近而出现异常活动。
含有特定物质的气体从具有一定的形状的断层中进入云层后形成具有特别形状和特征的酸性云层，从而出现地震云。在地震云层中，由于形成一定数量的酸性小冰晶而出现云层发光现象。地下水的被蒸发使到云层中的水汽增多而出现彩虹现象。
以上变化会在岩浆越接近地壳中、浅层具有较大空间的断层就会越显现更多，因为接近具有较大空间的断层的裂纹、孔洞、空隙会更多。在这种环境下，有毒性和带有特殊气味的气体跑到地表和大气层会更多；更多热气上升使气压变化更大；更多的裂纹使遇到岩浆的岩石更容易大量破裂而使音频变化更大；岩浆会在裂纹、孔洞、空隙所形成相对更多但依然非常狭小的低压空间里移动更快，产生更快更多的岩浆滚动翻转而出现更明显的电磁场变化。这就是为什么越来越多的动物越是临近大地震就越烦躁不安。这时候大地震一触即发。
在遇到较大空间的断层之前，通道里的岩浆会遇到岩石的阻挡，出现两种情况：
一、大地震平息
阻挡岩浆遇到断层的岩石骤遇高温和高压而出现裂纹，产生由莫霍面地震成因引起的中、小型地震，岩浆填充裂纹然后凝结封补，爆炸产生的微细回旋气流使岩浆和通道管壁之间的气体得到补充，由于裂纹被封，气体不能逸漏，岩浆和通道管壁之间重新形成的快速移动微细气泡并发挥间断隔热和冷却作用，岩浆和通道管壁之间又再次形成压力平衡和热力传递平衡。高温高压的地幔物质未能骤然遇上足够的低压空间形成压力骤然释放的大爆炸，一场一触即发的大地震由于中、小型地震发生后释放了部分压力、能量、物质以及岩石裂纹获得修补而平息。这就是为什么有些时候出现了动物异常活动等地震前的异常现象而没有大地震发生。
二、发生大地震
阻挡岩浆遇到断层的岩石骤遇高温和强压而出现破碎，碎石之间摩擦会发光；岩浆中携带有如稀土元素、稀有元素等可燃物质或可燃气体，可燃物质或可燃气体遇到断层空间里的空气发生氧化等化合反应会产生各种颜色的光，在临震前就可以见到从地下发出来的各种颜色的地光。
岩浆主通道内的高温高压的地幔物质在阻挡岩浆遇到断层的岩石出现破碎而被冲破后遇到了具有较大低压空间的断层，以爆炸形式大量释放能量和物质，由于有足够的空间让爆炸发挥威力，爆炸冲击波使岩石破裂、断层错位；由于爆炸发生点在地壳的中层或浅层，距地面仍有一定距离，爆炸发生点覆盖着相当厚重的岩石土壤层，爆炸威力不能象掀掉单薄盖子式的火山喷发一样将厚重的岩石土壤层掀掉，但爆炸冲击波却足以使受冲击区域发生强烈地震。
爆炸发生后岩浆会用一定时间去填补发生爆炸的断层空间，岩浆填补是一个爆炸震荡的过程；填补所需的时间长短则基本决定于断层的空间大小：断层的空间相对大，填补所需的时间相对长；断层的空间越相对小，填补所需的时间相对短。一般而言，断层的空间相对大，高温高压物质和能量释放相对充分，爆炸威力相对大，主震的强度也相对强；同时，岩浆填补发生爆炸的断层空间所需的时间相对长，主震持续的时间也相对长。这就是为什么在通常情况下地震强度相对强其持续时间也相对长。（注：这里用“相对”字眼是由于岩浆填补发生爆炸的断层空间所需的时间还与岩浆的填补速度和发生爆炸的断层空间的地质结构、形状相关。）
主震持续时间可以超过一分钟甚至更长时间实质是岩浆花费超过一分钟甚至更长的时间去填补震央发生爆炸的断层空间。
引起主震所发生的爆炸会产生爆炸声；爆炸冲击波使岩石破裂、断层错位会产生尖锐的响声；岩浆填补发生爆炸的断层空间时推动碎石在岩石之间移动也会产生尖锐的响声；发生爆炸区域中有许多空隙，空隙中的空气受热力和爆炸冲击波的压迫沿缝隙急速逃逸也同样会产生尖锐的响声。各种因素引发复杂的地震响声。
