葛开茂 岩浆对流原因与大地震预报的探索.doc

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1、葛开茂 岩浆对流原因与大地震预报的探索我的上柴校友葛开茂先生于1970年由上柴支援三线建设来到四川锦江油泵油嘴厂工作，他生性好学，甚至爱钻牛角尖。后由工人岗位考入厂七二一大学，学机械制造。退休回沪后，因无力解决住房问题，又返回彭州老厂居住。在川几十年间，由于亲历几次地震，引发了他对地震起源及预报的浓烈兴趣，并将这些心得整理成文，委托我公诸于世。或许，在专家学者眼里，他的猜想几近梦谈，但正如作者所言，想象和推测还不是结论，.本文的目的是为了吸引更多的人来关注地震的研究，希望能为地震预报作出贡献。同时希望有人来对本文进行更改和补充，.以便提供给从事地学和地震研究的人员参考选用。一个草根学者，在经历

2、了惨烈的汶川地震以后，不惮辛劳，历时二年，为我们奉上自己的啼血之作，作为献给汶川地震二周年的礼物，不论其科学价值如何，这都让我肃然起敬，因为科学的进步，往往起始于异想天开。现转载于此，恭求指教。岩浆对流原因与大地震预报的探索-GKM猜想THE CAUSE OF ROCK-MAGMA CONVECTION AND THE PROBING OF THE GREAT EARTHQUAKE FORECASTING-GKMconjecture一.前言使人心惊肉跳的大地震让亲历者记忆犹新,大地震造成人类生命财产的巨大损失。当今,虽然整个世界已在各个科学技术领域取得了辉煌成就,但是人类对于就在脚下的土气十足

3、的地球尚有很多奥密仍未破解,它等待着我们去发现和研究。怎样预报地震的任务早就摆在我们的面前。人类还在遭受大地震的惨重损失可见地震预报的方法还没有过关。人人说到地震表情茫然，说明人类对大地震的威胁还处在比较被动的状态。我们急切需要改变这种状况，尽快找到预报地震的有效办法,来攻破这一世界难题。为了开拓我们的思想空间，我们的思想可以不必畏惧出错而被束搏住。把自己的想法公开，让更多的人了解和判别，以便共同参与探索未知领域的奥密。以这种方式解决碰到的难题，我们就能集中很多头脑分析研究的能力，解决问题的能力就能大大增强，能力得到释放的规模可比核聚变。二.地震的主要力源岩浆对流的原因地学研究已经得出结论，地

4、震的发生是由于的地壳板块运动的结果，地壳板块运动归因于其下面的岩浆对流。至于岩浆为什么会对流就没有明确的结论，人们大概不会满足于含糊的结论。先把我们思考的对象选定在岩浆对流的原因进行深入研究很有意义。在此我们不妨根据物理常识给出有趣的推论，以便吸引更多的人关注和研究岩浆对流，让未被揭开的地球秘密暴露无遗。有个十分重要的问题可能没有引起大家的注意：人类懒以生存的地球保有大量的水，海水含有盐，海水能够导电，我们已知地表带有负电。物理告诉我们，所有化学元素在高温作用下其原子的外层电子很容易脱离原子，因此物质可以呈现正电状态，地球内部的温度很高，因此可以推断岩浆可能带有正电荷。地壳的岩石层不是良导体，

5、于是海水与洋底岩石层下的岩浆就可能是一个实质上的异常巨大的电容器。由此推理得出原始大洋的岩石层中可能存在一个巨大的电场。海洋的岩层下部不可能很平整，下面各处的岩浆温度可能会有差异。海水负极通过岩石层电场作用于带正电的岩浆，岩浆就充当了一个带正电的正极，温度较高区域的岩浆具有较高的正电压，于是被电场吸引的力就比较大，就更容易被吸引到海洋岩石层下的上部。这一过程就如同比重较大的物质更容易先沉落到海底一样，不过与岩浆被吸引上升的方向刚好相反。由此推测，海底地层底下深处的高温岩浆将源源不断地被吸引上来从而形成岩浆的对流。长期困扰地学的，解释留下尾巴的岩浆对流问题，现在好象有了一种比较符合逻辑的解释，这

6、种解释有待于取证。如果岩浆对流只是惯性行为，那么它流动的方向就不易改变。也许在漫长的地质年代里，它的动能因为流动的摩擦消耗，它早该消耗殆尽了。如果岩浆对流只是惯性行为我们也许可以找到流动减速的证据。除了上述电容原理的推论可以得到海水吸引岩浆形成对流的原因之外，地球内部还有岩浆对流的其他原因吗?三.对地壳板块漂移的思考以上推论了岩浆对流的原因。现在假定洋底岩层下面最先上升的那股带正电的岩浆遇到海底岩层的阻挡，它本应象蘑菇顶部那样的形态向四面八方扩散；但是岩浆流带正电，我们暂且把它看作正电电流，按照电学原理，向地球南北磁力线方向平行的电流不产生电磁力的反作用，因此岩浆流动的阻力相对较小，而东西方向

