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天体公转、自转及其效应:天体公转、自转及其效应
摘要:本文为作者多年对宇宙天体公转、自转 思考的总结,对天体自转的成因、自转对天体形态的影响做了探寻,提出了公转是宇宙天体生命存在的特征参数;自转是天体形态的特征参数,给出了以自转离心力为天体形态形成、保持、发展、变化的主动力来源及其在天体形态探索上的应用;对金星逆向自转成因、逆自转速率减小原因及自转未来来的演化方向进行了研讨;以自转离心力为为天体形态特征参数为立论基础,对太阳系几大天体自转对它们形态的影响进行了宏观推测简述,合理地解释了太阳系天体(特别是地球)上发生的多种形态(风暴、火山、板块漂移、行星物质环、行星表面规律性环形区域带、排布方式及其成因等,对进一步研究地球、行星、恒星等多种天体形态特征与相关因素之间的关系,给出了思路和方向;将自转这个基本力学现象,推广到推演预测宇宙天体形体演化规律研究上的理论创新与发展。
宇宙天体的公转源自于宇宙天体与其公转所围绕的高阶宇宙天体之间的相互引力与其运动逃逸力之间的动态平衡,是天体自转运动的定位基础运动,除了其物质组分、质量、体积、位置外,天体公转运动是天体在宇宙存在的直观表现,是宇宙天体重要的生命特征参数。
宇宙天体的自转运动,源之于宇宙天体不同部位物质在天体公转时与所围绕的高阶宇宙天体之间的相互引力差异,是天体之间引力与运动逃逸力对立统一下的副产品,是天体成为某天体族系成员时,开始自我成形、逐步完善的动力来源,它是天体生成、成长、内外结构塑造、内外形态保持与变化的动力来源,天体的物质成分、质量、体积、位置、自转是天体形态与形态变化的五大特征参数,对既定宇宙天体而言,天体的自转运动是该天体的最重要的体貌特征参数。
天体自转在经典天体物理学中,作为一个天体参数,做了准确的计算揭示,但是,对天体自转反过来对天体自身的影响,却描述含糊其辞,没有充分、深刻地揭示天体自转对天体自身的作用效应。下面着重以太阳系现象观察结果为例,研究分析天体自转综合效应在地球构造活动动力研究中的推广与应用。
为讨论方便起见,把天体与公转旋转同向的自转,称之为正向自转,简称正自转;把天体与公转旋转反向的自转,称之为逆向自转,简称逆自转;与之对应的宇宙天体则称之为正自转天体和逆自转天体。
就太阳系天体而言,把太阳的自转方向定义为正自转,即从北极星向太阳系观看,逆时针方向的左旋自转为正自转,顺时针方向的右旋自转为逆自转。
对不同天体而言,比喻太阳与八大行星,水星、金星、地球、火星、小行星带、木星、土星、天王星、海王星……,公转与自转是相对而言的,地球的公转,相对太阳来说,就是太阳自转的一部分,因为地球属于太阳系这个族系成员,太阳系各成员均随着“太阳的自转”,围绕着太阳公转;行星公转有一个近太阳点和一个远太阳点,远太阳点与近太阳点的连线指向,应该就是太阳系绕银河中心公转的大致方向……
同样的,太阳公转也是银河自转的一部分;银河系公转又是银河系所在的星系团自转的一部分……太阳自转,使得太阳系呈现一个近乎平面的结构形状,这种形状,是保持太阳系稳定、能量损耗最小的最佳选择,实现这种选择的动力来源就是太阳系自转;同样的,银河系自转使银河系保持自己的形状和秩序…都近于一个非完全闭合的扁椭球体。
太阳绕银河中心的公转,应该与太阳系行星绕太阳公转相似,有一个近银河中心点,一个远银河中心点(猜测);而由远中心点与近中心点连线的指向,则应该是银河中心携带银河系成员绕星系团中心公转的大致方向…。
天体形成过程后公转的轨道两侧上,应该遇到过或促成无数的彗星、小行星甚至行星的生成与淫灭……。
太阳绕银河系中心公转,一路上遇到,吸纳许多星间物质,这些物质受太阳引力影响进入太阳系绕太阳旋转,就是这些物质的公转(公转的产生)。相近轨道上的物质,聚集形成围绕太阳的的物质圈环,圈环上的物质继续相聚形成行星。行星自转的产生与方向,源于圈环上的物质排列是弧形的,所以,当它们聚集的时候,原物质沿着它们围绕太阳公转的切线方向的合成方向,受引力影响形成弯转、聚集,弯转聚集之后的自身旋转就是这个星体的自转方向(自转的产生与机理)。靠近太阳近的行星,自转慢。这是与其生成过程中物质线速度大有关,因为这些物质绕行太阳的线速度快,它们自圈成团的力量就减弱了。由地球射水流可以相对验证这种现象:射流水速度越大,会呈直线形射向远方,水流弯曲不容易弯曲成团,如果,射流速度减弱,那么水流就容易改变方向,向地球重心方向弯曲,如果是糊状粘稠液体,则容易弯曲成团(糊状卷饼模型)。
