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地壳“板块”的主要“运动”形式
王昌益
蓬莱市国土资源局 265600 05355633083 15963568068
根据地球物质运动与其控制作用之间的关系研究认为，地球上的较大地质体（或称“板块”）的主要运动形式是周期性往复运动。根据潮汐运动规律，也能证明地质体受周期性的往复作用，据此推测地质体的运动也必然是周期性的往复运动。通常，人们观测不到地质体的运动，那是因为地质体受着强大的阻力，可是，当巨大的阻力因长期作用而大大减小时，其运动就明显表现出来。这时，很可能就是地震即将或就要爆发之时。
地质体受的作用非常复杂。作用学认为，地质体受来自周围太空以高速度运动的微观物质的冲击作用、地球对它的屏护作用、下覆岩体的支撑作用、地球周围各天体的屏护作用、惯性作用、大气、风、地表水、地下水、大气降水的作用、相对运动的其它地壳物质的作用、它地质体的束缚作用、运动摩擦作用等，这些作用的向量和控制地质体的运动方向，这些作用共同控制地质体的变形方式与方向。
控制海水潮汐的作用也是这种合作用。
潮汐运动是在合作用控制下进行的，并不是仅在引力作用下进行的。根据日月相对地地球运行规律，随着地球的自转运动，大洋和大海中的水分子所受的合力”随时间推移不断变化，地球每自转一周，地球上的任意物体受的合力变化便呈现一个周期。太阳对物体作用的周期为 23小时56 分4 秒；月亮的周期稍长，大约是24 小时50分 24秒。在相同时刻，太阳和月亮对地球上的每个水质点的作用力都不同；随时间推移，各质点受的日月引力都不断变化。地球相对太阳的自转周期是 23时56 分4 秒，地球相对太阳的自转角速度是15.041 °/小时；地球相对月亮的自转角速度是 14.49°/ 小时。实际上，支配潮汐运动的是合力。根据对海潮的研究，每24时48分，发生两次高潮和两次低潮。由高潮到低潮约经过6时12分，由第一个高潮到第二个高潮约经过12时24分。支配潮汐的合力变化是有规律的。一般来说，每个阴历日的高潮潮时刻和低潮时刻大约是：
上半月每日的第一个高潮时＝日差×（阴历日子-1）+高潮间隙，下半月每日的第一个高潮时=日差×(阴历日子-16）+高潮间隙；低潮时＝高潮时±6时12分。
在沿海区有一种经验计算法是：上半月每日的第一个高潮时= (阴历日子-3)×0.8，下半月每日高潮时=(阴历日子-18)×0.8；低潮时＝高潮时±6时12分。
由于地球处于太阳、月亮和其它八大行星等天体之间，使其所受的合作用不断变化，所以，地球上的所有地壳物质每天都在变化的合作用支配下变动与变形。按照传统认识，一般认为，地球和地壳物质主要受“引力”，其实不是。地球所受的作用是由各种物质间的关系所决定。从微小的光子到巨大的天体，所用的物质之间都有作用关系。从本质上来说，作用的本质是动量交换，控制天体与天体之间作用的主要是那些在太空高速运动的微观物质，如光束，是它们对天体形成的冲击是天体与天体之间有了相聚力，天体对天体的作用只是一种虚的作用，叫屏护。因此，从本质上来说，地壳物质所受的作用主要是接触作用。屏护现象的存在使地壳物质所受的作用变得非常复杂。但是，无论作用多复杂，地壳物质的运动只在它受的合作用控制下进行。
地壳物质通常受的作用有以下规律：
○1地心引力——冲屏作用
若两质点的质量是m1和m2、两质点间的距离变化加速度是a，它们各自受的合力是F1和F2，那么，
F=m1m2a=m1F2-m2F1
就是所谓的万有引力。这种作用是控制物质指向地心方向运动的最重要的作用。
牛顿表达为万有引力式
F=Gm1m2/D2
式中，D为M与m间的质心间距，G为引力常数。其实，万有引力根本就不是什么力。因此，地心引力也不是一种力。
质量为m的物体，在看不到的一些微观物质如光子群冲击和地球的屏护下,依附在质量为M的地球上,这种由冲击与屏护合成的作用叫冲屏作用。地球上所有物质都受这种作用。根据作用学基本原理，地球M对地球表面上的物质(地壳部分) m的屏护与微观物质对m的冲击合成的冲屏力（m被冲向M的作用力）是
F=πR2 r12em/D2
式中，m是地壳部分的质量；D是地球与地壳部分间的质心间距；r1是地壳部分的质心半径；π是圆周率；R是宇宙半径（极大数）；e是宇宙太空中存在的物质在某一个方向上的能量密度，是一个极小数。而m对M的屏护与微观物质对M冲击合成的冲屏力是
