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印度洋海底升起800米高巨型结构：海平面上升惹的祸
杨学祥 2019-5-24 08:31
印度洋海底升起800米高巨型结构：海平面上升惹的祸 杨学祥，杨冬红（吉林大学） 关键提示：去年年中，印度洋科摩罗群岛法属马约特岛附近连续发生几百次微震，西至加拿大，东到新西兰的地震监测站都能检测到地震波信号。测量结果表明，距离马约特岛东部海岸约50公里的地方就是震源中心，随后的研究结果让科学家大吃一惊，海底深处赫然耸立着一座高800米，宽5公里的巨型活火山！ 海底火山是如何形成的呢？我们的研究表明，它源于地球的冰川地壳均衡运动：在雪球地球或大冰期形成时期，大约100-200米厚的海水层变成两极地区1-2公里厚的冰盖，赤道海洋地壳由于卸载而上升33-66米（这相当于赤道圈海洋地壳张裂200-400米裂谷，导致剧烈的海底火山活动），两极地壳由于加载而下降330-700米。赤道海洋地壳均衡张裂和海底火山喷发，不仅给出了雪球地球解冻的具体可靠途径，而且支持“软雪球”或“半溶雪球”理论。 在间冰期情况正好相反，根据地质学的地壳均衡理论（单位均衡面上的物质柱体质量相等），大陆冰盖融化，负载减少，大陆地壳要均衡上升；海平面上升，负载增大，海洋地壳要均衡下降。由此引发的岩浆流动是导致海底火山喷发的主要原因。 相关报道 神秘隆隆声席卷半个地球！印度洋海底升起800米高巨型结构！ 原创 宇宙往事 昨天 去年年中，印度洋科摩罗群岛法属马约特岛附近连续发生几百次微震，西至加拿大，东到新西兰的地震监测站都能检测到地震波信号。虽然低强度地震没有造成多大财产损失，但连绵不绝的隆隆声让当地人惶恐不安，彻夜不得安眠。 为了调查席卷半个地球的神秘地震波信号，研究人员从今年2月份开始，在3.5公里深的海底部署了6个地震仪，并使用多波束声纳绘制海底的三维地形图。 种种迹象表明，距离马约特岛东部海岸约50公里的地方就是震源中心，随后的研究结果让科学家大吃一惊，海底深处赫然耸立着一座高800米，宽5公里的巨型活火山！ 巴黎地球物理研究所（IPGP）主任Marc Chaussidon表示，这座位于印度洋海底的火山此前并不存在。换句话说，如此巨大的地质结构是在短短6个月之内凭空出现的！ 包括法国国家研究机构CNRS在内的多国科学家见证了神秘火山的诞生，并一致认为这是迄今为止最大规模的海底火山爆发事件。 来自地震仪的数据表明，从海底喷出的岩浆多达5立方千米，显示地表以下20至50公里处存在大型岩浆房。渗透到海底的岩浆与较冷的海水相遇并收缩，导致地壳破裂。由于火山羽流的上升高度仅有2公里，因此海面上不会看到任何火山爆发的迹象。人们只能通过低沉的隆隆声感受来自地底深处的巨大震颤。 GPS数据显示，受海底火山的影响，马约特岛自去年5月以来已经向东移动了10厘米，沉没了13厘米，表明火山底部的岩浆房正在坍缩。 从科学上来说，大多数海底火山沿中洋脊分布，地壳板块缓慢分离导致地底较浅处的岩浆渗透出来。另外少数海底火山和地幔羽流有关，来自地幔深处的羽状物被板块构造力拖动，周期性穿过地壳，形成一连串火山热点，而科摩罗群岛就是地幔羽流热点的产物，新近形成的海底火山很可能由类似机制形成。 英国牛津大学的火山学家Mike Cassidy表示，新火山太深，无法直接造成大规模海啸，但地震有可能造成马约特岛侧翼进一步坍塌，有引发海啸的危险。 http://www.yidianzixun.com/article/0M4VHOIo 冰川地壳均衡运动中两极冰盖压裂地球：雪球地球是如何解冻的? 已有 1170 次阅读 2019-2-15 15:43 冰川地壳均衡运动中两极冰盖压裂地球：雪球地球是如何解冻的 ? 杨学祥，杨冬红（吉林大学） 何谓“雪球”呢？所谓“雪球”就是地球出现的极端冷气候事件，气温低到零下 40~50 ℃ ，冰川从极地一直扩延到低纬度甚至赤道，冰川厚度可达 1 公里 。中国科学院南京地质古生物研究所的研究人员研究发现，“雪球地球”时期全球并未完全冰冻，而是存在开阔海域，且这个过程中的气候变化是动态的。这一研究成果发表在最新一期的《前寒武纪研究》上。 “雪球地球”假说认为，新元古代晚期聚集在赤道附近的罗迪尼亚超大陆的裂解使大陆边缘海面积迅速增加，边缘海生物初级产率和有机碳埋藏量也随之大大增加，造成大气中 CO 2 含量迅速减少，进而驱动了失控的冰反射灾变，形成了“雪球地球”。当时的海洋都被冰冻，冰盖扩展到赤道，平均厚约 1 km ，全球温度骤降至大约 -50 ° C 。但是，海底火山释放出的 CO 2 积累在冰盖之下，随着 CO 2 不断的积累，最终冰盖破裂， CO 2 进入大气，产生极端的“温室效应”，使冰川迅速消融、退却，全球温度急剧上升至大约 50 ° C 。 海底火山是如何形成的呢？我们的研究表明，它源于地球的冰川地壳均衡运动：在雪球地球或大冰期形成时期，大约 100-200 米 厚的海水层变成两极地区 1-2 公里 厚的冰盖，赤道海洋地壳由于卸载而上升 33-66 米 （这相当于赤道圈海洋地壳张裂 200-400 米 裂谷，导致剧烈的海底火山活动），两极地壳由于加载而下降 330-700 米 。 赤道海洋地壳均衡张裂和海底火山喷发，不仅给出了雪球地球解冻的具体可靠途径，而且支持“软雪球”或“半溶雪球”理论。 在间冰期情况正好相反，根据地质学的地壳均衡理论（单位均衡面上的物质柱体质量相等），大陆冰盖融化，负载减少，大陆地壳要均衡上升；海平面上升，负载增大，海洋地壳要均衡下降。 斯堪的纳维亚半岛在 1 万年前有 2000 米 厚的冰盖融化，已经均衡上升了 500 米 ，并将继续上升 200 米 。同样，全球平均海平面上升了 130 米 ，洋壳均衡下降了 43 米 （地壳与水的密度比大约为 3 ： 1 ）。所以，斯堪的纳维亚半岛并没有因为海平面上升而被淹没。对于没有冰盖的大陆，海平面的实际上升仅 87 米 ，减少了三分之一。洋壳下降挤压下方岩浆流向大陆地壳底部，使沿海大陆均衡上升。由于地球表面是球面，洋壳下降，球面半径缩小，洋壳将插入到大陆地壳之下，使大陆边缘受到挤压和抬升。 大自然实验室证实了冰川地壳均衡理论。 气候变化导致的冰川期与温暖期交替，形成地表巨量海水在两极冰盖、大陆冰川和大洋海盆之间往返转移，相应的地壳均衡运动迫使地下软流层发生反向流动，推动地壳运动，达到地壳重力均衡。在地球的球面上，地壳均衡不仅能产生地壳的垂直运动，而且能产生地壳水平运动。 图 1 两极冰盖压裂地球地壳 由图 1 中可以看到，两极生成的巨厚冰盖可以压裂地壳，形成两极地壳下沉和赤道地区的最大张裂；冰盖消失后，形成两极地壳的上升和赤道地区的挤压。 强震与全球气候变化关系的地球物理解释是：全球变暖导致的海平面上升，破坏了地壳的重力均衡，引起加载的海洋地壳均衡下沉，由此而引发的深海强震和海啸又将迫使深海冷水上翻到海洋表面，从而将会引发全球变冷。这就是大自然的自调节作用 。 a 大洋海水减少 b 大洋海水增加 1- 新洋壳，计算时因忽略了与陆壳连接部分，因而计算值比实际值小； 2- 旧洋壳，插入大陆壳下或推动大陆分离部分。 图 2 海平面变化造成的垂直运动和水平运动 Fig. 2 vertical and horizontal movement by the changes of sea level 由图 4 中可以看到，相同的圆心角在不同半径的球面所对应的弧长是不同的，由于海水增加，海洋地壳 A’B’ 弧下降到 AB 弧时，圆心角变大，只能发生两种结果（见图 b ） ： 其一、大洋地壳 AB 弧的多余部分插入大陆地壳之下，形成俯冲消减带，是地震频发的地区，其类型为环太平洋俯冲消减带和地震火山带。 其二、大洋地壳 AB 弧的多余部分象楔子一样劈开大陆，推动大陆向两边分离，对应的圆心角增大，其类型为大西洋两岸的快速扩张。 其三、反之，当海洋地壳 AB 弧上升到 A’B’ 弧时（见图 a ），由于弧长增大，其增大部分就是海底扩张产生的新洋壳。 当全球变暖使海平面上升积累到一定高度时，地壳均衡使洋壳下降收缩，强烈的挤压导致环太平洋地震带 Ms 8.5 级以上强震频发，形成拉马德雷冷位相；当全球变冷两极冰盖增大使海平面下降到一定高度时，地壳均衡使洋壳上升在大洋中脊处扩张，这是强震在 PDO 暖位相较少，甚至不发生的原因。圆心角越大，新洋壳就越大，这是地震带集中在环太平洋沿海地区的原因。 http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-894292.html http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1162343.html 参考文献 1. 杨冬红，杨学祥。全球变暖减速与郭增建的“海震调温假说”。地球物理学进展。 2008 ， 23 (6): 1813 ～ 1818 。 YANG Dong-hong, YANGXue-xiang. The hypothesis of the ocesnic earthquakes adjusting climate slowdownof global warming. Progress in Geophysics. 2008, 23 (6): 1813 ～ 1818. 2. 杨冬红 , 杨学祥 . 北半球冰盖融化与北半球低温暴雪的相关性 . 地球物理学进展 , 2014, 29(2):610-615. YANG Dong-hong, YANG Xue-xiang. Studyon the relation between ice sheets melting and low temperature in NorthernHemisphere. Progress in Geophysics. 2014, 29 (1): 610 ～ 615. 3. 杨冬红，杨德彬，杨学祥。地震和潮汐对气候波动变化的影响。地球物理学报。 2011 ， 54 （ 4 ）： 926-934. Yang D H,Yang D B, Yang X X, The influence of tides and earthquakes in global climatechanges. Chinese Journal of geophysics(in Chinese), 2011, 54(4): 926-934 4. 杨冬红，杨学祥 . 全球气候变化的成因初探 . 地球物理学进展 . 2013, 28(4): 1666-1677. Yang X X, Chen D Y. Study oncause of formation in Earth ’ s climatic changes. Progress in Geophysics (inChinese), 2013, 28(4): 1666-1677. 5. 杨冬红 , 杨学祥 , 刘 财 . 2004 年 12 月 26 日 印尼地震海啸与全球低温 . 地球物理学进展 , 2006, 21 (3): 1023~1027 。 Yang D H, Yang X X, Liu C. Global low temperature, earthquake and tsunami (Dec. 26, 2004) in Indonesia. Progress in Geophysics (in Chinese), 2006, 21 (3): 1023~1027 。 6. 杨学祥 , 陈殿友 . 地球差异旋转动力学 . 长春 : 吉林大学出版社 , 1998, 2, 99~104, 196~198 Yang X X, Chen D Y. Geodynamics of the Earth’s differential rotation and revolution (in Chinese). Changchun: Jilin University Press, 1998, 2, 99~104, 196~198 南极底部发现巨大“火炉”，白令海海冰达到了创纪录低值：地壳均衡惹的祸 已有 816 次阅读 2019-4-12 19:54 南极底部发现巨大“火炉”，白令海海冰4月1日达到了创纪录低值：地壳均衡惹的祸 杨学祥，杨冬红（吉林大学） 大自然实验室证实了冰川地壳均衡理论： 气候变化导致的冰川期与温暖期交替，形成地表巨量海水在两极冰盖、大陆冰川和大洋海盆之间往返转移，相应的地壳均衡运动迫使地下软流层发生反向流动，推动地壳运动，达到地壳重力均衡。在地球的球面上，地壳均衡不仅能产生地壳的垂直运动，而且能产生地壳水平运动。 图 1 两极冰盖压裂地球地壳 由图 1 中可以看到，两极生成的巨厚冰盖可以压裂地壳，形成两极地壳下沉和赤道地区的最大张裂；冰盖消失后，形成两极地壳的上升和赤道地区的挤压（见图2）。 近年来科学家对南极考察发现，这个世界上最寒冷的地方出现了大问题：在南极洲的底部出现了一个面积非常大，且移动速度非常快的“火炉”。 来自美国海洋大气管理局发布的图像显示，到2019年4月1日，白令海的海水已基本上没有冰，其偏低程度甚至比2018年的史上最低还要低，4月1日达到了创纪录的低点，白令海的融化在整个北极海冰范围内造成了很大的影响。这是冰川地壳均衡惹的祸。 位于冰岛南部的艾雅法拉火山于2010年3月至4月接连两次爆发，岩浆融化冰盖引发的洪水以及火山喷发释放出的大量气体、火山灰对航空运输、气候和人体健康等均有长期影响。当地时间2010年4月14日凌晨1时（北京时间9时），火山开始喷发，喷发地点位于冰岛首都雷克雅未克以东125公里，岩浆融化冰盖引发洪水，附近约800名居民紧急撤离。 图2 两极冰盖融化导致两极地壳隆升张裂和火山喷发，形成无冰的两极 http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1172920.html
个人分类: 全球变化|3152 次阅读|0 个评论
2018年11月11日潮汐形变可能撕裂南北纬21.39884度之间的非洲大陆
杨学祥 2019-3-22 02:11
潮汐形变可能撕裂南北纬21.39884度之间的非洲大陆 杨学祥，杨冬红（吉林大学） 潮汐组合 C ：2018年 11 月 12 日 为月亮赤纬角最大值南纬 21.39884 度 （此处潮汐力最大，升高张裂最强烈） ， 11 月 14 日 为月亮远地潮， 11 月 15 日 为日月小潮，三者强叠加，潮汐强度小，地球扁率变小，地球自转变快，有利于厄尔尼诺发展（弱），潮汐使赤道空气向两极流动，可激发地震火山活动和暖空气活动，有利于低层偏南风的发展，带来较多水汽，造成部分地方出现大雾天气（弱）。 潮汐最大振幅以半日为周期，在南北纬 21.39884 度之间南北震荡，导致扩张和收缩应力交替发生，激发地下的上涌岩浆撕裂非洲大陆。 2018年11月10日南纬20.26度斐济群岛西南海域发生6.1级地震，11日北纬15.52度北大西洋发生6.3级地震，都是潮汐南北震荡激发的结果（见下文表）。 相关报道 首发于 【戴维科学】最文艺最有趣的科学自媒体 关注专栏写文章 神秘声音回荡整个地球，可能正缓慢撕裂非洲大陆！ 徐德文 微信公众号：xudewen028 107 人赞同了该文章 去年11月11日，一个持续20分钟，每17秒钟就会重复一次的巨大隆隆声响彻全球，环绕地球来回振荡，地球仿佛成了一口巨大的钟。不过这种能量十足的低频振动人类无法听到，而是由全球各地的地震仪清晰地记录下来，由于无法准确解释其成因，一些科学家甚至戏称，一个巨大的史前怪兽在海洋中苏醒了！ 这次地球大钟的撞击点是在马达加斯加马约特岛以东约50公里的海底，该地区去年5月份曾发生了一系列地震，包括5.8级和5.1级各一次，是科摩罗海盆有记录以来发生的最大地震。然而11月份的极低频咆哮很明显不是由该系列地震引发，随着研究的不断深入，法国地质调查局和巴黎高等师范学院的一项研究表明，这次事件几乎可以肯定是由有记录以来最大的一次海底火山喷发引发的。 这项研究由巴黎高师的皮埃尔·布里奥尔领导，研究人员根据陆地GPS信号、地震信号及计算机模型，发现马约特岛东海岸线的海底正以每月约1厘米的速度下沉，马约特岛本身则以每月1.6厘米的速度向东移动。这意味着在该地区地下正发生着巨大的事情，不过肯定不可能是史前海怪在蹒跚。 随后的调查表明，大量的深海死鱼出现在马约特岛区域，这显然与海底的岩浆活动有关，当海底火山爆发时，岩浆会将海底沉积物“煮熟”，并将二氧化碳释放到海水中，导致深海鱼类窒息死亡。 然而11月11日的隆隆声依然令人费解，其有节律的高频爆发部分似乎与人类的某些工业活动类似，但海底显然不可能有谁在那儿大搞工业生产。由于信号源头来自海底25公里深处，研究表明此前6个月已有约1立方公里的岩浆发生了转移，相当于385座吉萨大金字塔，研究人员给出了一个高度推测的解释：高频事件与岩浆“怪兽”撞击周围岩石，导致岩体崩塌有关；这种崩塌扰乱了岩浆储层，导致其发出巨大的隆隆低频声响；与此同时，岩浆波浪来回激荡，撞击其它侧翼，产生更多崩塌，导致更多高频事件。高频爆发与低频振荡同步发生，引发了11月11日那种神秘的响彻全球的信号。 然而海底火山爆发虽然看不见，但通常会在海面上出现大量的浮石，而马约特海域并未出现这种情况。研究人员认为，它可能是夏威夷基拉韦厄火山的水下版本，该火山长期以来一直在不断地涌出岩浆，而不是突然地爆发，在夏威夷语中基拉韦厄的意思就是“涌出”或“冒出”。根据统计，基拉韦厄火山喷出的物质如果铺成道路，可以绕地球3圈以上，然而这些物质大部分都是从地表长期涌出的，集中喷发的物质仅占10%左右。如果马约特海域确实发生了海底火山活动，更可能是基拉韦厄火山式的熔岩沿着缝隙不断渗出，它也将是有记录以来的最大一次海底火山喷发。 科学家们目前还不知道这次火山喷发的成因，一种可能是地幔热柱上升到了板块构造的边界，甚至可能是东非大裂谷的延伸。南安普顿大学的地震学家斯蒂芬·希克斯说，这是地球上一个主要的构造事件，正在将非洲大陆缓慢地撕裂。 这项研究已上传到公共服务器EarthArXiv上。 戴维科学公众号：xudewen028，最新、最前沿、最有趣！ 