地球内部深层次动因及其影响与气候变化

【编者按】

今年1月底至2月中旬，一场暴雪严寒席卷东南欧，位置偏南的巴尔干地区灾情尤为严重，欧洲北部地区反而气温上升。对于这次欧洲暴雪严寒，坚持“全球变暖”理论的人士依然认为，不能改变全球气候变暖的长期趋势，并且坚持全球变暖是人为因素造成的。天大研究院特约研究员、中国地震局地球物理研究所研究员王健明确指出，这是继冰岛火山爆发之后，地球对欧洲发出的又一次警示。

王健认为，“全球变暖”理论无法解释近年来频频出现的极端天气，要阐明其中奥秘，必须从了解地球的内部结构开始。他所撰写的《地球内部深层次动因及其影响与气候变化》一文首先阐述了地球内部的结构与活动，梳理了相关的理论学说，指出软流层的涌动推动板块运动，进而引起地震和火山喷发以及干旱等现象频繁发生。软流层加速活动，同样可以造成洋中脊剧烈活动和海底火山喷发，从而引起暴雨、暴雪等各种极端天气。文章进一步通过引述地震和地质学的证据指出：地球内部活动存在了多个时间尺度的波动，从几十年到上亿年不等。文章深入分析了西北太平洋俯冲带的活动，认为正是其导致深源地震活动的变化，从而影响中国的华北和东北地区。

王健认为，不能用外因来解释地球出现的种种现象，而必须深入研究地球内部的运动。他指出，地球通过各种热作用一直在不停地排放，特别是大规模喷发时，其排放量绝非人类的影响可以比拟。在批驳“全球变暖”理论谬误的同时，王健强调，人类必须警觉，地球可能正步入百年未有之活跃期。新世纪以来不仅地震次数急剧增加，其他各种自然灾害也急剧增多。人类可能要经受空前的冲击与考验。中国尤其要目不转睛地关注西北太平洋俯冲带的活动对华北、东北地区的影响，特别紧迫的是东南亚弧形俯冲带活动对中国东南沿海地区的影响。

王健呼吁，应全力推动地球科学研究向着更深、更广、更加综合的大纵深方向发展，在探索地球内部奥秘的进程中取得新突破，拓展获取地球资源的深度和广度，开启人类文明的新阶段。同时，必须从思想上、国民意识上充分做好准备，以抗御一系列巨大自然灾害持续猛烈的冲击。

地球是由不同形态、不同圈层构成的复杂体系，她包括大气、海洋以及固体地球，而固体地球又可分为地壳、地幔和地核。地球的各个圈层又是按照各自的规律时时变化而又相互作用的，可是说地球是一个“活体”。海洋与大气层的相互影响已经受到了广泛关注，而固体地球的变化对海洋、大气层的影响还没得到应有的重视。其结果是：我们对海洋以及气候变化的认识深度不够，提出的模型缺乏基础，对一些现象的解释停留在表层，具有较短的时效性。当面临更加深层次、更加剧烈变化的时候，只能遭遇尴尬。“气候变暖”无法解释近年来的极端天气就是最好的例证。要阐明这其中的奥秘，还必须从了解地球的内部结构开始。

人类对地球内部结构认识有限

对固体地球内部结构及其活动规律的认识无疑是基础性的，但人类认识地球结构的历史也只有大约100年的时间。19世纪末、20世纪初，地震仪的出现以及地震台站的逐步广泛布设，奠定了揭开地球内部结构的基础。1909年奥匈帝国（现克罗地亚）气象学家莫霍洛维奇发现地壳和地幔的分界面，人们把它称为莫霍洛维奇间断面，简称莫霍面。早在1906年，英国地质学家奥尔德姆就曾发现地幔与地核的分界面。1912年德国裔美国地球物理学家、地震学家古登堡又进一步确认了这个界面的存在，并将其深度值确定为2900千米。这个界面也被称为古登堡界面。

在一般的科普材料中，常常只介绍地球分为三层，并形象地用鸡蛋来比喻：蛋壳类比地壳，蛋清好比地幔，而蛋黄就被当作是地核了。

其实，地球内部结构还可以再细分：首先地壳还可以分层，莫霍面之上往往还存在另外一个界面，是由奥地利裔美国气象学家、地震学家康纳德于1923年首先发现的，因此也被称为康氏界面。当然康氏界面不是全球普遍存在的，只在局部地区有。

地幔又有上、下地幔之分，分界面在660千米的深处 。

地核又分外核与内核，分界面在5155千米的深处。外核具有液态的物理特性。

上地幔还可以再细分，从莫霍面往下，温度逐渐升高，岩石慢慢变软。到达约100千米的深度时，温度据估计可以高达800℃至1200℃，岩石接近熔融状态。1926年，古登堡注意到地下100至200千米处地震波速明显变慢。1955年，他又重新提出这个“低速带”的问题，其后越来越多的资料终于使地震学家相信“低速带”的存在。低速的原因是这里很软，有些地方甚至可以熔融。这个发现与地质学上关于岩石层和软流层的概念不谋而合，它后来成为板块构造学说的物理基础之一。所谓“岩石圈”，就是从地表往下大约100千米的这一圈岩石，包括地壳和上地幔的表层。所谓“软流层”就是从100千米再往下大约至200多千米的这一圈岩石，其温度很高，估计在800℃至1500℃的范围，岩石处于熔融状态。可以形象地讲：岩石圈“漂浮”在软流层上。后面要谈到的所谓板块划分，就是针对岩石圈而言的，软流层的岩石处于流动状态，没有办法“划块”。

地壳是由脆性物质构成的，一般来讲，大陆地区的平均地壳厚度在40千米左右（大洋地壳相对要薄，大致在5至15千米左右）。从40千米到100千米，为脆韧转化带，或称脆韧过度带。如果要形象的说明，可以用沥青作比喻。冷的沥青是硬的、脆的，温度升高，则变软；温度再高，则更软。再往下就到了软流层了。

地震的发生是有条件的，一是有力的作用，二是要力作用于脆性物质。或者说地震就是脆性物质受力达到一定程度之后而产生破裂，在破裂过程中发出了“声音（即地震波）”，地震学家就是根据地震仪器接收到的地震波来分析地震发生处（震源）和传播路径的情况，由此揭示地球内部的结构。

从地表到40千米的深度，是地壳的范围，这里可以有许多地震发生。从40千米到100千米的脆韧过度带中随着深度增加，地震则逐渐减少。到50、60千米，地震就少了许多。地震的深度一般不会超过70千米。也就是说，地球上的地震都应当集中在70千米以内的范围。100千米深度以下的“软流层”内，就更不可能有地震发生了。