7、流动的岩浆产生电磁力的反作用因而具有较大的阻力；这种情况将导致较高温度的岩浆先向南北方向流动，直到条件不允许流动为止。这种早先成条状分布的岩浆在形成过程中与地下深处的高温岩浆共同加热切割洋底岩层，直至成为温差不大的垂直于洋底岩层的带状。地球上很多固态物质温度上升体积要膨胀；有的还会发生化学分解放出气体，有的在高温作用下还会与其它物质发生化学反应导致体积膨胀。在此我们不能排除这种早期的切割加温作用与最初海岭的生成无关。上述条状岩浆带初步成形以后发生的就是岩浆分东西两个方向的流动，流动的岩浆把摩擦力传递给洋底岩层，推动洋底板块从海岭开始分东西两个方向运动。于是大陆漂移说的源头就有了一个更为清晰的解

8、释。看了前人绘制的地壳六大板块划分图和海岭图，我们可以发现典型的还在漂移的大洋地壳的海岭大致也呈南北走向。地壳板块的形状自然不会规则，它是球形曲面的一部分，它在长久的地质年代里受到各种因素的影响和板块之间的互相冲撞，板块自然会受损。海岭可能会发生错位滑移和局部旋转，但大致成南北走向的基本特征依然存在。海岭局部滑移以后它下面的岩浆推动洋壳的作用不变，不过条状岩浆带有中断错位。海岭局部旋转以后它下面的岩浆活动状况有作进一步调查的必要。如今大洋底下的海岭大致呈现南北条状分布的情况，正好与我们推论的洋底岩层下的高温岩浆带也大致成南北条状分布基本吻合。如若放纵想象，行星上如果有水或其他导电液体就有可能产

9、生海岭，并可以促使岩层的平移挤压形成山脉。月球上看不到水难怪找不到山脉而只能发现坑坑洼洼的环形山。前人研究地球的结果已经有了不少关于地震的知识以及得出了地壳板块运动与地震的相互关系。现在我们就引用前人经过长年努力才完成的海底扩张速度表。从速度表中我们可以明显看出太平洋的扩张速度要比大西洋和印度洋的扩张速度要快得多，并且在速度表中还可以发现洋面越宽阔的地理位置，海底扩张的速度也越快。前人提供的这些现成数据是否可以用来证明上面所说的海洋电极吸引岩浆对流的原理?洋面越宽阔电容越大，海洋电极对岩浆的吸引力就越大。同种电荷具有相斥的属性于是岩浆分流的速度就越快，海洋地壳岩层扩张的速度也就越快。正确的结论

10、需要充分的证据，南极洲的周边都是广阔的水域，若按我们的想法这一区域海洋下面的岩石层存在巨大的电场。从地球仪上的南磁极点向北磁极点观看，整个南极洲的面积并不象平面地图上显视的那么大，而要小得多。按磁力线的分布规律南极洲的磁力线大多趋向于与地面垂直，若按电学原理推论其周边海域地层下带正电荷的岩浆所受到的电磁力四面八方相差不会太大，也就是说现今这部份的海底板块不容易漂移。当前我们需要查明的是这部分洋底岩层的漂移情况。与此条件相仿的还有北磁极附近的海岭。如果北磁极附近海岭的两边地层现今也很少或不漂移，那么我们这个海洋电极促使地壳板块漂移的原理就可以获得属于我们自己的证据。四.对本尼奥夫带现象的思考前人

11、研究海洋地震发现了在岛弧地区下窜的，倾角约为45深度可达700公里的本尼奥夫带，其发生的深原地震的原因曾有不同观点。有人用物质在高温下物质发生的相变来解释，有人用弹性断裂来解释。我想，也许很少有人关注化学变化可能会引发地震的问题。地球上有许多普通物质，例如碳酸钙、碳酸镁、氯化钠、氯化钾、硫磺、磷、氧化铝、水以及硅酸盐等天然物质，其实它们都是化工原料。当天然存在的物质被重新作了组合并且温度条件也发生了变化就有可能会发生化学反应生成新的物质。构成地壳的七种主要物质硅石(SiO2)，正长石(K2OAl2O36SiO2)，云母(K2O3Al2O36SiO22H2O)，粘土成分高岭土(Al2O32SiO

12、22H2O)，石棉(CaO3MgO4SiO2)，滑石(3MgO4SiO2H2O)，以及泡沸石(Na2OAl2O3nH2O)，其中有四种含有水(H2O)。我们知道从地面开始每深入地下33米温度就会升高约摄氏1，地球内部温度很高，我们不能排除这四种物质在温度继续升高以后不会发生变化。现在举另外一个例子来说明升温以后物质相互发生的化学变化，地球上常见的石灰石，通过加温就可以被分解成二氧化碳和氧化钙。最常见的沙子是二氧化硅，在高温条件具备的时侯就可以与上述氧化钙发生化学反应生成硅酸钙。新的物质产生了，但是新产生的物质总体积不一定正好与化学反应前几种物质的总体积相等，如果总体积变小了岩层就会出现空洞，周