太阳系八大行星公转方向,均与太阳自转方向一致;而八大行星自转除了金星外,也与各自公转方向吗,也就是太阳的自转方向基本一致。
下面主要对“天体自转对天体自身的影响”进行探寻。
天体的自转,与天体的物质组分、质量、体积有关,与该天体在其所在天体族系中,与主天体(比如太阳)之间的位置有关(四大要素,猜测:在一个天体族系中,当天体靠近主天体时,主天体对天体的自转起抑制作用,太阳系行星,近日点与远日点的自转速率是否有差异值得探讨)。
天体自转对天体形态的影响:
1、 天体自转对天体形态影响动力来源,主要来之于自转产生的 赤道离心力与自赤道两侧自转离心力向两极递减为零这个梯度有关;
2、 综合效应结果使得天体物质在公转轨道上,聚拢成团、成型并一直保持为扁球体;
3、 与重力一起对物质进行分选,重沉轻浮,形成天体内部分层;
4、 维系天体表面与深部物质的持续交换,并在自赤道平面上推进物质扩散,趋向于把天体塑为赤道平面上一个较为规则的、旋转的、扩散的圆盘……
天体自转是天体上风暴、旋流、高山隆起、板块漂移……等等,天体形体、内外结构塑造、保持及改变的最基本的动力。
天体自转对天体形态的影响与天体物质成分、质量、体积、位置、自转周期有关:
1、 气液体天体波固态性天体形态受自转影响更大;
2、 天体自转周期越短,物质在天体上的位置交换速率越快,反之亦然;
3、 自转周期相同条件下,体积越小,天体上的物质位置交换(位移)速度越慢,反之亦然。
下面以太阳、及太阳系行星为例,对天体自转及自转效应进行分析、讨论。
太阳:高压炽热气态,除了太阳自身重力、热核动力外,对太阳物质交换、形态影响最大的就是太阳自转,太阳自转
1、 将太阳切割为与赤道平面的平行的自转速度不同的旋转环;
2、 赤道平面旋转环自转周期大约为25天,旋转的最快;
3、 依次向两极逐步变慢,两极附近自转周期约为35天;
4、 太阳的直径大约为地球的110倍,太阳自转周期为地球周期的25倍;
5、 自转引起的表面与内部物质位置交换要非常剧烈,由于太阳为炽热气体,所以,太阳自转引起的形态变化程度要比同体积的固态星球剧烈得多。
水星:固体行星,与地球密度差不多,其自转周期约为58.6地球日,约为地球周期的60倍;赤道半径约为2500千米,约为地球的半径的五分之二。与地球相比,水星自转离心力引起的水星表面变化,要地球上引起的变化平缓的多,由此可以推知,
1、 水星上地壳活动比地球上缓慢,但是,日积月累,水星自转引起的地壳变化,应该在可预见范围内有明显的痕迹;
2、 水星两极向赤道方向,地壳应该呈现爬坡特点,地壳运动造成的凸起,主要应在赤道两侧。
金星:固态行星,比地球密度略小,自转周期为243个地球日,约为地球的250倍,金星半径约为6000千米,与地球接近;金星形态及金星表面因为自转离心力引起的变化受要比水星。还要缓慢,比地球自转引起的地球形态变化更小;
金星逆自转(起源与自转逆向成因)不仅没有与太阳系自转基本一致,恰恰相反,金星属于太阳系中的逆自转行星。
由金星逆自转做出推断:1、金星不是太阳系起源中的行星原生自转状态,而是太阳系行星的次生自转状态。
引起金星自转状态重大变化的原因分析,
金星是原始行星云团形成的太阳系行星,金星逆自转是由于金星自转轴晃动幅度加大引起的自转轴漂移引起的。
地球上的水的总储量约为1.39×10^18m3,地球总体积为1.083×10^21m3,地球水占地球总体积的千分之一点五左右!总重量约为地球总重量的万分之四。水星、金星假如与地球有同样的含水比例,那么水星、金星水的损失量是多少?金星还要多得多,原因是金星后期大量的水,从其内部爬升到表面被蒸发掉了。这样的话,金星的比重应该比地球的大?质量4.8675✕10^24 kg;直 径12103.6 km(±1.0);质量5.97237✕10^24 kg;平均密度5507.85 kg/m³;直径12756 km
