如果我们在地面垂直向地下钻一个深井,钻好后我们从井口往下扔一块石头,石头会落到井底;再从井口往下倒一桶水,水也会流到井底;如果我们拿一个气球放在井口,气球不会落入井内去,这是什么原因呢?如何解释牛顿的自由落体运动呢?
因受地心引力的控制,地面上的一切物体(固体与液体)都具有重力势能,它们总是从高处向低处运行或自由落体运动。气态物则不同,因为它极其轻浮,不像固体和液体那样受重力(地轴引力)控制;气态物质总是往往从低空向高空,从地下深处向地表浅处(或地面)运行;从高气压向低气压方向流动;从高温向低温,从高密度向低密度,从高势位向低势位运行或快速流动。气体能克服自身重力的影响而做自由扩散运动,气体分子的运动的速度是很大的,一般达到每秒几百米,气体又是无孔不入的运动。古希腊亚里士多德所指的“地下风”,其实是指地球内部高温高压气态物质的快速流动。地表低空的台风、飓风具有巨大的能量,台风最高时速可达200公里/小时以上,其能量相当400颗2000吨氢弹爆炸时释放出的能量,破坏威力是灾难毁灭性的。那么地球内部(地幔层)高温高压气态物质又具有何等能量呢?让我们先从猛烈冲天型火山喷发谈起,火山喷发的本源物质主要为熔岩与气态物质;而火山碎屑、火山灰、火山泥、大小石块...等固体物质是火山通道穿过地壳岩石层时熔塌携带的外来捕获物质。对于猛烈冲天型火山喷发而言,火山岩浆喷出地面要穿过33公里左右的上升通道(指地壳平均厚度),然后火山喷发烟柱又高达5000米至上万米以上,岩浆与大小石块被抛向500米高空,火山爆发声响能传播至200公里以外,火山灰可落到2500公里以外,火山喷发能托起地下60公里以上深度的岩浆,一次大规模火山喷发可以喷出约6×101⁰吨岩浆和火山碎屑物。一次最大类型的火山喷发所具有的能量约等于里氏10级地震所释放能量的2倍以上(即6.3×102⁶尔格 ×2 = 12.6×102⁶尔格),此能量相当于9000颗大型氢弹的威力。真所谓蓄势(势能)待发,排山倒海,天地颠转,这么巨型的机械动能从何而来?这就要归功于地球内部(地幔层)高温岩浆体内蕴藏高压势能气态物质的主宰作用。埋藏在地下深处的岩浆温度很高(1000°C~4000°C),气压达1万~100万个大气压,岩浆中含有大量气体物质,因而具有巨大气压势能、动能、热能、化学能...等,活动能力极强,火山喷发为持续应力,不同于地震活动的瞬间应力,从火山开始喷发到火山喷发终止, 或终止后的一个相当长的时间内都有气体喷出着。火山喷发的源动力是地球中间层高温高压气体上冲产生巨大推动力的表现模式。 |