證據(jù)
地殼自形成以來,每時每刻都在運動著,這種運動引起地殼結(jié)構(gòu)不斷地變化。地震是人們直接感到的地殼運動的反映。更普遍的地殼運動是在長期地、緩慢地進行著,也是人們不易覺察到的,必須借助儀器長期觀測才能發(fā)覺。例如,大地水準測量資料證明,喜馬拉雅山脈至今仍以每年0.33~1.27厘米的速度在上升。 地球在地質(zhì)時期的地殼運動,雖然不能通過直接測量得知,但在地殼中卻留下了形跡。在山區(qū)巖石裸露的地方,沉積巖層常常是傾斜、彎曲的,甚至斷裂錯開了,這都是巖層受力發(fā)生變形的結(jié)果。在我國山東榮城沿海一帶,昔日的海灘現(xiàn)已高出海面20~40米。福建漳州、廈門一帶,昔日的海灘也已高出海面20米左右,說明這些地方的地殼在上升。我國渤海海底發(fā)現(xiàn)了約達7千米的海河古河道,這表明渤海及其沿岸地區(qū)為現(xiàn)代下降速度較大的地區(qū)。再如,美麗的雨花石產(chǎn)于南京雨花臺,這些夾有美麗花紋的光滑的卵石,是古河床的天然遺物。雨花臺大量堆積著卵石,說明這里過去曾有河流,以后地殼上升,河道廢棄,才成了如今比長江水面高出很多的雨花臺礫石。 地殼運動分類
地殼運動分類表
序號 | 分類依據(jù) | 地殼運動類型 |
1 | 參照物 | 1、以黃道面為參照物的地殼運動;2、以地軸為參照物的地殼運動;3、以地理坐標為參照物的地殼運動;4、以地表物體為參照物的地殼運動。 |
2 | 運動方向 | 1、經(jīng)(南北)向地殼運動;2、緯(東西)向地殼運動;3、北東-南西向地殼運動;4、北西-南東向地殼運動。 |
3 | 運動方式 | 1、水平地殼運動;2、垂直地殼運動; |
4 | 運動結(jié)果 | 1、折曲地殼運動;2、斷裂地殼運動。 |
5 | 地質(zhì)時代 | 1、前寒武紀地殼運動;2、古生代地殼運動;3、中生代地殼運動;4、近代地殼運動;5、現(xiàn)代地殼運動。 |
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地殼運動成因
不同類型的地殼運動其成因是不同的。
以黃道面為參照物發(fā)生的地殼運動及成因
地殼運動
本類地殼運動分為三小類:一是,地球自轉(zhuǎn)發(fā)生的地殼相對黃道面的位置變化;二是,地球公轉(zhuǎn)發(fā)生的地殼相對黃道面的位置變化;三是,地軸傾角變化,發(fā)生的地殼相對黃道面的位置變化。 本類地殼運動引起晝夜、季節(jié)和氣候的變化,引起太陽、月球?qū)?/span>地球引力的變化,進而引發(fā)其他類型的地殼運動。 以地軸為參照物發(fā)生的地殼運動及成因
地殼及其組成巖石以地軸為參照物發(fā)生的位置變化,其規(guī)模次于第一類地殼運動,引起地極、磁極位移。相對于地軸發(fā)生的變化,即地極發(fā)生了移動。此類型地殼運動,引起地殼及地面地理坐標的變化,也可能引起季節(jié)和氣候的變化,引起地日、地月引力平衡的變化。 本類地殼運動成因:層狀地球在太陽和月球引力作用下,地球外球發(fā)生了轉(zhuǎn)動而形成的;也可能存在其它成因。
以地理坐標為參照物發(fā)生的地殼運動及成因
地殼及其組成物質(zhì)巖石以地理坐標為參照物發(fā)生的位置變化,本類地殼運動形成大規(guī)模的地殼抬升隆起和凹陷沉降,形成山脈、高原,形成平原、盆地,形成峻嶺、溝谷。
本類地殼運動的動力來源主要有以下:
一、水、風(fēng)的剝蝕和搬運及沉積作用
本類地質(zhì)作用不僅形成規(guī)模大小不等的地殼運動,而且所形成的沉積物與沉積巖是形成山脈、高原的物質(zhì)基礎(chǔ)。
水的剝蝕與搬運及沉積作用所形成的地殼運動,降低了地殼的相對高度,剝高填洼,使地殼趨向平衡。
風(fēng)的剝蝕與搬運及沉積作用,風(fēng)對巖石的剝蝕及搬運與沉積作用特點:
風(fēng)蝕發(fā)生在少雨干旱地區(qū),不僅對高山高原進行剝蝕,而且對溝谷洼地也進行剝蝕。
風(fēng)的搬運作用,其搬運距離遠近不等,近的只是離開剝蝕原地,遠的可以達上千上萬公里。其沉積面積大小不等,大的可達幾百萬平方公里。
風(fēng)的沉積,可以在陸地,可以在水域;可以在洼地與平原,可以在山脈與高原;即能形成準平原沉積,也能形成山脈沉積。 風(fēng)成地勢易改變和遷移。風(fēng)成沉積,可形成產(chǎn)狀為高傾角的碎屑巖,可形成沉積褶皺構(gòu)造。 風(fēng)的沉積可以和水的沉積同時或交替進行。