金星与地球的半径之比为:0.9488
金星与地球的体积之比为:0.8541
金星的密度约为5.699kg/m3
也就是金星的密度大于地球,关键是水逃逸了。
那么金星的逃逸速度远大于地球逃逸速度,为什么水还跑了呢?因为太热了?水受到的太阳赋能远大于金星对水的重力,水都挥发了。水分蒸发,金星质量减少,自转速度加快,自转速度与公转速度不能和谐匹配,轨道运行不再稳定,远离太阳趋向增大,自转轴的摇摆、抖动幅度加大,在近日点会被太阳纠正,造成翻车效应,头尾颠倒,自转方向逆转,形成逆自转。
金星这种逆自转,也是在被太阳日久经年地连续减速,越来越慢,预测会慢慢回到太阳系行星正常的公转、自转状态……金星逆自转会被金星-太阳引力予以纠正,也就是其逆自转会越来越慢,逐渐回到正自转,金星物质会慢慢向相反方向漂移,现在的多物质半球,会渐渐变为少物质半球,原来的北极颠倒成为事实,一个正常的金星又出现了……这个过程在宇宙演变里属于很短暂的一瞬间,然而。对人类来说,这将是一个相当的漫长岁月,也许人类能够见到的永远是这个逆自转的特立独行的金星……。
火星:固态行星,半径3400千米,约为的地球一半;密度:3.93 g/cm³,约为地球的71%; 质量:6.4171✕1023 kg,约为地球的1/9;自转周期24小时37分22.7秒,与地球基本相同,物体逃逸速度5.05千米/秒。
由于火星自转周期与地球基本相同,而其半径只有地球的一半,加之,火星上气液态物质占比极小,所以,
1、 火星上地壳活动轻度应该远小于地球,但是,火星依然应该 有造山运动,也用该有大型裂谷,只是这种变化较地球而言,时间更长久,变换更缓慢;
2、 气液态物质的缺少,也使得火星上没有地球上风化剥蚀这么严重,所以,地壳活动造成活动痕迹,也会保留的更长久。
3、 火星物体逃逸速度为5.05千米/秒,远低于地球上的逃逸速度,加之火星表面缺少植被,没有水循环调节温度,尽管通常地标低温,但是,阳光照射的地方温度又会急剧升高,忽冷忽热的,所以,火星要保持气体循环,特别是水很难。
木星:气态巨行星,太阳族系中做大的行星,其质量是太阳系其他行星总和的2.5倍;质量是地球的318倍,体积是地球的1300倍,密度约为地球的四分之一。巨大的质量和体积,使木星能够俘获,由遥远的太阳系边缘奔向太阳行星、类行星。
上世纪九十年代,苏梅克-列维9号彗星,来到近日点附近。1992年,彗星与木星相距11万千米,而木星的有效半径为7万千米,到了1993年,彗星由于受太阳加热,体积膨大,被木星捕获,木星将此彗星撕碎,21块彗星碎块变为一列常常的火车,全长16万千米,在太阳系中运行,极为壮观,1994年7月16至22日之间,彗块火车驶向终点站,成为木星的一部分。
木星赤道半径:41400千米,为地球的11.2倍;质量:1.9X10*27千克;逃逸速度59.6千米/秒;自转周期9小时50分。同一纬度上,木星的角速度为地球的2.44倍,而其半径却是地球的11倍,因此,
1、 赤道上,木星的自转引起的离心加速度约为地球赤道上的几 十倍,所以,木星形态变化极为剧烈;
2、 自转使木星表面成为一个沸腾喷涌,大大小小的涡旋,气体、液体、固体,都被抛向高空,然后,又被重力拉回;
3、 大量的木星物质被自转拉向赤道,形成北半球涌向东南、南半球涌向东北的物质对流;
4、 以赤道为界,南北两侧,形成左旋右旋相间的平行于赤道的对称维度物质条带,恰如一个多彩多层球型蛋糕……
土星:行星,气态,类木星行星; 质量:5.6834✕1026 kg;密度0.687 g/cm³;赤道半径:60268千米,极半径54364千米;自转周期:10小时33分38秒;逃逸速度:35.5 km/s;根据这些参数,可以推知:
1、 土星自转使土星形态变化极为剧烈,几乎与木星相差不多;
2、 由于土星较木星离太阳更远,土星自转将土星物质抛向天空,土星重力又将抛向天空的物质拉回土星表面;
3、 土星上寒冷使得许多气液态物质凝结为气液冰块混合物,所以,土星自转与重力配合,让土星物质在土星表面和土星赤道上空来来回回,循环往复,形成美丽的土星光环;
4、 同样地,土星表面,由于自转使得土星表面形成平行于赤道的涡流彩色条带。