但是，也有例外的情况。1928年，日本地震学家和达清夫利用日本地震台站记录到的资料，首先发现有深度远远超过70千米，甚至可以达到近700千米地震存在的证据。20世纪50年代，美国地球物理学家本尼奥夫在世界其他地区也发现类似情况。60年代，它同样成为板块构造学说的物理基础之一。按照板块学说的解释：在这里，相邻的两大板块之间发生接触后，一个板块插到另一个板块的下方。下插的板块虽然“深陷”软流层，但板块内部仍是“冷的”、“脆性的”，所以受力后仍可以发生地震 。为了纪念这一现象的发现者，这种深源地震分布的地震带被为“和达－本尼奥夫带”。又由于这种“潜伏”于上地幔中的板块，最终要被融化而消失，所以又被称为“消减带”。根据板块下插的形态，也被形象地称作“俯冲带”。

在这里，我们必须强调，由于人类目前对地球内部结构的认识，主要是通过对地震波的研究结果而得到的，必然受到种种限制。例如，观测结果的精度和分辨率，与仪器的性能、台站的布设、地震波的传播路径、半波长等等因素有关。随着技术的进步，方法的改进，会不断地提高。

总之，目前我们对地球内部结构的认识，是通过间接方法得到，结论不是绝对的，可能还会不断地修订或补充。

从“板块构造学说”开始了解地球内部运动

我们已经了解了地球内部的分层结构，现在来介绍各层之间的相对运动。首先，全球的岩石圈并不是完整的一块，而是由许多大小不同的块体拼合而成的。这些块体是可以移动的，首先提出这一见解的是德国气象学家魏格纳。他于1915年出版了《海陆的起源》，从非洲大陆与南美洲大陆的海岸线比较吻合等现象出发，运用古气候、古生物、地质学的证据以及大地测量等方面的资料，系统地阐述了大陆漂移的思想。

“大陆漂移学说”提出后，遭到了激烈的反对。千万年来，大地就是人类居住活动的坚实基础，她怎么可能、又是如何“漂移”的呢？这似乎超出了人类的想象，人们不能接受。而大陆漂移确实需要更多的证据，魏格纳也在不断地寻找着新的证据。1930年于格陵兰冰原，他死在了寻找证据的征程中。此后大陆漂移学说渐渐为人们所淡忘。

直到20世纪50年代中期，人们发现在世界各大洋底部的中间位置，存在高达约2千米的条带状的山岭，因此被形象地称为“洋中脊”。在洋中脊的中央是一条裂谷，并有热物质上涌。紧接着，美国的研究单位与海军机构合作，对北美西海岸外的太平洋洋底进行大规模的地球物理勘测，发现了洋底地磁异常条带状分布的现象（傅征祥等，2009）。根据这些现象，60年代初，美国学者赫斯和迪茨提出了“海底扩张学说”。随着越来越多的证据，“海底扩张学说”被广泛接受。

这时，大陆漂移被重新认识。人们把海底扩张、大陆漂移、俯冲带的存在等现象联系起来，至60年代末，“板块构造学说”被提了出来 。根据这一学说：世界大洋洋底贯穿着一条连续延伸长达64,000千米的洋中脊，这里其实就是正在喷发着的火山带，地幔物质不断上涌，形成新的洋壳。在洋中脊两侧对称地留下了一系列磁化方向正反相间的地磁条带，表明在地球的演化过程中，地磁场极性曾发生多次反复转向。20世纪70年代，人类首次下潜到2600米的海底直接观测到了熔岩喷涌而出的壮观场面。岩浆不断从洋中脊喷出形成新的地壳，这本身就说明地球是一个“活体”，其“皮肤”是不断更新着的。

图1至7显示了全球的板块划分，以及板块活动的环节。在此不做文字上的赘述。

关于海底扩张和大陆漂移的动力来源，现有的认识是其动力源于软流层的涌动，而软流层的涌动又是地幔对流的一个组成部分。图8给出了地幔对流驱动板块运动的示意图。有关地幔对流的机制和动力源，目前学术界还在争论。除了地幔对流，还有“地幔柱学说”。“地幔柱学说”也取得了不少有利的证据，并对许多现象进行了解释（图9）。在板块“从生到死”的整个环节，都存在着各种各样的热作用。图10至12给出了各种热作用的图片。总之，目前对于软流层的热作用机制及其驱动板块运动方式的了解还不完全，还缺乏足够的观测手段和数据积累，因此学术上才会有争论。

“地幔柱学说”已经将软流层的能量供给植根于核幔边界，表明其能量来源于地核。目前人类对地核的认识少得可怜。基于对地球磁场极性倒转等现象，地核“发电机”假说被提了出来。目前对地核的物理性状有着各种各样的推测，但地核处于高温高压的状态是较为普遍的看法，并且认为是从地球诞生之时就是如此 。能够维持如此长时期的高能状态，最有可能是核能。地核蕴含着巨大的能量，其本质极有可能就是核能。

需要特别指明的是：我们不能因为对地核知之甚少，就藐视她的能量，忽视她的存在。试想一下，仅就软流层来讲，厚度可达上百千米、围绕地球这么整整一圈的岩石，生生地“被熬成了糖浆状的岩浆”，可以流动、温度高达上千度。这是怎样的一种能量，人类在地表的生产活动所涉及的能量又怎能与之相比？又怎么可能左右她的活动规律？！

地球内部活动存在多种时间尺度的波动

地核是地球内部一切运动的动力来源，是考虑地球一切问题的最为基本的内因。可以想见的是，其工作状态不是恒定的，会有波动。因为自然界变动是永恒的，稳定是短暂的。但问题是目前我们不但不知道她的变化规律，也不知地幔的活动规律，对软流层的了解也很不够。

反过来，既然是软流层的涌动推动板块运动，进而引发地震、火山喷发。我们可以先看看地震、火山的活动规律是怎样的。

人类使用地震仪记录地震，约100年的时间。从仪器记录资料分析的结果看，地震活动存在着几十年时间尺度的波动。以中国华北地区为例，大致存在10至20年左右的地震活跃期和相对平静期的差异。例如，上世纪的60、70年代，我国华北地区（东经110°～123°，北纬30°～42°）地震活动就处于一个相对活跃的时期。以6级及以上强震为例，这期间分别发生了：

1966年3月，河北邢台分别发生了6.8级和7.2级地震；

1967年3月，河北河间6.3级；

1969年7月，渤海7.4级地震；

1975年2月，辽宁海城7.3级地震；

1976年4月，内蒙古和林格尔6.3级地震；

1976年7月，河北唐山7.8级地震；

1979年7月，江苏溧阳6.0级地震；

1979年8月，内蒙古五原6.0级地震（汪素云等, 1999）。

而进入上世纪80年代，地震活动相对要平静得多。从1980年算起，直到1998年1月，河北省的张北县发生了一次6.1级地震。这十多年期间，只是1984年5月21日江苏如东一带东北方向的海中，同一天分别发生了6.1和6.2级两次地震。1996年11月长江口外海中发生了6.1级地震。除此之外，华北地区就没有6级以上强震。

从全球的地震资料来看，情况也颇为类似。以全球8级及以上地震为例，从震级分布来看，60年代也是个活跃时段，并发生了人类有记录的最大地震：1960年智利9.6级地震。从10年累计地震次数并逐年滑动统计的结果看，60年代出现了一个相对活跃的峰值，其数值与40年代末的峰值相仿。

