科学猜想文集
(537)《古地磁描述的板块运动》
地球只有一个偶极磁场,当我们把指南针放在两极时,指南针就会立着,与地心呈90度的直立状态,如果磁针在北极朝下,南极就会朝上。而在赤道地区指南针就处于水平状态,即与地心平行,呈0度摆放。
地球有一个中心磁场,由两极进或者出,在不同纬度上,磁极始终都指向磁场中心,因此能形成不同的磁极角度,地质学称之为磁倾角。
所有的物质在形成过程中都帶有原始磁性。地球中心在产生偶极子的物质,其运动方式是决定磁方向的重要原因。
如果地心物质的运动方向由东向西运动,其磁方向不会指向两极。只有地心物质由北向南,或者由南向北运动,才能形成两极地区磁竖立现象,也就是磁场视线。
从太阳发生的磁爆来分析,磁场的形成是由两股热液发生摩擦引发的磁场,这种摩擦力过大还会引起磁爆。所以地球内部产生的磁场是低能量的摩擦。
在地球中心,以铁镍为主的熔体随地球自转而逆向转动,地球内部质量较小软流体,自高纬度向低纬度呈环圈状运动,在低纬度区域与铁镍熔体发生摩擦,从而产生磁场。
南半球与北半球的软流体作独立的环状运动,它们之间的运动方向呈反向环流状态。当北半球软流体由外向内作环状运动时,北半球磁场为正极方向,而南半球的软流体则作反向运动,独立的软流体由内向外运行,外圈层为正极,向心运动则形成的是负磁极。也构成了地球磁场的运动模型。
从磁倾角看地心磁场运动的范围,如果地心磁场形成的摩擦范围达到北纬40度,那么,从赤道到北纬40度的磁方向都应该平行于地轴,磁倾角起于一的地方,就是地核产生磁场的边缘区域。由此判断能产生地磁场的范围很小。
地核由铁镍熔体组成,地核外是质量很大的熔融物质,包括被浓缩的挥发份物质,统称为软流体。它们的流动与自转的铁镍熔体发生摩擦,从而形成偶极磁场。
当地壳中的磁性物质远离地磁场发生的中心区域时,岩石在成岩过程中的磁极就会指向地磁中心,处在不同纬度上的岩石就会形成不同的磁倾角,并且在岩石成岩过程,岩石中的磁倾角就会被固定下来,这就为测定古板块的纬度位置奠定了基础。
在古地磁的研究中,中国地质科学家作出了值得骄傲的成果,例如:在对南方古陆(即秦岭以南)的磁极研究中,发现8亿年时南方古陆在北纬40度的纬度线上,到中寒武纪时漂移到了赤道地区,寒武纪后南方大陆一直向北漂移到今天的位置。
南方大陆从8亿年至5亿年,在5亿年后,南方古地磁上存在着空缺。又如华北板块:距今13亿年时华北板块在南半球的赤道附近,然后向北半球漂移,在北纬40度左右,又向南漂移至南半球。
寒武纪时,华北板块又开始向北漂移,中二叠世华北板块在北纬15度,中三叠世在北纬25度,中-晚侏罗世在北纬30度,现在仍在北纬35度左右。
从白垩纪开始,华北板块再没有发生漂移,而是沿着北纬35度线自东向西进行了大规模的水平位移。这一现象说明板块运动的动力方向发生了改变。
从印度板块极向漂移的角度,来解读板块构造运动方向的改变:大约从寒武纪开始,中国的南方大陆与华北板块都呈现出稳定的北向漂移。
而在寒武纪之前,华北板块由南向北漂移,而到了8亿年时,华北板块与中国的南方大陆同时由北向南半球漂移,到寒武纪时,又开始向北极漂移至今天的纬度位置。
板块漂移在时间与方向上的统一性,证明了两个地球构造方面的现象。一、地球历史上的铁镍核与今天相差不大,构成磁倾角与纬度位置的重合性非常好。
二、地球中心区域绕地核运动的软流体确非常庞大,它的运动构成古地磁场比今天强大得多,因而才能形成强磁场的遗存。
三、地幔层的增长与地心物质喷出呈反增长趋势,地心喷出的物质越多,地幔层的物质堆积量越大,地心物质越少,产生的重力越大。地球物理环境的变化导致地球不断的向心收缩。