天王星、海王星类似,可以其半径、质量、自转周期等等基本参数,推知形态、形态变换等等,自转是行星形态、形态变化的重要动力来源。天王星自转轴与公转轨道重合,源于其自转轴摇晃偏移,与金星类似,也就是行星头部过大效应引起的自转轴大幅度摇摆,发生自转轴偏移,逐步形成暂稳态,估计随着天王星向太阳的聚拢还会发生自转轴偏移……
在太阳系外,还有不计其数的恒星和气态巨行星,它们也都会像太阳那样,作为一个宇宙天体整体,却没有相等的自转角速度。
有些恒星的自转速度非常快,例如,位于大麦哲伦星系中的VFTS 102,这颗恒星的赤道自转线速度高达600公里/秒(约为太阳系环绕银河中心公转的速度),相当于太阳赤道自转线速度的300倍。VFTS 102的自转速度极快,由此产生的强大离心力会使它显著变扁,甚至该恒星上的物质还会被抛射到太空中。
地球:
地球属于固态、液态混合型行星,固态半径约为6500千米,气态、液态加上去,地球的实际半径要扩大许多。
1、 地球自转方向与公转方向相同,为自西向东方向,从北极上 空观察,呈逆时针方向旋转;而从南极上空观察,呈顺时针方向旋转。
2、 地球公转方向为逆时针,也就是与自转方向一致,地球在公转中形成的封闭轨迹,为地球绕太阳公转的地球轨道。
3、 地球自转是绕轴自转,北极上空观察,逆时针方向,习惯称,自西向东,周期24小时,自转角速度为每小时约15度。
4、 自转线速度因纬度和地形海拔不同而不同,赤道两侧,相同纬度、相同海拔的地方,自转线速同;
5、 相同海拔高情况下,赤道上,自转线速度最大,由赤道开始向南北两极,随纬度的增加,线速度逐步递减。
6、 线速度递减为零……
直觉可以预测,地球自转引起的大气、洋流变化很大,应该在可直观的测量的尺度;而在地壳、熔岩流中自转引起的变化,就不那么直观了,但是,其综合效应在宏观层面可以定性地表现出来,对于地球某个区域而言,其地壳形态是地球自转响应在时间和空间上的总和。
总结:天体自转对天体的形状塑造起主要的作用,是天体形体内外形态形成、保持、变化的主要动力来源。
公转,地球公转;太阳公转;银河系公转;星系团公转、星系团系的公转……宇宙中所有公转的集合……。
自转,地球自转,太阳自转、银河系自转、星系团自转……宇宙天体自转的集合……
对宇宙来说,宇宙天体的公转是其所属高阶宇宙天体自转的一部分;反过来讲,宇宙天体的自转是其低阶宇宙天体公转的总和。
宇宙天体的运动,应该都源于宇宙的自转,宇宙自转又源于什么宇宙原始物质颗粒的公转?宇宙是时间、空间与物质在时间、空间变化中相互作用、相互影响、相互依存、聚散生死的和谐统一体,所以,宇宙自转就是宇宙中所有物质时空运动(包含所有天体的自转、公转)效应的总合。
与人类在地球上出现相比,地壳活动除了火山、地震易感之外,其余活动,都是那么缓慢,不可直观;人类关注地球、认识地球、研究地球,由于过去受地域、观察手段、工具器材、健康寿命等等所限,对地壳运动的了解研究,也是进展缓慢;航海、望远镜、古生物化石、气象观测等等实验科学的进步,才推动了地壳运动研究的较快发展。
最为著名的就是大陆漂移说:十七世纪英国的培根,根据地图,提出美洲大陆与非洲大陆曾相互紧靠、共为一体连接的可能性;十九世纪末,奥地利地质学家修斯,注意到南半球各大陆上的岩层非常一致,因而将它们拟合成一个单一大陆,称之为冈瓦纳古陆;上世纪初,德国的阿尔弗瑞德·魏格纳提出大陆、海洋形成学说,较为系统地提出大陆漂移说。
魏格纳为什么他们都开始猜测地球自转是地球地壳运动的动力,为什么最后又都否定了自己的猜测,因为魏格纳一开始就假定了非洲为不动系参照大陆,他所有的地质观测都在北半球,主要在欧洲部分。他发现的大陆漂移都是向西方向,所以,他就要寻找大陆向西漂移的动力依据,结果是,自己创造出来一个离极趋向力,这个力的构思,源之于他对北极变化的看法、就是地球极点与北极圈的变化规律也是持续向西漂移的而且是与地球自转不同步的,物理学家们证明魏格纳提出的离极力太小,不能推动地壳板块运动,因为他把地球视为一个刚体和视为一个非刚体,都解释不了,这些现象,因此进入了迷茫。