而进入80年代，地震活动显著减少，可以说是地震次数是最少的。1979年12月12日厄瓜多尔附近海域发生8.1级地震，这之后直到1995年7月30日，智利北部发生了8.2级地震。从1980年1月至1995年6月，这15年的时间段内，全球仅有两次8级地震发生 ，是有记录以来最平静的时期。

插图说明：上图是全球8级及以上地震震级与时间分布
下图是全球8级及以上地震10年内次数随时间变化图
统计时段逐年滑动（左玉铃，2011）。

90年代的后期开始，全球范围地震活动显著增强，地震开始增多。如果以2001年6月秘鲁滨海的8.4级地震为标志，新世纪地震活动不管是强度还是频度都出现了急剧增强的态势，其后各种级别的强震不断。如2001年11月我国昆仑山口发生了8.1级地震；2003年9月日本北海道发生了8.3级地震；2004年12月印尼苏门答腊发生了9级地震并引发海啸。2005年3月印尼苏门答腊发生了8.6级地震；2007年9月印尼苏门答腊南部海中再次发生了8.5级地震，2008年2月印尼苏门答腊又发生了7.7级地震。从2007年9月到2008年2月底，这一区域几乎6、7级地震就没有断过。2006年11月千岛群岛8.3级地震；2007年8月秘鲁沿岸近海8.0级地震；2007年11月智利沿岸近海7.9级地震；2008年5月中国四川汶川8.0级地震；2010年2月智利发生了8.8级地震；2011年3月日本9.0级地震（赵荣国等，2010）等等。

同样引入瞩目的是，新世纪开始以来，不仅地震次数急剧增加，其它各种自然灾害也急剧增多。特别是2004年12月26日印尼苏门答腊9级地震之后，地震数量出现了跳跃性的增长（统计数据截至2010年，还未包括2011年3月日本的9级地震），达到了有记录以来的最大值。这一趋势与2005年以来，全球火山喷发、干旱及各种极端天气频繁出现的现象是吻合的。

更长时间的地震活动缺乏仪器记录资料，但可以利用历史地震资料来进行粗略地判断，尽管历史地震资料没有仪器记录地震资料准确和完备。我国历史文化悠久，有大量的历史地震记载文献，新中国成立以来，我国地震工作者作了大量的研究，取得了丰硕的成果。从历史地震资料看，地震活动百年时间尺度的波动似乎也有存在的可能。

以我国东部地区（东经110度以东的地区，不包括台湾）发生的7级以上地震为例：

1501年1月，陕西朝邑7级地震；
1548年9月，渤海海域7级地震；
1556年2月，陕西华县8 级地震；
1600年9月，广东南澳7级地震；
1604年12月，福建泉州近岸海中7 级地震；
1605年7月，海南岛琼山（今海口市）7 级地震（震级被低估了，实际震级估计至少为8级）；
1626年6月，山西灵丘7级地震；
1668年7月，山东郯城8 级地震；
1679年9月，北京东部（三河、平谷）8级地震；
1683年11月，山西原平附近发生了7级地震；
1695年5月，山西临汾7 级地震 （闵子群等, 1995）。

除7级和8级地震外，还有更多的6级及以下的地震，如北京及周边就发生了：1536年11月北京通州南6级地震；1658年2月河北涞水6级地震；1665年4月北京通州西6 级地震；1720年7月河北怀来6 级地震；1730年9月北京西北郊6 级地震（王健，2011）。

我国历史上有足够文献记载而确定的第一个8级地震是：1303年9月（元大德七年八月）山西赵城、洪洞一带发生的地震。从这一年之后直到1501年1月（明弘治十四年正月），将近200年的时间，中国东部地区没有7级以上地震记载（根据各种情况分析，这一时段如果中国东部地区发生7级地震，史料不会遗漏）。从1501年至1695年（清康熙三十四年）这将近200年的时间内（特别是后100年），中国东部地区地震灾害可谓巨大而频繁。

这之后的135年间没有7级地震发生，直到1830年6月（清道光十年闰四月），河北磁县发生了7 级地震。接下来是1846年8月（清道光二十六年六月）黄海7级地震；1888年6月（清光绪十四年五月）渤海7 级地震。1918年2月广东南澳附近海中发生7.3级地震；1937年8月1日，山东菏泽发生了7级地震。再之后，就是上文说到的1966年邢台地震。

历史资料真实地告诉我们：地震活动确实存在着百年时间尺度的波动。

地震所揭示的时间尺度也就几百年，最多也就是千年尺度。那么在更长的时间尺度内地球是否存在变化呢？答案是肯定的。大量的地质学证据表明，大约在距今1万年左右，我国东部地区，存在大量岩浆上涌，甚至是火山喷发的现象。在举办亚洲博鳌论坛的海南岛，距海口市西南仅20千米的地方就有火山群。据地质学家考证，其最后一次喷发的时间距今约为8千至1万年，现仍有多座保存较为完好的锥状火山口地貌遗址。

在几十万至千万年的时间尺度内，地球活动的起伏也是存在的。因为，地磁场极性倒转的现象就出现在这样的时间段内。

大量化石研究结果表明，在大约2.52亿年前，地球生物遭遇了一次惨烈的“清洗”。火山大规模喷发，演变出各种灾害形式，最终导致95%的海洋生物和75%的陆地生物消亡。

总之，地震和地质学的证据表明：地球内部活动存在了多个时间尺度的波动，从几十年到上亿年。

对于火山的研究，目前还缺乏定量的标准。地震大小可以用震级来表示，接下来就可以按照震级进行定量的统计。而火山喷发喷出的气体量或岩浆量都难以直接测量，缺乏定量指标，后续的定量统计就难以进行。

近年来全球范围火山活动也异常活跃，仅将2010年1、2月份的部分火山活动罗列于下：

2010年1月5日，位于哥斯达黎加中部、距首都圣何塞约100公里的图里阿尔瓦火山持续喷发，大量伴有硫磺味的火山灰散落在周边地带。

2010年01月11日，厄瓜多尔通古拉瓦火山再次发生大规模喷发，火山口喷出大量岩浆和火山灰。水蒸气和火山灰形成的混合物在火山口上空形成高达3000米的烟柱。

2010年02月03日，位于勘察加境内的希外鲁奇和克柳切夫斯基火山发生喷发。其中，希外鲁奇火山喷发的烟尘高度达到海平面以上5000米。

2010年02月03日，位于日本硫磺岛以南50千米的一座海底火山喷发，导致海面发生大规模海水喷溅。火山喷发的烟尘和水柱喷射到空中达约30层楼高。当时，日本海上保安厅的一架直升机恰好巡逻经过该海域，并拍摄到了喷发的水柱和海面上升腾的水雾。日本气象专家表示，这次海底火山喷发可能形成新的火山岛。硫磺岛附近的海底火山2005年7月还喷发过。