13、边岩层就会受到较大的应力引起岩体破裂发生地震。如果总体积变大了就会挤破周边岩层引爆更大的地震。人们长期研究地层挤压和地震的相互关系总结了不少经验。但是对于物质发生化学变化可能引发地震的问题不知是否有人考虑过没有?我想，当窜入地层深处的本尼奥夫带，它的上部如有石英、海盐以及硫磺等其他物质，当它与岛弧地层相撞缓慢沉入地下时，在和岛弧的岩层相撞摩擦的过程中，一旦和岛弧岩层的其它各种物质重新作了组合，那么在这个本尼奥夫带的上部就有可能包含繁花似锦的物质重组构造，而不象自身存在的物质结构那样具有连续性可以相安无事，当化学反应的高温条件具备的时侯，于是深原地震的奇迹也就发生了。本尼奥夫带上发生的深原地震正

14、好是在这个带的上部，这不能不令人深思。五.地震力源的多样性地震发生有着极其巨大的威力。力来自哪里?普遍认为主要是来自大陆板块漂移的相互挤压作用所产生的力，对此人们没有疑议。关于力，被认可的还有地球的固体潮、洋流和潮汐作用所产生的力。关于磁力的作用，有地球南北磁极方向改变以后，与先前岩层磁化保存的磁性相互作用产生的磁矩以及太空磁场作用所产生的磁矩。因为地壳的岩层很厚，岩石的晶体中含有大量的磁性，一旦发生磁性的相互作用，当然会产生很大的力。也许人们不太在意这样的问题，当我们在观看电视气象卫星云图的时候，一大片白色的云朵纵横绵延数千公里。风力六、七级是常有的事。不知有人想过没有，风遇到山体、建筑、草

15、木大概可以产生多大的平移推力?准确计算不可能，我作过估算。空气密度为每立方米1.2929 KG，六级风速每秒12.3米，以面对风向1平方米面积计算，空气的动压力约为9.92KG。假设平原地面以每10平方米植有一棵不大的树，它的阻风面积假设为0.5平方米，那么东西南北各2000公里的地面总共就有约1980000000吨的风力在作用。也就是说每2公里长度的地壳约可受到1980000吨的推力。这不能不算是一种很大的力。我们常见的卫星云图复盖的面积有时比假设的还要大，而发生台风和飓风的风力更要大得多，何况计算得出的数字与风速的平方成正比。假设估算的数字用作参考，但不大可能会相差一二个数量级以上。注意！

16、大陆板块漂移的原动力可能还有看似轻飘的风力在作用。现在已经基本清楚，作用于地壳的力有很多并且作用的合力是变量。要把全球很深的地层结构查清楚比较困难。要想把力的作用点集中在哪里找出来进行力学分析，判断是否将要达到岩层破裂的强度极限，并期望着发出临震警报几乎是不可能的。何况地层的深度不同压力不同温度也不同，同种材料环境因素发生了变化它的强度极限也会改变。如果把岩浆看作水那么地层就象漂在水上的大片木板。从以上综合可见想要从力的角度考量并作出大地震的临震警报，成功的可能比较渺茫。要完成大地震预报的任务还比较坚难。六.亲自感受的地震和其他目击者所见以及思考亲自感受地震和目击者的见闻可能具有参考价值，直接

17、的认知可以对地震进行真切的思考并有利于确立各自独立的观点，可以为地震研究多提供一条参考意见。很久以前我虽经历过多次从遥远地方传来的地震，但对于发生在较近距离内的地震感知主要有三次：第一次是上世纪70年代我在别人家里。只听得爆破似的一声响，接着电灯摇晃起来，有人说发生了地震，这种响声如同巨大的石板断裂。震中就在附近。这次地震没有预报。第二次是1981年的年中在家里。忽然几个柜子发出摇动声，稍后我目睹了家里4楼窗前的墙壁开始向里外晃动，过后墙壁上出现了一些裂纹，这是我第一次受到房屋可能倒塌的威胁。这次地震5.3级，震中就在附近几公里的地方。这次地震的预报也没有。第三次是2008年的5.12汶川大地

18、震，我在离映秀镇约四十多公里的彭州市。猛然听得巨石撞击水泥路面那样的响声，但还没来得及弄清楚响声来自哪里,就有人惊叫：啊地震！我抬头突然发现巨大的遮阳伞伞蓬象芭蕾舞演员的裙边那样剧烈地上下跳动，节拍约每秒两次。同时地下传来如重型坦克在水泥路面开动时的那种咯、咯、咯、的巨响和震动，响声略带缸内的音色，响声夹杂巨石碰击互相摩摖发出的嘈杂。惊恐的人群纷纷钻入茶馆的桌下。我意识到危险降临，处在很小的三角形广场必须尽快离开墙边，用了约6-7秒避开障碍刚刚抵达广场中心抬头，天显出灰蒙蒙的景像。骤然间树木不约而同地倾斜朝向一边，然后又反过来倒向另一边，如此来回往复强烈地动摇。被主要关注的楼房此刻已被震摇得失