他认为若不这样假设,地球自转引起的板块漂移,就没有参照系,也就没有了描述地壳板块漂移的规律找寻方向,其实,恰恰是这一点,才是最最重要的;后来的天文学家、物理学家都将魏格纳与当时的物理学家说的离极力量太小的结论,理解为地球自转动力太小,其实不是一回事,而没有人去认真思考研究地球自转的动力机制、大小、方向,能够引起地球活动的影响有多大,如何影响等等,就放弃了再从地球自转寻找地球运动动力的想法。
而中国著名地质学家李四光,也提出地壳运动的动力与地球自转有关,只是因为纠缠于地壳运动具有定时性规律,寻找地球的定时性规律,就走向了自转的定时性变化规律,结果就是一直在寻找地球自转定时性大幅度波动的规律而感到遗憾,所以,中国的地质学家也没有找到地壳运动动力。
在大陆漂移的动力来源问题上,直到今天,绝大多数地质学家、天体物理学家也依然持怀疑态度,使得大陆漂移的动力来源成为跨千年世纪之谜。大陆漂移动力探索、研究,根据研究者的学识方向不同,分解为多个门类、方向:深层热力、熔岩对流、大洋脊等等,盲人摸象,各得其形,不是为真,却未了然象之整体,关于这个问题的探讨,已经在地质学、地球物理学中探讨了一个多世纪,至今没有权威性结论。
深层热力、熔岩对流、大洋脊活动研究,都找到了与大陆漂移的关联关系,但是,深层热力、熔岩对流、大洋脊活动的动力来源,却又成为新的问题。
地球自转是这一切地球地壳活动的动力来源。
1、 显然,地球自转的动力来源于太阳与地球之间的引力,而这种自转是由外向内传输的,许多人以为地球自转是地球质心(地核)引起的,其实并非如此;
2、 地球自转是地球物质围绕由地球公转形成的动平衡状态(地球快速运动逃逸与地球-太阳引力反逃逸)自转轴旋转而成的,是一个由外向内传输的转动动力系统,其驱动力就是太阳_地球之间引力无时不在的长鞭效应……
以地球自转作为主要动力源,来解释地球上地壳活动,大陆漂移、太平洋压缩、大西洋扩张、喜马拉雅山隆起;由非欧亚大陆围出的土耳其、中东、伊朗、土库曼斯坦到青藏高原高压高压含油气地带的形成;太平洋海沟、火山、地震活动带、新岛屿、新大陆成因等等,自然而言,都是地球自转效应推论的结果。
以地球自转作为地壳活动主动力(与地球重力合力有关),作为理论基础,研究地球形态及其变化,理论系统、简洁、普适,适合于地球各个角落,将其推广到太阳系行星的形态及其形态变化规律的描述、探索研究,继而推广到行星、恒星、星系形态及其变化规律的描述、追溯既往、预测未来,同样普适。
天体自转的决定因素是什么?太阳系里行星自转特点:低密度气液态行星自转快;自转慢的天体,星体形态变化慢。
太阳系准平面结构形状是太阳公转过程中太阳本体自转与其行星及星际物质共同作用形成的。
银河系也如此,由其自转使得银河系整体成为一个厚度为N光年,宽度M光年的巨型圆椭球体(N、M大小与银河系研究的广度、深度有关)……这是银河核心与核外恒星系绕核公转的综合效果。就银河自身而言,就是一个公转与自转统一体,其形态塑成与保持靠的就是其自转。
由星转斗移、昼夜交替、地形、气候变化观测,到地地球地壳活动、板块漂移动力探寻,到宇宙天体态成形、保持、变化的动力理论架构,都是天体的位置、质量、体积、公转周期、自转周期的这些因素的综合效应;而在一个确定的天体系统中,每个天体的的位置、质量,基本上都是可以视为“变化性”常量,对天体自身形体的影响基本上也是常态、基本稳定的,而只有其自转,每时每刻都在影响着其自身形态的变化,自转离心力是天体形态变化的根本动力。
将地球自转是地球活动的动力源泉,应用于地球活动研究探索之中,直观有效地解决了地球活动的原因及其变化规律问题。
关于地球自转、地球自转的影响,通常人们只以为它是白昼与黑夜变化的来源,就没有把它是地球形状、地球内外活动变化的根本动力之源……
甚至学术界研究的方向,许多是探求地球现象对地球自转的影响,比如,地震对自转的影响、卫星发射对地球自转的影响、气候变化对地球自转的影响、大陆漂移对地球自转的影响等等;其实,应该反过来,深入探究地球自转对地球形状(地震、火山、高山、平原、河流,海洋、岛屿地壳运动)、地球气候、地球磁场等等影响,预测未来局部区域的地壳变化规律,比如烈度与方向,利用其正效应,减少其负效应,对地震预测、地质勘探、油气聚集规律……等等方面的研究更加简洁、直观,特别地,在赤道两侧自转速率大的区域上构建特大建筑、大跨度桥梁、隧道时,应该把地球自转引起的地壳变化影响作为重要因素加以考虑,防灾减灾。