这类的报道或资料实在是太多了，不在此一一列举。

必须指出的是，有一类情况需要特别关注，那就是一些沉寂多年的火山开始喷发，如2010年8月28日印尼的锡纳朋火山在“沉睡”约400年后开始爆发；2010年3、4月冰岛火山喷发也是近200年来的再次大规模喷发。智利柴滕火山经历了9000年的平静后，于2008年5月爆发（以上信息来源于媒体）。

我们应当清醒地认识到：人类对地球的认识还是相当肤浅的，对自然界的影响也是非常有限的。人类赖以生存的生活、生产资源都来源于地球，产生的排放对于地球来说并非异物。以碳排放来说，地球通过各种热作用一直在不停地排放，特别是大规模喷发时，其排放量绝非人类的影响可以比拟。

诚然，人类工业活动产生的污染，可以对局部地区环境造成极其严重的后果，绝不能听之任之。但这与地球内部活动加剧，所造成的地震、火山以及各种极端天气频繁发生，根本就不是一个层面上的问题，不应当混淆，也不可能混淆。

地震、火山以及各种极端天气不是工业化带来的“新生事物”，它们远比人类的历史久远得多。即使我们回到茹毛饮血的时代，也不可能阻止地球内部的加剧活动及其产生的各种后果。

西北太平洋等俯冲带影响东亚地区

如果说到珠穆朗玛峰或青藏高原，几乎无人不知、无人不晓。就地球科学的相关专业研究领域来讲，那也是个热闹非凡的地界。如果提到西北太平洋俯冲带，则几乎无人知、无人晓。就专业研究领域来讲，这也是个相对冷清的僻静之所。

所谓西北太平洋俯冲带，就是太平洋板块向西运动，与欧亚板块和菲律宾板块相遇后，下插到其下方的部分。她的形态基本上就是西北太平洋的海岸线。北起阿留申群岛，南至菲律宾海，曲折蜿蜒，约5000千米（臧绍先等，1996）。图13和图14显示了该俯冲带的等深线分布及立体模拟图。可以形象地说，西北太平洋俯冲带就像一个“巨大的铲子”，从日本岛弧斜插下来，其前端到达了中国东北和朝鲜半岛一带，深度可达660千米，到了上、下地幔的分界面。珠峰的高度约为8.8千米，而西北太平洋俯冲带的深度达660千米。从数值上看，前者只是后者的1.3%。

有研究者根据观测数据发现，660间断面在中国东北地区的下方存在明显的下沉现象，其范围大致在北纬41～44°，东经128～131°，下降幅度达35千米。据此认为西北太平洋俯冲带大致在上述区域穿透660间断面，插入下地幔，但穿插的范围有限（Li Xueqing，et al.，2003）。

这一段文字描述的意思，作者试图用形象的比喻来解释。就是西北太平洋俯冲带这个“巨铲”在斜着向下插的过程中，在其顶端有一小部分“被劈开了”，劈开了的那部分插向了更深的下地幔，并把上下地幔的界面“冲”出了个30多千米深的“大凹窝”。大家可以想象一下，长达5000千米，深度660千米的这样一个“巨铲”，不要说是由岩石构成的，就是用强度最大的钢材铸成，这么大的尺寸，在这样的高温、高压状态下，也会有变形。巨铲的前端被劈开了，“卡壳”了，后面越是用劲推，前端受力就越大，劈开得越厉害。对应着深源地震越多、震级越大。反过来，我们可以根据这一区域深源地震的特征，来大致判断俯冲带的活动情况。

基于这样一种思考，作者曾仔细研究了西北太平洋俯冲带前端深源地震的活动特征。资料的时段为1905～2004年，震级下限取5.8级，最大地震发生在1973年9月，震级为7.7级。震源深度在450至650千米之间。这些深源地震在地表的投影，主要集中在38°～45°N，129°～132°E这一区域（大致在我国东北黑龙江绥芬河、吉林珲春以及朝鲜东部及近海）。

作者应用一种数学分析方法（小波变换），来分析这些深源地震活动的时间分布特征，研究结果显示，1905年以来深震活动可分为四期，即四个活跃期和四个平静期。其中平静期平均12.25年；活跃期平均为12年。约78%的深源地震能量分布在活跃期内。

同时对俯冲带前方区域浅源地震的活动特征进行对比分析。对于浅源地震，研究区域为30°～48°N，108°～129°E。这一区域主要包括我国华北、东北地区，渤海、黄海海域及朝鲜半岛。浅源地震的深度一般在8至30千米，震级在5.8至7.8级之间。

通过对比分析发现，深源地震与浅源地震的活动有较好的一致性。如深源地震在第三活跃期强度最大，发生了最大的地震，震级高达7.7级；而浅源地震也是这一时期最为活跃，分别发生了1975年海城7.3和1976年唐山7.8级等地震。深源地震在空间位置上的变化也会左右浅源地震的分布(WANG Jian，et al.，2007 )。

关于深源地震与浅源强震关系的机制，目前学术上有不同看法，短期内也不会有一致的意见。但有一点是肯定的，那就是俯冲带在下插及其消融的进程中，伴随多种物理、化学过程，必然会搅动上地幔，进而引起地壳的应力变化，为浅源地震的发生提供基本的动力来源。

总之，近百年来的地震资料表明，西北太平洋俯冲带的活动，会导致深源地震活动的变化，同时影响我国的华北和东北等地区。深源地震作为一种标志，蕴含着俯冲带活动及其影响的丰富信息。

西北太平洋俯冲带的南段“裹胁”着菲律宾板块，其西北侧的俯冲带斜插入东海，影响着我国的华东地区。菲律宾板块西北侧向南的转折点，正“顶着”我国的宝岛台湾，影响台湾岛及台湾海峡。其西侧的俯冲带影响着我国的南海海域及东南沿海地区。

印度—澳大利亚板块与欧亚板块在东南亚的交汇处，形成了巨大、复杂的弧形俯冲带。这个弧形俯冲带又可分为四个段落。其西北段称为安达曼俯冲带，直指我国西南的西藏、云南。向东南方向，依次是苏门答腊、爪哇及帝汶段。这些俯冲带段落的活动最终会影响我国的南海海域和东南沿海地区。

围绕东亚地区的俯冲带都是剧烈活动的地震带（图15）。

2004年12月发生在苏门答腊的9级地震，2011年3月发生在日本东海岸近海的9级地震，都是这些地方近百年有记录以来最大震级的地震，都标志着这些段落的板块活动发生了重大的转折，有着明确而重要的指标性意义。我们绝不能隔岸观火、熟视无睹，应当目不转睛地关注其发展动态及其对我国相关区域的多种形态的影响。

中国地震史料蕴含丰富信息与未解之谜

我国是历史悠久的文明古国，也是地震多发的国家，对地震的文字记载较早，留下了极丰富的地震史料。特别是从明代开始，地方志的编撰、刊印已较为普遍和规范，为我们提供了丰富、翔实的有关地震、干旱及各种极端天气的史料。限于篇幅，仅摘录几次有代表性的地震或事件的部分片段，以期让读者留下些许印象。

