《太极宇宙论（自然科学）》第九篇( 二 )
《太极宇宙论（自然科学）》第九篇。 双力（压差力、应力）地震理论（1）
作者 曾展刚
第一节 夹心地壳
地壳被大气层和地幔夹迫 ， 地壳是夹心的 。地壳被夹心的状况往往由于熟视无睹而被忽略 。 在地震研究中 ， 人们往往只是考虑地壳和地幔两者之间的压强关系 ， 而没有考虑夹心地壳联同大气层一起对抗地幔所出现的三者压力差关系 。向下压迫的大气层和向上顶迫的地幔压迫地壳的压强方向相反 ， 大气层压迫地壳的压强和地幔压迫地壳的压强相差悬殊 ， 在地壳连接大气层和地幔的两侧形成强大的压力差 。在现代物理学中 ， 将质点的面积忽略 。 忽略力的作用面积 ， 不为零的压力差就形成了压差力 。清楚地壳被夹心后 ， 在研究地震的过程中 ， 就可以将地幔压迫地壳的作用力由压力修正为地壳、大气层对抗地幔的压差力 。压差力的长程作用在地震成因探索中发挥出巨大作用 。地壳受到压迫是地震的根源 。 地壳在受到压迫后形成反作用的应力 。 依据牛顿第三定律 ， 作用力和反作用力同时出现 。 正因为这样 ， 形成地震的作用力和反作用力就是压差力和应力 。考虑地壳、大气层、地幔三者关系 ， 清楚形成地震的作用力和反作用力就是压差力和应力 ， 人类对地震的研究揭开了崭新的一页 。地震依据发生原因分类有三种：构造地震：地球上发生的地震绝大多数属于构造地震 ， 也就是因为地壳变动而累积于地壳内部的能量 ， 籍由断层现象在一刹间释放出来发生的地震 。火山地震：火山地区的火山爆发所造成的地震 。陷落地震：石灰岩地区的地区 ， 经地下水溶蚀后形成坑洞（石灰岩等） ， 最后因为坑洞的上覆岩石突然陷落所发生的地震 。 （地震依据的资料出处：二十一世纪出版社出版《地震求生记》）双力（压差力、应力）地震理论主要探索构造地震的成因 ， 下文将构造地震简称地震 。第二节 应力研究未能在地震预测中发挥重大作用的原因
一、应力（一）应力的含义当材料在外力作用下不能产生位移时 ， 它的几何形状和尺寸将发生变化 ， 这种形变称为应变（Strain） 。 材料发生形变时内应变部产生了大小相等但方向相反的反作用力抵抗外力 ， 定义单位面积上的这种反作用力为应力 。 （引于互联网百度百科《应力》）（二）地应力和构造应力场地应力是存在于地壳中的未受工程扰动的天然应力 ， 也称岩体初始应力、绝对应力或原岩应力 。 广义上也指地球体内的应力 。 它包括由地热、重力、地球自转速度变化及其他因素产生的应力 。 地质力学认为 ， 地壳内的应力活动是使地壳克服阻力、不断运动发展的原因；地壳各处发生的一切形变 ， 如褶皱、断裂(见节理、断层)等都是地应力作用的结果 。 通常 ， 地壳内各点的应力状态不尽相同 ， 并且应力随(地表以下)深度的增加而线性地增加 。 由于所处的构造部位和地理位置不同 ， 各处的应力增加的梯度也不相同 。 地壳内各点的应力状态在空间分布的总合 ， 称为地应力场 。 （引于互联网百度百科《地应力》）与地质构造运动有关的地应力场 ， 称为构造应力场 。 通常指导致构造运动的地应力场 。 有人也将由于构造运动而产生的地应力场简称为构造应力场 。 在地质力学中 ， 构造应力场是指形成构造体系和构造型式的地应力场 ， 包括构造体系和构造型式所展布的地区 ， 连同它内部在形成这些构造体系和构造型式时的应力分布状况 。 有多少类型的构造体系 ， 就有多少种类的构造应力场 。 一定型式的构造体系所代表的应变图像 ， 反映了其构造应力场的特征 ， 通过对构造应力场的分析研究 ， 可以推演构造运动的方式和方向 ， 把各个大陆及地区运动的方式和方向综合起来 ， 可以推断地壳运动的方式和方向 ， 进而探索地壳运动的起源 。 ”（引于互联网百度百科《构造应力场》）二、应力研究未能在地震预测中的发挥重大作用的原因有相当部分科学家认为有很多地震是由应力引起 ， 并且将应力对地震的影响作了非常认真细致的研究 。 应力研究对于防治地震有很大作用 ， 如建造抗震建筑物等 。 但在地震预测方面 ， 应力研究未见重大突破 。应力研究未能在地震预测中发挥重大作用是有原因的：在一个由气态、液态、固态三态物质组成的三维立体体系中 ， 如果该体系受到力的作用发生形变 ， 而力的最终根源来自于热量扩张 ， 那么凭已有的知识和经验 ， 最早发生变动的是气态物质 ， 其次是液态物质 ， 最后才是固态物质 。 原因是气态物质的密度低 ， 最容易受到力量的挤压和推动而发生变动；相同的力量难以挤压和推动相对密度较大的固态物质 ， 固态物质的形变最迟发生变动 。虽然在外力作用下固态物质产生应力作用比较明显 ， 但应力需要时间累积才能使固态材料破裂 。 对于气态物质 ， 应力作用很弱 ， 外力很容易克服气态物质的应力作用而扰动气态物质 ， 外力作用影响往往明显于气态物质应力作用的影响 。 因为形成应力的重要根源之一是热量扩张 ， 加上先有外力作用而后有应力生成并且应力需要时间累积 ， 所以固态物质因应力累积而发生的形变往往落后于气态物质受外力作用发生的形变 。 迟缓就是应力研究未能在地震预测中发挥重大作用的原因 。举个例子：一个神枪手远距离射杀一个人 ， 子弹从射击到进入枪击目标的过程有开枪的闪光、枪声、子弹运行、子弹进入目标身体 。 要想使到枪击目标得到预警而及时逃生就要研究开枪的闪光与开枪之间的联系 ， 让枪击目标在看到开枪的闪光就立即逃避 。 如果距离足够远 ， 或许枪击目标能够因为看到开枪的闪光并及早作出逃避动作而逃生 。 研究子弹进入枪击目标身体发生的形变会对研制避弹衣有帮助 ， 但对于未穿上避弹衣的枪击目标而言是没有逃生预警作用的 ， 子弹进入身体 ， 被枪击者就只有等死 。地震过程和结果会使到地震区域内气态、液态、固态三态物质均发生形变 。 在地震预测中研究气体的变化就如同研究开枪的闪光一样 ， 能抓住最早出现危险的征兆 ， 因而有很好的预警作用 ， 使人类能够如同蛇一样对地震先知先觉 。 而应力研究就如同研究子弹进入枪击目标身体发生的形变并有助于研制避弹衣一样 ， 可以在建造抗震建筑物等方面发挥重要作用 ， 但预警作用则较低 。第三节 压差力远距离发生作用