通常认为,地球自转引起的地壳变化很小,其实,全面分析一下,作用于地球上的力,除了太阳引力,那是地球公转的动力,也就是赋予地球生命的力,月球潮汐作用与地球自转引起的地球地壳变化相比,力量及其微小,当然,作为附加在自转作用之上的月亮引力,对潮汐增强减弱它有增强和减弱,有可直观测量的影响。对地球影响最大得本源力,是重力和地球自转产生的离心力。
地壳宏观变化,地球自转是其动力来源,是地球自转离心力与地球重力共同作用的结果。由于地球上每个坐标点处,重力变化引起的地壳变化微小,所以,在讨论地壳运动变化时,假定重力是一个常量,重力加速度:赤道附近最小,约为9.79N/kg;由赤道向两极逐渐增大,同一纬度上,两极附近最大,约为9.83N/kg。差异原因,一个是地球自转引起的离心力赤道附近与两极附近的差异,一个是地球自转引起的地球形状扁球体的,即赤道附近地球半径与两极附近地球半径之间的差异,都为地球自转的函数。
地球自转是地球形状塑成、保持、变化的初始、持续动力,更是地壳活动、形态变迁的直接动力!这强大的离心力,引起了熔岩层熔岩流从赤道两侧,向赤道对流;赤道向两极离心力的递减梯度,在地球南北半球地壳中,形成了巨大的剪切力,使得地壳产生旋转、大陆漂移、地震火山、高山隆起、大河拓路……这一切的原动力,都来自于地球自转。
以地球自转为地壳活动动力,在宏观尺度上,描述地壳变化、大陆旋转、漂移、高原隆起等等,可以直观地解释地球两大山系“阿尔卑斯-喜马拉雅山系”、“环太平洋山系”的成因及变化路径与方向,追溯既往,预测未来走势、走向。地壳局部实际形态的变化与保持,与其周边的实际情况相关联,要详细分析、探究其影响因素,总体而言,地球自转都可以归结为地球自转引起的地壳活动在局部区域的综合反映。
先从非洲大陆谈起:
非洲大陆,主体位于赤道上,是一个以横跨在赤道上的洲大陆,原来是与美洲大陆连在一起的非洲-美洲大陆。地球自转对非洲-美洲大陆的影响及其巨大。
一是整个大陆沿着赤道自转方向向前挺进推移;
一是赤道两侧的非洲大陆地壳被极大的扭转力牵动,远离赤道,北半球左旋,南半球右旋,渐渐地,原非洲-美洲大陆就被撕裂为非洲大陆和美洲大陆;大西洋随着非洲大陆与美洲大陆的分离形成了,所以,地球自转是大西洋的动力源泉。
地球自转为非洲大陆提供了巨大的前进动力(此动力每时每刻日积月累、经久历年、百千万年,持续不断,使得非洲大陆整体,一直沿着赤道向前推进,扩展大西洋,挤压印度洋、太平洋。
非洲大陆沿赤道前推,也是青藏高原隆起的主动力之源。地球自转是红海至青藏高原高压隆起带的动力之源。
红海至青藏高原属于地壳高压圈闭地区形成的原因;
1、 地球自转推动非洲大陆前行,其前行动力一是其受到地球自转产生的沿着赤道切线方向的动力;一是因地球自转引起的熔岩流涌向赤道形成的交叉合力;
2、 非洲大陆推进力可以分解为赤道南侧的右旋,和赤道北侧的左旋,也就是非洲大陆前进的力可以分解为一个巨大的朝向东北方向(大致方向为苏丹、沙特、伊朗、阿富汗、中国,也就是喜马拉雅山与喀喇昆仑山交汇处)的推力,这个推力就是青藏高原隆起的动力之一,也是红海至青藏高原高压地壳圈闭形成的主动因;
3、 另一个原因则是,受地球自转形成的动的影响,欧亚大陆整体一直处于左旋之中,也就是以欧亚大陆中部为旋转中心,亚洲大陆做远离赤道的左旋运动,而欧洲大陆做靠近的左旋运动。
4、 由此,形成由非洲大陆、亚洲大陆、欧洲大陆共同作用形成的压力聚合区域,也就是红海至青藏高原超高压地壳圈闭地带。
5、 红海至青藏高原属于两大山系之一“阿尔卑斯—喜马拉雅山系”的一部分,地球自转引起的离心力是整个阿尔卑斯—喜马拉雅山系形成的动力之源。
地球油气资源主要来源于地球熔岩流层与地壳之中;