1679年9月2日(清朝康熙十八年七月二十八日)在华北大地上发生了一次强烈地震，震中就在北京东部一带。震之所及东至辽宁沈阳，西至甘肃岷县，南至安徽桐城，凡数千里，而北京和天津之间的河北省三河县与北京市平谷县最惨。远近荡然一空，了无障隔，山崩地陷，裂地涌水，土砾成丘，尸骸枕籍，官民死伤不计其数，有全家覆没者。有五十多个县的数百个地点记载了地震的破坏情况，现仅呈三河与平谷的震害概要，以使读者有个简要的了解。

三河：城垣、房屋存者无多，城内外计剩房屋五十间有半。县治各官署、儒学、神祠等俱圮无存。舍利塔顶檐四坠，层级难分。转角碑乃因地震憾动转向而得名。地多坼裂，黑水兼沙涌泛。有骑驴行道中者随裂而坠，了无形影。

平谷：城廓村庄，房屋塔庙荡然一空。阖境人民，除墙屋压毙及地裂陷毙之外，其生存者只十之三四。地断裂丈余，黑水兼沙水从地底涌出，田禾皆毁。山多崩陷，县东南自水峪庄至海子及新开峪，连及蓟县之盘山，其崩陷尤甚。……城西北大辛寨庄南一砖井歪斜变形，人呼为搬倒井。县之四境，较低于旧时，或二尺或五尺一丈不等(闵子群等，1995)。

根据相关史料以及现代地震学知识评估，1679年三河平谷地震的震级被估计可达8级。就在这次地震之前的11年，同样在华北地区发生过更为严重的地震，震级估计高达8 级。

1668年7月25日（清康熙七年六月十七日），在山东省与江苏省接壤的郯城一带发生一次巨大地震。地震波级范围极广，涉及鲁、苏、冀、晋、皖、豫、浙、赣、鄂、陕、辽诸省及朝鲜。地震造成5万多平方千米范围内的150多个州、县遭受不同程度的破坏，山东郯城、沂州、莒州等破坏最重。区内城廓、公廨、官民庐舍、庙宇等一时尽毁，郯城倒塌如平地，莒州百里无存屋，并伴有大规模的山崩地裂、地陷、涌水、冒砂等现象，余震六年不息。

郯城的记载为：戌时地震（19至21点），一时树木皆前俯后仰，从顶至地者连二三次，逐一颤即倾。砖城墙倾大半，城楼垛口、监仓、衙署、官舍、民房并村落寺观，一时俱倒塌如平地，打死男妇子女八千七百有奇。地裂处或宽不可越，或深不可视，地陷塌如阶级，有层次，泉涌上喷高二三丈。

沂州（今山东临沂）的记载为：沂州地震，彻夜摇动如雷。官廨、民房、庙宇、城楼、墙垛尽到。仅存破屋一二，人不敢入。河水暴涨，城中上无寸橼，下无片地。男女死者不计其数，存者带伤，抱男携女，逃奔无地，昼夜啼号（谢毓寿等，1987）。

“树木皆前俯后仰，从顶至地者连二三次”，树木像鞭子一样被抽来抽去，大地呈现出怎样极度的狂暴与肆虐，几乎超出了人的想象。每每阅读这些记载，仍觉触目惊心，毛骨悚然，常不禁潸然泪下。

放下这次地震的震害，让我们来看几条相关的极端天气记载：

地震之前的5月（农历四月）山东冻雨，民多冻死。

地震之前，天降大雨50余日，7月18日（农历六月十日）淮河水暴涨，淹死者无数，榆柳高者仅露其稍；

地震之后，又雨50余日，江苏涟水城内大水行舟。

这次特大地震之前的十六年，1652年3月23日（清顺治九年二月十四日），安徽西南部大别山的霍山发生了一次6级地震。这次地震本身并无特异之处，与地震同时记载了干旱的情况：是年霍山大旱，三至七月不雨。安徽太平；湖北罗田、红安、广济；江苏宜兴皆大旱（谢毓寿等，1987；闵子群等, 1995）。

在史料所记载的现象中，仍有一些未解之谜，现举两例。

首先让我们关注1597年事件。公元1597年10月6日（明朝万历二十五年八月二十六日），在我国东部大范围内记录到了地震事件，南波及江苏、安徽北部，北到辽宁，东达朝鲜，西至山西以及河北、山东、河南诸省。这次事件的主要特征是大范围感觉到了地震，但没有记载到任何破坏，再者是持续时间长，“连震三日”。另一个显著特点就是，在记载地震的同时，有大量河、湖、井“水动”、“水溢”、“水沸”等记载，山东、江苏、河北、河南、安徽等地均有类似记载。

如江苏沛县：地震水涌，自26日至28日连三日地震，城内外渚水皆旋涨旋消，若潮汐然。

山东临淄：不雨，濠水忽涨，南北相向而斗。夏庄大湾忽见潮起，随聚随开，聚则丈余，开则见底。

山西蒲州：池塘无风生波，涌溢三四尺。

湖北潜江：河水震荡，池井俱溢。

此外长白山火山喷发，也是显著的伴生现象。

有研究者认为可能是“慢地震”造成了上述诸多现象（时振梁等，1985）。作者基于长期的思索和研究，认为这极有可能就是一次（或一群）巨大的深源地震（王健，2007）。到底是不是深源地震？如果是，震级要多大才能引起诸多异常现象？仪器记录到最大的1973年那次7.7级深源地震，远没有这么大的影响范围和力度。西北太平洋俯冲带要以怎样的活动才能产生这样的深源地震？目前这些问题，都还没有答案。

另一个未解之谜就是：为什么从1600年至1605年，短短的五、六年间，我国东南沿海的福建、广东、海南和广西（香港、澳门都在此范围内）发生了一系列地震，其中三次震级达7级、甚至8级。是什么机制使得东南沿海的地震几乎同时活动？特别是1605年海南岛琼山（今海口市）地震，竟有72个村庄同时“忽陷成海，聚居者悉被所陷，外出者方免其秧，人变为鱼，田窝俱属波臣境”（国家地震局地球物理研究所等，1986）。海口市东南东寨港一带的海湾，即是当年地震陷落所致。至今退潮时，在附近的海滩仍能发现大量地震破坏遗迹。究竟是什么力量能够造成如此巨大的灾难？

美丽、繁华的海南岛省会海口市，西有八千年前喷发过的火山；东有四百年前地震陷落形成的海湾。今日的温暖、秀丽，难掩曾经的惨烈与悲凉。

地球科学亟待学科融合与突破

板块学说为我们描绘了这样一幅场景：岩浆从洋中脊涌出，形成新的海洋板块，并推动原来的板块向两侧扩张。扩张的海洋板块与大陆板块发生碰撞，进而产生地震、火山喷发，并向下俯冲，最终在地幔中逐渐融化，重新融入地幔，从而形成了一个完整的岩石圈板块“增生—分离—消融”的循环过程。