发布于 2019-03-20 https://zhuanlan.zhihu.com/p/59849458?edition=yidianzixunutm_source=yidianzixunyidian_docid=0LXWDrXp 北大西洋发生6.3级地震 关注11月潮汐组合 已有 832 次阅读 2018-11-12 11:18 北大西洋发生6.3级地震 震源深度10千米 2018-11-11 22:42:44　来源: 中国地震台网 举报 中国地震台网正式测定：11月11日22时03分在北大西洋（北纬15.52度，西经50.03度）发生6.3级地震，震源深度10千米。 https://news.163.com/18/1111/22/E0C7VHI60001875O.html 震级(M) 发震时刻(UTC+8) 纬度(°) 经度(°) 深度(千米) 参考位置 3.2 2018-11-12 10:26:42 28.23 104.96 7 四川宜宾市兴文县 6.3 2018-11-11 22:03:59 15.52 -50.03 10 北大西洋 6.1 2018-11-10 16:33:17 -20.26 -174.30 10 斐济群岛西南海域 5.6 2018-11-10 16:02:15 -5.81 151.82 50 新不列颠岛地区 3.4 2018-11-10 10:27:15 43.77 86.42 18 新疆昌吉州呼图壁县 3.6 2018-11-10 06:27:02 34.40 83.52 6 西藏阿里地区改则县 3.0 2018-11-09 21:01:02 39.05 74.63 18 新疆克孜勒苏州阿克陶县 5.2 2018-11-09 17:20:30 8.65 -83.27 10 哥斯达黎加 5.8 2018-11-09 15:54:52 -42.74 -16.09 10 中大西洋海岭南部 6.8 2018-11-09 09:49:39 71.60 -11.39 10 扬马延岛地区 2.6 2018-11-09 04:24:39 45.26 124.75 8 吉林松原市宁江区 3.1 2018-11-09 00:06:18 24.20 102.71 7 云南玉溪市通海县 3.2 2018-11-08 08:54:16 34.26 83.25 8 西藏阿里地区改则县 4.8 2018-11-08 05:05:11 22.80 122.55 30 台湾台东县海域 3.7 2018-11-08 01:27:48 44.14 82.51 18 新疆伊犁州尼勒克县 5.0 2018-11-07 17:42:12 -2.91 119.39 10 印尼苏拉威西岛 5.8 2018-11-07 00:11:42 -22.01 -174.84 20 汤加群岛地区 4.3 2018-11-06 13:43:43 32.81 90.33 9 西藏那曲市安多县 5.1 2018-11-06 02:35:53 -2.95 119.40 10 印尼苏拉威西岛 3.1 2018-11-06 00:24:59 20.79 110.07 15 广东湛江市雷州市 6.0 2018-11-05 03:26:04 44.57 145.82 20 日本北海道地区 4.1 2018-11-04 22:20:45 33.33 89.38 9 西藏那曲市双湖县 3.7 2018-11-04 16:10:28 43.65 86.05 18 新疆昌吉州玛纳斯县 5.9 2018-11-04 15:55:28 7.86 123.95 600 菲律宾棉兰老岛 3.0 2018-11-04 08:08:09 30.60 100.39 8 四川甘孜州新龙县 5.1 2018-11-04 05:36:19 40.24 77.63 22 新疆克孜勒苏州阿图什市 3.4 2018-11-04 01:20:53 40.24 77.62 21 新疆克孜勒苏州阿图什市 4.5 2018-11-03 06:35:13 34.05 84.01 10 西藏阿里地区改则县 6.0 2018-11-02 19:01:15 47.77 146.77 430 千岛群岛西北 3.0 2018-11-02 18:31:53 29.91 94.93 6 西藏林芝市巴宜区 5.2 2018-11-02 15:53:55 33.69 135.19 50 日本本州西部南岸近海 5.9 2018-11-02 06:19:49 -19.64 -69.27 90 智利 6.1 2018-11-02 03:30:19 -57.95 -25.31 10 南桑威奇群岛地区 3.1 2018-11-02 00:06:32 42.25 127.26 7 吉林白山市抚松县 4.8 2018-11-01 07:09:01 30.33 87.74 5 西藏日喀则市谢通门县 3.1 2018-10-31 22:46:37 42.48 85.72 7 新疆巴音郭楞州和静县 5.1 2018-10-31 16:29:55 27.70 102.08 19 四川凉山州西昌市 2.8 2018-10-31 15:30:46 23.75 114.63 11 广东河源市源城区 3.0 2018-10-31 13:00:10 32.94 90.23 6 西藏那曲市安多县 3.0 2018-10-31 10:09:45 40.38 78.72 12 新疆阿克苏地区柯坪县 4.5 2018-10-31 09:49:28 30.32 87.67 6 西藏日喀则市谢通门县 3.9 2018-10-31 09:08:42 35.53 87.71 6 西藏那曲市双湖县 3.0 2018-10-30 13:08:57 37.21 114.66 17 河北邢台市隆尧县 4.7 2018-10-30 10:22:18 39.45 75.12 10 新疆克孜勒苏州乌恰县 3.3 2018-10-30 05:00:05 28.11 103.55 14 云南昭通市永善县 3.6 2018-10-29 22:19:11 31.93 93.46 7 西藏那曲市比如县 6.5 2018-10-29 14:54:21 -57.35 -66.40 10 德雷克海峡 6.0 2018-10-29 06:23:51 12.97 -90.37 20 萨尔瓦多沿岸近海 http://news.ceic.ac.cn/index.html?time=1541992322 2018年11月潮汐组合：潮汐组合类型不明显 已有 714 次阅读 2018-8-20 16:37 2018 年 11 月潮汐组合：潮汐组合类型不明显 杨学祥，杨冬红 2017 年 11 月 -2018 年 2 月、 2018 年 6-9 月、 12 月为强潮汐时期， 2018 年 3-5 月、 10-11 月为弱潮汐时期。 2018 年 11 月是弱潮汐时期第二个月，潮汐组合类型不明显。 实际上，每年 4 月 9 日 -7 月 28 日 及 11 月 18 日 -1 月 23 日 为地球自转加速阶段，有利于厄尔尼诺的形成； 1 月 25 日 -4 月 7 日 及 7 月 30 日 -11 月 6 日 为地球自转减速阶段，有利于拉尼娜的发展。快慢时段的昼夜时间（日长）长短的差别不超过几千分之几秒，但是这种变化可以影响到气象事件，与计算值量级完全相符。 潮汐组合 A ： 10 月 30 日为月亮赤纬角最大值北纬 21.28793 度， 11 月 1 日为日月小潮， 11 月 1 日为月亮近地潮，三者强叠加，潮汐强度小，地球扁率变小，地球自转变快，有利于厄尔尼诺发展，潮汐使赤道暖空气向两极流动，可激发地震火山活动和暖空气活动，有利于低层偏南风的发展，带来较多水汽，造成部分地方出现大雾天气。 潮汐组合 B ： 11 月 5 日为月亮赤纬角最小值南纬 0.00024 度， 11 月 8 日为日月大潮，两者弱叠加，潮汐强度大，地球扁率变大，自转变慢，有利于拉尼娜发展（强），潮汐使两极空气向赤道流动，可激发地震火山活动和冷空气活动（强）。 潮汐组合 C ： 11 月 12 日为月亮赤纬角最大值南纬 21.39884 度， 11 月 14 日为月亮远地潮， 11 月 15 日为日月小潮，三者强叠加，潮汐强度小，地球扁率变小，地球自转变快，有利于厄尔尼诺发展（弱），潮汐使赤道空气向两极流动，可激发地震火山活动和暖空气活动，有利于低层偏南风的发展，带来较多水汽，造成部分地方出现大雾天气（弱）。 潮汐组合 D ： 11 月 19 日 为月亮赤纬角最小值南纬 0.00097 度， 11 月 23 日 为日月大潮，两者弱叠加，潮汐强度大，地球扁率变大，自转变慢，有利于拉尼娜发展（强），潮汐使两极空气向赤道流动，可激发地震火山活动和冷空气活动（强）。 潮汐组合 E ： 11 月 26 日 为月亮赤纬角最大值北纬 21.48223 度， 11 月 30 日 为日月小潮，两者弱叠加，潮汐强度小，地球扁率变小，地球自转变快，有利于厄尔尼诺发展（弱），潮汐使赤道空气向两极流动，可激发地震火山活动和暖空气活动，有利于低层偏南风的发展，带来较多水汽，造成部分地方出现大雾天气（弱）。 http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1130226.html http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1145830.html
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日本海底火山可能再次爆发：冷暖变化的自然脚步无法阻挡
杨学祥 2018-2-17 06:30
日本海底火山可能再次爆发：危及1亿人 2018-02-14 23:33:12 作者：杨漾 编辑：小淳 人气： 10940 次 评论 ( 32 ) 日本海岸附近的一座7300年前海底火山有再次爆发的可能。 科学家们已经在奇卡火山坍塌的岩浆库中发现了巨大的熔岩穹丘。 他们认为它含有大约32立方千米(7.68立方英里)的岩浆，其表面上的扭曲表明这个圆顶正在生长。 目前这个圆顶大约有6.2英里(10公里)宽，有1,968英尺(600米)高。 科学家们表示， 火山可能毫无预兆的爆发，如果爆发，可能会导致多达1亿人死亡，并引发“火山冬季”。 这一研究由神户大学的神户海底探索中心(KOBEC)的研究人员进行，证实了这个巨大的熔岩穹丘是在7300年前火山喷发后形成的。 那次喷发被认为摧毁了日本南部的史前绳文明。 如果新的熔岩穹丘喷发，它可能会将大量的碎片喷射到大气中，可能会挡住太阳，让某些地区触发“火山冬季”。 它还可能引发海啸，袭击日本南部以及台湾和中国海岸，然后袭击北美和南美海岸。 这份报告说，这种超级火山喷发是“罕见但极其危险的事件，也有恶劣的全球性影响，比如火山冬天。” 报告说，这些超级火山中有许多在其数百万年的历史中都会再现超级火山喷发。科学家们希望能够利用他们的研究为下一次超级火山喷发做准备。 熔岩穹丘位于火山口——一个类似于坩埚状的洼地，在火山坍塌后形成一个火山口。 这些崩塌通常是由于火山喷发造成的岩浆库被掏空而导致的。 自2015年科贝克成立以来，该中心进行了三次调查。 熔岩穹丘的海拔高度为600米(1,968.5英尺)，现在距地表仅30.5米(100英尺)。 根据这项研究，外部和内部的火山口边缘可能与位于日本南部海岸南部的萨摩岛和竹岛群岛重叠。 迄今为止收集到的6个样品都是流纹岩，这是一种通过岩浆或岩浆冷却形成的火成岩，这表明圆顶可能含有熔岩。 研究人员在圆顶的表面发现了几处侵入物，使他们相信熔岩在圆顶下积聚。 他们还发现了活性气泡，以及在火山口附近的超热水柱。 主管教授Yoshiyuki Tastsumi KOBEC岩浆和专家,以及该研究的第一作者,告诉每日报纸的记者“虽然在未来100年内发生巨大的破火山口爆发的可能性仅为1％，但在最坏的情况下，死亡人数可能上升到大约1亿人。” http://news.mydrivers.com/1/566/566887.htm 火山喷发的双重作用：火山活动多寡造成地球冷热变化？ 已有 1668 次阅读 2016-4-23 21:43 火山喷发的双重作用： 火山活动多寡造成地球冷热变化？ 杨学祥，杨冬红 关键词： 火山，太阳辐射，温室效应，小冰期，地球自转 一、 火山活动多寡造成地球冷热变化 科技日报北京 4 月 22 日 电 （记者常丽君）据美国得克萨斯大学奥斯汀分校网站 21 日报道，由该校科学家带领的一个科研团队在最新一期《科学》杂志上发表的一项新研究提出，与大陆板块构造运动相关的火山活动可能是过去几亿年来地球气候冷热变化的原因，并解释了为何会有这种周期性波动。 该研究探索了地球基准气候的长期变化。首席研究员莱恩·麦肯齐说，他们发现在过去的 7.2 亿年中，当沿着大陆弧的火山活动更活跃时，气候更温暖，可称为温室期；反过来当大陆弧火山活动较少时，气候更寒冷，可称为冰室期。 大陆火山弧系处在活跃的大陆边缘，是两个构造板块会合时造成的，如安第斯山脉，海洋板块冲入大陆板块下面形成潜没区，此时岩浆会与地壳中的碳混合，当这里火山爆发时，会把二氧化碳释放到大气中。 “大陆弧系可以通过地壳被探测到，它们容易和地表以下的含碳岩石相互作用。”麦肯齐说，人们早就知道，大气中二氧化碳含量影响地球气候，但什么原因导致了二氧化碳的变化还不清楚。新研究指出，地质活动释放到大气中的二氧化碳数量是地球气候的主要驱动力。 http://tech.163.com/16/0423/11/BLB676JL00094O5H.html 火山的作用并不像该文说的那样简单。 二、 火山喷发的双重作用 大多数学者认为， 15-18 世纪的小冰期是由太阳辐射减弱或火山喷发单一作用或共同作用引起，火山灰中含有大量悬浮颗粒，阻碍了太阳辐射抵达地球表面。最近研究表明，小冰期从 13 世纪开始，源于公元 1275 年和 1300 年之间的 4 次火山喷发。在过去的 450 年，最近研究发现了火山喷发与大气和海洋低温的联系，短期的变冷时代从 13 世纪到 18 世纪，大气和海洋系统被火山喷发所控制。 但是，发生在古老世纪白垩纪的长期变暖时代，发生了最强烈的海底火山喷发，喷发物中的火山灰被海水过滤，连同海洋增温所释放出的温室气体阻止热辐射返回太空，使地球气候变暖。火山喷发具有双重效应：致冷和致暖。温室效应不是气候变化的唯一因素，其他因素必须参与地球的热平衡。火山活动主要受地球内部能量间歇性释放所控制。对作差异旋转的内核而言，太阳辐射量影响核幔角动量交换和壳幔能量交换，造成热幔柱喷发和强烈岩浆活动，控制了核幔边界到地表的能量交换过程。这是天文周期与火山活动一一对应的原因。二氧化碳不是造成古气候峰值唯一原因。 1 引言 1816 年，全球性的低温袭击了从欧洲、美洲甚至中国，北半球平均气温下降了 0.4-0.7 ℃ ，与道尔顿极小期有关，此前的蒙德极小期造成北半球持续 70 年的连续低温。但是，造成 1816 年寒冷现象的更直接原因是 1815 年坦博拉火山喷发， 1809 年也发生了火山喷发 。在此期间还有两次火山爆发，分别发生在 1812 年的加勒比海地区和 1814 年的菲律宾。 最新研究认为，地球小冰期始于 13 世纪后期，可能从 1275 年至 1300 年间就开始了，在大约 50 年时间里，热带地区相继发生了 4 次大规模火山爆发。由于喷出的火山灰中含有大量悬浮颗粒，阻碍了太阳辐射抵达地球表面，北半球在相对很短的时期内不断遭遇“降温”，这种累积效应使北半球突然进入冰期。 1430 年到 1450 年，也发生了一轮大规模火山喷发，其中包括瓦努阿图的火山，导致几个世纪的寒冷时期“小冰期”的到来 。 2010 年冰岛火山喷发后，火山活动对气候的影响重新引起人们的关注，伴随火山资料的增多，研究火山活动对气候的影响不仅成为可能，而且有重大的现实意义。 2 火山喷发在小冰期中的致冷作用 从15至17世纪的200余年小冰期时期，世界上强震很多，其它自然灾害（如瘟疫流行）也很集中，这正是太阳黑子的蒙德极小值期 。 人们往往把太阳黑子延长极小期当作小冰期气候产生的原因。 进一步的研究表明，火山活动对小冰期有重要影响。小冰期对应强火山活动，小气候最适期对应弱火山活动。因为火山灰和二氧化硫等火山喷发物到达平流层后，较小的气溶胶可在数月内传播到全球，并可在平流层内持续漂浮 1-3 年，使太阳直接辐射减弱，造成大气降温 。 太阳活动和火山活动是小冰期气候变化的主要因素，下一个太阳黑子延长极小期已经到来 。 研究表明，全球强火山活动存在显著的 88 年左右和 100 年左右世纪尺度周期循环，还存在 33 年左右年代际尺度周期循环以及与太阳活动相联系的准 11 年周期 。火山活动是地球气候异常变化十分重要的影响因子，特别是 WEI5 级以上的强火山活动，其影响是全球性的 。 太阳黑子周期活动规律性影响地球气候。在太阳黑子非活跃时期，北美和欧洲部分地区常遭遇极端天气。在 2008 年至 2010 年，太阳黑子处于活动谷年，美国与欧洲部分地区遭遇严冬。复杂计算机模型模拟到长期气候状况，证实在太阳黑子活动谷年，异常冷空气在赤道大气上空形成，造成大气热量重新分配和大气环流变化，令欧洲北部和美国遭遇异常低温和暴风雪，加拿大和地中海地区气候则变得更为温和。进入活动峰年，情况相反 。 太阳黑子周期长度的变化与地球冷暖变化也具有相关性。用太阳黑子周期长度同地球温度做比较，地球的增温和降温与太阳黑子周期长度变化是相当吻合的，当黑子周期变短，地球增温，当黑子周期变长，地球降温，太阳黑子周期长度的变化与地球冷暖变化有很好的相关性。太阳黑子延长极小期会带来寒冷，常规的太阳黑子周期的长度变化也能带来地球气温变化 。两种尺度划分的地球冷暖周期是一致的 。最近的一次太阳黑子周期长度为 12.4 年，表明 21 世纪太阳黑子超长极小期的到来。 最近的研究表明，不仅太阳活动具有11年周期，潮汐具有11年和1800年的周期波动， 气候变冷周期与潮汐变化周期相一致 。火山喷发 11 、 33 、 88 年周期是太阳活动和潮汐变化 11 年周期叠加的结果，潮汐激发地震火山活动得到越来越多研究的证明，而且深海及其边缘的特大地震可以导致气候变冷 。 表 1 太阳活动、火山喷发、强潮汐和低温期的对应关系 太阳黑子延长极小期 时间 （ 年 ） 坏天 时代 潮汐极大年时间 火山活跃时间 全球 气温 欧特 1040-1080 1010-1110 1062 ？？ 