地球深处高温高压作用下,进行的多种化学化合、分解反应,使得水和烷烯烃得以形成。熔岩层中高温高压,使得碳从化合物中分离出来成为游离态的碳,根据同类聚合富集效应,这些游离态的碳会向局部富集(比如金刚石的形成),这样就为烷烯烃的生成、富集提高了物质基础,也就是天然气生成条件,通常概念里,石油天然气是有机化合物,是先有微生物、动植物,后有石油天然气,其实,宇宙空间里,水、甲烷,才是最为原始的物质,天然气是宇宙最早的有机化合物之一,也就是说,红海至青藏高原高压圈闭带中,丰富的天然气来源于地球深层,石油是天然气富集后生变而成的,由于这一地区高压维持时间久远,所以,这里的石油天然气得到了很好的保持,在其他地壳曾活动活跃的区域,也曾生成了大量的石油天然气,而这些区域没有保持封闭状态,石油天然气中的轻质部分,都挥发掉了,剩下的就是重油沥青类的烷烃,比如东非有些地区、中北美洲地区。氦气与天然气伴生富集,是氦气与天然气同源的一个佐证,也是一同源于地球形成早期、来源于深部的佐证。
大陆板块运移动力与方向:
由于地球自转,所以,形成一个巨大的垂直于地球自转轴、与自转同向的离心力,这个力在赤道两侧最大,向两极方向逐渐减弱,在两极趋向于零,按照这个力的作用原理,地球的物质都应该涌向赤道,但是地球重力又对这种涌流起到反制作用,加之,熔岩流的对流造成的环流、旋流,会向熔岩流低压区回流,这样,就使得熔岩流涌向赤道的同时,会有远离赤道的熔岩流向。因而,熔岩不会无限制地涌向赤道。但是,由于熔岩层处于熔流状态,熔岩受到了被拉向赤道的力,赤道两侧的熔岩,同时涌向赤道,北半球方向为东南方向,南半球为东北方向,它们在赤道形成对流,熔岩对流的主动力来源于地球自转;而地壳属于坚硬的固态,流动性差(洋流应该与熔岩流相似,猜测),不会像熔岩那样形成直接的对流,但是,赤道两侧大陆受地球自转影响,都受到了一个巨大的扭力,扭矩相当于用力点在赤道附近,支撑点(分别在南北)两极;其结果,就是地球赤道两边所有的地壳(包括大陆),除了随地球自转外,还处于较为缓慢的自旋转状态之中,北半球地壳左旋,即逆时针旋转,南半球右旋,即顺时针旋转。
欧亚大陆左旋,亚洲一端将逐步远离赤道,欧洲大陆将逐步靠近赤道,但是,如果不考虑非洲大陆沿赤道方向挤压,欧洲大陆不应该无限度地靠近赤道,那样的话,欧亚大陆将会断裂,也就是会在某个区域,将欧亚大陆一分为二。由于非洲大陆强大的推进力,增大了欧亚大陆的旋转力,也就是欧洲部分,向赤道方向旋转的力量加大,比如,可以测量一下,“芬兰首都向西南方旋转,与印度尼西亚首都向西北方向旋转,二者之间的连线与地球自转轴之间的夹角在增大”; 这也应该是欧亚大陆中西部高原、高山隆起,俄罗斯大片平原(除了河流沉积作用外)形成的主要动力!亚洲东部的蒙古高原、南北向山脉形成主要原因就在于地球自转引起的欧亚大陆左旋挤压;欧亚大陆东南端、西北端,应该是地震火山活动带。
北美大陆左旋:以赤道向北,美国东南部被拉伸比较平坦,北部受旋转影响,被拉伸、撕扯为断断续续的半岛;东北部、太平洋北东海岸被挤压,形成高原隆起;太平洋东海岸自赤道到白令海峡,形成一个巨大的圆弧,也就是,地球自转将北美西海岸产生了从垂直地面看海岸的“烤弓效应”,和可以平行地面看海岸的 “弯屏效应”。其东北部应该有高原、南北向高山,与亚洲东部高原、南北向高山极为相似。
南美洲右旋:与北美洲类似,属于“赤道镜像”现象,赤道南太平洋西海岸为高山隆起、地震活动带,由于南美洲北部骑跨在赤道上,赤道以北的左旋与赤道以南的右旋相互影响,南美洲大陆向自转方向的挺进,要比北美洲大陆快,而南美洲大陆的右旋的效应比北美洲要小;南美洲大陆与非洲大陆都属于赤道骑行大陆,区别在于非洲大陆中心偏向北半球,倾向于左旋,其东南部受到挤压,高原隆起,大断裂开口应该在东北方向;而南美洲大陆中心偏向南半球,西南部受到挤压,高山隆起在太平洋东南海岸。
地球自转引起 “太平洋地壳沿赤道方向推进”、“北美洲大陆自赤道左旋”、“南美洲大陆自赤道右旋”,它们共同作用的结果,“太平洋东岸由西北端向东南段的弧形高原高山隆起”,这就是地球两大山系之 “阿拉斯加山脉—美洲的科迪勒拉-安第斯山系”形成的动力之源。
该山系为纵贯美洲大陆西部的科迪勒拉山系是世界上最长的山系。这个山系北起美国的阿拉斯加,沿北美、南美大陆西境直达阿根廷的火地岛,南北长达15000公里。这条山系由北美的海岸山脉、落基山脉、内华达山脉、马德雷山脉和南美的安第斯山脉组成。山脉之间有无数的山间高原、山间盆地、谷地等。
太平洋中部左旋、右旋:赤道两侧为火山活动、新大陆形成带。
澳洲大陆右旋:澳大利昆斯兰州半岛北端向东南移动,新西兰南岛南端向西南移动,二者之间的连线与地球自转轴之间的夹角应该变小!