由于是爆炸冲击引发震央地震，所以俯视的爆炸冲击波会在震央形成圆形波状，这和人们熟悉的圆形地震波相同。正是这种和爆炸冲击波形状相同的地震波迷惑了很多人的眼睛，使很多人未能注意到地震各个主要受灾点与延伸震源的连线构图呈不规则的珊瑚树状而忽略了地震成因和火山喷发成因之间的密切关系。
引发震央地震的爆炸冲击波以圆形波状向四周扩张。而除了岩浆主通道突破了阻挡岩浆遇到断层的岩石之外，其他的岩浆分支通道内的岩浆和阻挡岩浆遇到断层的岩石仍然在处在相互对峙的暂时平衡中。震央的冲击波使到这些顽强的阻挡岩石产生一定的错动。正在抵受高温高压的岩石会在错动中产生裂纹，岩浆分支通道内的岩浆就在震央的冲击波的帮助下将它们弄破碎，分支通道内的地幔物质能够冲破障碍而遇到了具有一定低压空间的断层，分支通道内高温高压的地幔物质在和震央发生主震的时间上稍晚一点或差不多是同时的时候以爆炸形式释放能量和物质而使到受爆炸冲击波冲击区域发生地震。
然而，分支通道内高温高压的地幔物质一般要比主通道内高温高压的地幔物质要少很多，分支通道的发生爆炸的威力也一般要比主通道发生爆炸的威力要弱。主通道的爆炸冲击波可以较好地将分支通道的较弱的爆炸冲击波掩盖，使许多人在地震发生时感觉只是震央的地震波以圆形状向四周扩散。这和以下例子一样：在接近同时人们向平静的水面分别投入一块大石和一块小石，大石所引发的波浪几乎能将小石引发的波浪掩盖。
引发地震的爆炸冲击波冲击地面，地面受冲顶而向外扩张、膨胀，扩张、膨胀的结果很自然就会在地面产生左右分开的裂纹
就象爆开的皮球上面分布的是左右分开的裂纹一样。断层错位的原因也会在地面留下前后错开的裂纹。在地震中，我们可以经常见到左右分开的裂纹，而前后错开的裂纹则相对少，这正是爆炸冲击所产生的具特征性的现象。
在和水相关的地震现象中，发生浅层地震的地点在海洋和陆地上又会出现不同的现象：
1．海洋里发生地震
爆炸的冲击波使岩石使岩石破裂、断层错位，错动岩层撞打拍击海水会引发巨浪；爆炸的冲击波的威力透过地壳以应力作用于海水也会引发巨浪；岩浆喷涌填充发生爆炸的断层空间，占据原本被地下海水占据的空洞缝隙，使大量地下海水无家可归涌出地面，既引发巨浪也同时使发生地震区域的地面海水出现局部急增。在以上三个因素的影响下，发生海啸成为了海洋大地震的产物。
2．陆地上发生地震
爆炸的冲击波使岩石破裂、断层错位，结果会使到地面上的山体移位或崩塌，移位的山体和崩塌的大石使到地面原本畅通的水道被堵塞。另外，岩浆喷涌填充发生爆炸的断层空间，除了将大量地下水加热变成水汽外，还占据原本被地下水占据的空洞缝隙，使到地面上的水失去原来可以流入的地下空间。被加热成水汽的地下水进入大气层后，由于水汽增量太多而迅速形成雨云，并通过下雨降落到地面，使受震区域出现连场暴雨，地面上的水量出现实质性增多。水道被堵塞、地下容纳水的空间缩小、降雨量的增多三种因素的作用下使到地面的水量激增，出现堰塞湖、洪水泛滥等现象。岩浆对受震区域的中、浅层地壳加热作用使气压产生变化而影响气候；地下水的被蒸发和无家可归会导致大地震后暴雨连绵及洪水暴发。
主震发生后，岩浆侵占发生爆炸的断层空间、空洞缝隙的同时，除了会使到遇到岩浆的岩石在高温高压下发生改变，形成变质岩、火成岩外，还会以高温烤软大片岩层，使被烤软的岩层在地鳗物质压力的推挤下产生弯曲皱摺。爆炸的冲击波冲顶、岩浆的推挤及填补岩层空隙使到地震区域会有部分地方隆起。部分被烤软岩层区域缺乏岩浆填补，由于岩层被烤软后承托力下降，在上部的岩 石土壤层的重力作用下向下凹陷，引起部分地震区域出现地面下陷现象。这情形有点象我们站上水床，在重力的作用下原来柔软平整的水床表面变得凹凸不平。