低温 沃尔夫 1280-1350 1165-1360 1264 1275-1300 小冰期 史玻勒 1450-1550 1420-1525 1425 1440-1460 1470-1490 小冰期 1570-1600 蒙德 1640-1720 1600-1725 1629 1640-1680 小冰期 道尔顿 1790-1830 1790-1915 1770 1810-1820 小冰期 1850-1860 1870-1890 1900-1920 21 世纪 1998- ？？ 1997 ？？ 1974 1980-?? 低温？ 注：数据来自文献 。 从 2003 年开始，天文学家就一再预测到太阳活动变弱的趋势，一个类似道尔顿极小期的太阳活动低值正在到来，长度可能更长 。太阳活动周期变长是太阳活动减弱的一个明显的标志。 2011 年美国科研人员预测，太阳将进入不寻常且时间较长的“超级安静模式”，大约从 2020 年开始，太阳黑子活动或许会消失几年甚至几十年。这些科研人员在美国天文学会太阳物理学分会年会上发表 3 份研究报告说，人们熟悉的太阳黑子活动或许将进入“冬眠”，这种情况自 17 世纪以来从未出现 。 新的证据表明，全球变暖自上个世纪 90 年代末以来基本上已停止。 Yu Kosaka 和 Shang-Ping Xie 发现，当将最近在东赤道太平洋观察到的变冷现象直接吸收到气候模型中时，全球变暖的上述停顿就可以得到解决。结果表明，来自热带太平洋的低温海水或是近年来抑制全球气候变暖的一个主要因素。美国斯克里普斯海洋研究所开展的最新研究认为，全球变暖的“暂停”与“太平洋十年涛动”有关 。 这篇文章证实了我们在 1996 年以来提出“海底藏冷效应”、“海洋锅炉效应”、 2000 年美国科学家季林提出的“潮汐调温效应”和 2002 年中国学者郭增建提出的“深海巨震调温效应”。尽管 1800 年潮汐周期处于最弱时期使海底冷水上翻数量减少，全球气候处于变暖高峰，但是，目前也处于 200 年周期的太阳黑子超长极小期、 55 年周期的“太平洋涛动”冷位相时期，后两者有充分的历史数据表明是变冷时期。今后 20 年气候不再变暖，即变暖已经停止，变冷成为短周期的必然趋势，现有的气候模型忽视了这些自然因素 。 根据潮汐变化 1800 年周期，小冰期时期对应潮汐强度高峰，而目前潮汐强度低谷对应全球变暖，变暖高峰在 24 世纪，直到 3107 年潮汐达到新的高峰，引发新一轮小冰期。潮汐还有 200 年和 60 年周期，对应太阳黑子超长极小期和太平洋十年涛动，目前 200 年周期和 60 年周期都处于变冷初期阶段，所以，此次变冷规模要小于道尔顿极小期 。 3 火山喷发在长周期中的增暖作用 现代火山活动有明显致冷的记录。短周期的对应关系是：小冰期对应强火山活动，小气候最适期对应弱火山活动。但是，火山长周期的对应关系却是：火山活动峰值与全球无冰期对应，而谷值与大冰期对应 。 据 Coffin 和 Eldholm （ 1993 ）海洋考察结果，巨大火成区所显示的大陆溢流玄武岩和大洋溢流玄武岩的喷发强度与全球高温和大气 CO 2 高浓度对应（见图 1-2 ） 。 图 1 巨大火成区和全球变暖 Fig1 Large igneous provinces and globalwarming 图 2 巨大火成区的规模比例 Fig2 The proportion of the large igneousprovinces 120Ma 前海底地幔柱喷发形成翁通爪哇海台，其释放的热量为 6×10 26 J ，海洋的质量为 1.45×10 24 g ，可使全球海水温度增高 33 ℃ ，平均每万年海温升高 0.1 ℃ 。有证据表明，在古新世末不到 6000 年的时间内大洋底层水增温 4 ℃ 以上 。海底火山活动引发的海温增高和 CO 2 排放在全球气候变化中的作用不容忽视，这是白垩纪强烈火山活动、大气中高浓度 CO 2 和异常高温一一对应的原因。 最近发现在 15~20Ma 前南极的夏季温度要比现在高出大约 11 ℃ ，最高可以达到大约 7 ℃ 。这一南极地区的“绿化”过程最高峰大致出现在中新世中期，距今大约 16.4~15.7Ma 。中新世中期的温暖环境被认为应当对应于 400~600ppm 的大气二氧化碳浓度 。 15 Ma 前发生的哥伦比亚溢流玄武岩喷发是大气 CO 2 浓度增加的原因（见图 1-2 ）。 在过去的 20 年中，研究人员搜集了有关古新世—始新世（ 5500 万年前）最热现象（ PETM ）的数据。在 PETM 期间，地球的表面温度在 1 万年的时间里上升了 9 ℃ ，而这一事件的起始温度要高于地球目前的气温。地球的温度在这一较高水平上一直持续了近 10 万年。在 PETM 期间，大气中的气体浓度上升了约 700 ppm （百万分之一），即从 1000 ppm 升至 1700 ppm ——这比现今的 385 ppm 高出了 4 倍之多。据估计，温室气体的大量灌入形成了这一气温峰值。然而一项新的分析结果似乎并不能完全支持这一假设。研究人员模拟了在 PETM 期间，大气的灵敏度增加到翻一番的二氧化碳水平—— 2000 ppm ，地球温度会发生何种变化。最终的结果显示，这些二氧化碳最高可以使温度升高 3.5 ℃ 。这就意味着还有一些其他的因素使地球的温度升高了 5.5 ℃ 。这一无法解释的变暖现象使人们对究竟是什么导致了重大且快速的气候变化的认知存在着一个缺口：二氧化碳不是造成古气候峰值唯一原因 。 事实上， 5500 万年前的温度峰值与北大西洋边缘的巨大火成区同时出现，后者喷出的熔岩为 哥伦比亚溢流玄武岩体积的 3 倍多 。 1000km 3 熔岩要释放 1.6 × 10 13 kg 的 CO 2 ， 3 × 10 12 kg 的硫和 3 × 10 10 kg 的卤素。一个巨大火成区的累积过程要发生上千次这样的喷发，它使现代人类造成的污染物产生的影响相形见绌 。 120Ma 前海底热幔柱喷发形成翁通爪哇海台的体积为 36 × 10 6 km 3 ， 15 Ma 前发生的哥伦比亚溢流玄武岩体积为 1.3 × 10 6 km 3 ，释放的 CO 2 分别为 5.8 × 10 17 kg 和 2.1 × 10 16 kg 。图 3 中可以看到，巨大火成区大部分处于海洋及其边缘，喷发物被海水过滤，减少火山灰降温作用，增强温室气体增温作用。海洋被加热，释放大量温室气体，两种因素都导致气温升高。 图 3 全球巨大火成区 Fig 3Global large igneous provinces Engel and Engel 给出了 6 亿年以来北美火山喷发曲线（见图 4 ） ， Larson 给出了 1.5 亿年以来全球地磁、洋壳产量、古温度、古海平面、黑色页岩的异常变化 ，与图 1-2 的变化趋势基本一致。 图 4 北美火山活动曲线（据 Engel and Engel, 1964 ） Fig. 4 The cure of volcanic activity in North America （ after Engel and Engel, 1964 ） 在过去 4.5 亿年中地球旋转速率、地磁轴视极移、洋脊的活动、海平面和气候变化有伴随出现的现象。地球旋转加速时期主要对应了正极性时期，而旋转减慢时期主要对应了负极性时期，前者如志留纪至早泥盆纪和中生代，这阶段由于地球旋转速度加快，使地磁极具正极性、洋脊活动增强、全球性海侵和古气候变暖。自晚泥盆纪至二叠纪和新生代，是地球旋转速度减慢时期，表现为负极性为主、洋脊活动减弱、全球性海退、气候剧烈变化和出现大冰期。这些资料表明，在几亿年时间尺度上，各种地质旋回有一定程度的相关性存在，与地球自转速度变化相对应 。 叶淑华院士指出，在距今 0.65-1.4 亿年前的白垩纪，地磁场突然倒转，岩浆活动非常剧烈；大气温度比现在高 18 ℃ 左右；海平面比现在约高 150 米 ；地球的自转变快；古生物大量灭绝；大气中 CO 2 的含量十倍于现在；陨石增多 。在此期间，地球自转速度处于峰值。相反， 437Ma 的奥陶志留纪大冰期和 437Ma 的石炭二叠纪大冰期对应地球自转速度低谷。 巨大火成区来自核幔边界地幔柱的猛烈喷发，核幔边界地幔柱喷发的能量又来自何处？ 理论模型研究和实际测量表明，地球内核自转较快，地壳和地幔自转较慢，形成地球内外圈层的差异旋转，核幔边界不仅是热交换边界，而且是圈层角动量交换的边界。最强的太阳辐射加强圈层角动量交换，使地壳和地幔自转变快，内核自转变慢，部分动能转化为热能积累在核幔边界。这是地球自转加速对应大规模地幔柱喷发的原因 。 化石种类数据的小波分析显示存在大约 62Ma 和 140Ma 两个明显周期 。这表明地表周期与地球深部周期的一致性。这些新的结果指出，各种地质过程的一致性可能是与深部地幔的活动变化相关的。银河年 280Ma 周期在地球大冰期和温暖期转换周期、地球自转长期变化周期、火山喷发长周期、陆海变动周期、造山作用周期、地磁极性变化长周期都有明显的表现。 280Ma 周期是 140Ma 周期的倍数周期，是 140Ma 周期受控于银河年周期的证据，最可能的因素是太阳辐射强度的变化。太阳风和太阳辐射量的变化可以压缩地球磁场，增强或减弱核幔角动量交换，对核幔边界的地幔柱活动有控制作用（图 4 ） 。 图 5 太阳辐射变化、核幔角动量交换和气候变化的关系 Fig.5 Relation among solar radiation, core-mantleangular momentum and climate change 巨大火成岩省形成时释放的 CO 2 是导致全球变暖的重要原因，但是， 导致全球变暖的巨大火成岩省有多种作用，温室效应只是其中的一种。使海洋底层水增温，这是巨大火成岩省无可替代的致暖作用。巨大火成岩省的海台和洋壳产量在白垩纪是最高的，洋壳产量的最高速度为 37×10 6 km 3 /Ma （目前的洋壳产量为 17×10 6 km 3 /Ma ） ， 对海洋温度的提高贡献最大。 存储在海洋中的碳只要释放 2 % ，就将使大气中的 CO 2 含量增加一倍 。海洋是 CO 2 的储库。在 1 个大气压下，海水温度从 0 ℃ 升高为 25 ℃ ，每克海水可释放约 1 cm 3 体积的 CO 2 ，释放量与残留量的比值约为 1 ： 1 。目前全球海洋溶解的 CO 2 是大气中 CO 2 的 13 倍，以此比例，海水升温 25 ℃ ，大气中 CO 2 的含量应该增加到现在的 6.5 倍，这表明白垩纪海洋增温释放的 CO 2 是大气 CO 2 浓度增高的主要来源 。 4 讨论和结论 火山喷发出的火山灰能够遮蔽阳光，具有致冷作用；火山喷出的温室气体—— CO 2 和水汽具有 致热作用 。特别值得指出的是，海底火山喷发经过海水过滤，不仅能释放出海洋中的温室气体，而且能使大气和海洋同时增温。温室效应只有增温效应，模拟计算表明，二氧化碳不是造成古气候峰值唯一原因。 近一亿年间海洋底层水冷却了摄氏 15 ℃ ，大气冷却了 10-15 ℃ ，而第四纪冰期到来之时，海洋底层水温度为 0 ℃ ，目前为 2 ℃ 。这表明全球温暖期对应海洋底层水的高温期，全球大冰期对应海洋底层水低温期，海洋底层水是地球储存 “ 冷能 ” 的仓库 。新洋壳生成和海底火山活动引发的海温升高和海水中 CO 2 释放在全球气候变化中的作用不容忽视，这是人为温室效应所不能达到的。 大陆分散在赤道产生极热气候，大陆集中在两极会形成极冷气候。石炭二叠纪大冰期时大陆集中在南极，第四纪大冰期时大陆向北极附近集中。陆海分布影响全球气候 。德雷克海峡通道的打通是在始新世和渐新世完成的，是气候变冷的主要原因 。忽略陆海分布、构造运动、地核能量积累、海底火山活动和洋壳产量对海温变化的影响，简单地以大气温室气体浓度来判定全球气温变化将产生巨大的误差 。 温室效应仅仅是导致全球变暖的一种因素，海洋底层温度变化是大气温度变化的可靠前兆。研究表明，全球温暖期对应海洋底层水的高温期，全球大冰期对应海洋底层水低温期，海洋底层水是地球储存 “ 冷能 ” 的仓库，如果海洋底层水温度没有提高到一亿年前的水平，全球就不会重现中生代白垩纪的高温期，强潮汐和强震会不断用海底冷水来冷却大气，使气候变冷。海洋底层温度变化是全球气候变化的晴雨表，地球内部能量释放、海水温度和全球气候的相关性，使我们有可能通过海底温度的变化预测全球气候长期变化 。 表 2 火山活动峰值与全球无冰期对应，而谷值与大冰期对应 地质界线 新生代 / 现在 中生代 / 新生代 侏罗纪 / 白垩纪 古生代 / 中生代 石炭纪 / 二叠纪 下古生代 / 上古生代 年代 /10 2 Ma 0 0.65 1.36 2.25 2.80 3.45 地壳自转 减慢 加快 减慢 火山活动 喷发最弱 喷发中等 喷发最强 喷发中等 喷发最弱 喷发中等 海陆变动 大陆为主最大海退 由主要是海变为大陆 最大海侵 由主要是大陆变到海 大陆为主最大海侵 由主要是还变到大陆 气候变化 第四纪大冰期 温暖期 石炭二叠纪大冰期 陆海分布类型 大陆集中在北极 大陆分散在赤道 大陆集中在南极 造山作用 生物灭绝 第三纪大褶皱 白垩纪恐龙灭绝 石炭二叠纪大褶皱 地磁极性 反向 正向 反向 参考文献 1. Rosanne D'A, Rob W, Alexander T. The impact of volcanicforcing on tropical temperatures during the past four centuries. NatureGeoscience, 2009, 2: 51-56. 2. Michael C. Two major volcanic cooling episodes derivedfrom global marine air temperature, AD1807~1827. Geophysical Research Letters,2001, 28(15): 2963~2966. 3. Randel W J, Wu F, Russell I J, et, al. Ozone andtemperature changes in the stratosphere following the eruption of Mount Pinatubo. Joural of Geophysical Research, 2000,38(2):191~219. 4. Miller, G. H., Geirsdóttir á, Zhong Y F, etal. Abrupt onset of the Little Ice Age triggered by volcanism and sustained bysea-ice/ocean feedbacks, Geophys. Res. Lett., 2012, 39:2708~2712. 5. 杨 君 , 刘立波 , 陈一定 , 乐会军 . 赤道地区电离层 foF2 在第 23/24 太阳活动周极低年期间创造了极低纪录 ?. 地球物理学报 ,2012,(9): 2826-2834,doi: 10.6038/j.issn.0001-5733.2012.09.002 6. 马宗晋 , 杜品仁 . 现今地壳运动问题 . 北京 : 地质出版社 , 1995. 10, 99-102. 7. 任振球 . 全球变化 . 北京 : 科学出版社 , 1990. 25, 26, 60-88. 8. 李明启，靳鹤龄，张洪。小冰期气候的研究进展。中国沙漠。 2005, 25(5) ： 731-737. 9. BorisK, Vladimir K, The sunspot activity in the last two millennia on the basis ofindirect and instrumental indexes: Time Series Models and their extrapolationsfor the 21 st Century. In: A. V. Stepanov, E. E. Benevolenskaya andA. G. Kosovichev, eds. 2004 International Astronomical Union, Muti-wavelengthInvestigations of Solar Acitivity Proceedings IAU Symposium No.223,2004.113-114. 10. Beer J, Tobias S and Weiss N. An active sunthroughout the Maunder Minimum. Solar Phys. 1998, 181(1): 237~249. 11. Hoyt D and Schatten K. Group sunspotnumbers: a new solar activity reconstruction. Solar Phys. 1998, 181(2):491~512. 12. Komitov B P and Kaftan V. Solar activityvariations for last millennia. Will the next Long-Period Solar Minimum beformed? Geom and Aeron. 2003, 43: 553. 13. 张振克，王苏民，吴瑞金。小冰期气候变化的影响因素及其对未来气候的启示。自然杂志。 2000 ， 22 （ 3 ）： 173~176. 14. 杨学祥. 对冰期和小冰期气候变化因素的探讨. 自然杂志. 2000 , 22 （ 6 ）： 358~362. 15. 曲维政，黄菲，杜凌， 等。火山活动的周期性及其在若干气候要素中的反映。地球物理学报。 2011, 54(3) ： 643-655. 16. 刘若新，李继泰，魏海泉。长白山天池火山—— 一座具潜在性喷发危险的近代火山。地球物理学报。 1992 ， 35 （ 5 ）： 661~665. 17. 徐群。近百年北半球中纬度火山灰尘幕指数的估量。地球物理学报。 1985 ， 28 （ 6 ）： 558~568. 18. Cole J, Mosley T E, Wight S P, et al.A4100-year record of explosive volcanism from an East Antarctica ice core. Journal of Geophysical Research,2000,105:24431~24441. 