P=-πR2 r22eM/D2
式中，r2是地球的半径。二者之合量就是驱使两者相聚的作用力。即，m相对于M的冲屏力是
F′=m(F/m-P/M)=πR2 e(r12- r22)m/D2,
地壳物质在任意时刻都受这种“力”的作用。
○2地球自转惯性作用
在力学中，离心力被认为是向心力的反作用力，与向心力的大小相等、方向相反。然而，事实上，力学中的那种离心力是不存在的。向心力主要由转动物以外的作用物质对转动物构成作用产生，向心力的反作用力由转动物产生，它作用在旋转体以外的物质之上，而不是作用在转动物上的力。离心力可由外来物质对转动物进行作用产生，但在无外作用生成离心力的情况下，离心力一般由旋转物的动量产生，在仅有向心力和旋转线动量mv两个量控制下作匀速圆周运动的现象中，旋转线动量mv就等于离心力，即
F2=mv=mωr
式中，ω为圆周运动角速度；r为圆周半径；在转动现象中，线速度v的量纲是米/秒2。线动量与向心力的合成量就是支配物体作圆周运动的合力。在地球表面存在的地质体所受的离心力也就等于该地质体的质量m与m绕地球自转轴转动的线速度v之积，等于m与地球自转的角速度ω和旋转圆周半径r三者之积。离心力F2的作用方向与旋转线速度方向一般成ω角，与向心力方向成（90°+ω/2）角。m受向心力的大小为
R=2mvsin(ω/2)；
m受离心作用力的垂直分量是
F21=mvsin(ω/2)；
仅是向心力的二分之一，m受离心力的水平分量是
F22=mvcos(ω/2)
变速圆周运动的离心力等于质点质量m与旋转线速度变量v之积。即
F2=mv
变速圆周运动的向心力大小是
R=m(v2+u2-2vucos)1/2
式中，v和u分别是m的运动初速度和末速度。在匀速圆周运动现象中，线动量mv作为控制圆周运动的一个力，虽然大小不变，但方向不断变化，它与向心力的合力
F=F2+f=mv+R
仅是一瞬间作用量，所以，离心力是在一瞬间支配物体作匀速圆周运动的力，在特定一段时间内，离心力产生的离心作用量是F2对时间t的向量积分，即
A2=∫0tF2dt=m∑vi=m(v0+v1+v2+…+vt)
所以，恒定大小的匀速圆周运动线动量或离心力也不是恒力，而是变力。总之，离心力是切向惯性力，它是控制地球物质作切向运动的主要作用力。地心引力F1与地球自转离心力F2合成为重力，即，G=mg.
○3日月引力
随着地球的自转运动，在地表上任一地质体“受太阳或月亮吸引的引力”随时间推移不断变化，地球每转一周，太阳对其吸引的引力变化便呈现一个周期；月亮对地质体的引力接近一周期。太阳的引力周期为23小时56分4秒；月亮的引力周期稍长，大约是24小时50分24秒。在相同时刻，太阳和月亮对地球上的每个地质体的引力都不同；随时间推移，各地质体受的日月引力都不断变化。地球相对太阳的自转周期是23时56分4秒，地球相对太阳的自转角速度是15.041°/小时；地球相对月亮的自转角速度是14.49°/小时。太阳和月亮对地质体“吸引的引力”函数可统一表示为
F3(F4)=Gm/[R2+D2-2DRcosαcosβ-2R(R2cos2α+D2-2RDcosαcosβ)1/ 2sinαsinφ]
式中，G为引力常数；m为地质体质量；R为地质体质心与地心间距；D为地球与太阳或地球与月亮间的质心间距；α为地球自转轴与R间的夹角；β为地球自转轴与D间的夹角；D’是太阳或月亮的质心与板块绕地球自转轴旋转产生的圆的圆心O’点之间的间距；r是地质体质心P点与其绕地旋转圆心O’点间的距离（自转半径）；φ为r与D’之间的夹角。随着时间的延长，φ角不断发生变化，即
φ=180°-（φ1+ 2φ2 t/T）
式中，t为从太阳或月亮对地质体吸引力最小时(地质体与太阳或月亮最远的时刻)开始计时的时间，单位为小时；T为地球相对太阳或月亮的自转周期；φ1和φ2分别是φ的最小和最大值。当r=R，α=β=90°时，D’=D，
F3=Gm/(R2+D2-2Rdcosφ)
此时，φ1=0，φ2＝180°，φ＝180°－15.041°t .根据式19，可以看出，在午夜0时，太阳对地质体的吸引力是
F3＝GM/（R＋D)2；
近早上六点，太阳对地质体的吸引力是
F3＝GM/（R2＋D2）；
近中午12点，地质体受的太阳引力是
F3＝GM/（R－D)2；
近傍晚6点，
F3＝GM/（R2＋D2）；
近次日午夜12点，
F3＝GM/（R＋D)2.