19、去往常的静态，它晃动着似乎连连倾向你的一方，此刻它形若将要向你扑来的魔鬼，四周发出一片从未听过的奇特响声。使人毛骨悚然的地震终于过去。幸运的是我临时所在地的周围六、七层楼房是新的可能结构比较牢固没有倒塌当天不敢进屋，第二天余震仍然不断我冒险进屋急取钱物，家里一片狼籍。很久以后我询问距离震中较近的一位同事，问他震前是否见到过奇特的迹象。据他介绍在5.12地震前的12点钟，大片山区已被一层很厚的尘雾所复盖，尘雾颜色较黑，在这层尘雾的上方空气的透明度较好，有太阳。目击者所见的尘雾是何种信息的提示?地震的结局众所周知。其余省略。这次大地震8.0级，遗憾的是地震预报当然没有。4.人们没有忘记1976年的

20、唐山大地震，那次因震不幸死难的人数比四川5.12地震的死难的人数还要多。一条重要的他人目击的信息是唐山大地震曾经出现过强烈的地光。关于唐山地震的预报就不用说了。从已往有关地震我们得知：地层受到挤压，地应力增大可以造成岩层断裂，于是就会发生地震。从这个主要原因出发，人们曾把地震预报的研究集中在以下几个方面：监测地应力的变化、地下水位的变化、地倾斜的角度、地电的变化等。也有人通过研究氡气以及把地震前动物的反常行为作为地震预兆来进行研究。更有人长期观察天空的云彩，希望通过地震云来预测地震的发生，我就是个天空的长期观察者，不过我是想看个究竟。已经观察了几十年。自从1976年曾传说四川龙门山地区可能发生

21、特大地震(5.12汶川地震差不多就在这个地区)，我年年观察。以前四川冬季通常雾沉沉的阴天比较多，为什么后来那么年在彭州市我所居住的附近区域上空(有时偏西)常有一片不被云雾复盖的晴空，下面可以尽享阳光的关爱，而同一时刻周边不很远的地方竟然天空阴沉，显示阴天。不知同在附近生活的人是否也有这种印象?那时常有一个念头闪过我的脑袋，地下会有地震的能量将云雾驱散吗?激光技术出现以后，有人利用激光定点测距和用激光测定地变形高程差的变化来观察与地震的关系。当然这些研究很有意义，但是大地震预报的问题还是没有解决。也许地震预报的探索需要不断变换新的方法，让大家共同来思考和研究，让更多的人来攻克大地震预报的难关。谁

22、都知道地震的发生有着原因，以前几乎都把它归咎于岩层的断裂。我认为从思考和探索的角度看问题可以允许每个人用审视的观点看待一切。在前面我已经推论了化学反应可以引发地震是一个例子。曾经发布过的大量地震消息涉及一个名词，就是震源。得到消息有疑惑，那是对震源的印象比较模糊，想象不出震源是什么东西，无法了解它引发地震的这一刻震源的作用过程。我想，地震发生的源头在震源。如果要研究和预报地震，首先必须对震源要有一个初步的认识，对震源先要形成一个较为清晰的概念。下面是我经过长时间的思考和通过一些实际现象对震源所作的推论性描述，想提供给大家一起来研究和评判。虽然过去的地震消息没有详细说明震源的情况，但是地震消息有

23、一点却很有意思。正是地震消息向我们提供了一条重要的信息，它证明了震源所共有的特征。因为报导的震源有着明确的地下位置，具有点的特征。这是震源的第一个特征。对震源进行深入思考和推测我们将给出震源的其余特征并作出描述。七.地震震源的种类可以引发地震的原因也许较多，我们先把震源作如下分类：1.人为震源人为造成地震的因素。例如，地下炸药爆破或地下核爆炸，以及人工地下高压注水等引起地震的因素。2.热点震源在第八节中将作重点描述3.破裂震源地层受挤压地点没有明显升温，岩层块体直接被挤压破裂而引发地震的震源。如溶洞和矿井的塌陷、大地震过后的余震震源等。4.化学反应震源地下自然存在的物质在温度改变以后因为发生了

24、化学反应而引发地震的震源。5.供热震源由岩浆活动或天然核燃料自然裂变放热(待探索)引起地震的震源。岩浆活动产生地震的典型例子是火山地震。八.关于热点震源的推测对大地震的研究最好从物质的基本性质开始。常见物质气体和固体都有弹性，液体在高压下其实也可以被压缩，也就是说它们都有压缩性和弹性。物质被压缩要放出热量，物质受热体积要膨胀。我旅游曾见到过地层裸露的断面，断面上可以清楚看到一个个卵石和沙混合固结在一起的情况。卵石和沙子间不容易找到孔隙，我想把卵石打下来但没有成功，可见它们成为一体已经结合得很牢固了。此外，我们坐火车经过耸山峻岭可以看到石灰岩或其他矿体，因此可以推测地下可能存在不同岩石，有着类似