板块构造学说自问世以来，得到越来越多的证据支持，受到了越来越广泛的接受。但是，我们不应当忘记：板块学说仍然面临诸多挑战。在此作者仅指出三点：

① 关键环节缺乏定量监测

洋中脊的增生是整个循环的起点，也可以说是最重要的环节之一，但恰在这个环节上，对岩浆的涌出量、气体的喷出量，及其对海水的加热作用，对大气环流的影响等等都缺乏实时、定量地观测。

② 缺少动态模型

由于缺乏定量观测数据，也由于板块学说面世还不到半个世纪，当初并没有给出一个动态模型，来表述不同的循环速率，用以解释像上世纪80年代至90年代那样的相对稳定期，也难以考虑16世纪、17世纪那样的活跃期。

③ 仍有盲点

在整个循环过程中，还有一些环节不清楚，如俯冲带下插过程与上地幔的关系、俯冲带消融之后究竟发生了什么等等。而恰恰是这些问题，对我们极其重要，性命攸关。不可能指望别人来替我们观测、研究，而我们自己只是坐享其成。

其它问题在此不作讨论，如板块驱动力的问题等。作者的观点是，只要我们对地核没有透彻的认识，关于板块驱动力的问题就会一直争论下去。

板块“增生—分离—消融”循环的整个过程都伴随着热作用。如果我们将这一过程稍微细化一下，不难想见会得到如下的情形：软流层活动加剧，洋中脊岩浆涌出量加大、洋底的火山活动增强，洋流活动加剧，蒸腾大量海水冲入高空，当这些水蒸气回到地表时，这样的循环就伴随着垂直向的热量交换，造成局部地区、短时间内暴雨、甚至是暴雪或冰雹等 。软流层涌动加剧同样可以使大陆地温升高，加速地层中水分的蒸发，从而造成一些地区大面积干旱。当干旱地区遭遇从海洋中升腾的巨量水份，又会出现旱涝急转的情形。火山喷发、地震活动也随之增多、增强。

上世纪80、90年代，地震活动相对平静，表明软流层活动也相对和缓，洋中脊及海底火山的喷出量减少，海水蒸发量不够，垂直向的热交换不足，结果是两极冰盖的供给量减少，其边界退缩。海水蒸发量不够，必然造成海平面升高、一些地区的降雨量减少，也可造成一些地区干旱，但特征又有所不同。同时，气候表现为“温闷”，容易让人误以为“气候变暖”。

如果说这只是根据板块说的一种推论。那么近10年来，特别是最近这5、6年以来，环太平洋大量、反复出现的火山喷发、地震活动以及各种极端天气，就是这一模式的真实反映。我们之所以没有将这些源于地球内部活动加剧而衍生的各种现象联系起来，有着诸多的原因。但目前地球科学各个学科处于相对隔绝的状态，这一现状是不容回避的。

地球科学的各个学科，从诞生之日起就有着千丝万缕的联系，本来就是“同宗同源”。早期的地震学研究，许多就是由地质学家、气象学家“转行”或“兼职”进行的，这就是一个有趣的例证。回顾我国地震学发展的历程，1930年由中国人自己建立的第一个地震台，在北京西北郊的鹫峰建成，是由我国著名的地质学家翁文灏先生倡导并直接促成的。1932年在南京北极阁建立了第二个地震台，是由我国著名气象学家竺可祯先生亲自主持的，其目的就是要研究地震与气象之关系（秦馨菱，1996）。关注地震与气象的关系，不是今天才开始的，上世纪三十年代竺可祯先生就注意到了，他不仅仅是一般的关注，而是亲自组建地震台。可以想见，如果竺可祯先生还在，他老人家一定会赞同并大力支持学科融合的。

不知道从什么时候开始（至少作者不知道以那个时间点或事件作为标志），地球科学的各个学科按照各自的轨迹发展，慢慢地、不知不觉地渐行渐远，直至今天几乎是相互隔绝的格局：地质学家关注构造；地震学家埋头于地壳；海洋学家“厄尔尼诺”、“拉尼娜”；气象学家“大气环流”，“各唱各的曲，各吹各的调”。对于更加基础、更加关键的问题，比如软流层的活动是否加剧，洋中脊的情况是否有变化等等，大家都不关心。诚然，限于观测条件制约，各学科在短时期内还难以将这些问题纳入定量研究的范畴，但把他作为“内因”来考虑，总是应该的吧？！现在的问题就出在这里，根本不考虑“内因”，许多人似乎更愿意或更习惯用“外因”来解释地球的种种现象。更有甚者，把一些毫不相关的因素拿来炒作，“花里胡哨，热热闹闹”。

当地球内部活动处于一个短暂的近乎稳态的情况下，如上世纪80、90年代，这种忽视或许可以被认为是一种“近似”。当地球内部活动加剧的时候，这种忽视无论如何都是行不通的。

无论是考虑学科的发展，还是为了更好地应对频繁出现的各种自然灾难，地球科学都必须积极寻求学科再度融合。只有融合才能实现有效突破，只要紧密合作就能实现重大突破。要实现学科融合与突破，充分的学术交流与真正的学术争鸣是前提、是基础。

欧洲暴雪严寒是来自地球深处的警告

2012年1月底至2月中旬，一场暴雪严寒席卷了欧洲。据新华社报道：截止至2月11日，已有超过600人死于这场严寒，其中大多数集中在东南欧，这场暴雪严寒情况较为严重的，也主要是在这一区域。特别是巴尔干地区，情况最为严重，破纪录低温的大部分集中在这一地区。在塞尔维亚、黑山、罗马尼亚和保加利亚等国家和地区，城市交通完全瘫痪，机场因大雪而关闭，特别是一些山区，被大雪阻断了与外界的联系，多瑙河被冻结。局部地区的最低温度达到了零下40℃度。波兰、乌克兰也受灾严重，再就是德国南部、瑞士、奥地利、捷克和意大利北部等。向南则是意大利南部、地中海地区以及西班牙。科西嘉和西西里岛都下了暴雪，航班取消。西班牙首都马德里的气温降至零下9℃度。再向南则波及了部分北非地区。向北，低温还波及了法国北部、比利时和德国北部等。法国巴黎的气温为零下8℃度，诺曼底地区的最低温度达到零下11℃度。

这场暴雪严寒的分布范围，从经度上看，大致以0度线为标志，0度线附近受波及，但不严重，0度线以东地区就逐渐加重。特别需要指出的是，葡萄牙未见报道。有报道称：以往气温远低于英格兰的北爱尔兰和苏格兰，而这次非但没有暴雪严寒，气温反而较高。从纬度上看，北欧各国未见报道。

另一个特点就是：严寒是由暴雪造成的，没有暴雪，气温就不那么低（这是媒体用语，媒体上就是这么说的）。

对于这场欧洲暴雪严寒，世界气象组织发言人纳利斯的解释是（新华社新闻2012年02月06日）：当前席卷欧洲的严寒天气是西伯利亚高压气团造成的，西伯利亚高压气团阻碍了暖空气西进，导致欧洲地区温度骤降。而过去数日，来自北方的冷空气与来自地中海的暖湿气流在东南欧上空交汇，给该地区带来大量降雪。