二、地球自轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的由兩極向赤道的離心力
關(guān)于地殼物質(zhì)在地球自轉(zhuǎn)的離心力作用下向地球赤道方向運動的試驗,地質(zhì)力學(xué)已做了模擬試驗予以證明。
三、在太陽和月球引力作用下,地球自西向東旋轉(zhuǎn)時,地殼不同質(zhì)量區(qū)塊產(chǎn)生由東向西運動。在沒有其它星球引力作用下,地殼各部分物質(zhì)隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運動。在太陽、月球的引力作用下,由于地殼各部分組成物質(zhì)的不均,產(chǎn)生沿緯向的差異運動,形成擠壓和分離。 地殼在大區(qū)域或小面積上其組成物質(zhì)是不均勻的。
在大區(qū)域上,陸地有歐亞、非洲、南北美洲、南極洲等大區(qū)塊,海洋有太平洋、印度洋、大西洋和北冰洋等幾大區(qū)塊。這些大區(qū)塊在地勢、物質(zhì)組成、面積大小、幾何形態(tài)、地理位置、質(zhì)量、構(gòu)造等都不一樣。在大區(qū)塊內(nèi)有眾多的小區(qū)塊。地殼上這些大小區(qū)塊,受太陽、月球的引力不同,在地球自轉(zhuǎn)時,它們的運動速度慢不一。由于地球自西向東旋轉(zhuǎn),地殼上這些大小塊體形成自東向西的相對運動。 以地面物體為參照物發(fā)生的地殼運動及成因
以地面物體為參照物發(fā)生的地殼運動,地殼組成物質(zhì)巖石相對運動距離小,屬于小范圍的地殼運動。除大范圍的地殼運動能引起本類地殼運動外,地震、火山、塌陷、隕石撞擊、生物的一些活動等等都能引起本類地殼運動。
單因和多因地殼運動學(xué)說
依據(jù)引起地殼運動因素的多少,可以將地殼運動理論劃分為兩大學(xué)派:一是單因地殼運動學(xué)派,二是多因地殼運動學(xué)派。
單因地殼運動學(xué)派認為:引起地殼運動的因素主要為一種,傳統(tǒng)地殼運動學(xué)說屬于這一學(xué)派,如大陸漂移學(xué)說、海底擴張學(xué)說、板塊學(xué)說、地質(zhì)力學(xué)、鑲嵌學(xué)說、地洼學(xué)說、斷塊學(xué)說、多旋回學(xué)說等。 多因地殼運動學(xué)派認為:引起地殼運動的因素為多種,屬于現(xiàn)代地殼運動學(xué)說。該學(xué)說是由我國江發(fā)世提出來的。
大陸漂移說
德國氣象學(xué)家魏格納(1880~1930)在1912年系統(tǒng)提出的一種大地構(gòu)造假說。他認為古生代后期全球只有一個龐大的聯(lián)合古陸,稱“泛大陸”。中生代由于潮汐摩擦和從兩極向赤道方向的擠壓力,泛大陸開始分裂,較輕的花崗巖質(zhì)大陸在較重的玄武巖質(zhì)地幔上漂移,逐漸形成今日的海陸格局。他認為地球上的山脈也是大陸漂移的產(chǎn)物,科迪勒拉山和安第斯山是美洲大陸向西漂移滑動時,受到太平洋玄武質(zhì)基底的阻擋,被擠壓而形成的褶皺山脈;亞洲東緣的島弧群,是大陸向西漂移過程中留下的殘塊;格陵蘭的南端、佛羅里達、火地島等弧形彎曲,都是向西滑動摩擦脫落的結(jié)果;東西向的阿爾卑斯山和喜馬拉雅等各大山脈,是大陸從兩極向赤道擠壓的結(jié)果。魏格納根據(jù)當(dāng)時掌握的資料,從地質(zhì)、地形、古生物、古氣候和大地測量等方面,詳細論證了大陸漂移說。這個假說當(dāng)時引起了地質(zhì)學(xué)界和地球物理學(xué)界的重視。但是對于大陸漂移的機制和規(guī)律,則有很多學(xué)者表示懷疑。20世紀50年代以來,古地磁學(xué)的研究表明,地質(zhì)歷史時期磁極的移動,只有用大陸漂移說才能得到合理的解釋。因此大陸漂移說又獲得了新生。 板塊構(gòu)造說