19. Sarah I,Adam A. S, Jeff R. K,et al.Solarforcing of winter climate variability in the Northern Hemisphere.NatureGeoscience,2011, 4: 753–757. 20. E. Friis-Christensen, K. Lassen. An Indicatorof Solar Activity Closely Associated with Climate. Science, 1991, 254(5032): 698– 700. 21. 汤懋苍 , 柳艳香 , 郭维栋 . 　天时、气候与中国历史 ( Ⅰ ): 太阳黑子周长与中国气候 . 高原气象 . 2001 ， 20 （ 4 ）： 368-373. 22. Keeling C D, Whorf T P. The 1800-yearoceanic tidal cycle: A possible cause of rapid climate change. PNAS , 2000, 97 (8): 3814-3819. 23. 杨冬红，杨德彬，杨学祥。地震和潮汐对气候波动变化的影响。地球物理学报。 2011 ， 54 （ 4 ）： 926-934. 24. Cochran E S, Vidale J E, Tanaka S. EarthTides Can Trigger Shallow Thrust Fault Earthquakes . Science, 2004, 306:1164-1166. 25. 杨学祥 , 韩延本 , 陈震等 . 强潮汐激发地震火山活动的新证据 . 地球物理学报 , 2004, 47 (4): 616-621. 26. Métivier L, DE Viron O,Conrad C P, etal. Evidence of earthquake triggering by thesolid earth tides . Earth and Planetary Science Letters, 2009, 278(3-4):370-375. 27. 郭增建 , 郭安宁 , 周可兴 . 地球物理灾害链 . 西安地图出版社 , 2007. 111~114, 146~158 28. 郭增建 . 海洋中和海洋边缘的巨震是调节气候的恒温器之一 . 西北地震学报 , 2002, 24 (3): 287 29. 杨冬红 , 杨学祥 , 刘财 . 2004 年 12 月 26 日 印尼地震海啸与全球低温 . 地球物理学进展 , 2006, 21(3): 1023-1027. 30. 杨冬红 , 杨学祥 . 海洋中和海洋边缘巨震是调节气候恒温器理论的检验 . 西北地震学报 . 2005, 27(1): 96. 31. 杨冬红 , 杨学祥 . 全球变暖减速与郭增建的 “ 海震调温假说 ” . 地球物理学进展 .2008, 23 (6): 1813 ～ 1818. 32. Richard A. Kerr. End of the Sunspot Cycle? 2011-6-14,Follow ScienceNOW on Facebook and Twitter. http://news.sciencemag.org/sciencenow/2011/06/end-of-the-sunspot-cycle.html 33. Yu Kosaka, Shang-Ping Xie. Recentglobal-warming hiatus tied to equatorial Pacific surface cooling. Nature. 2013, 501:403–407. 34. 杨冬红 , 杨学祥 . 北半球冰盖融化与北半球低温暴雪的相关性研究 . 地球物理学进展 .2014, 29 (1): 610 ～ 615 . 35. 杨学祥 , 陈殿友 . 火山活动与天文周期 . 地质论评 , 1999, 45( 增刊 ): 33-42. 36. Coffin M F, Eldholm O.Large igneous provinces . Scientific American, 1993, 269 (4): 26-33. 37. 汪品先，翦知湣。寻求高分辨率的古环境记录。第四纪研究。 1999 ，（ 1 ）： 1~17. 38. Sarah J. Feakins, Sophie Warny, Jung-EunLee. Hydrologic cycling over Antarctica duringthe middle Miocene warming. Nature Geoscience, 2012; DOI: 10.1038/ngeo1498 39. RichardE. Z, James C. Z ， GeraldR. D. Carbon dioxide forcing alone insufficient to explain Palaeocene–EoceneThermal Maximum warming. Nature Geoscience 2, 576 - 580 (2009)doi:10.1038/ngeo578 40. Engel A E J, Engel C G. Continention accretionand the evolution of North America. In:Advancing Frontiers in Geology and Geophysics. Indian Geophysical Union. 1984. 41. Larson R L. Geological consequences ofsuperplumes. Geology, 1991. 19: 963~966. 42. Whyte M A. Turning points in Phanerozoichistory. Nature, 1977, 267: 679-682. 43. 叶淑华 . 人类对地球的新认识 . 科学 , 1999, 51(1):25-29. 44. 徐道一，杨正宗，张勤文，等。天文地质学概论。北京：地质出版社， 1983 。 51 45. 杨冬红 , 杨学祥 . 灾害频发和地磁减弱的关系 . 世界地质 , 2011, 30(3): 474-480. 46. 杨冬红 , 杨学祥 . 地球自转速度变化规律的研究和计算模型 . 地球物理学进展 , 2013 ， 28 （ 1 ）： 58-70 。 47. Song X D, Richards P G. Seismological evidencefor differential rotation of the Earth’s inner core . Nature, 1966, 382: 221-224. 48. 杨学祥，陈殿友 . 地核的动力作用 . 地球物理学进展， 1996 ， 11 （ 1 ）： 68-74. 49. 杨学祥，张玺云 . 热幔柱的启动动力 . 世界地质， 1996 ， 15 （ 2 ）： 68-74. 50. 杨学祥 , 陈震 , 刘淑琴等 . 地球内核快速旋转的发现与全球变化的轨道效应 . 地学前缘 , 1997,4(1): 187-193. 51. 杨学祥 , 陈殿友 . 地球差异旋转动力学 . 长春 : 吉林大学出版社 , 1998, 2, 27-33,79,120-122, 196-198. 52. AndreasProkoph, Hafida El Bilali, Richard Ernstb. Periodicitiesin the emplacement of large igneous provinces through the Phanerozoic:Relations to ocean chemistry and marine biodiversity evolution. GeoscienceFrontiers. Available online 24 August 2012. 53. MichaelR. Rampino, Andreas Prokoph. Are Mantle Plumes Periodic? Eos, TransactionsAmerican Geophysical Union. 2013, 94(12):113–114. 54. J. Houghton. 全球变暖 . 北京 : 气象出版社 ,1998. 30. J. Houghton. Global warming. Beijing: MeteorologicalPress,1998. 30. 55. 杨冬红，杨学祥. 全球气候变化的成因初探. 地球物理学进展. 2013, 28(4): 1666-1677. 56. Claude J A, Stephen H S. The evolution ofthe earth. Scientific American , 1994,271(4): 44-51. 57. 李四光 . 天文、地质、古生物资料摘要 . 北京 : 科学出版社 . 1972. 66. 58. FrakesL A, Climates throughout geologic time. Elsevier Scientific Publishing Company.Amsterdam—Oxford—New York, 1979. 182,192, 200, 223, 315. 59. Van Andel T H, Heath G R, Moore T C.Cenozoic history and paleooceanography of the central equatorial Pacific Ocean. Geol. Soc. Am., Mem., 1975, 143: 134. 60. 杨冬红 , 杨学祥 . 澳大利亚夏季大雪与南极海冰三个气候开关 . 地球物理学进展 ,2007, 22 (5): 1680-1685. 61. 杨学祥 , 张中信 , 陈殿友 , 等 . 地核能量的积累与释放 . 地壳形变与地震 . 1996, 16(4):85-92 . Yang X X, Zhang Z X, Chen D Y, et al. 杨学祥 , 陈殿友 . 热幔柱构造与地核热能 . 地壳形变与地震 .1996, 16(1):27-36. 62. 杨冬红 , 杨学祥 . 地球自转速度变化规律的研究和计算模型 . 地球物理学进展 ,2013 ， 28 （ 1 ）： 58-70 。 http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-972218.html
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太平洋海面现神秘橘红色光 疑为海底火山爆发：关注俄罗斯异常
热度 1 杨学祥 2014-8-28 04:35
太平洋海面现神秘橘红色光 疑为海底火山爆发(图) 2014-08-27 15:29:11　来源: 国际在线 (北京)　 有 0 人参与 分享到 太平洋海面惊现神秘橘红色光，疑为海底火山爆发。（网页截图） 太平洋海面惊现神秘橘红色光，疑为海底火山爆发。（网页截图） 该景象被飞行员范·黑斯特拍了下来（网页截图） 国际在线专稿：据英国《每日邮报》8月26日报道，日前，一架从香港飞往阿拉斯加的波音747-8客机途经俄罗斯勘察加半岛（Russian peninsula Kamchatka）南部的太平洋上空时，机上的飞行员意外发现海面冒出一片橘红色光，赶紧将此现象拍了下来。 飞行员范·黑斯特（Van Heijst）介绍说，飞机飞了5个小时后，远处突然出现一道闪电般的光束直冲云霄，大约20分钟后，海面冒出了一片不明原因橘红色光。但由于当时并没有发生任何剧烈风暴，下方又只是海洋，且没有任何船只，范事后推断可能是他们到达前海底火山爆发造成的。 范随后将该现象报告给了空中交通管制队，并表示如果该神秘光团来自一个新发现的小岛，他希望能以他的名字命名。目前，相关部门已前往始发地进行调查。 (原标题：太平洋海面惊现神秘橘红色光 疑为海底火山爆发(组图)) 本文来源：国际在线 作者：徐雨轩 责任编辑：NN10 0 http://news.163.com/14/0827/15/A4LRD78B00014JB5.html 我们在2008年6月1日指出，青藏高原是世界屋脊，近30年冰盖融化显著，自然是地壳均衡最强烈的地区。中国地震后，陆海地壳的负荷在内陆地区得到大致调整，接下来就是在陆海连接处的岛弧发生强震。岛弧强震是全球范围的，遍布东西太平洋和印度洋。这就完成了一个循环。 如果上述规律成立，下一个8级以上强震就必定发生在陆海连接处，按路线图，危险性的排列为：日本、印尼、堪察加半岛附近高纬度地区、南北美太平洋沿海地区。其中，日本、 俄罗斯 和印尼发生强震的风险最大，其后是南北美太平洋沿海地区。 http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-27387.html 2011年3月11日日本发生了9级地震，2012年4月11日印尼发生了8.6级地震，南北美洲大震前兆明显。 http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-821998.html 智利2014年4月2日8.1级地震和8月24日6.5级地震在相同潮汐组合类型前后。2014-03-10 13:18:14 美国加州附近海域发生7.0级地震，后发大震值得关注。 美国加州干旱已经持续三年，2014年月亮赤纬角最小值是特大地震爆发的最危险时期。 美国地震专家和我们有相同的预测。 http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-822297.html 2005-2007年月亮赤纬角极大值激发了2004年12月26日印尼苏门答腊9..1级地震、2005年3月29日印尼苏门答腊8..5级地震和2007年9月12日印尼苏门答腊8.6级地震。 2014-2016年月亮赤纬角极小值将导致9年周期的8级地震集中发生。请注意观察检验。 http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-822598.html http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-822723.html 潮汐组合D：8月27日月亮赤纬角达到最小值北纬0. 00016度，25日为日月大潮，24日为月亮远地潮，两者强叠加，三者弱叠加，地球扁率变为较大，自转变慢，有利于拉尼娜发展（强），两极冷空气和洋流向赤道运动，可激发地震火山活动和冷空气活动。 本月天文奇点相对较集中，相互作用增强，可激发极端事件发生，2014年6月至2014年10月地震活动进入高潮。8月日月大潮与月亮赤纬角最小值叠加不利于厄尔尼诺发展，厄尔尼诺进入关键时期。 http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-803300.html 俄罗斯和美国是下次特大地震爆发的可能性最大的两个地区，任何异常都值得特别关注。 近期全球强震和火山频发，表明地下应力高度集中，值得特别关注和警惕。
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日本海底火山喷发形成新岛为什么是大地震的前兆？
杨学祥 2013-12-15 14:17