这样的解释近乎“教条”——冷空气一定是从北方来 ，但关键的问题还是这样的解释并不符合这场暴雪严寒的实际情况。一般公众都有这样的基本常识：冷空气由北向南传播的过程，也是自北向南逐步衰减的过程。作为源头的北方一定更冷，没有暴雪也冷。但遗憾的是这次情形并不是这样，反倒是位置偏南的巴尔干地区情况最为严重。

这样的解释不仅不符合这场暴雪严寒的实际情况，更无法解释这期间大西洋两岸更多的现象。媒体报道称（新华社新闻2012年02月06日），同样是这位世界气象组织发言人说：去年整个12月和今年1月份的大部分时间里，欧洲整体气温较往年偏高。《每日电讯报》报道：起初，英国今年天气温和，一些动物误以为春天来临，结束冬眠，却遭遇突如其来的降温。一些青蛙被冻在冰里，一些提早活动的蝴蝶和大黄蜂也被冻死。据《每日邮报》2月17日报道，英国环境部16日称，英国目前正遭遇约30年来最严重的一次干旱。意大利西西里岛的埃特纳火山于2月9日喷发（见照片1～4）。在大西洋的另一边，美国东部暖冬，纽约的樱花在2月初就盛开了。

如果按照板块加速活动的模式，所有这些现象都能得到合理的解释：这次欧洲暴雪严寒，是由于大西洋洋中脊冰岛至亚速尔群岛之间的某个段落（或海底火山）突然大量喷发造成的，是大西洋洋中脊加速活动的又一个证据（图16）。其实，2010年冰岛火山近200年来再次猛烈喷发，就已经清清楚楚、明明白白地宣告了大西洋洋中脊开始了新一轮的活动了 。可惜的是，欧洲人根本就没看懂，更不可能理会。

对比冰岛火山2010年3、4月间的喷发，其火山灰的影响范围，这次暴雪的范围基本上就是其平行南移。火山灰的热容量小，对垂直向的热交换作用不大，直白地说：上去的是火山灰，下来的还是火山灰。洋中脊猛烈活动，蒸腾大量水蒸气。这次是：上去的是水蒸气，下来的是暴雪，进而带来低温、严寒。

如果气流方向相反，这场暴雪严寒应当出现在美国、加拿大的东部地区。

由于蒸腾水蒸气的“源”在冰岛以南（估计应当更靠近亚速尔群岛），移动方向大致是向东或东略偏南，所以影响不到北欧地区。又由于水蒸气上升到一定高度，才受气流影响向东抛洒，就会形成一条狭长的“影区”。葡萄牙、爱尔兰等就在这个影区内。

如果这样的解释难以让人信服，作者给出如下趋势性判断，让我们共同关注，一同来检验：

这场暴雪之后，欧洲气温会急速转暖。之后部分欧洲地区出现干旱的可能性增大；

大西洋中，冰岛至亚速尔群岛的段落，特别是亚速尔群岛一带，以及亚速尔群岛至直布罗陀海峡一带，有强震发生；南欧地区地震活动逐步增强，逐渐扩展到北非，乃至整个地中海地区。

南欧、地中海等地，火山喷发，特别是意大利和希腊。

暴雨、暴雪等极端天气将在大西洋两岸多次出现。

需要说明的是，这不是预测，板块加速活动之后，这些现象必定会一一出现，而且近乎“程式化”地演进，环环相扣，反复轮回，持续多年。所有这些现象已经在环太平洋地区出现超过十年，大西洋两岸只不过是晚了十年而已。

如果今后5年内没有出现这些情况，则说明大西洋洋中脊没有加速活动，2010年冰岛火山喷发只是偶发事件，而上述对这次欧洲暴雪严寒的解释也是错误的。

坚持气候变暖人士的解释一如既往：虽然这次欧洲部分地区出现了破记录的低温严寒，但不能改变气候长期变暖的趋势。

“气候变暖”这一命题存在的主要问题和根本错误在于：

① 不严谨、不严肃

一个观测科学的命题提出之后，需要大量的证据，这必定是一个长期、艰苦的求证过程。从大陆漂移、海底扩张到板块构造学说，直至今日仍在努力求证与探索中。相形之下，“气候变暖”的匆忙与草率，可见一斑。

② 不可证伪

一个观测科学的命题，最基本的特征就是要具有可证伪性。首先这个命题要基于现有的观测数据，有明确的定义，对已有观测事实进行合理解释，并提出趋势性判断意见，接受实践的检验，并言明出现何种情况这一命题则是错误的。这是科学研究最基本的方式。“气候变暖”根本就不接受实践的检验，不管出现何种情况，都以狡诈、诡辩的方式对待，妄图表明其永远正确。但这恰恰暴露出它根本就不属科学的范畴。

③ 违背了认识论的基本法则

事物的性质决定于内因。大气是地球的大气，讨论地球气候问题，不考虑地球内部运动这个内因，行吗？！尤其是在地球内部运动加剧活动的今天。

“气候变暖”的最大危害在于一叶障目，以偏概全。到头来，只能落得作茧自缚，一再丧失改正的机会，最终遭致更大的灾难、更沉重的打击。

其实，欧洲面临的真正问题是：地球新的百年尺度的活跃期带来的严重的、长期的影响。这次欧洲的暴雪严寒，是继冰岛火山喷发之后，地球对欧洲发出的又一次警示，是严重警告，是“黄牌”。将来必定还会有更加严重的自然灾害，特别是南欧地区。

真诚、恳切地希望欧盟经过这次严寒，能够确实让头脑清醒，痛定思痛，主动放弃“拨弄多年的小算盘 ”，舍小利而取大义。真正认识到地球正步入百年未有之活跃期，人类社会必定受到空前的冲击与考验，把关注点放到对自然的探索和社会如何组织应对的正确的轨道上来。毕竟没有意识到真正的危险所在，才是更大的危险。早做准备，快做准备，切莫再失时机。

一而再，再而三地遭受严重自然灾害，事前毫无任何程度的预判，很难应对得当；事后又没有足够的勇气和坦诚进行检讨、反省，死抱着怀里的那点坛坛罐罐，一味地遮掩、强辩。这种情形反复出现，对公众心理、国家凝聚力乃至民族自信心，都有着无形的伤害。这种损伤与经济损失根本就不是一个层面上的问题，更无法用金钱来衡量。

上一次的地球活跃期，欧洲最大、最有影响的地震是1755年11月1日的里斯本大地震。此次地震发生在葡萄牙首都里斯本近岸的大西洋中，地震引发了巨大的海啸，并在城市中心引起了严重的火灾，几乎将整个里斯本付之一炬。地震与海啸还波及了西班牙和北非，估计死亡人数高达约六万至十万人。更有史学家认为：正是这场突如其来的灾难，使得葡萄牙的国力遭遇严重损失，民族自信心遭受沉重打击，导致这个曾经参与瓜分世界、称霸半个地球的老牌殖民帝国从此滑向衰落。