1961年和1962年,美國的迪茨和赫茨提出了“海底擴張說”。在此基礎(chǔ)上,1968年法國地質(zhì)學(xué)家勒皮順等人首創(chuàng)“板塊構(gòu)造學(xué)說”,現(xiàn)已成為最流行的地球科學(xué)新理論。 板塊構(gòu)造學(xué)說將全球的巖石圈劃分為六大板塊:亞歐板塊、非洲板塊、美洲板塊、太平洋板塊、印度洋板塊和南極洲板塊,除六大板塊外還有些小板塊。大陸內(nèi)部也可以劃出一些次一級的板塊。板塊之間,分別以海峽或海溝、造山帶為界。一般說來,板塊內(nèi)部地殼比較穩(wěn)定;板塊與板塊交界處是地殼比較活動的地帶,其活動性主要表現(xiàn)為地震、火山、張裂、錯動、巖漿上升、地殼俯沖等。世界上的火山、地震活動,幾乎都分布在板塊的分界線附近。 板塊學(xué)說認為地殼是有生有滅的。由于海底擴張,大洋底部不斷更新,大陸則只是隨著海底的擴張而移動。板塊在相對移動的過程中,或向兩邊張裂,或彼此碰撞,從而形成了地球表面的基本面貌。如3億年前,歐、非兩洲和南、北美洲相連,以后出現(xiàn)大西洋海嶺,新的洋殼不斷形成并以它為中軸向兩邊擴張,才使上述各洲分開。而在近7000萬年以來,由于印度板塊不斷北移,與亞歐板塊相撞,產(chǎn)生喜馬拉雅山脈。東非大裂谷則正處于非洲大陸開始張裂,處于產(chǎn)生新洋殼的雛型期。紅海亞丁灣則是兩側(cè)地殼張裂擴張的結(jié)果,處于大洋殼的幼年期。我們認識的地中海,則是代表大洋發(fā)展的終了期,它是廣闊的古地中海經(jīng)過長期演化后殘留下來的海洋。 關(guān)于板塊的驅(qū)動力問題,有人認為是地幔對流,也有人認為是地幔中的“熱點”和“熱柱”把巖石圈拱起,而使其在重力作用下向下滑動推擠板塊運動,還有其他的一些主張,尚無統(tǒng)一的認識。 大陸漂移──海底擴張──板塊構(gòu)造,這是人類對地殼運動認識過程不斷深化發(fā)展的三部曲。
地球外球轉(zhuǎn)動說
地球外球轉(zhuǎn)動說是張偉智于2012年提出來的,后來又經(jīng)過了修改。江氏(江發(fā)世)依據(jù)參照物將地殼運動劃分為:1、以銀道面為參照物的地殼運動,2、以黃道面為參照物的地殼運動,3、以地軸為參照物的地殼運動,4、以地理坐標為參照物的地殼運動,5、以地表物體為參照物的地殼運動,6、以球面為參照物的地殼運動。江世發(fā)是多因地殼運動的代表,以地軸為參照物的地殼運動的成因,江氏解釋為是地球外球轉(zhuǎn)動而形成的。江氏將固體地球結(jié)構(gòu)進行了重新劃分,如下表: 固體地球結(jié)構(gòu)表
| 深度 (公里) | 地 震 縱波速度 (公里/秒) | 地 震 橫波速度 (公里/秒) | | 物 質(zhì) 狀 態(tài) |
一級 分層 | 二級 分層 | 傳統(tǒng) 分層 |
外 球 | 地 殼 | 地 殼 | 0—33 | 5.6—7.0 | 3.4—4.2 | 2.6—2.9 | 固態(tài)物質(zhì) |
外 過 渡 層 | 外過渡層 (上) | 上地幔 | 33—980 | 8.1—10.1 | 4.4—5.4 | 3.2—3.6 | 部 分 熔融物質(zhì) |
外過渡層 (下) | 下地幔 | 980—2900 | 12.8—13.5 | 6.9—7.2 | 5.1—5.6 | 液態(tài)—固態(tài) 物 質(zhì) |
液 態(tài) 層 | 液 態(tài) 層 | | 2900—4700 | 8.0—8.2 | 不能通過 | 10.0—11.4 | 液態(tài)物質(zhì) |
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地球的外球運動
地球傾斜在軌道上自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn),在夏至?xí)r,地球的北半球距離太陽近,受到的太陽引力比南半球受到的太陽引力大。在冬至?xí)r,地球的南北半球受到的太陽引力與夏至?xí)r的相反。由于地球繞地月質(zhì)點轉(zhuǎn)動、地球的章動、地軸的進動產(chǎn)生了地球的晃動作用。地球的晃動作用使地球的外球產(chǎn)生了向太陽引力方向的轉(zhuǎn)動,就像簸箕里的豆子,在晃動簸箕時,豆子就會向簸箕的傾斜方向轉(zhuǎn)動。地球的內(nèi)球運動 在裝滿水的瓶子里放入一個石子,系上一根繩,握繩一端讓瓶子旋轉(zhuǎn),其結(jié)果是:瓶子里的石子始終偏向引力的另一側(cè)。同理,地球的內(nèi)球始終偏向太陽引力的另一側(cè)。地球外球的轉(zhuǎn)動形成了地極和磁極的移動,形成了地殼相對地軸的運動。南極洲由低緯度轉(zhuǎn)動到現(xiàn)在的南極位置是地球外球轉(zhuǎn)動而形成的。