日本海底火山喷发形成新岛为什么是大地震的前兆？ 杨学祥 日本zakzak新闻网11月21日报道称，日本小笠原群岛突然出现了新的岛屿，有专家认为可能是地震的征兆。 曾经在1996年就预测日本将在2011年发生9级地震的俄罗斯科学院远东分院专家阿卜拉莫夫3月25日再次做出悲观预测：于3月11日发生的日本地震及海啸，仅是正在开始的一系列地震的前一部份，日本及俄罗斯远东部份仍将面临高级别地震。 我在2011年3月22日指出，除了8.5级以上地震集中在拉马德雷冷位相时期的统计特征外，另一个重要的统计特征更值得关注：海岛的9级地震发生后，8.5级以上地震连续发生，这对日本地震有参考意义。2004、2005、2007、2012年的4年中，印尼苏门答腊岛发生了4次8.5级以上地震。日本的后续地震不得不防。 相关报道： 日本惊喜火山喷出新“领土”专家忧或为地震前兆时间：2013-11-23 07:44:19 进入论坛 字体设置 大 中 小 　　当地时间2013年11月21日，日本海上保安厅和地震专家确认，远离日本本土的小笠原群岛发生海底火山喷发，形成一座新的小岛。日本海上保安厅派出飞机持续在上空监视，并呼吁船只对火山活动保持警戒。海上保安厅表示，今后将派遣巡视船进行测量，并有可能将小岛加入日本的海洋地图。气象厅的相关负责人说，火山活动如果马上停止，该小“岛”有可能被海水淹没，所以现在称“岛”还为时尚早。 　　当地时间2013年11月21日，日本海上保安厅和地震专家确认，远离日本本土的小笠原群岛发生海底火山喷发，形成一座新的小岛。日本海上保安厅派出飞机持续在上空监视，并呼吁船只对火山活动保持警戒。海上保安厅表示，今后将派遣巡视船进行测量，并有可能将小岛加入日本的海洋地图。气象厅的相关负责人说，火山活动如果马上停止，该小“岛”有可能被海水淹没，所以现在称“岛”还为时尚早。 　　当地时间2013年11月21日，日本海上保安厅和地震专家确认，远离日本本土的小笠原群岛发生海底火山喷发，形成一座新的小岛。日本海上保安厅派出飞机持续在上空监视，并呼吁船只对火山活动保持警戒。海上保安厅表示，今后将派遣巡视船进行测量，并有可能将小岛加入日本的海洋地图。气象厅的相关负责人说，火山活动如果马上停止，该小“岛”有可能被海水淹没，所以现在称“岛”还为时尚早。 　　【环球网综合报道】日本zakzak新闻网11月21日报道称，日本小笠原群岛突然出现了新的岛屿，有专家认为可能是地震的征兆。 　　20日当天，东京小笠原村西之岛周边出现火山喷发。20日上午10点20分左右，日本海上自卫队发现西之岛周边有烟雾上升，下午4时左右，海上保卫厅确认西之岛东南约500米处海面出现了直径约200米的新陆地。由于火山喷发仍有持续的可能，日本海上保卫厅已向船舶发出了航行警报。 　　据日本气象厅透露，此次火山喷发是自1974年以来西之岛周边的首次喷发。西之岛是位于东京南面约1000米的无人岛，1973-1974年由火山喷发而形成的陆面部分与原有岛屿相连接，构成了现在的形状。而小笠原群岛附近恰为太平洋板块潜入菲律宾海板块的交界处。 　　日本武藏学院大学教授岛村英纪认为，虽然新的“领土”出现对于日本是个惊喜，但应当引起警戒，因为火山活动一般与地震相伴发生，这次的海底火山喷发也不例外，很有可能是2013年4月三宅岛附近海域引起地震群的火山活动的一部分。 　　岛村英纪还表示，“位于板块交界处的伊豆 小笠原海沟，一直被认为不会发生超过7级的地震，但2013年秋季的地震学会推翻了这一定论”。这次学会还指出，1905年的庆长地震(推测为7.9级)的震源可能正是这个海沟附近区域。 　　岛村英纪还分析称：“如果这个学说正确的话，那么伊豆小笠原海沟将存在发生8级超强地震的风险。另一方面，2011年日本3・11大地震引起的地壳变动，也使日本列岛的地下积蓄了大量的能量。不管从哪一方面来看，毫无疑问新陆地的出现增加了新的忧患。” http://news.cnwest.com/content/2013-11/23/content_10367959.htm 美国告诉中国：十年内日本将被天灾毁灭 论坛出处：西陆东方军事 作者：王者出山 时间：2013-05-02 18:57:30 美国科学家预测日本列岛可能会沉入马里亚那海沟！---地球物理专家悲观预测：日本地震仅是开始…美国国家科学院院长BRUCEALBERTS博士在接受《时代周刊》记者采访时严肃指出：经过了04年末的印尼大地 　　美国科学家预测日本列岛可能会沉入马里亚那海沟！ 　　---地球物理专家悲观预测：日本地震仅是开始… 　　美国国家科学院院长BRUCE ALBERTS博士在接受《时代周刊》记者采访时严肃指出：经过了04年末的印尼大地震，亚洲-太平洋板块正在变得越发脆弱，地震和海啸也将越发活跃。尤其是亚洲东部的日本列岛已经处在了一个随时可能塌陷的‘漏斗’之上。 　　众所周知，世界上最深的海沟——马里亚那海沟(平均深度8000米，距离日本列岛最近处不过200公里)，由于受到亚洲大陆板块的推压和太平洋板块的后退的原因，正在以每年10厘米的速度向向东北方向，即太平洋-日本列岛一线扩张。 　　这次大地震后，科学家观测到海沟又进一步加快了东扩的步伐！处在太平洋和亚洲两大板块交界的日本列岛无疑已经身处在这个世界上最深的漏斗的边缘！如果遇到一两次印尼一样的海底地震的话，很可能除了南部的琉球群岛以外，日本列岛都将面临灭顶之灾——滑入大海沟。 　　BRUCE ALBERTS博士建议日本政府应该尽快成立 ，并且在05年尽快启动 ，更不要对日本民众实行欺瞒政策——日本人民有权利知道自己的未来命运。 　　BRUCE ALBERTS博士还建议日本政府向周遍的友好国家——中国、韩国、美国寻求帮助，在大灾难一旦降临的时候，能够将日本的众多的平民百姓迁移到中国等国的领土上，作为 ，以避免日本的 …… 　　曾经在1996年就预测日本将在2011年发生9级地震的俄罗斯科学院远东分院专家阿卜拉莫夫3月25日再次做出悲观预测：于3月11日发生的日本地震及海啸，仅是正在开始的一系列地震的前一部份，日本及俄罗斯远东部份仍将面临高级别地震。 　　俄罗斯独立报在报导说，日本官方在3月11日的大地震之前就已经获得了相关的预测，因为俄罗斯科学院远东太平洋海洋学研究所地质和地壳构造物理学实验室负责人瓦西里？阿卜拉莫夫曾在14年前的1997年发表于 杂志的一篇文章中，准确的预测了2011年日本大地震。 　　9年之后，这篇文章引起了日本专家的注意。2006年，日本方面曾特别找到阿卜拉莫夫教授，索要了所有相关地震预测的资料，阿卜拉莫夫教授对当时情况透露说： 。 　　同时，正因为对此前的地震海啸预测准确应验，所以俄罗斯专家对未来可能发生灾难的悲观预测更令人感到心惊。阿卜拉莫夫教授对未来的预测研究结果透露说： 。 　　他说：相对于日本具有高抗震能力的房屋，俄罗斯远东地区的建筑普遍抗震性差，地震将导致俄远东地区损失惨重。而更令人担心的是，俄高层对此并未有任何重视。此外，地震、海啸导致核电站事故等不可测因素更会增加灾难导致的损失。 　　据报导，这些已经应验和对未来的预测研究是阿卜拉莫夫教授根据自己在14年前研究的 理论作出的。该理论认为，地球每个大陆都有一个 ，这个初期型漏斗(从地核到地表)在地幔和地壳抽取破坏能量。近十年是在积极吸取能量期，这一过程被俄专家称为 。 http://junshi.xilu.com/20130502/news_340_351282.html 全球8.5级以上大震的统计特征：在海岛连续发生 已有 1473 次阅读 2011-3-22 06:26 |个人分类:科技点评|系统分类:论文交流|关键词:特大地震 地震活跃期 拉马德雷 统计特征 推荐到群组 全球8.5级以上大震的统计特征：在海岛连续发生 杨学祥，杨冬红 地震数据统计表明，1889年以来，全球大于等于8.5级的地震共21次，在1889-1924年发生6次（国外资料1900-1924年2次），在1925-1945年发生1次（1次），在1946-1977年发生11次（7次），在1978-2003年发生0次（0次），在2004-2007年已发生5次。规律表明，拉马德雷冷位相时期及其边界是全球强震的集中爆发时期。2000年进入了拉马德雷冷位相时期，2000-2035年是全球强震爆发时期。1952年、1957年（国外数据低于9级）、1960年、1964年4场特大地震就发生在1947-1976年拉马德雷冷位相时期前17年（见表1）。 2000年进入拉马德雷冷位相，2004年12月26日印尼地震海啸发生，特大强震可能发生在第六次最强和较强潮汐重复时期（2006年，2010年，2014年，2018年，2022年）。这一预测符合最强和较强潮汐四年变化规律 1947-1976年拉马德雷冷位相时期我国7级以上地震50次，平均每年1.73次，1977-1999年拉马德雷暖位相时期我国7级以上地震12次，平均每年0.55次（见第六章6.3节）。拉马德雷冷位相时期我国7级以上地震是拉马德雷暖位相的3倍以上。2000-2035年拉马德雷冷位相时期我国7级以上地震又进入新的活跃期，2001年昆仑山口8级地震和2008年四川汶川8级地震是两个明确的强震频发的信号。 除了8.5级以上地震集中在拉马德雷冷位相时期的统计特征外，另一个重要的统计特征更值得关注：海岛的9级地震发生后，8.5级以上地震连续发生，这对日本地震有参考意义。2004、2005、2007年的连续4年中，印尼苏门答腊岛发生了3次8.5级以上地震。日本的后续地震不得不防。 《俄罗斯报》网站3月18 日报道：俄罗斯科学院地震问题科学委员会主席根纳季•索博列夫认为，日本沿岸再次发生强烈地震的可能性很大。因为这次在发生强震时，欧亚大陆板块和太平洋板块相对位移很大——估计有1 米左右，而震中边缘仍有未破坏的地段。这意味着，应该会再次发生地震。经验表明，它的烈度越大越好。如果说第一次地震的震级达到里氏9级，那么下一次最好不低于8.5-8.6级。而现在是此后的地震还没有超过7 级，由此可见，地壳应力仍然很大。所以，很可能再次发生强震，尽管烈度不会有第一次那么大，且位置将在第一次的偏北或偏南方。至于时间，应该是在今后一周到2-3个月之内。总而言之，必须时刻保持警惕。 http://news.ifeng.com/world/special/ribendizhen/content-0/detail_2011_03/19/5249523_0.shtml 日本再次发生强震的可能性大：不低于8.5级。2011-3-19 15:04 http://bbs.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=2277do=blogid=424156 本文引用地址： http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-425007.html
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巨大火山岩群 诡异现踪太平洋：关注海底火山喷发
热度 1 杨学祥 2012-8-13 08:48
巨大火山岩群 诡异现踪太平洋 2012-8-12 15:50:17 http://www.ditan360.com/ 中国低碳网 　　中国低碳网专稿　纽西兰海军今天表示，太平洋上出现面积几乎达2万6000平方公里的巨大火山岩群。 　　纽国海军指出，这幅怪异景象是海底火山喷发出的轻浮岩。目击者说看起来就像两极冰棚。 　　1架空军飞机昨天在纽西兰外海约1000公里处看见这片火山岩群，赶忙对1艘正驶向火山岩群的海军舰艇发出警告。 　　海军上尉奥斯卡（Tim Oscar）表示，他服役的这艘军舰坎特伯雷号（HMNZS Canterbury）确定不会撞上浮岩，但这仍是“在海上18年来，我所见过的最怪异景象”。这些浮岩是充满气泡的固态岩浆。 　　奥斯卡说：“岩群露出海平面半公尺，在阳光下闪闪发亮，看起来就像冰棚边缘。” 　　舰艇上的科学家指出，这些浮岩大概来自近来处于活跃期的海底火山摩诺威（Monowai）。 http://www.ditan360.com/News/Info-112662.html 点评：海底火山喷发是大气温室气体的重要来源，与人工排放的温室气体不同，海底火山喷发还是海底温度变暖的重要原因。关注海底火山喷发。 http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-598819.html
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南极曾是热带未来冰层或融化：海底火山喷发是温室效应的根源
热度 1 杨学祥 2012-8-4 05:03
澳科学家称南极曾是热带未来冰层或融化 2012-08-03 09:03 来源：环球时报 澳大利亚科学家2日表示，通过南极洲海底钻探发现，5200万年前，南极洲出现过热带雨林。据法新社2日报道，澳 大利亚昆士兰大学古生物气象学家凯文·威尔士对南极洲东海岸海底岩芯样本的热敏感分子学分析显示，5200万年前， 那里“很温暖”，气温约20摄氏度。 澳大利亚科学家2日表示，通过南极洲海底钻探发现，5200万年前，南极洲出现过热带雨林。科学家还警告，未来 几十年内，南极的冰层可能会融化掉。 据法新社2日报道，澳大利亚昆士兰大学古生物气象学家凯文·威尔士对南极洲东海岸海底岩芯样本的热敏感分子 学分析显示，5200万年前，那里“很温暖”，气温约20摄氏度。威尔士把这一研究成果发表在英国期刊《自然》上，他 说：“南极大陆上存在过森林，那时没有任何冰层。这很令人吃惊，因为很明显我们对南极的印象是非常寒冷，而且全 都是冰。” 与此同时，威尔士发出警告称，随着大气中二氧化碳浓度增高，南极洲冰层会加速融化。 http://www.s1979.com/news/world/201208/0346793103.shtml 潮汐、火山、气候与天文周期的关系初探 已有 1639 次阅读 2010-7-28 00:09 | 个人分类: 全球变化 | 系统分类: 论文交流 | 关键词:潮汐，火山，气候，天文周期 推荐到群组 潮汐、火山、气候与天文周期的关系初探 杨学祥 （中国科学院国家天文观测中心，北京 100012 ；吉林大学 地球探测与信息技术学院 , 长春 130026 ） 摘要：潮汐力产生的地球流体与固体的差异旋转，可以解释 1500~1800 年周期的气候变化。强潮汐加大垂直方向和水平方向海水的混合，在一定天文条件下，使西太平洋暖水变冷，使东太平洋冷水变暖，形成厄尔尼诺事件；或者将海洋深层冷水翻上表面，吸收 CO 2 减弱温室效应，使海洋上方空气变冷，产生拉尼娜冷事件。海底火山活动亦受强潮汐的控制，火山喷发使海洋底层水变暖并升到海洋表层，是控制厄尔尼诺事件发生的重要外强迫因子。 火山活动主要受地球内部能量间歇性释放所控制。银河年周期改变万有引力常数 G 值大小、，影响日地距离、月地距离、潮汐强度、核幔角动量交换和壳幔能量交换，造成热幔柱喷发和强烈岩浆活动，控制了核幔边界到地表的能量交换过程。这是天文周期与火山活动一一对应的原因。 关键词：差异旋转，潮汐振荡与混合，厄尔尼诺，火山活动，天文周期 0． 引言 在对我的博文《拉尼娜现象形成 7 月末后加快发展》的评论中，葛肖虹老师 指出，地球自转速度变化，影响海平面升降和气候变化，用来解释拉尼娜和厄尔尼诺现象，非常好。能否从大尺度解释一下白垩纪海平面上升的缺氧事件？我的这篇文章或许能回答这个问题（ http://www.sciencenet.cn/blog/user_content.aspx?id=346728 ）。 据 2001 年 8 月 23 日 《长春晚报》报道，最近上海天文台经天文观测后预测，厄尔尼诺事件将在今年年末发生。我们在 1999 年就预报 2000~2001 年将发生厄尔尼诺事件，并在 2001 年进一步预测其发生时间在 2001 年末 。当日、地、月大致成一线，月球处于近地点，地球处于春分、秋分或近日点，地球扁率发生最大变化，是发生火山活动和厄尔尼诺事件的天文条件，行星冲日会起强化作用 。天文条件控制下的潮汐振荡是火山活动和气候变化的重要因素。 1 潮汐振荡与全球气候变化 3 年前 Bond 通过分析大西洋底的沉积层，发现地球的寒冷期和温暖期出现有规律的波动，波动周期大约为 1500~1800 年 。 Keeling 的计算表明，地球、月亮和太阳相对位置的变化引起潮汐强度的变化周期与气温波动周期是一致的。潮汐大时，就有更多来自海洋深处的冷水被带到海面。这些冷水可以冷却海洋上方的空气，使气候变冷。潮汐小时，海洋深处的冷水很难被带到海面，世界就变得暖和。据计算，大约在 1425 年即小冰期的末期，潮汐达到了最大值，从那以后逐渐减弱，直到 3100 年潮汐又达到最大值。这个周期是过去 1 万年气候变迁的主要动力。即使没有温室效应，这个效应也会使地球的温暖期从小冰期末期一直持续到 24 世纪 。除了 1500-1800 年潮汐长周期外，潮汐中周期为准 60 年、 54-56 年、 22 年、 18.6 年和 11 年。特别是 54-56 年周期（拉马德雷周期），在全球气候变化中起非常明显的作用。 海洋与大气之间的 CO 2 循环主要受大洋上升流和下降流的控制，高纬度冷水体在沉降之前溶有大气的 CO 2 ，在赤道处水体上升变热并释放 CO 2 ，其现代速率为 40 （± 10 ）× 10 9 t/a ，远远大于人类活动的影响。人类活动释放的 CO 2 ，有近 60% 存于大气中，其余被海洋吸收 。笔者认为，最大潮汐形变加强海洋冷水上翻，加大了海洋吸收大气中的 CO 2 并将其封存在海底的速度，打破了 CO 2 在大气和海洋之间的循环平衡，减弱了温室效应，使全球气候变冷。与此同时，最大潮汐形变加大海洋中脊、热点和海底火山的热能排放，产生海洋锅炉效应 ，海底潮汐摩擦产生热流，潮汐搅拌海水使深海增温，所有这些效应都会使海洋整体温度长期增加 。历史纪录表明，一亿年前的全球温暖期，高于现在 10~15 o C 的气温与高于现在 15 o C 的海洋底层水温相对应 。这表明，强潮汐将海底冷水上翻时使气候变冷，将海底热水上翻时使气候变暖。海洋底层水温度决定了全球的气候变化 。 2 强潮汐产生海温均衡效应 潮汐对地球气候影响的研究近年来取得了令人瞩目的成果，地壳地幔排液排气、流体与固体圈层差异旋转 、火山热幔柱活动 、地球自转速变化 、厄尔尼诺事件 、臭氧洞漏能效应 、 1500~1800 年小冰期 - 小气候最适期的变化周期 都与潮汐作用相关。对近百年全球气候变化与外强迫因子信号检测的结果表明，火山活动是影响 ENSO 的最重要的外强迫因子 。它不但揭示了构造活动与气候变化的关系 ，而且使厄尔尼诺的海底火山说 、引潮力说 和地球扁率变化说 得到有力的支持。 设三轴椭球体的三个半轴分别为 a ≥ b ≥ c ，纬度为θ，经度为ψ（变化范围都在 0 o 到 90 o 之间），不同经纬度的部分椭球体体积为 V = 8a 2 b 2 c arctan sin θ / 3 （ a 2 b 2 sin 2 θ +b 2 c 2 cos 2 ψ cos 2 θ +a 2 c 2 sin 2 ψ cos 2 θ） 1/2 在地球整体体积不变条件下，当 a = b ，ψ = 45 o ，θ = 90 o ， da= - db ， dc = 0 ，有微分公式 dv = 8ac da / 3 （ 1 ） 当 ψ = 90 o ， a = b ， db = 0 ， da/a = - dc/c 时，有微分公式（体积增量的近似值） dv = - 8 π c 2 a 3 tan θ dc/3 （ a 2 tan 2 θ +c 2 ） 3/2 （ 2 ） 表 1 地球潮汐形变产生的部分经纬度体积变化及相关地质现象 Table 1. The volume changes in differential longitude and latitude by tides and the geological phenomena 圈 层 外半径 (km) 半径增量 (cm) θ =35 o , ψ =90 o 半径增量 (m) θ =90 o , ψ = 45 o a = b c da dc dv (km 3 ) 现象 da db dv(km 3 ) 现象 对流层 水 圈 岩石圈 低速层 下地幔 外 核 内 核 6393 6378 6374 5954 5704 3488 1217 6364 6357 6353 5934 5684 3477 1213 5000 6 2 2 1.6 1 0.3 -4998 -6 -2 -2 -1.6 -1 -0.3 6605998 5251 334 607 1287 368 16 地球扁率变大 , 冷暖水南北振荡 , 流体圈差异旋转显著 , 地磁活动强烈 500 0.6 0.2 0.2 0.16 0.10 0.03 -500 -0.6 -0.2 -0.2 -0.16 -0.10 -0.03 54181864 43275 2754 5010 10599 3103 131 赤道高空风 , 冷暖水上下东西振荡 计算结果表明，月亮在赤道时产生的半日潮使气圈、水圈和液核分别有 54181864 、 43275 和 3103km 3 的体积绕固体地球向西运动，形成赤道高空风、西向海潮和液核表层西向漂移。