冰川导致地球演化

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1、冰川导致地球演化廖永岩广东海洋大学电子信箱：rock6783@126.com随着对地球的不断认识，人们就大地构造，曾提出过很多学说。比较著名的有地槽-地台学说（J.D.Dana,1873）、大陆漂移学说（Wegener,1912;Wegener,1915;Wegener,1929;Wegener,2001）、海底扩张学说（Hess,1962;Dietz,1961）和板块构造学说等(Morgan,1968;Isachset.al.,1968;Mckenzie,1969)。板块构造学说得到古地磁学、地震学和古生物学等众多科学依据和测量数据的支持，被称为20世纪地质学的伟大成就(傅

2、容珊和黄建华，2001)。板块构造学说对2亿年龄的海洋和大洋壳的地质问题，进行了很好的解释(Mckenzie,1969;傅容珊和黄建华，2001)，但仍留下一些有待解决的问题(傅容珊和黄建华，2001;Stacey,1992;宋春青和张振春,1996)。为了解决大陆地质历史演化过程、地壳生长机制和板块运动驱动力等方面的问题，我们就现有地质学、古生物学、地球物理学、地球化学和古气候学等资料，对大地构造演化的地球动力学问题进行了研究。1地幔浮力面理论我们先来做一个木块浸水小实验。将一些不同形状、大小及比重的木块，放入一盆水中（见图1）。因为木块的比重比水小，木块将浮在水中。根据阿

3、基米德原理（浮力定理），由于水对浸入水中部分的木块产生的浮力与木块的重量相等，不管木块的体积大小（只要不大于盆的水体），不管木块的比重大小（只要小于水的比重），不管木块的形状，也不管木块位于盆中水的什么高度，只要没有外力作用，最后，木块都会因为浮力作用，而停留在水面上。我们将这时的盆内水面，叫做“浮力面”（见图1，a,e）。图1.木块浸水平衡实验.A，大比重木块；B，普通比重木块；C，小比重木块；D，木块；E，加在上面的小木块；F，加在下面的小木块.不管木块是什么形状和大小，比重较大时，木块浸入水中的部分较多，比重较小时，木块浸入水中的部分较少(见图1，a)。不管是什么形状、

4、大小及比重的木块，若在水面下木块上增加一小块木块（浸入水中）（见图1，f），由于增加的浮力大于增加的重力，则整个木块要相对“浮力面”上升，后又在“浮力面”处重新形成平衡（见图1，g）；若我们在水面上木块上增加一小块木块(见图1，c)，由于浮力不变，而重力增加，木块将要相对“浮力面”下降，后又在“浮力面”处重新形成平衡（见图1，d）。我们将这种“浮力面”两侧的浮力和重力改变后又重新形成平衡的现象，叫做“浮力面平衡”（见图1）。地球从外到内由地核、地幔和岩石圈构成(见图2)。海洋岩石圈外是水和大气，大陆岩石圈外是大气。地幔部分可当成一种流体（见图2，B，C，D）。若把岩石圈看成是

5、由很多个小块（岩石壳小块，将级成岩石圈的一部分称为岩石壳）组成，每个岩石壳小块都浮在比重较大的地幔流体上。不管岩石壳小块原来位于什么高度（距地心的距离），由于岩石壳小块的重力（包括岩石圈上的水和大气的重力）和地幔对浸入地幔中岩石壳部分产生的浮力相等，岩石壳小块和地幔最后会在上面的木块浸水实验中的“浮力面”处达到一种流体静力学平衡。我们将这个地幔和岩石壳形成的“浮力面”称作“地幔浮力面”（图2，F）。“地幔浮力面”是一个想象平面。因为，在实际的地球中，地幔外全部被岩石圈包围，是看不到这个“地幔浮力面”的。假设不考虑月球及其它星球对地球的影响及自转因素的话，地球的“地幔浮力面”是

6、一个圆球面。若考虑到地球的自转，过两极作一个切面，地球的“地幔浮力面”是以赤道为长轴，两极为短轴的椭圆。所以，“地幔浮力面”和“大地水准面”的形状相似，只是比“大地水准面”稍小，且位于地壳下方。假设没有外力的影响，地幔处于流体静力学平衡状态。不管是大陆岩石壳或海洋岩石壳，岩石圈、水和大气的重量和地幔对其的浮力相等，都在“地幔浮力面”处保持平衡。根据上面的木块浮力实验可知：若在“地幔浮力面”下加一岩石壳（比地幔比重小）物质，整个岩石壳将上升；后又在“地幔浮力面”处重新形成平衡；若在“地幔浮力面”上加一岩石壳物质，岩石壳将下降，后又在“地幔浮力面”处重新形成平衡。我们将这种“地幔

7、浮力面”两侧的浮力和重力改变后又重新形成平衡叫做“地幔浮力面平衡”。图2.地球的内部结构.A，岩石圈；B，软流圈；C，部分上地幔；D，下地幔；E，地核；F，地幔浮力面.根据“地幔浮力面平衡”原理，若某一处的岩石壳“地幔浮力面”下生出了多余的“根”，那它必须相对于“地幔浮力面”上升，也就是它必须长出相应的“枝”来。反过来，或某一岩石壳在地上长出了一定重量的多余“枝”，由于它的重量增加，那它必须相对“地幔浮力面”下降，也就是说，它必须相应地长出“根”来。2冰川及其分类冰川，一般可分为高山冰川和极地冰川。高山