主震的过程中，高温高压的地幔物质以剧烈爆炸的形式释放出巨大的能量，使地幔和地壳之间压力差得到一定的调节。由于岩浆急剧侵占发生爆炸的断层空间、空洞缝隙，使到发生再发生爆炸的空间被急剧缩小，甚至短暂失去发生爆炸的空间。于是，主震就在岩浆封补发生爆炸的断层空间、空洞缝隙后暂时停止。
这里是火山喷发和地震相互区别的地方：火山喷发的空间是敞开式的，使到火山有连续喷发的空间而可以连续喷发；而发生地震的空间是接近封蔽式的，岩浆遇到断层空间—封补断层空间—融穿岩石后遇到新的断层空间—封补新的断层空间……的过程是间断发生的过程，所能得到的只有间断出现的空间，这决定了地震的发生是间断式的。
由于主震的威力太大，使到发生地震区域的许多岩石出现裂纹；岩浆的快速封补并不牢固，未能在岩浆通道形成较好的密封口。爆炸产生的微细回旋气流虽然能进入岩浆通道，但因为周围的岩石裂纹太多和岩浆固结形成的密封口不牢固而逸漏，高温高压的地幔物质又可以有效地作用于岩浆通道口附近的岩石而出现余震：
（1）温度较低的岩石骤遇高温和强压而出现裂纹，当裂纹较多时会形成一定的比较狭小的低压空间，产生由莫霍面地震成因引发的中、小型余震。
（2）岩浆通道的高温高压的地幔物质在融穿冲破阻挡岩浆遇到断层的岩石后遇到了新的具有较大低压空间的断层，产生由浅层地震成因引发的大、中型余震。
余震的发生实际是地幔和地壳之间压力差引发的爆炸的延续。随着岩浆在地质裂纹、断层之间的移动，会间断遇上可以引发爆炸的低压空间，使到发生爆炸的地点出现位移而出现余震移动现象。
余震移动和大地震前会有小地震的发生是相同现象。小地震的发生到发生大地震也是发生爆炸的地点出现位移而产生地震移动现象，原因在于岩浆在地质裂纹、断层之间的移动而间断遇上可以引发爆炸的低压空间。
在地表低温影响下，无数次的余震结果岩浆最终会完全将发生爆炸的断层空间、空洞缝隙填充然后凝结封补裂纹。爆炸引起的微型回旋气流会进入岩浆通道内。由于岩浆封补裂纹比较牢固，气体不能逸漏，岩石和通道的地幔物质之间重新形成的快速移动微细气泡并发挥热力间断、冷却作用，加上地震区域的地壳和地幔之间的压力已经大量释放，出现地震区域压力差衰减，地震区域地壳和地幔之间形成压力平衡和热力传递平衡，余震渐渐平息。
余震平息的所需时间长短和地震区域内的断层、裂纹的多少有很大关系。越多断层、裂纹的地震区域内就会使到岩浆花更长的时间去修补，余震间断发生所持续的时间会更长。
大地震发生后，地震区域的地壳与地幔之间的裂纹被数量众多的冷却凝结的岩浆牢牢地封闭，不容易在短时间内产生新的大量的裂纹让莫霍面的气体逃逸，地幔物质的高温在莫霍面气体的热力间断和冷却作用下未能有效作用于地壳底部的岩石，因此大地震发生后的区域会在比较长的时间内不再发生大地震。
要特别提及的是引发地震还有一个相当复杂的因素：就是日月星辰的运动会影响地核的运动，从而影响地核运动推动地幔物质运动，除了使到地壳底部岩石在不同时段的受热量产生差异而产生热胀冷缩效果并可以导致被热力作用影响的岩石产生裂纹外，还会使到局部地区地幔和地壳之间的压力差增大，其结果会打破该地区地幔和地壳之间的压力平衡和热力传递平衡而引发地震。这是解释晚上、日月地成直线时候更容易发生大地震的关键性因素。
地核运动的结果可以解释地质现象中许多悬疑问题，也是地壳板块运动最深层根源和重要动力来源。当中的原理和过程相当复杂。地震成因及过程至此基本上分析完毕。