可见，日月引力对地质体的作用每时每刻都在变化，而且日复一日地呈现周期性变化。还有，在地球上的每个不同地质体都受这种作用，在同一时刻，它们受这种引力作用的大小和方向都不同，并且，这种引力作用差异每时每刻都在持续和变化。每一地质体受的日月引力，在每个周期(一天)内，都从正到负快速发生转变；同时，位居东西的两块不同大陆或位居南北的两块不同大陆受的日月引力形成力偶状态，使面向日或月的地球表面总是受挤压、构成挤压区；而背向日或月的一面总是受引张、构成引张区。当太阳与月亮位于地球同一侧、且近日食期时，太阳和月亮对地质体的吸引力合成量较大，此时期地质体的振动位移也将较大，所以，此时期是地壳运动剧烈期。日月引力是大陆分裂和差异运动的最重要的控制动力。这就是为什么，一直以来，世界上的许多专家总是认为地下电磁脉冲和火山、地震发生规律与日月位置有关的原因。虽然日月引力与地心引力、离心力相比是非常小的，但其作用方向与大小都是不断变化的，它与其它力合成足以使大陆板块发生微小的振动；虽然地质体对作用的反映不能象大洋中水对作用反映那样灵敏，但也会在日月引力往复作用下发生微小的、不均匀的波动，从而引起地震、火山与岩浆活动。
○4太阳辐射对地质体的冲压力
太阳辐射对地质体构成的冲压力也是一个客观的变化的外作用力。笔者认为，太阳辐射冲压力与辐射流量的平方Q2成正比，与地质体的体积V成正比，与地质体的受冲压断面面积S成反比，与地质体到辐射源的距离平方d2成反比，即
F5=kQ2V/Sd2
式中，k为调整系数。当地质体在背向太阳一面时，因它受屏护，d趋于无穷大，F5趋近于0，这种辐射冲压作用与太阳引力方向相反，所以，它能削弱太阳对地质体吸引的引力强度。另外，太阳对地球还有不均匀加热作用。这不仅仅造成冷张热缩，还控制大气流动和水的三态变化与循环，对地球进行更复杂的作用。
○5地表运动物质的机械作用
地质体受地表运动物质的机械作用主要来自阳光、大气和水的风化剥蚀减负作用和搬运沉积增负作用。前者可归结为减负物质流瞬间带走的动量，即
F6＝∫0tλQgdt
式中，Q表示单位时间从地质体空间内搬运走的物质流量；入是物质流的物质密度；g是重力加速度；t是搬运时间。Q的量纲是公斤/秒。地质体受搬运沉积增负作用可归结为它瞬时接受沉积物的动量增加，即
F7＝∫0tλQ(Vo＋gt)dt
式中，入为沉积物流的物质密度；Q为沉积物物流的流量；VO为Q在沉积时的初速度；g为重力加速度；t为沉积时间。
板块产生的地壳运动作用量等于板快的动量。其它一些作用如大气压力、大气流冲力、水体压力、水运动带来的冲力等，也是控制地球演化的重要作用力。在实际研究中也必须注意确定它们的量。
○6被动的阻碍束缚作用及其与主动作用之关系
以上讨论的都是驱使地质体变形或运动的主动作用，地质体是否在这些作用控制下变形与运动，还受阻碍束缚被动作用控制。地质体受的阻碍束缚作用由支承托浮作用、相邻地质体的阻碍作用、摩擦和抗变作用共同合成。由各种被动力共同合成的这种阻止或限制地质体运动与演化的力称地质体受的阻力，记为R，R值可根据作用的对立统一规律来确定。即
R＝－TF
地质体受的主动力由上叙各种力向量合成，即
F＝F1＋F2＋F3＋F4＋F5＋F6+F7
阻力则因主动作用发生而产生。设地质体在主动力F和被动力R的支配下以a为加速度运动，那么，
F＋R＝(1-T)F＝ma
式中，m为地质体的质量。因此，阻力与主动力之间的关系式是
R＝-(1-ma/F)F=ma-F
阻力R也是控制地质体如何运动或变形的重要因素之一。
根据地质体受作用的这些规律，我们可以定量确定地壳物质受各种作用和合作用大小。地壳运动方程共有如下几种运动规律：
○1一般运动
x=v0t+at2/2=v0t+Ft2/2m
式中，x为地壳物质的位移；v0是地壳物质的运动初速度；a是地壳运动加速度；F是地壳物质受的和作用量。该式可用于研究地表物质的一般运动。必须注意：式中的x、v0、a、F都是地壳物质相对于地表的运动所涉及的各个相对量。
○2物质关系变化式：
a.部分与部分间的关系变化式
根据作用学物质关系理论，若部分m1和m2分别以加速度a1和a2作加速运动，那么，质点m1和m2的运动分别是在合力F1和F2的作用控制下进行的，m1和m2的绝对运动距离分别是
l1=v10t+a1t2/2=v10t+F1t2/2m1
和
l2=v20t+a2t2/2=v20t+F2t2/2m2
若在运动中m1与m2间的的距离从r0变为rt,那么，m1与m2间的物质关系变化量为 △φ=△m1m2r=m1m2（rt-r0）
=△m1m2l =m1m2（l2 -l1）
=m1m2∫0t[(v20+∫0t F2 dt/m2)-(v10+∫0t F1dt/m1)]dt.