4、河流:与隆起有关也与地球自转方向有关,尼罗河南北向,远离赤道方向;长江、黄河向东流,河口漂移,向东北方向;亚马逊河向东流,河口漂移应该是向东南方向。密西西比河特例,北南向,流向赤道,因为加拿大东南部局部隆起,此隆起也是地球自转效应引起的,此效应引起的类似隆起有非洲东南部隆起、南美洲东南部隆起、亚洲东北部隆起等等。
5、地层孔隙性改变:地球自转引起的隆起挤压效应,使得受挤压的大陆,地层空隙性、连通性因挤压作用而发生变化,相当于被多次改造,断层、火山,使得在熔岩层与地壳之间形成了沟通通道。地壳部分地层物质会因为沉降进入熔岩层,成为岩浆;岩浆也会涌入地壳成为地层。特别地,熔岩层中的气体、液体可以借助断层、裂隙等等沟通通道,进入地壳地层之中,也就是说,这些通道,应该是熔岩层中的碳及碳氢化合物溢出的重要通道,这应该是地球地壳地层中油气富集的重要来源,这也是天然气在高压区地形成的原因(支持天然气无机成因说)。
6、关于大陆旋转的一个例证,就是在每个大陆的南北两端,几乎都存在着与地球自转方向(称其为赤道正向)背向的翘尾,也就是拖拽痕迹,不妨称之为“大陆凤尾”效应;南美洲大陆与南极大陆之间的拖拽,主动力来源于南极大陆右旋,靠近南美洲大陆南端的地方向东南方向旋转,而南美洲大陆南端向西北方向旋转。
赤道两侧油气:除了“地中海到喜马拉雅山”高压隆起带外,地层向两侧外移,所以,两侧地层年代一般都较新,变化也快,所以,地层的完整性差,破碎、断裂多布,通常密闭性差,这里是油气生成的重要区域,更是是油气逃逸的多发区域。
7、格陵兰海:这里与大西洋一样,一直是扩大的,格陵兰与欧洲大陆的距离一直在增大,欧洲西北部的岛屿,都在左旋远离欧洲大陆。欧洲大陆整体左旋向赤道靠拢,这不是其自身左旋漂移应该趋向的方向,这是欧亚大陆连片为一个整体,是非洲大陆前行与亚洲大陆左旋共同作用,引发的欧洲大陆异动。同样地,北美大陆与格陵兰岛之间的距离也在加大(变化速度远低于赤道两侧)。猜测,曾有某个时期,北美洲与格陵兰密接过,后来,北美继续左旋,尾端偏向西南!
8、太平洋、大西洋、印度洋,北冰洋:太平洋受非洲大陆、美洲大陆共同作用,一直在缩小,这里积聚了巨大的压力,这些压力的释放就是飓风、海啸、地震、火山……印度洋是缩小的。大西洋是扩大的,相对而言,地壳运动,大西洋不是那么剧烈。
9、板块旋转挤压的宏观特性:大陆,除了非洲大陆,几乎都是西高东低;高山,北半球,一般都是北陡南缓;南半球则应该是南陡北缓,过去以为这是风化剥蚀造成的,其实最重要的原因,还是旋转挤压推升作用!
结论
天体自转是天体形态自塑的动力来源,天体的质量、密度、自转周期是天体的表面形态的三个特征要素。特别地:质量和公转:是一个宇宙天体(星球)的生命特征参数;质量、密度和自转周期:是一个宇宙天体(星球)的体貌特征参数。(The Mass and Ratio of revolution is the characteristic parameter of life of a cosmos( Space Celestial body);The Mass 、Density and Rotation rate is the characteristic parameter of shape of a cosmos(Space Celestial body)。
由天体物理学研究星体(特别是地球)的公转、自转,转为由天体自转研究天体形态、天体形变、天体表面现象解释……,这是天体物理学研究的继承与创新,是由现象寻求原理,到由原理推测现象、追溯现象的创新。以天体自转研究天体(地球)形态、形体变化,可以直观定性地对天体(地球)的形态,解释现象、追溯既往并预测未来。
于洪海 于雍
2021 03 14 (起草)
2021 07 11 (修订)
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