由于地形的阻挡，形成大气、海洋和液核的涡旋、湍流和异常大潮以及冷暖海水的上下和东西向振荡与混合。岩石圈和下地幔分别有 2754 和 10599km 3 的体积胀缩，是其中熔融部分流动、上涌和喷发的动力。太阳相对地球在南北回归线之间的摆动，使流体相对固体南北振荡与混合。地球在春分和秋分扁率变为最大，形成赤道大潮，两极高纬地区分别有 6605998 、 5251 和 368km 3 体积的大气、海水和液核流体通过临界纬度（ 35 o ）流向赤道，并在科氏力和西向引潮力作用下加速向西漂移，使各圈层自转速度变小，差异旋转速度增大，高纬地区排气排液活动强烈，其中大气对流层日长增加最为显著，为 97 秒，是岩石圈日长增加值（ 0.00027 秒）的 359259 倍。地磁活动在两分点达到最大值是其证据。这是两极冷水入侵赤道并使大洋西部暖水变冷的主要原因。 1997 年发生在春分和秋分附近的 4 次交食和行星冲日，加大两极冷水入侵赤道西太平洋使暖水东移的强度，形成了 1997 年的强厄尔尼诺事件。 地球在夏至和冬至扁率变小，低纬排液排气强烈，形成赤道低潮，赤道海平面下降，暖水暖风流向两极使地球自转变快，它们在科氏力作用下向东漂移，加强赤道逆流，减弱赤道信风。特别是从秋分到冬至，日地距离变为最小，太阳引潮力变为最大，半日潮产生的强烈振荡高值区由赤道向南北回归线偏移，形成低纬大洋南升西移北降东移的顺时针昼环流和南降东移北升西移的逆时针夜环流，昼夜反向环流和最大幅度南北振荡加强了冷暖水的混合。在南美厄瓜多尔和秘鲁沿岸，由于暖水从北边涌入，每年圣诞节前后海水都会出现季节性增暖现象。月球在赤道南北的摆动（摆动幅度由月亮赤纬角决定，其变化周期为 18.6 年）加强这一效应，形成混合冷暖海水的强烈振荡，使太平洋西部海水由暖变冷，使太平洋东部海水由冷变暖。行星冲日、大潮和近地潮的叠加形成最大值效应——厄尔尼诺事件。从 1822 年到 1998 年，有 31 年无月食。其前后一年内不发生厄尔尼诺事件的仅有 4 年，其前后 2 年内都发生了厄尔尼诺。无月食年是地球潮汐形变的极小值年，是预测厄尔尼诺的重要依据。 2002 年无月食，所以， 2001~2004 年内必发生厄尔尼诺事件。 信风使冷暖洋流分别集中在赤道大洋的东西两侧。太平洋与大西洋的区别在于有集中的火山地震带和大于 90 o 的两侧经度差，形成太平洋东部与西部的潮汐高低潮的反相位。因此， 78cm 的强潮汐高差在东西太平洋的反向振荡可抵消西太平洋暖水海面高差（ 40cm ），强迫冷水上翻和暖水东向运动，强烈的振荡混合作用降低东西海水温差，加强赤道逆流，形成厄尔尼诺。我们称之为“强潮汐海温均衡效应”。东太平洋海底火山在强潮汐作用下强烈排液排气，是降低东太平洋气压、形成厄尔尼诺的激发因素。 3 2001 年的厄尔尼诺天文条件 1964 年和 2000 年都有 4 次日偏食， 1966 年和 2002 年都没有月食，它们间隔 2 个沙罗周期（沙罗周期为 18 年零 10.33~11.33 天），两者有相似的天文条件。 1964 年地球自转速度异常减慢，但没有发生厄尔尼诺事件， 1965 年发生了厄尔尼诺事件。 2001 年的情况应该与 1965 年相同。今年年底能否如期发生厄尔尼诺事件，将是对天文条件预测法的检验。应该注意的是，沙罗周期并不是简单重复以前的状态，因此，厄尔尼诺并不严格遵循这个周期。日食与强潮汐密切相关。在 1~2 年内连续发生 4~7 次日食和月食对厄尔尼诺有诱发作用，这种现象不具有周期性，但日食、月食和特殊天象组合期可以通过轨道计算得到，海底火山活动可通过卫星热红外图像观测。这是厄尔尼诺事件可以预测的科学基础。预计下一个厄尔尼诺年为 2004~2005 年。 2004~2006 年（月亮赤纬角最大值）将有一次强降水过程。 2001 年特殊天象组合期有 8 个： 6 月 21~24 日、 9 月 16 日、 1 月 10 日、 8 月 19 日、 2 月 8 日、 10 月 15~17 日、 7 月 21 日、 3 月 8~10 日（次序排列依据于条件具备程度）。特殊天象组合期在 1987 年 ( 厄尔尼诺年 ) 有 10 个，在 1988 和 1989 年各有 4 个 。因此， 2001 年是一个弱厄尔尼诺年。 叶更新的研究表明，厄尔尼诺事件都发生在四大行星（火、木、土、天王星）冲日时日心黄纬的极值年或极值年的下一年，在其它年份则不发生厄尔尼诺现象。大行星在 3 月冲日和 8 月冲日，对厄尔尼诺的发生非常有利 。 2001 年不是行星冲日的黄纬极值年，我们曾担心它会弱化为灾害年 ， 叶更新也没有把它列为厄尔尼诺年的可能年份。这个天文条件对厄尔尼诺的控制作用是否有效，年底可见分晓。它从另一个侧面说明 2001 年是一个弱厄尔尼诺年，与上海天文台的预测完全相同。 4 太阳活动、构造运动、轨道周期对流体差异旋转和气候变化的影响 对第三纪早期的普遍变冷起作用的明显构造事件是巴拿马地峡的封闭，迅速变暖和较长的变冷由轨道参数的周期性所决定。阻挡大西洋赤道暖流进入东太平洋，加强秘鲁寒流，是气候变化的原因。南美洲与南极大陆的分离造成环绕南半球强烈的西风漂流，阻挡赤道暖流南移，生成南极冰盖并维持其稳定的存在 。赤道和两极的最大温差可加强大气环流、西风漂流和秘鲁寒流，形成拉尼娜冷事件；反之，则形成厄尔尼诺热事件。它们亦受轨道控制。在太阳活动高值期，强太阳风暴中的高能离子沿磁力线进入大气层两极区，降低赤道与两极的温差，有利于厄尔尼诺热事件的形成；反之，太阳活动低值期则有利于拉尼娜冷事件的形成。这种强化反馈作用是致热（冷）能量的重要放大机制。 公元 1800 年前后 200 年分别发生 51 和 81 次厄尔尼诺事件，表明太阳活动高值期有利于厄尔尼诺事件发生。这也是太阳活动低值对应 15~19 世纪小冰期的一个原因 。 20 世纪 80 年代全球迅速变暖以来到 1998 年，厄尔尼诺事件发生的频率更为频繁（共有 6 次），但只发生了 1984-1985 ， 1988-1989 ， 1995-1996 年 3 次拉尼娜事件，且前后两次都发生在太阳黑子活动最小值年。对应关系十分明显。 在整个中生代，全球各大陆集中在一起，形成一个几乎从一个极延伸到另一个极的巨大的单一陆块，这种轮廓肯定有助于周围大洋中的高效率向极热输送（有利于潮汐环陆运动 ） 。同理，在第四纪，德雷克海峡被扩展的南极冰盖封闭，导致气候上隔离的环极西风漂流带的消失，加强赤道热流向两极的输送，使扩展冰盖趋于消失。这是南极冰盖不能扩展成南半球大冰川的一个重要原因。 5 潮汐摩擦产生的能量积累 流体和固体的差异旋转造成强烈的相互摩擦，潮汐摩擦产生的热能集中在流体与固体的边界上，如陆海边界和核幔边界。海潮能量的耗损率为 1.1 × 10 12 J/s 。相当于每年 3.5 × 10 19 J 。海洋潮汐是海水在地壳上自由起落，只有高地形才能阻挡海潮的西向运动。与海潮不同的是，液态外核的潮汐运动被局限在地幔内半径的潮汐形变之内，地幔及核幔边界在潮汐力下的周期变形强迫液核表层隆起部分西向运动，高达± 6km 的核幔边界起伏、粘滞阻力和滞后效应加强核幔角动量交换，在核幔边界积累大量热能，是地球排气、地磁活动和火山活动的不竭能源。地球自转速率的十年际变化的振幅可达几个毫时秒量级，这种变化也许只能用核幔之间的角动量交换来解释 ，与太阳黑子活动 11 年周期相对应。太阳活动产生的太阳风强度的变化，使向阳面地球磁层受到周期性的增强压缩，加强核幔角动量交换，影响地壳地幔的旋转速度 。潮汐滞后效应是地球自转减慢的一个原因。计算表明，约 3% 的来自地表的热流是由潮汐能造成的，这些热流足以产生每年约 30km 3 的岩浆 。白垩纪时，万有引力常数增加 5% ，日地距离、月地距离减少 5% ，日月引潮力增加 20% ，强烈的潮汐摩擦在核幔边界积累大量热能。这是白垩纪强烈火山活动的基本原因 。 6 火山活动、气候变化与天文周期的对应关系 近 6 亿年以来北美火山活动有明显的近似为 3 亿年的银河年周期变化。与人预料相反，其峰值对应远银心点的温暖期，其谷值对应近银心点的大冰期。据 Coffin 和 Eldholm （ 1993 ）海洋考察结果，巨大火成区所显示的大陆溢流玄武岩和大洋溢流玄武岩的喷发强度也有相同的周期变化 。伴随太阳系由远银心点向近银心点的运动，溢流玄武岩的喷发强度逐渐减弱。与之相对应，近 1 亿年间海洋底层水冷却了 15 o C ，气温冷却了 10~15 o C 。异常高温、火山喷发和热幔柱活动与银河年周期有很好的对应关系，这种关系在白垩纪最为明显。 根据相对论，静止质量为 m o 的物体，速度由 v 1 变为 v 2 ，能量增量为 ： dE = m o （ v 2 2 - v 1 2 ） c 3 /{ 1/2 1/2 } （ 3 ） 其中 c 为光速，当 v 1 c, v 2 c 时 , dE 约为 0.5m o (v 2 2 - v 1 2 ), 与动能增加近似相等 , 当 v 2 趋于 c 时 , dE 趋于无限大。这表明，趋于光速运动的天体将吸收无限大能量，即物体加速吸能、减速放能。这可以解释太阳系在远银心点减速增温（白垩纪），在近银心点加速降温（石炭纪和第四纪），也可以解释趋于光速运动的类星体减速所释放出的巨大能量。这表明引力场在对物体施加力的作用时，要消耗场本身所具有的能量，产生引力场能量背景的涨落。这可能是万有引力常数变化的原因。 设ρ为地球所在空间的太阳辐射能量密度， L 为太阳光度， r 为日地距离， f 为太阳引潮力， G 为万有引力常数， d ρ、 Dl 、 dr 、 df 和 dG 为其相应增量，则有 d ρ / ρ = － 2dr / r （ 4 ）； df / f = dG / G － 3dr / r （ 5 ）； dr / r = － dG/G （ 6 ）； dL/L=7.5dG/G (7) ； Dirac （ 1938 ）、 Brans 和 Dicke （ 1961 ）、 Shapiro 等（ 1971 ）、 Hoyle 等（ 1972 ）都认为万有引力常数 G 随时间变化而减少。据 Steiner （ 1967 ）的计算 ， G 值还有空间上的变化，在远银心点比在近银心点增加 5% ，使远银心点处日地距离减少 5% ，太阳光度增加 35% ，日月引潮力增加 20% ，这是远银心点处白垩纪全球温暖期产生的另一个原因。 表 2 天文周期与地质旋回 Table 1 Astronomical periods and geological cycles 时间 太阳系 太阳 全球 太阳 万有引力常数 热 幔 柱 喷 发 (Ma) 位置 辐射量 气候 引潮力 G ( 10 -8 cm 3 /gs 2 ) 形成物 体积 (10 6 km 3 ) 140 远银心点 最大 温暖期 最大 7.00 ↓　　　↓　　　↓ ↓ ↓ 120 　↓靠　　↓变　　↓变 ↓变 ↓变 翁通爪哇海台 36 110 ↓近　　↓　　　↓　　 ↓ ↓ 凯尔盖朗海台 ↓ 65 ↓银　　↓　　　 　　 ↓ ↓ 德干暗色岩 ↓变　　　　　　　　　　 55 ↓心　　↓　　　↓　 ↓ ↓ 北大西洋火山 ↓小 边缘 15 ↓　　 ↓小　　↓冷 ↓小 ↓小 哥伦比亚河溢 1.3 流玄武岩 -8 近银心点 最小 大冰期 最小 6.67 赤道热两极冷是太阳能量纬度不均匀分布造成的。由于大气热容量低，大气热对流不能改变这一基本规律。海水则不同，其热容量大，热对流的传热效果十分显著。计算表明，每立方米的水和空气温度降低一度所释放的能量分别为 4180000 焦尔和 1290 焦尔，前者是后者的 3240 倍 。这个巨大差别可从海洋性气候和大陆性气候的比较中看到。气象学家张家诚指出，瓦伦西亚岛和赤塔同在北纬 52 度附近，前者位于爱尔兰的大西洋岸，属于海洋性气候，后者位于亚洲大陆内部，属于大陆性气候。虽然纬度相近，但温差在一年内的分布相差悬殊。一年内最冷和最热月份温度的差值，在瓦伦西亚只有 7.9 度，在赤塔则为 46.1 度，大于前者 5.5 倍之多。前者年均温度为摄氏 10.3 度，后者为零下 3 度，差值为 13.3 度。这说明海洋的内能多于大陆，海洋是大气热量的重要供应者。 海水因为含有平均约 3.5% 的盐分，所以它的最大密度约出现在摄氏负 2 度左右，恰好与海水开始结冰的温度很接近。两极临近结冰的海水密度最大，源源不断地沉入两极海底，自转离心力使较重的海水向赤道海底运动，形成全球巨厚的海底冷水层。由于太阳辐射不能进入这个领域，“冷”被安全地封存在海底，冷水领域还不断扩大。赤道海水表层热水在上、冷水在下，垂直方向只有热传导、没有热对流。随着海洋冷水区的不断扩大和赤道海洋表层热水区的不断缩小，赤道和两极的温差也不断加大，形成中、高纬度地区的冰盖和冰川。我们称这个过程为海底藏冷效应。它是海气相互作用的典型范例，大气中的“冷能”由此而进入海洋。冰雪反射太阳辐射，随着冰雪面积的不断扩大，地表接受到的太阳能量越来越少，使大气和海洋越来越冷，冰期有一个长期的“冷积累”过程。目前海洋底层温度为 2 摄氏度，它为大气提供了充足的冷源。近一亿年前的中生代温暖期海洋底层冷水比现在高 15 摄氏度，大气高 10~15 度 。 图 1 海底藏冷效应（左图）和海洋锅炉效应（右图） 图 2 海平面上升、全球温升高、黑色页岩和生物灭绝的对应关系 重力分异不仅使地球质量向地心集中，而且使地球自转动能向地核集中。由于内核相对地壳地幔的差异旋转，太阳辐射达到最大值时使核幔角动量交换达到高峰，部分旋转动能转变为热能积累在核幔边界赤道区（此处核幔速度差最大，积累的热能最多）。超级热幔柱（羽）由核幔边界赤道热区升起，在海底赤道区喷发，加热了底层海水，并引发赤道和两极之间的海洋整体热循环，降低了赤道和两极大气的温差，使两极的海温和气温逐渐上升到冰点以上，消除了海洋藏冷效应的“冷源”，形成全球无冰温暖气候，产生晚白垩纪赤道海洋表层低温之谜（当时温度为摄氏 21 度，比现代低 6.5 度）。我们称这个过程为海洋锅炉效应。有证据表明，随着热幔柱喷发强度的减弱，近一亿年间海洋底层水冷却了摄氏 15 度，大气冷却了 10~15 度。这是典型的地、海、气相互作用。计算表明，一亿二千万年前形成翁通爪哇海台的海底热幔柱喷发，其释放的热量可使全球海水温度增高 33 度。有证据表明 , 在古新世末不到 6000 年的时间内大洋底层水增温 4 0 C 以上。海底火山活动引发的深海热对流在全球气候变化中的作用不容忽视 。 图 3 5 个巨大火成区的体积比较示意图 图 4 中生代巨大火成区的全球分布 图 2 表明， 120-55 百万年前形成翁通爪哇海台、凯尔盖朗海台、德干暗色岩和北大西洋火山边缘的 4 次大规模海底火山喷发，与海平面上升、黑色页岩形成、大规模生物灭绝一一对应，白垩纪海平面上升的缺氧事件是大规模海底火山喷发的一个合理解释：原因之一是海水温度增高，海水中氧气含量降低（溶解度降低）。原因之二是，火山喷出物的燃烧消耗了一部分氧气。 目前地球轨道偏心率为 e = 0.016722 ，近日点距离为 1.4710 × 10 8 km ，远日点距离为 1.5210 × 10 8 km ，日地距离在近日点相对减少 3.3% ，太阳能量密度在近日点相对增加 6.6% ，引潮力相对增加 10% 。在偏心率最大时， e = 0.0571 ，近日点距离为 1.41056 × 10 8 km ，远日点距离为 1.58140 × 10 8 km ，日地距离在近日点相对减少 12% ，太阳能量密度在近日点相对增加 24% ，引潮力相对增加 36% 。这是历次间冰期发生在第四纪地球轨道偏心率最大值时的原因 。日月引潮力产生的地球形变，改变地壳的扁率和容积，是调制火山喷发的重要天文动力。马宗晋和杜品仁（ 1995 ）、郭增建等（ 1996 ）都指出火山活动的 18.6 年周期，与月球交点运动周期和月亮赤纬角变化周期相同 。濮培民给出了天体引力与气候振动中的准 37 年周期对应关系 。地球轨道运动的周期变化，不仅驱动气候变化，而且可能驱动地壳运动 和内能释放 。综合研究构造运动与气候变化的关系，可能是地质学与气象学的一个切入点，仅靠大气和海洋系统解决不了冰期理论问题 。从大陆漂移到冰期理论，它们的结合使我们获得了许多更为深刻的认识。 参考文献 1. 杨学祥。星体能量释放脉动机制与厄尔尼诺事件预报，中国学术期刊文摘， 1999 ， 5 （ 12 ）： 1519~1521 2. 杨学祥 , 陈殿友。构造形变、气象灾害与地球轨道的关系 . 地壳形变与地震 .2000,20(3).39~48 3. 杨学祥。全球气候变暖正在加剧，社会经济发展面临考验。科学新闻周刊。 2001 ，（ 28 ）： 18 4. 杨学祥。地球形变产生的岩石圈、水圈和气圈等差异旋转。中国学术期刊文摘（科技快报）。 2001 ， 7 （ 7 ）： 902~904 5. Bond G, Showers W, and Cheseby M, et al. A pervasive millennial-scale cycle in North Atlantic Holocene and glacial climates. Science, 1997,278:1257~1266 6. Charles D. Keeling and Timothy P. Whorf. The 1800-year oceanic tidal cycle: A possible cause of rapid climate change . PNAS, 2000, 97(8): 3814-3819 7. 张振克，王苏民，吴瑞金。小冰期气候变化的影响因素及其对未来气候的启示。自然杂志。 2000 ， 22 （ 3 ）： 173~176 8. 杨学祥，陈殿友。热幔柱构造与地核热能。地壳形变与地震。 1996 ， 16 （ 1 ）： 27~36 9. Allegre C J ， Schneider S H. 