25、互相固结在一起的情况。断层地区的地下深处破裂的各种岩块我们也可以推测在高温高压的作用下，它们经过漫长的地质年代不但可以互相固结，而且可以与周边完好无损的整片大岩体固结成整体。断层固结边沿的岩块处在整片未损大岩体的边沿，情况可能象锯板上的锯齿，大块破碎的岩石如犬牙。固结成整体的新构造构成了地壳的局部新硬壳，但是这种看似固结成整体的新构造始终留有原先破碎过的块体缺陷。断层地区形状不轨则块体之间的固结，它们之间有没有孔隙就很难说，它们可能被泥沙填满固结，也可能保留孔隙而固结在一起，有孔隙的固结情况可能比较危险。和上面卵石和沙子固结的情况不同，地层浅卵石沙子容易进入。整片完好无损的大岩体没有缺陷，它的

26、强度和刚度当然很大。要是地层发生运动，断层地区无论出现挤压还是平移都要出现问题。更不用说地表还有复杂的地形。我们见到过半岛的地形；又在平原和山区的交接地区见到过三角形山区突出于平原，三角形山区的尺度可以达到几公里甚至上百公里，三角形山川区有小山也有峻岭，山间还有很深的山沟。假如地壳的断层处在这种复杂地形的附近或者就在它的下面，当地层开始挤压或滑移，毫无疑问强大的压力将首先会在有缺陷的几个地点同时发生应力集中现象。压力的分布不会平均，但总会有某个地点承受着最大的压力。根据受压放热的原理。地层继续挤压，意味着承受压力最大的岩石要放出更多的热量并产生较高的温度，温度升高岩石体积就要膨胀，膨胀力被反作

27、用于地层。此外热量可以传递，温度较高地点的周围温度也要升高。周围岩石受热以后一旦体积膨胀就会反挤最热的那个地点想占据更大的空间。反作用的结果将导致受压最大温度最高的地点逐渐把其他几个地点正在挤压的地层力量几乎都转移集中到了这里。情况的发展已经变得不可收拾。热传递常识告诉我们，各种材料具有不同的热传导系数和热阻，岩层的热阻很大。局部地点的高温向周围传递热量达到一定程度，热量的继续传递就有困难。需要研究的是，此地热量的继续扩散有可能以岩层受压放热的中间过渡的方式传播，而非通常的热传递。地层挤压应力集中最终可能形成以热点为中心向周围岩层辐射的按照温度高低的梯度分布的温度场。至此我们的推测已经可以得到

28、一个初步的印象。这个热点是什么?它就是大地震的震源！现在假设有一个岩质的实心球体，直径假如10米或任意。如果在地面上把这个球体均匀加热，各处的线膨胀系数相等，直径尺寸受热膨胀后的增量和周长尺寸受热膨胀后的增量成比例，在这个球体的内部不产生应力差。但是假设有一种方法可以在球心加热这个球体，并且热量可以向球面扩散。也就是说可以使中心温度高，球面温度低。在这个球体内部的温度分布可以形成一个梯度又会发生怎样的情况呢?很明显，球体如果没有自身材料强度的约束，它的中心部位受热膨胀的尺寸增量就会比球面附近受热膨胀的尺寸增量大。实际是，岩质球体球面部分具有一定的强度在约束，球体内部因为受热膨胀有膨胀力在向外顶

29、。于是在这个球体表面下的相应厚度内就会产生切线方向的张力约束，它受的力是拉力。在这层厚度以下的中心部位就会产生外胀的高压力。问题已经基本清楚，这个球体中心的压力如果大到可以破坏这个球体球面层的强度，这个球体就会起爆。这个球体就是热点震源引发地震的模型。即使是化学反应震源这个模型也适用。地震热点震源周围产生张力约束住震源向外膨胀的岩层，当热点震源热膨胀的压力超过了岩层的强度极限震源就会爆破岩层造成大地震。由推论得出的，热高温是热点震源的第二个特征。过去发生的很多地震有着地温变化的记载，可以用来说明热点震源的第二个特征。不过震级不大的地震震源可能属于破裂震源不会有可察觉的热现象。有的大地震因为震源

30、的深度深地表温度变化小或者地形复杂人员稀少没有被及时发现。我不记得是在哪儿看到的，有位日本地震专家曾经说过地震的原因更象是热的作用(原话记不清了)。这与我们推论的结果有着相似的地方。由推论得出的震源爆发前中心有很高的压力是热点震源的第三个特征。一切复杂的现象和高技术产品源自简单的原理。力、热、声、光、电磁等这几个词汇可能对我们有着特殊意义。有个小故事，记得很久以前冬天我和别人正在水泥地上烤火，当火势正旺的时候，突然叭的一声爆响，木柴和炭灰跳得很高，水泥地上跳出一个锥坑，水泥地也受到轻微的震动，有幸者身上蒙了灰尘哈哈大笑。很显然那是一次小小的爆炸，从烤火的故事我想到热量同样可以使岩层发生爆炸。而

31、水泥地上的爆声和我初次听到的地震声音差别确实不大，只不过一个在地上一个在地下。我的感觉区别在于：发自地下的声音更大更沉闷，在地下的响声过后伴有房屋的摇晃。我想也许烤火的故事可以直接把它当作一次实验，把它作为地震发生机制类型的一个小实验来看待。从上述以热传播为依据推论得出，以热点为中心向周围岩层幅射的按照温度高低梯度分布的温度场是热点震源的第四个特征。前面第二节已经说过。物质的化学元素在高温下其外围电子的脱离可以使它呈现带正电的现象。由此我们推论，作为热点的震源也会带有正电。并且在震源周围的岩层中同时会存在另外一个现象，存在以热点为中心向周围岩层幅射的按照正电电压高低梯度分布的电场。这是由推论得