由此可知，物质关系变化加速度是
a=a2-a1=F2/ m2-F1/m1=d2(l2-l1)/dt2.
因此，两地质体间的相对地壳运动距离和距离增量是
△l=l2-l1=△r=rt-r0=∫0t [(v20+∫0t F2 dt/m2)-(v10+∫0t F1dt/m1)]dt
此式就是地壳部分与地壳部分之间的关系变化变化时，是地壳运动的一种定量表达形式。
○3.整体与部分间的关系变化式
整体M从o点运动到o′点，其运动距离是L=Ut+at2/2；部分mi从p点运动到p′,其运动距离是li=vit+ait2/2；整体与部分之间的始末距离分别是R0和Rt,两者各自受的作用力分别是P和Fi,两者之间的关系变化距离△R、相对运动距离△L与它们各自受的力P和F之间的关系式是
△R=Rt-R0=△L=li-L=∫0t[(vi+∫0tFidt/mi)-(U+∫0tPdt/M)]dt
此式就是地壳部分相对于地球整体的地壳运动式。
地壳运动方程只有这三种形式。很显然，这三种地壳运动式是相互统一的。据此我们就可以研究地壳运动规律、预测地震的发生。
地震预测方法与步骤
要准确预测地震发生的时间、地点与强度，就必须确定科学定量的地震预测方法。其方法步骤归纳如下：
一、地震观测
1.地质观测
主要观测地壳的物质与空间分布状况和地壳物质关系或质空关系。这项工作实际上就是对地壳进行全面勘探。其工作任务主要是查清地壳的质量分布、地壳厚度、育迪曼之间的接触关系和各个不同地壳部分之间的关系与界限和地质构造状态，查清地壳岩体存在的物质与空间环境、确定地震可能发生的地点，编制地壳等厚度曲线图、地质构造状态图。
2.地壳与地表物质动态观测
这项工作主要是对地球上的所有物质的运动进行长期、全面观测，获得地壳物质运动的动态数据，编制地壳运动状态图。
3.地壳岩体受作用观测
这项工作主要是对地壳整体和地壳各个部分所受的各种作用进行连续不断的观测，取得其动量和动量增量数据以及其动量消减状况，编制地壳岩体受作用的等作用曲线图。
根据作用学，地震观测中所需要获得的数据主要是地壳部分在任意时刻的动量，从而获得其质量、运动加速度。即，It=Mvt=Mv0+∫0tRdt=Mat.通过长期观测获得的It曲线，可以用于指导我们定量预测地震。
二、理论分析、数据整理
这项工作包括所有理论分析研究工作。其主要任务是计算各个地壳部分所受的作用量、确定地壳岩体的虚、实度、分析地壳运动与其控制作用之间的关系规律，为各地质体建立地壳运动方程。
三、地震预测
地震发生的地点可根据地质研究和地壳动态观测直接确定；地震发生的强度由地质体的动量值的大小预算来确定，一般有突然破裂或突然运动的地壳质量的大小决定，其准确值需要在取得观测数据基础上进行理论分析后取得；地震发生的时间也靠观测数据与理论分析来确定。即，地震的强度是
It=I0+(1-T)Ft；
地震发生的时间是
t=(It-I0)/ (1-T)F.
总之，地震是可以预测的。目前我们还不能预测地震，那是因为我们预测地震的思维方向与科学方法还不够完善，我们的工作力度还不到位。
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