。 The evolution of the earth. Scientific American. 1994,271(4): 44~51 10. 马宗晋 , 杜品仁 . 现今地壳运动问题 . 北京 : 地质出版社 . 1995, 99~102 11. 任振球 . 全球变化 . 北京 : 科学出版社 , 1990. 27~29 84 ， 77 ， 96 ， 106~109,140. 12. 郭增建 , 秦保燕 , 郭安宁 . 地气耦合与天灾预测 . 北京 : 地震出版社 ,1996. 135~138 13. 侯章栓 , 李晓东 . 近百年全球气候变化与外强迫因子信号检测 . 北京大学学报 ( 自然科学版 ).2000,36(5):641~650 14. 杨学祥。地球反对称构造与气候变化的关系。自然杂志。 2001 ， 23 （ 3 ）： 135~139 15. 刘厚赞，刘辉，俞永强。海底火山喷发引发厄尔尼诺事件的数值模拟 . 气象学报 . 1998,56(5):602~610 16. 杨学祥。厄尔尼诺事件的时空特征及其地球物理解释。中国学术期刊文摘。 2001 ， 7 （ 4 ）： 509~510 17. 张元东 . 1987 、 1988 、 1989 年重要天象 . 地震 . 1987, (3): 58~59; 1988, (1): 59~60; 1989, (2): 79~80 18. 叶更新 . 厄尔尼诺与行星运动的联系及其预测 . 气象学报 . 1998. 56(5): 635~640 19. L. A. 费雷克斯 . 地质时代的气候 . 北京 : 海洋出版社 ,1984. 315, 244 20. 高布锡，胡辉。对地球自转变化的研究已成为大地测量学和地球物理学领先和重要的科学分支。见：叶笃正主编，地球科学：进展趋势发展战略研究。北京：气象出版社， 1992 。 81 21. 杨学祥，陈震，刘淑琴，等。地球内核快速旋转的发现与全球变化的轨道效应。地学前缘。 1997 ， 4 （ 2 ）： 187~193 22. 威利。动力地球学。北京：地质出版社， 1978 。 301 23. Coffin M F, Eldholm O. Large igneous provinces. Scientific American, 1993, 269(4):26~33 24. 杨学祥，陈殿友。火山活动与天文周期。地质论评。 1999 ， 45 （增刊）： 33~42 25. 杨学祥。双星对称黑洞模型及其时空特征。自然杂志。 2001 ， 23 （ 4 ）：印刷中 26. Steiner J. The sequence of geological events and the dynamics of the Milk Way galaxy. Jour. Geol. Soc. Australia. 1967,14: 99~131 27. Millard F. Coffin and Olav Eldholm. Large igneous provinces . Scientific American, 1993, 269(4): 26-33. 28. 杨学祥，陈殿友。地球差异旋转动力学。长春：吉林大学出版社， 1998 。 29. 濮培民。天体引力和气候振动中的准 37 年、准二年周期。天文气象学术讨论会文集。北京：气象出版社， 1986 ， 139~142 30. 吴锡浩 , 蒋复初 , 肖华国 . 地球公转轨道偏心率变化的构造运动响应 . 地质力学学报 . 1995, 1(1):8~14 本文引用地址： http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-347830.html
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南极冰盖成因：南极边缘5000多万年前曾被亚热带雨林覆盖
杨学祥 2012-8-4 04:57
点评：海底火山喷发是温室效应产生的根源，火山喷发和德雷克海峡通道被打开是南极冰盖形成的构造原因。 南极边缘5000多万年前曾被亚热带雨林覆盖 2012年08月02日 浙江科技新闻网 　　现在的南极(资料图) 　　国际在线专稿：据澳大利亚《每日电讯报》8月2日报道，一个由德国科学家领导的科研团队发现，南极洲并不是一 直像现在这样冰天雪地，5000多万年前，其边缘地带曾被亚热带雨林覆盖。 　　科学家发现，南极洲海岸5200万年前生长着繁茂的热带棕榈树林。当时地球大气中二氧化碳含量是现在的2倍，如 今覆盖南极的4千米厚的冰盾也并不存在。 　　澳大利亚昆士兰大学环境地质学家凯文·威尔士说：“当时的南极洲与今天完全不同，那里几乎没有冰，而且气候 温暖，亚热带雨林沿着大陆边缘繁茂生长。” 　　科学家现在还不确定为何5000多万年前大气中二氧化碳含量如此至高，但他们认为，如果当前人类燃烧化石燃料排 放大量二氧化碳的情况不得到控制，在未来数百年内大气中二氧化碳含量将达到5000多万年前的水平，南极洲也将逐渐 恢复成“没有冰的大陆”，冰层融化将导致海平面上升。(沈姝华) 来源： 国际在线专稿 作者： 沈姝华 编辑： 李原昭 http://st.zjol.com.cn/12st/system/2012/08/02/018707971.shtml 太平洋热能的内循环和外循环：海冰开关控制气候 2011-12-16 14:09 | 个人分类: 全球变化 | 系统分类: 论文交流 | 关键词:德雷克海峡 海洋环流 厄尔尼诺 拉尼娜 海冰开关 太平洋热能的内循环和外循环：海冰开关控制气候 杨学祥，杨冬红 （吉林大学 , 长春 130026 ） 摘要：北太平洋对北极的半封闭状态和南太平洋对南极的开放状态是厄尔尼诺事件发生的构造基础，它导致北太平洋海表热能的积累和周期性向南太平洋输送。 南极海冰和南太平洋的海温具有明显的相关性，即德雷克海峡冰冻线的季节性北移，关闭了德雷克海峡的 ” 海冰开关 ” ，导致秘鲁寒流的对应增强，是拉尼那事件发生和秘鲁沿海表层水季节性降温的主要原因。 2005 年 2 月德雷克海峡的最低温度记录，将使海冰面积增加，减弱南极环流，增强秘鲁寒流，使赤道东太平洋海温降低。 关键词：厄尔尼诺，拉尼娜，海洋热能交换，陆海分布 ， 德雷克海峡，海冰开关效应 1 南太平洋的内部环流和三大洋外部环流 在北半球，由于大陆的阻隔，北太平洋与北极处于半封闭状态，海洋寒流由北极进入太平洋要通过狭窄的白令海峡，流入量受到限制。印度洋北部是欧亚大陆。因此，太平洋和印度洋的北部完全在海洋暖流的控制之下。与此相反，大西洋、太平洋和印度洋对南极而言是完全开放的，特别是南半球环南极大陆强烈的海洋西风漂流，在经过南美洲的德雷克海峡时严重受阻，部分寒流沿南美洲西海岸北上，加强了秘鲁寒流，其规模远大于非洲西海岸的本格拉寒流，形成太平洋北暖南冷、西暖东冷的格局。南半球西风飘流是海洋寒流，北半球西风飘流是北太平洋暖流和北大西洋暖流，这个重大差别是由陆海分布差异造成的。 西澳大利亚寒流是南半球最弱的海洋寒流，因为太平洋南赤道暖流能够通过阿拉弗拉海进入印度洋，加强印度洋南赤道暖流，减弱西澳大利亚寒流，形成印度洋和西太平洋的高温低压区，与东南太平洋由秘鲁寒流形成的低温高压区组成一个沃克环流。 赤道附近太平洋上，东部海域海水较冷（寒流影响），使海水上空的气温偏低，气流下沉（近海面形成高压），而东部海域的海水的温度较高（暖流影响），空气受其影响气温偏高，气流上升，近海面形成低压，所以在近海面就形成从高压向低压的风，上空气流方向相反，就形成了环流，这就是沃克环流，它是纬向环流。 纬向的沃克环流和径向的哈得来环流组合，构成南太平洋的内部循环，其路径是：太平洋的南赤道暖流 ---- 东澳大利亚暖流 ---- 南中纬度的西风漂流 ---- 秘鲁寒流 。 事实上，印度洋和大西洋都有类似的环流和现象，由于热能相对较少，厄尔尼诺和拉尼娜现象也就不明显。 太平洋、印度洋和大西洋在北半球是相互封闭的；在南半球是相互连通的，南半球西风漂流带和环南极大陆海流是三大洋热能交换的渠道，构成太平洋的外循环。太平洋有广阔的赤道海域，由此获得的热能通过外循环向外传输。 2 全球海洋环流的热能输送数量估计 北太平洋通过白令海峡向北极输出的热量为 10TW(1TW = 10 12 W), 南太平洋向南极输出的热量为 1190TW ，是前者的 119 倍。印度洋向南极输出的热量为 490 TW ，而北大西洋输出的热量起源于太平洋，数量超过 1000TW ，其中向北极输出的热量为 260TW 。海洋输送的热量数量为北太平洋向南太平洋的热输出提供了证据。 地质资料表明 , 对第三纪早期的普遍变冷起作用的明显构造事件是巴拿马地峡的封闭，迅速变暖和较长的变冷由轨道参数的周期性所决定。阻挡大西洋赤道暖流进入东太平洋，加强秘鲁寒流，是气候变化的原因。南美洲与南极大陆的分离造成环绕南极大陆强烈的海洋西风漂流带，它阻挡赤道暖流南移，生成南极冰盖并维持其稳定的存在 , 为全球构造运动影响气候变化提供了证据 。这表明 , 北太平洋向南太平洋输送热量的波动性是厄尔尼诺事件和拉尼娜事件发生的本质原因 , 相应的海洋环流在温差积累到一定程度时必然发生。厄尔尼诺发生时，太平洋暖水由东向西，或由西向东，或由中部分别向东向西运动，其实质是北部暖水向南运动。 海洋热输送的数量估计 图 1 海洋热输送的数量估计 如果有某种原因使南半球的西风漂流减弱，或使东南太平洋表面海水增温，就会减弱这一地区的沃克环流，出现南太平洋高压和印度尼西亚 —— 澳大利亚低压同时减弱，甚至相反的情况。这是南方涛动和厄尔尼诺同时出现的原因。 3 潮汐振荡产生的季节性增暖 在南美厄瓜多尔和秘鲁沿岸，由于暖水从北边涌入，每年圣诞节前后海水都会出现季节性的增暖现象。海水增暖期间，渔民捕不到鱼，常利用这段时间在家休息。因为这种现象发生在圣诞节 ( 每年 12 月 25 日 ) 前后，渔民就把它称为 El Nino ，音译为 “ 厄尔尼诺 ” ，是西班牙语 “ 圣婴 ( 上帝之子 )” 的意思。后来科学家发现有些年份海水增暖异常激烈，暖水区一直发展到赤道中太平洋，持续时间也很长，引起当地气候反常，给全球气候带来重大影响。现在，厄尔尼诺一词被气象和海洋学家用来专门指赤道太平洋东部和中部的海表温度大范围持续异常增暖现象 。 要解释厄尔尼诺事件发生的原因，首先必须说明为什么在南美厄瓜多尔和秘鲁沿岸每年圣诞节前后海水都会出现季节性增暖现象。 太阳光在冬至点 ( 每年 12 月 21~23 日 ) 直射南纬 23.5 度，即南回归线。南回归线上的海面在白天正午处于潮汐高潮位，北回归线上的海面此时处于低潮位，地球自转半周后 , 南回归线上的海面在半夜子时处于潮汐低潮位，北回归线上的海面此时处于高潮位，即高潮位与低潮位在南、北回归线之间往复振荡。这种现象也发生在夏至点（每年 6 月 21 或 22 日）。但是，太阳辐射、太阳风和太阳引潮力在近日点（ 1 月 3~4 日）达到最大值，分别比在远日点 ( 每年 7 月 2 日或 3 日 ) 增大 6% 和 9% 。这使近日点时南北回归线之间的南北潮汐振荡达到最大值，南回归线附近太阳辐射量也达到最大值，变暖趋势明显。 特别是从秋分到冬至，日地距离变为最小，太阳引潮力变为最大，半日潮产生的强烈振荡高值区由赤道向南北回归线偏移，形成低纬大洋南升西移北降东移的顺时针昼环流和南降东移北升西移的逆时针夜环流，昼夜反向环流和最大幅度南北振荡加强了冷暖水的混合 。 南北回归线之间的东太平洋海面，有北半球的温暖的赤道逆流和南半球的秘鲁寒流。南北回归线之间的最大幅度的南北潮汐振荡使太平洋东部低纬度北半球暖流南移，南半球秘鲁寒流北移，振荡混合后使厄瓜多尔和秘鲁沿岸海水变暖，加强了北太平洋向南太平洋的热输送。这不仅说明了在南美厄瓜多尔和秘鲁沿岸每年圣诞节前后海水都会出现季节性增暖现象的原因，而且给出了暖水从北边涌入的原因。以往许多关于厄尔尼诺事件发生机制的假说不能解释这种季节性增温现象。 4 德雷克海峡海冰气候开关作用 中生代时期，全球各大陆集中在一起，形成一个几乎从一个极延伸到另一个极其巨大的单一陆块，这种轮廓肯定有助于周围大洋中的高效率向极热输送。中始新世和早渐新世之间的总的温度下降，在整个新生代都是最急剧的。这种下降被认为由如下原因引起： ① 德雷克通道和塔斯马尼亚以南的通道开始为全球循环和气候上隔离的环极流打开了通路； ② 由于澳大利亚—新几内亚向北移动，吸热的赤道水面积缩小； ③ 特提斯海关闭，不能使赤道环流通过 。 德雷克海峡海冰的气候开关 图 1. 全球气候的三个海冰启动开关示意图 Fig.1 Sketch map of three sea-ices switches for global climate 在短周期的气候变化中，德雷克海峡中的海冰进退控制气候变化的一个可能模式是：南极半岛海冰增多使西风漂流在德雷克海峡受阻，导致环南极大陆水流速度变慢和南太平洋环流速度变快，部分受阻水流北上，加强秘鲁寒流，使东太平洋表面海水变冷，加强沃克环流及增强赤道太平洋热流与南极环流的热交换，增温的南极环流使南极半岛的海水减少；南极半岛的海冰减少使德雷克海峡水流通量增加，导致环南极大陆水流速度变快和南太平洋环流速度变慢，使部分本应北上的水流转而进入德雷克海峡，造成秘鲁海流变弱和东太平洋表面海水变暖，减弱沃克环流；结果使堆积在太平洋西部的暖水东流，减弱赤道太平洋热流与南极环流的热交换，降温的南极环流使南极半岛海冰增加。这就是德雷克海峡的海冰变化调控全球气候变化的机制，称之为南极环大陆海冰的气候开关效应（图 1 ）。 当南极洲的温度变冷时，存在很多海冰的德雷克通道处于封闭状态，阻塞环南极大陆的海流，加快南太平洋环流，并从向极方向连接南极洲热输送，从而使南极洲变暖；当南极洲的温度变暖时，存很少海冰的德雷克通道处于开放状态，打通环南极大陆海流，减慢南太平洋环流，并从向极方向隔离南极洲热输送，因而使南极洲变冷。如图 1 所示，非洲海冰开关 I ，澳大利亚海冰开关 II 和德雷克海峡开关 III 控制了环南极大陆海流，并从向极方向隔离或连接向南极洲的热输送，因而增加或减少在非洲、澳大利亚和南美洲西部的海洋寒流流量。因此，南太平洋海温的增加和减少在环南极三个“海冰开关”的控制下不断交替发生，与南太平洋环流速度减慢与增加相对应 。 南极海冰季节性变化幅度较大 . 海冰净冰面积在 2 月最小，为 2.3 × 10 6 km 2 ，在 9 月最大，为 15.4 × 10 6 km 2 ，最大值约是最小值的 6.5 倍 。南太平洋低纬度的海温，历年在 3 月附近为最暖， 9 月附近为最冷。日长在 1 月份比在 7 月份要长，即 1 月的地球自转速度比 7 月减慢。在南、北半球± 10 o 的低纬度地区，自东而西的太平洋赤道洋流在 2 月最大流速为 51 cm /s ， 8 月最大流速大于 77 cm /s 。即 8 月赤道洋流流速要明显地大于 2 月 。 南半球冬季冰冻线使非洲、澳大利亚和南美洲与南极洲的表面水流宽度分别缩小到原来的 1/3 、 1/2 和 1/8 。这种情况在平面地图上是难以觉察到的。 南极半岛的海冰面积在 2 月最小，扩大了德雷克海峡海水通道，使南半球西风漂流速度加快，使太平洋外循环加快，内循环减慢，减弱秘鲁寒流，有利于厄尔尼诺事件的形成，对应赤道太平洋 3 月海水最暖，流速降低；南极半岛的海冰面积在 9 月最大，缩小了德雷克海峡海水通道，使南半球西风漂流速度减慢，增强秘鲁寒流，有利于拉尼娜事件的形成，对应赤道太平洋 9 月最冷，流速增大，使太平洋外循环减慢，内循环加快。 南极海冰的长期趋势变化从 70 年代到 90 年代海冰有两个突变，一次发生在 1975 年底 1976 年 ( 厄尔尼诺年 ) 初，海冰由偏多迅速转变为偏少，另一次发生在 1988 年 ( 拉尼娜年 ) ，是海冰由偏少缓慢转向偏多。海冰减少与厄尔尼诺有很好的对应关系 。南太平洋低纬度的海温，历年在 3 月附近为最暖， 9 月附近为最冷。 1973 年南半球冬季海冰的范围比夏季大大扩展；最小的出现在 2 月 10 日 ，最大的出现在 7 月 16 日 ( 与 9 月出现最大值的一般情况相比是特殊的异常现象 ) 。与其相关的是， 1972 年 4 月 ~1973 年 2 月是厄尔尼诺事件时期， 1973 年 6 月 ~1974 年 4 月是拉尼那事件时期。对比两者的变化趋势可以看出，南极海冰和南太平洋的海温具有明显的相关性，即德雷克海峡冰冻线的季节性北移，关闭了德雷克海峡的 ” 海冰开关 ” ，导致秘鲁寒流的对应增强，是拉尼那事件发生和秘鲁沿海表层水季节性降温的主要原因。 5 结论 德雷克海峡的海冰大小控制了太平洋的内循环和外循环，控制了太平洋热能的热输出。检测德雷克海峡海冰变化可发现厄尔尼诺现象发生的前兆：南太平洋外循环加快内循环减慢有利于厄尔尼诺事件的形成；外循环减慢内循环加快有利于拉尼娜事件的形成。 厄尔尼诺事件的发生是北太平洋积累的热能向南太平洋输送的结果，潮汐南北震荡加快了南北太平洋的热能输送。 参考文献 1． 杨学祥 . 厄尔尼诺现象的构造基础与激发因素 . 西北地震学报 , 2002, 24 （ 4 ）： 367-370 2． J. Houghton, 全球变暖 . 北京 : 气象出版社 ,1998.83. 3． L. A. 费雷克斯 . 地质时代的气候 . 北京 : 海洋出版社 ,1984. 315, 244 4． 杨学祥。地球形变产生的岩石圈、水圈和气圈等差异旋转。中国学术期刊文摘（科技快报）。 2001 ， 7 （ 7 ）： 902~904 5． 杨学祥。预测重大灾害的天文学方法与能量放大器。见：中国地球物理学会编，中国地球物理学会年刊 2001 。昆明：云南科技出版社。 327 6． 中国气象局国家气候中心。 ’98 中国大洪水与气候异常 . 北京 : 气象出版社 , 1998. 92~101 7． Frakes, L. A., 1979. Climates throughout geologic time. Elsevier Scientific Publishing Company, Amsterdam—Oxford—New York, pp. 182, 192, 200, 223, 315. 8． 杨学祥 . 大气、海洋与固体地球的能量交换 . 世界地质 , 2004, 23(1): 28-34 9． 杨冬红，杨学祥。全球变暖减速与郭增建的“海震调温假说”。地球物理学进展。 2008 Vol. 23 (6): 1813 ～ 1818 10． 杨学祥 . 地球流体的差异旋转与气候变化 . 自然杂志 . 2002 , 24 （ 2 ） : 87 － 91 11． 周秀骥 , 陆龙骅 , 卞林根 , 等 . 南极与全球气候环境相互作用和影响的研究 . 北京 : 气象出版社 ,1996. 1~5, 43~50, 74~85, 132~139, 370~392. 12． 任振球。全球变化，北京：科学出版社， 1990 。 24~27 ， 64 ， 72-74 ， 106~109 ， 133~134 本文引用地址： http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-519056.html