32、出的热点震源的第五个特征。过去很多地震在震前曾经观察到地电的变化，除了地层岩石晶体受到挤压可以产生电流以外，也许热点震源电场的存在更容易产生较大的电流。有的大地震发生强烈的地光，如唐山地震。地震的地光可以用来说明强大电场到达地面作用于空气，使得空气发生电离而发光。1917年云南大关地震志书记载：震前一月间，大关河中鱼类均浮水面，失游泳之能力迨距地震前数日，河水大涨，河鱼千万自跃上岸。记载说明了什么?鱼类浮于水面可能是因为震源电场产生的电流通过河道转移使鱼类活动神经失去控制，而震前数日电流太强鱼类受到强烈刺激无法忍受而自跃上岸。有的地震没有地光也许可以这样理解?因为中小地震属于破裂震源没有电场特

33、征。而大地震热点震源电场产生的电流可被河道转移。但汶川5.12地震前那位山区的目击者所说的震前尘雾复盖的现象是不是电场排斥引起微粒悬浮也许值得思考。很多年以前，我参观煤矿曾经从地表深入地下达数以百米计的深度。我戴着矿灯察看过道的岩壁，那里的岩层已经破碎，已经分裂成桌面或床面那样大小形状不规则的块体，当然还有更大更小的。这种岩层结构不同于房屋墙壁的砖块那样排列得十分有序，块体与块体之间有缝隙，缝隙中还有水渗出。要是挤压主要发生在这种破碎的地质构造上，要在这种构造上形成震源并引发大地震的可能性估计不大。假设以两边几十公里的大尺度挤靠或相对滑移，块体之间的间隙可以收缩，还可以象挤黄豆那样将块体的位置

34、重组，慢慢地向地面抬升化解地层挤压的能量。而在这种破碎地层的下面，地层挤压上面破碎地层收缩它的下面可能是容易发生应力集中的地方。前面关于地震热点震源的推论，已经把断层地区那种看似固结成整体的新构造作为形成热点震源的可疑地点。为什么?因为地层挤压的力大部分是作用在被顶住的部位，而不是软的或松散的地质上，软的或松散的地方可以退缩。从未受损过的大片整块岩层的强度和刚度都很好，它一旦受到挤压在整块岩层内部它的压力分布比较均匀，应力不容易集中，因此它也不是形成震源的可疑地点。但是那种由块体固结成整体的新构造一旦受到地层的挤压，它看起来是硬的，对于地层的挤压顶暂且可以顶，但是强顶这种新构造又是地应力集中的

35、好地方。因此地震的震源就很容易在这种地点诞生。从地层的断面看，如果地层的厚度一侧较厚而另一侧较薄，假定地层在厚与薄这样两个方向上相对挤压。除非还有其他条件，应力可能集中的地点就在厚与薄的地层过渡地点。因此可以推测地层厚度突变的地区也是大地震震源产生的温床。以往许多大地震在发生之前早已经出现了很多反常的现象说明，热点震源的发作需要一个酝酿过程，也就是说酝酿时间长是热点震源的第六个特征。各类地震发生的作用时间都比较短，因此发作的突发性是各类震源共有的第七个特征。推论到此我们对于震源这个名词可能会有一个初步的印象。地震发生的机制可能不止一种。人们为什么要把地震发生与岩层断裂联系在一起?我想，地壳岩层

36、属于脆性材料，它受到地层挤压的力是压力，如果把地震发生时岩层的受损称之为破裂可能更符合实际情况。我提这个问题是因为我对地震发生的机制有着另外多种推测。九.破裂震源做过材料试验知道，金属塑性材料拉伸断裂后会发烫，脆性材料受压破裂后几乎不热。地震发生的原因可能比较多。地层的岩石是脆性材料，如果地壳运动造成岩层挤压，当断层某个地点发生应力集中，这个地点周围的封闭并不牢固，或者断层岩块之间的固结存在孔隙，它没有发展成为热点震源，没有将更大范围地层挤压的力量转移集中到这个点上，而在某个岩块上的应力超过了它的强度极限直接发生了破裂，破裂引起地层震动地震也发生了。这种震源实际上是冷震源。虽然这种震源也是在地

37、层的挤压作用下产生的，也能引发地震，但是地震发生的机制属于另外一种。区别在于：它没有发生热演变过程就直接发生了。典型的例子象溶洞或矿井蹋陷所引起的地震，我们哪里才能找得到它的热现象呢?由此推断破裂震源的周围很难产生温度场的特征和电场的特征。我们推测破裂震源引发的地震所释放的能量比较小，它所引发的地震是一些震级不很大的地震。大地震的前震和大地震的余震可能就是这种破裂震源所为。大地震过后岩层被破碎，地层运动破碎过的岩体还未安稳，各处岩块之间有孔隙的地方非常之多，也就更容易产生破裂震源，大地震过后的大量余震可能就是这个原因。至此，我们对震源可能会形成另外的看法。十.地震发生的机制关于地震发生的机制在