葡萄牙的崛起，得益于环球大航海。其知识层面的一个基点，就是对洋流、季风规律的掌握，并对三桅帆船进行了技术革新，从而巧妙地利用了这些自然力，使之转化为生产力。葡萄牙的衰败不仅仅与这场灾难有关。葡萄牙开启的无动力环球航海时代的真正终结者，是后来崛起的英国。

历史反反复复地昭示：任何国家、任何民族，只要有所发现、有所发明、有所创造，她就会得到巨大的奖赏和回报。反之，没有自己独立的认知体系，则极易盲从跟风，拾人牙慧，自取其辱，被动挨宰。

一个国家、一个民族，不能沟通天地，何谈顶天立地？！不能沟通天地，终遭天地所弃！！

人类面临趋利避害的巨大挑战

纵观人类生存与发展的历史，伴随着的是人类认识自然、开发获取地球资源，由表及里、由浅入深的进程。

在古代，中华先贤在利用地表物质方面有过许多发明创造，谱写了中华文化在人类古代文明史中辉煌灿烂的篇章。近现代以来，工业革命发端于英国，因此也被称为第一次工业革命。火车头作为第一次工业革命的重要标志，在相当长的时期内，都是动力与领导者的代名词。火车头的动力来源于蒸汽机，蒸汽机要烧煤，煤要在地表以下勘探、挖掘，这就需要地质学的知识。可以说：第一次工业革命之所以能够发端于英国，现代地质学的创立和发展是其知识层面上的一个重要基点。

第二次工业革命转移到了美国，内燃机取代了蒸汽机成为新的动力源，至今仍在发挥着极其重要的作用。而内燃机要烧石油，石油要到更深的地层去勘探、抽取，相对应的是地球物理学的发展和壮大。

全球面临能源危机已久，当人们在嚷嚷着“木材烧完了”、“煤炭烧完了”、“石油、天然气也快烧完了”、“地球上的燃料要烧完了”的时候，可能并未意识到地球本身就是个“大火球 ”。但开发地球深层能源，需要有足够的知识作基础，为此，人类在目前或今后相当长的时期内都必须作坚持不懈的努力。

当今世界，对石油的争夺日趋激烈。一直以来，各种探索新的替代能源的方法不断，但最终起主导作用的有效解决方案只可能是向地球的更深处进军。

许多研究表明，人类认为有用的矿产资源，其形成多与岩浆上涌等热作用有关。新的地球活跃期，也很有可能是新一轮的成矿期。地球内部加剧活动，在给我们带来灾难的同时，也可能给我们带来宝贵的资源。

在古代，巫师们沟通天地，带领族人趋利避害，从而奠定了崇高、神圣的地位。

今天，全球范围内地震、海啸、火山、干旱以及多种极端天气所引发的各种灾害频频显现，这是各个国家、各个民族无法回避而必须直接面对的。对灾害的应对考验着各国政府和人民。对灾害成因和机理的研究、解释，实质上已经演变成了对话语权、资源支配权，乃至区域或世界领导权竞争的一个重要组成部分。在对“气候变暖”的质疑声浪渐起之时，欧盟匆忙宣布征收航空减排税，让人警醒，发人深思。

这是新一轮涉及人类生存发展、深及认知层面的竞争，我们无法回避，就像我们必须直面各种自然灾难一样。在这场竞争中，全力推动地球科学研究向着更深、更广、更加综合的大纵深方向发展，在探索地球内部奥秘的进程中，不断取得新突破。从思想上、国民意识上充分做好准备，抗得住一系列巨大自然灾害持续猛烈的冲击。拓展获取地球资源的深度和广度，开启人类文明的新阶段。为中华文化在新阶段的大发展，奠定一个坚实的新基点，就成了历史赋予这个时代的重大而急迫的使命。

地球内部深层次动因的三大启示

第一：长达64,000千米的洋中脊，以及难以计数的海底火山，如果不考虑这一因素的影响，任何有关海洋变化或气候变化的模型都缺乏坚实的理论基础，更缺乏实际监测数据的支撑。

第二：近10年来全球的地震、火山以及各种极端天气频繁出现，应当引起我们足够的重视：地球内部是否已经进入了一个新的百年时间尺度的活跃期？！丰富详实的史料显示，明末清初，我国东部地区就曾遭遇过这样的活跃期。

第三：俯冲带对东亚和我国整个东部地区都有着极其重要的影响。因为俯冲带对中国东部地区的作用方式具有隐蔽性和滞后性，因而并未引起我们足够的关注与警觉！！！

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附图
 

图1  全球主要板块形态及其展布
 

图2 全球板块构造边界性质及其分布(Wicander R., et al., 2009)
(Subduction zone-俯冲带; Convergent boundary-会聚边界; Divergent boundary-分离边界; Transform fault转换断层) 

 图3 全球洋中脊及其两侧岩石年龄分布(时间单位: 百万年)

 图4  全球地震和火山分布
(红色为火山；黄色为地震. Tomecek S.M., 2009)

图5  模拟大洋洋底地形地貌
(Oceanic ridge洋中脊；Seamounts海山；Guyot海底平顶山；
Island arc弧形岛链；Oceanic trench海沟； Abyssal plain深海平原)

图6  模拟剖面图显示大洋洋底地形地貌与热作用过程
(Subduction zone volcanism俯冲带热作用；Intraplate volcanism板间热作用；
Spreading center volcanism扩展中心区热作用)

图7 俯冲带上地震分布与热作用(Rogers N., 2007)
(Continental margin-大陆边界; Oceanic Lithosphere-海洋岩石圈; Oceanic crust-海洋地壳; earthquakes-地震;Trench-海沟; Mantle wedge-地幔楔形区; Volcanic arc-火山岛弧;Back-arc basin-岛弧后盆地)

图8地幔对流驱动板块示意图(Wicander R., et al., 2009)
(Continental Lithosphere-大陆岩石圈; Oceanic Lithosphere-海洋岩石圈; Convection Cell-对流单元; Subduction-俯冲带;Trench-海沟; Mantle-地幔; Mid-oceanic ridge-洋中脊;Upwelling-上涌)

图9 地幔热柱活动示意图(Fukao et al., 1994)

 图10 海底热液孔活动示意图(Wicander R., et al., 2009)
(Basalt-玄武岩; Precipitation-沉淀元素; Chimney-烟囱; Sedimentation-沉积物; Seepage-渗流)

 图11 海底火山迁移示意图(Wicander R., et al., 2009)

 图13 西北太平洋俯冲带的等深线分布
(等深线分布的间隔值是50千米, Gudmundsson, et al., 1998)

 图14 西北太平洋俯冲带的立体模拟图(Gudmundsson, et al., 1998)

图15 东亚地区地震震中分布图(许忠淮，2001)

 图16北大西洋洋中脊展布及2012年2月欧洲暴雪成因分析示意图
(底图引自Robinson A.,2002)

 
 《天大报告》2012年4月期

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