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[转载]大西洋海底火山爆发：岩浆球喷出海面形成新岛(2)
杨学祥 2011-11-14 12:42
大西洋海底火山爆发：岩浆球喷出海面形成新岛(2) http://www.sina.com.cn 2011年11月14日08:02 新浪科技 微博 加那利群岛的耶罗岛喷出的岩浆高达20米，海水沸腾，硫磺气味飘散，随着它的增长并逐渐接近海面 看上去像一个新岛已经形成，但其实这只是爆炸性火山喷出的熔岩正在进入空气 威胁：一个计算机生成的图像显示加那利岛最南部的地下火山 耶罗喷发的深褐色岩浆，可以看到海岸上的雷斯廷加镇。 该镇居民已被疏散，船只已禁止进入该地区 　　加那利群岛自治区政府说，科学家们已经发现火山碎屑在从拉雷斯廷加海面升到空中。政府说正在等待火山碎屑可能造成危险的科学报告，但是一艘用于采集样本的研究船已被责令停止活动。 　　对于火山爆发的恐惧始自7月底，当时耶罗岛经历了一万余次震颤的首次震颤。9月底，火山活动在24小时内增加至150次震颤，一些地区的居民被疏散，军队为疏散群众待命。火山专家胡安卡洛斯-卡里瑟多当时说：“有一个岩浆球上升到海面，产生了一系列的破裂并引发了地震活动。我们不知道，岩浆球是否会冲破外壳引发地震。”但他警告说，火山爆发可能在“在几天，几周或几个月内”爆发。耶罗岛的最后一次喷发是在1793年，历时一个月。 　 　关于海底火山 　　在每年的所有熔岩喷发中，海底火山喷发占75%。周围的水立即将它冷却并形成被称作“枕状熔岩”的地壳形式。目前已有5000多个已知的海底火山，但即使以今天的技术，也有一些很难发现。这是因为地质学家是通过利用水中听音器探听沸腾水来发现它们的，但在极端深度的海底压力过高水无法沸腾。 　　加那利群岛都起源于火山爆发，但它在这方面并不是绝无仅有的――夏威夷群岛也是长期以来由火山喷发堆积而成的。在数十万年以后，会将形成一个新岛屿，并逐渐构成东南海岸。眼下它位于海平面以下约3000英尺处，但它已经引起麻烦，产生频繁的地震。(孝文) http://tech.sina.com.cn/d/2011-11-14/08026315304_2.shtml 上一页 1 2 下一页
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[转载]大西洋海底火山爆发：岩浆球喷出海面形成新岛
热度 1 杨学祥 2011-11-14 12:31
大西洋海底火山爆发：岩浆球喷出海面形成新岛 http://www.sina.com.cn 2011年11月14日08:02 新浪科技 微博 一个新岛在沿加那利群岛的西班牙南部海岸的雷斯廷加海岸出现 火山周围的海水升温，有时达到35摄氏度 海上的火山活动把人们吸引到海岸，他们等待观看一个新岛的诞生 岛民们开始讨论该给这块新地起什么名字 碎片被抛到空气中，加那利岛在过去四个月已经经历了10,000余次震颤 　　新浪科技讯 北京时间11月14日消息，随着海底火山喷出的气泡浮出水面，一个崭新的加那利岛屿在海上呈现。加那利群岛的耶罗岛喷出的岩浆高达20米，海水沸腾，硫磺气味飘散，随着它的增长并逐渐接近海面，越来越多的诸如石块一样的碎片开始被喷出火山，只是到现在为止，它只显示了它在海面下的爆发力。 　　它现在离海面只有70米，岛民已尝试为新岛命名。它距离耶罗岛很近，如果继续爆发，最终可能会与大陆连起来。不知此刻因飞往偏远的机场而闻名的爱尔兰瑞安航空公司是否有计划在这个新诞生的岛屿开辟一条新路线。 　　在政府发出火山爆发警告后，最南部的加那利岛的居民已被疏散，道路封闭，航运禁止。上周六晚，随着外海的海底火山开始喷涌，耶罗岛南端发生里氏4.3级地震。耶罗岛拥有500个火山锥，在过去四个月已经经历了10000余次的余震。 　　大量的岩浆喷发导致的气泡开始从拉雷斯廷加港口附近的海上冒出，这再度引发人们的担忧。 　　目击者说，在海面上能够看到上个月开始喷发的火山喷出的爆炸羽状物和喷射物。有些东西被弹射到60英尺的高处。西班牙加那利群岛自治区政府发出了“黄色”火山喷发预警—这是四个等级中的第二级。上周火山活动开始后，拉雷斯廷加的600名居民被疏散。现在正在动员住在岛屿南部沿海的居民疏散，政府关闭了通往拉雷斯廷加的通道。已下令船舶离开港口附近水域，飞机被禁止飞越该岛最南端。 上一页 1 2 下一页 http://tech.sina.com.cn/d/2011-11-14/08026315304.shtml
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发生在海底的搬家故事
songshuhui 2011-8-16 22:38
poguy 发表于 2011-07-06 12:02 四月底，著名科学杂志Science刊发了我为联合作者的一篇文章，这个工作主要讲了海洋表面的漩涡对海洋深处的生物群落迁徙的影响。简单的说，就是海底生物群落如何搭乘海洋表面漩涡的“顺风车”搬家的故事。 大洋中脊——海底黑烟囱的发源地 这个故事先要从大洋中脊说起。大洋中脊是海洋深处的巨大山脉，那里同时也是生成新的海洋洋壳的地方。在洋中脊火山口，灼热的岩浆由地幔向上涌，逐渐冷却，结合周围已软化的岩石形成新的洋壳，新生成的洋壳挤压洋中脊两边已有的地壳，不断向外扩张，最终在板块的交界边缘俯冲回地幔去。因此，洋壳在洋中脊出生，在板块与板块的撞击中消亡，这样代谢不止。 图一：全球大洋中脊的分布位置（来源：USGS）。 与大洋中脊相伴的有很多的海底火山，有时候这些火山会露出海面形成岛屿，最著名的便是冰岛。尽管大洋中脊是如此巨大的地形结构，但直到20世纪50年代，通过大量的海洋调查，科学家们才对其分布有了比较全面的认识。 正是因为大洋中脊深处岩浆不断上升，所以中脊附近有一种特殊的地质奇观——热液出口——这种结构类似陆地上的温泉。它是这样形成的：冷的海水顺着海底岩石的缝隙进入洋壳的深部，接触到被岩浆灼热的岩石后发生反应。反应后的海水变成高温高压富含矿物质的水，称为“热液”。上涌的热液喷出洋壳顶部，与冰冷的海水相遇。热液冷却过程中，矿物从其中析出，并且就近沉淀在喷出口的四周，日积月累下来就形成了一个个高高低低的像烟囱般的喷口。“烟囱”喷出来的热液如果有丰富的金属离子和硫离子，当热液与冷的海水混合时，黑色的金属硫化物迅速沉淀下来，就会形成“浓烟滚滚”的“黑烟囱”；也有一些小的烟囱喷出的热液温度稍低、流速较小、且其中含有较多的硅离子和钙离子，就会成为冒出二氧化硅和石膏的“白烟囱”。 左图:黑烟囱形成过程示意图。1)冰冷的海水通过缝隙渗到海底的地层中。2)高温的海水与海底地层的岩石发生一系列化学反应，海水变成了成分复杂的热液。3）热液的密度较小，从而穿过海底岩层上升；4）热液离开了烟囱口与冰冷的海水混合，黑色的金属硫化物迅速沉淀，形成黑色的“浓烟”（来源：WHOI）。右图：正冒着黑烟的海底黑烟囱（来源：wikipedia）。 “玫瑰花园”——神奇的热液生态圈 大洋中脊不仅孕育了海底黑烟囱这样的地质奇观，更令人惊奇的是，在这个被阳光“遗忘”的角落，还存在着一类特殊的生物群落。1977年，世界著名的载人潜水器阿尔文号（ALVIN）在东太平洋的加拉帕戈斯（Galapogos）群岛洋中脊地带考察热液活动时，意外地发现了在热液出口附近，有一片甚至比热带雨林更为生气勃勃的生物群落。——那是一片很美丽的景色，有着如雪片般密集的微生物，白色的贝、蟹，紫色的鱼、虾，最奇妙的是那里有大片大片红白相间的如同盛开的玫瑰一般绚烂的“花朵”，于是科学家们给这里取了一个美丽的名字——“玫瑰花园”（Rose garden）。 热液出口附近的玫瑰花园（来源：National Geographic, Photograph by Emory Kristof）。 美丽的“玫瑰”，就是现在几乎已经成为海底热液生态系统典型代表的管状蠕虫（tubeworm）。管状蠕虫是一种大型环节动物，生活在热液口附近温度为15℃～20℃的地方（来源：WHOI）。 寂寞的海底从此因为有了“玫瑰花园”而热闹了起来。 和我们常见的基于光合作用的生态系统不同，热液出口处的生态系统是基于化能合成作用的。在这个小系统中，能够利用热液里面的硫化物获取能量的细菌是最基本的生物。在这些细菌提供的能量的基础上，热液出口处还生活着多种其他生物。2007年，我也有幸乘坐阿尔文号下到2400多米的东太平洋中脊。在那里，亲眼目睹了长达2米的管状蠕虫、贝类、白色大螃蟹还有粉紫色的大丑鱼，都活得很惬意的样子。 中尺度涡——搬家的顺风车 美丽的事物总是短暂的，同样，靠抽热液出口的“烟”活着的玫瑰花园并不长久。热液出口不稳定，有时候会突然大规模地喷发。随着研究的不断深入，海洋学家们发现了一个奇怪的现象：发生比较大型的喷发时，热液出口附近的几乎所有生物都会死亡，但等喷发过去后，生物群落很快又会重新出现在新的热液出口。 也许你会觉着新群落的出现是很自然的现象，但其实海底生物群落中与化能合成细菌共生、处于最基础营养级的管状蠕虫个要“搬个家”并不那么容易。首先，海底的温度非常低。在我们观测的东太平洋海底，水温大概为2℃左右。而管状蠕虫的幼虫在这么低的温度下，并不能存活很久，大概只有一个月左右。另外，这些生物幼虫几乎没有游泳的能力，所以它们不可能自己游到新的热液出口。曾经认为的一个比较可能的原因是大洋中脊附近的海流把幼虫带过去的，不过，后来科学家们观测海底的海流非常弱，距离我们观测到的喷发后又有生物出现的热液出口最近的生物群落也有300多公里，非常弱的海流是不可能在幼虫死亡之前把它们运到这么远的地方去的。 那还会有什么力量更强大的“顺风车”呢？ 大洋中的中尺度涡（ Mesoscale Eddies ）一般是指水平直径大概为百公里量级的海面凸起或下凹，伴随着这些海表面特征会有比较强的海流，而这些海流大多为围着凸起或下凹的中心做顺时针或逆时针运动。中尺度涡会是接下来几十年海洋学的研究热点，它不但对海洋的热量、动量传输有贡献，还会影响海洋的生产力等，因为伴随着这些涡会有较强的上升或者下降流，而这对营养物质的垂向输运相当重要。 2004年到2005年，我们在东太平洋中脊区域放置了十几个海流计，把它们都挂在锚定在海底的浮子上面，这样它们就能测量海底不同深度的海流变化。此外，我们还布放了可以测量生物幼虫数目及沉积物的仪器。通过观测，我们发现大多数时候，大洋中脊附近的流场比较弱，也很稳定，但在某段时间流速会突然反向并强度明显增强。当我们分析同时期的卫星资料时发现，在海底流速变化的时候，有一个直径300多公里的中尺度涡旋正好经过我们的观测点。然后，结合数值模型及生物幼虫和沉积物的观测数据，我们推测出：正是海面的那个大涡旋影响到几千米深的海底，它导致的海流让热液口的蠕虫幼虫搭上了搬家的顺风车。 研究区域的地理位置，图中白色五角星显示的是研究观测点。由特旺特佩克地峡海湾和帕帕加约海湾产生的中尺度漩涡影响着东太平洋海隆。East Pacific Rise: 东太平洋海隆；Mexico:墨西哥；Gulf of Tehuantepec: 特旺特佩克地峡海湾；Gulf of Papagayo:帕帕加约海湾（来源：Adams et al ., 2011, Science） 我们的工作除了解释了热液出口生物群落的迁徙问题外，还发现了另外一个问题。在太平洋东部的这些中尺度涡旋的强度和数量，跟给人类带来众多灾难的厄尔尼诺现象之间有一定关系。这就是说，当厄尔尼诺现象发生时，不但我们人类会受到影响，连躲在海底几千米的生物也会通过这些大涡旋被间接的影响到。这也告诉我们，地球是一个高度耦合的系统，真算得上是“牵一发而动全身”。 拓展阅读： Adams DK, McGillicuddy DJ Jr, Zamudio L, Thurnherr AM, Liang X, Rouxel O, German CR, Mullineaux LS. Surface-generated mesoscale eddies transport deep-sea products from hydrothermal vents .Science. 2011 Apr 29;332(6029):580-3. 本文已发表于 果壳网 自然控主题站 《 海底搬家记，搭上“顺风车”去安家 》。有增补。
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美加州鱼群暴毙事件引发强震前兆恐慌和潮汐组合对比
杨学祥 2011-4-21 13:09
美加州鱼群暴毙事件引发强震前兆恐慌和潮汐组合对比 点评：潮汐激发地震和海底火山喷发，导致海洋缺氧，鱼群暴毙。 美加州连发2起鱼群暴毙事件 引发强震前兆恐慌 2011年04月20日 16:19　来源：中国新闻网　参与互动(13)　　 　　中新网4月20日电 据“中央社”报道，美国南加州19日再现鱼群大量暴毙事件，这是6周来发生的第2起类似事件，加上周末，南加州测得的有感地震超过百次，也再次引发南加州是否可能发生强烈大地震的担忧。 　　南加州文杜拉海港(Ventura Harbor) 19日被 发现有数千只沙丁鱼死在海港内，专家评估死因应是缺氧。但让人担忧的是，这是一个半月来，南加州的第二起类似事件。 　　 3月8日时 ，加州芮当多滩(Redondo Beach)内也曾发生类似事件，当时数以百万计的沙丁鱼死亡，工作人员至少清理出175吨死鱼。加州相关单位的调查结果认定，由于海港附近藻类生长快速，海水含氧量偏低，是鱼群致死的主因。 　　无独有偶，根据美国地质调查研究所(USGeological Survey)统计，16日下午到晚间，加州与内华达州边界发生一系列地震，测得的有感地震超过百起。报道称，尽管地震规模最大也不过规模里氏4.6级，但由于次数过于频繁，加上连发2起鱼群大量暴毙事件，也再度引发南加州居民对强震是否即将来袭的恐慌。 http://www.chinanews.com/gj/2011/04-20/2986569.shtml 2011年3月潮汐组合：倒春寒可能性很大 已有 1363 次阅读 2011-2-20 11:38 2011年3月潮汐组合：倒春寒可能性很大 杨学祥 2011年1-5月，月亮近地潮和日月大潮的间隔时间不超过3天，为强潮汐时期。2011年3月是第三个强潮汐月，倒春寒发生的可能性很大，严防强寒流的爆发。 潮汐组合A：2011年3月5日为日月大潮，潮汐强度较大，同日月亮赤纬角达到最小值北纬0.00007度，赤道和两极潮汐变化最大，地球扁率变大，地球自转变慢，两者最强叠加，可激发地震火山活动和冷空气活动。6日为月亮远地潮，比近地潮减弱35%。 潮汐组合B：2011年3月13日月亮赤纬角达到最大值北纬23.82247度，同日为日月小潮（上弦），两者强叠加，潮汐南北摆动幅度变大，强度相对变弱。 潮汐组合C：3月19日月亮赤纬角达到最小值北纬0.00008度，20日为日月大潮和月亮近地潮，21日为春分，日、地、月在赤道面成一线排列，四种天文奇点强叠加，潮汐强度最大，赤道和两极潮汐变化最大，地球扁率变大，地球自转变慢，有利于拉尼娜发展，可激发地震火山活动和冷空气活动。 潮汐组合D：3月26日为日月小潮（下弦），25日月亮赤纬角达到极大值南纬23.71727度。两者强叠加，潮汐强度变弱，潮汐南北震荡幅度变大。 本月天文奇点相对集中，潮汐组合个数减少，变化幅度增大，容易激发突发事件，倒春寒和沙尘暴发生的可能性增大。 http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=2277do=blogid=414789 2011年4月潮汐组合：强震频发值得关注 2011-3-18 08:30 2011年4月潮汐组合：强震频发值得关注 杨学祥 2011年1-5月，月亮近地潮和日月大潮的间隔时间不超过3天，为强潮汐时期。2011年4月是第四个强潮汐月，倒春寒发生的可能性很大，严防强寒流的爆发，三月强震频发，需要继续关注。 潮汐组合A：2011年4月3日为日月大潮，潮汐强度较大，1日月亮赤纬角达到最小值南纬0.0002度，赤道和两极潮汐变化最大，地球扁率变大，地球自转变慢，两者最强叠加，可激发地震火山活动和冷空气活动。2日为月亮远地潮，比近地潮减弱35%。 潮汐组合B：2011年4月9日月亮赤纬角达到最大值北纬23.56868度，11为日月小潮（上弦），两者强叠加，潮汐南北摆动幅度变大，强度相对变弱。 潮汐组合C：4月15日月亮赤纬角达到最小值北纬0.0126度，18日为日月大潮，17日为月亮近地潮，日、地、月在赤道面成一线排列，三种天文奇点两两强叠加，潮汐强度较大，赤道和两极潮汐变化较大，地球扁率变大，地球自转变慢，有利于拉尼娜发展，可激发地震火山活动和冷空气活动。 潮汐组合D：4月21日月亮赤纬角达到极大值南纬23.49661度。潮汐南北震荡幅度变大。 潮汐组合E：4月25日为日月小潮（下弦），潮汐强度变小。 潮汐组合F：4月29日达到月亮赤纬角最小值北纬0.00003度，赤道和两极潮汐变化最大。 本月天文奇点相对分散，潮汐组合个数增多，变化幅度减少，激发突发事件可能性降低，3月的地震高潮持续并减弱，需继续关注。 http://bbs.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=2277do=blogid=423684
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