38、前面人工震源和供热震源我们已经给出了两种地震发生的机制。我们还推测了热点震源引发地震的机制和破裂震源引发地震的机制。破裂震源引发的地震可能是受挤压岩块破裂以后填充孔隙所发生的震动。对于地震发生的机制需要研究的还有前面叙述过的，断层地区的地下深处可能存在8.石灰岩，而与它相邻的物质可能还有沙子和石英的二氧化硅，在地表暴露出来的这种地质结构比较普遍。在地下我们不能排除这两种物质在地层挤压温度升高以后不会发生化学反应的可能。16公里深的地下温度大约有摄氏500度，多数浅源地震发生在地下5至20公里深的地方。如果地层挤压发生应力集中，应力集中恰好发生在上述物质组成的地点。如果地层继续挤压温度还会继续升

39、高，上述物质会不会互相发生化学反应而引爆地震?何况互相可以起化学反应的物质可能远不止这两种。深源地震以化学反应地震的形式发生可能要大一些，因为本尼奥夫带可以继续延伸下沉，下沉更深地温更高，可以满足物质升温以后化学反应所必须的温度条件。但是断层地区应力集中的热点在地层挤压下可以继续升高多少温度我们没有实验。断层地区其他可以发生化学反应的各种物质分别需要多高温度才能发生反应我们也没有数据。地下深处属于高温高压条件下的物理和化学研究的范畴，无疑我们缺乏有关方面的知识，这期待着大家来共同完成这个任务。现在有两个问题想提供给大家一起进行思考和研究：1.大家知道水结冰体积膨胀可以产生很大的力会胀破水管和容

40、器，近代高压物理告诉我们在5000个大气压下水又可以凝结成冰。地壳上部大量花岗岩的密度在26003000kg/m3，依此估算10公里深的地层压力约为3000个大气压。大量破坏性浅源地震深度在520公里，符合5000个大气压的地层深度条件范围。而构成地壳七种主要成分中的四种物质含有水，地下深处地温本来就很高，经过地层挤压温度再升高，这四种成分的物质会不会直接被分解出水产生高压蒸气而膨胀或者分解出的水被结冰体积膨胀产生高压爆破岩层引发地震?地下高温允不允许奇特的结冰条件?结的冰够不够短时间内平衡周围岩层的热量并保证还有冷余量成冰?2.近代高压物理还告诉我们，在高压下一些物质的结构将发生根本性的变化

41、，绝缘体可以转变为导体。前面我们已经说过物质在高温下可以呈现正电状态，地层深处原有的高压经过地壳地层的挤压产生附加的压力，这两个压力的叠加能不能使电阻较大的岩层突然转变成为导体导电?会不会使应力集中地点的热点高电压正电向四周突然导通发生强大的地下雷击产生高压引爆地震?十一.大地震的物质形态地球的地层是很有弹性的物质，我们感到脚踏实地，那是因为人太渺小，它可随你蹦跳无动于衷。但是观摩过工厂气锤锻打或烟囱倒蹋就可以察觉到它的良好弹性。大地震爆发的短时间内地下究竟是个什么样的状况?我们猜测，大地震的热点震源在爆发的刹那之间体积很快膨胀，它猛烈地向四面八方冲击，震动把纵波很快传开，地层的弹性得以体现。

42、爆发产生巨大的推力将震源周围紧紧封住的构造破坏，冲击力沿着地壳切线方向受到地层强有力的阻挡，冲击力向下有着整个地球更大的惯性力在抵挡，唯有向上才是它发挥威力的方向。它的冲击不会只局限于震源直径大小的圆柱状地层物质从下上腾，它威力的地下三维作用空间与地雷爆炸掀起泥土的三维空间应该有所相似，震中作用当然更猛烈。假如没有其他因素的影响，受力破坏的地下区域是个倒锥体区域，如同前述烤火的锥坑。地球存在引力，地层有着很好的弹性。地震震源爆发时，向上的冲击把破碎的岩块及其上部物质上抬。震源向周围及向下的冲击使空间有所扩张，因为全方位的冲击以后震源周围的物质有着向外的巨大惯性，瞬间无法立刻返回，首次冲击后震源

43、点的压力可能比震区外同深度地区的正常压力还低。但是地球的引力和上部地层的弹性回击使震源上方的地层物质回落，四周地层的弹性回击和震源下方的弹性回击再次使震源压力骤升，震源物质被压缩以后出现二次压力高峰。震源再次猛烈反击，二次反击属于弹性行为。震源是一个弹性波源，多次反击情况相似，于是地层就象鼓面被擂击。地震波动不同于声波，会破坏岩层。汶川5.12地震我亲自听见地下象巨石碰击和相互擦过似的咯、咯、咯的响声推测可能是地震波的波动按照先后到达的次序，以波压峰值分级弹跳的形式破坏岩层的过程。注意这地震波破坏岩层的方式！我所见的遮阳伞约每秒两次的击拍上下跳动可能是震源上抬地层物质运动的标志。如果平静如镜的

44、湖面中央落下一个石块湖面就会激起波浪，波浪有波峰和波谷。无疑震源引起地层的弹跳和湖面落石一样广阔的地面也会产生地波，地面也会产生波峰和波谷，地面也会有曲面波形。不过它的波长尺度很大我们不容易察觉，只能感受到地动并观察到房屋在摇晃和倒蹋。十二.当前地震预报的任务中小地震可以威胁人类并造成一定的损失，但是大地震造成的危害使人类无法忍受。大地震的前期往往有许多预兆，它的前期所表现出来的征状一定比中小地震更为明显，比较有利于我们的观察和探测。当前有着一个十分紧迫的任务是：在大地震发生以前对地震的发生时间和发生地点作出较为准确的预报，以便让人们有足够的时间防备。继续采取各种措施加大对地震预报进行探索和研

45、究是当前的任务所急。十三.大地震预报探索的措施地震研究关系到全人类的安全，进一步开展国际交流和合作可以汲取别人的先进经验使我们的研究起点走在前端。广泛调动各方面的力量积极开展研究以便取得地震预报研究的突破。合理利用广播、电视和报纸广泛开展关于地学和地震的科普宣传教育，以便吸引更多人的关注。长期坚持这项工作在青少年或青年中将来可能会出现地震预报研究的成功者。目前为了进行新一轮地震预报的探索我建议采取以下的研究措施：1.在前人研究地震预报的基础上先大致框定一个可能会发生地震的区域。如历史上曾经有过地震记录的断层地区，目前有着地震活动迹象的地区。2.利用遥感卫星对可疑区域进行地温监测和分析。这是个需

46、要长期坚持的任务。用来作为研究地震的参考资料。3.继续进行地应力的测量观察，测量点选在深井的岩层位置。4.利用激光定点测量可能要发生地震的地区地层运动的位移量和地面高程差的变化量。作为可能要发生地震地区的地层运动情况的研究资料。5.对云母、高岭土、滑石和泡沸石做高温高压实验以判定能不能分解出水。6.对花岗石或其他具有晶体结构的岩石进行高温高压试验以研究在地下岩层条件下能不能产生高压雷击引发地震。7.对近期发生过大地震的震中进行地球深钻，以便了解地下究竟发生了什么情况，可为进一步的地震研究提供依据。判明地震震中的地温是否升高过，地温是否存在过按照温度的高低梯度分布的温度场。这里要注意第八节中的推

47、论，温度场形成的热量扩散可能会以岩层受压放热的中间过渡的特殊方式传播，也就是说地震过后岩层压力一旦恢复正常，压缩增量复零就有可能产生逆转的吸热象，这种吸放热的现象应该和冰箱的致冷剂的作用相似，不过这两种热介质一种岩层另一种是冰箱的致冷剂。我们推测大地震的震源附近可能会残留温度升高过的证据。深钻的深度要尽可能接近震源，以便对发生过地震的震源进行研究。8.通过地球深钻对获取的岩心进行化学分析，以便查明地震的震源是否发生过化学反应。9.对于地球的深钻，目前世界上最深的超深探井约10公里左右。我想，如果要钻达更深的地层，需要改变从地面以机械传动将动力送到地下深处的方式。钻机设计可以考虑导轨组装式的井壁

48、，导轨不但用来引导动力头前进，而且被用来支撑动力头钻切时产生的反扭矩。我们采取分步钻，分步安装固定导轨并接长导轨得以延伸。动力由特种电缆供给。只要动力头和电缆耐得住深部地层的高温，我们一定能够钻达比10公里深得多的探井。接长和安装导轨比较麻烦，但是我们能够做得到。10.对于由前3条初步推测将来可能发生地震的中心地点周围深钻几个超深探井。钻成后的探井中按照不同深度安装一系列地温监测传感器，传感器用来监测和记录地温的变化。对几个探井地温传感器同时所得到的监测数据进行分析，如果按照三维空间的推算可以得到一个最高的温度点，并且可以推算出存在着一个按照温度高低的梯度分布的温度场，那么我们就有可能找到地温

49、上升的热点。也就是说我们关于热点震源的推测有可能是正确的。我们就有可能在大地震发生之前先探测到未来大地震震源的所在位置。如果一切都在我们的推测之中，这将是一项非常有意义的工作！如果监测到的地温正在升高并且正在发生急剧变化，这就有可能意味着大地震即将发生，我们就有希望可以为大地震发出临震警报。11.在钻成的探井中同样设置一系列的电压感应器，如果也可以得到类似的正电电压场的变化记录，那么我们关于大地震震源的推轮就有了进一步的证据。也就是说我们对大地震预报的研究将会取得一个重大的突破。十四.结束语想象和推测还不是结论，要成为正确的结论需要证据。科学的结论可以通过两条途径来获得，一条是根据现象和实验结果得出结论，另一条是先创建理论或从推测开始，然后通过找得证据和用实验证明来得出结论。在扑朔迷离的地震预报难题面前多一种思考推测就可以多增加一条摸索的路，只