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汶川8.0级地震孕育机理及短临预测(2009-10-31 15:51:30)
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汶川8.0级地震孕育机理及短临预测
李志平
天津大港油田通信公司中心站 300280
引言
汶川8级大地震令世界地震学家迷惑不解。它为什么没有前震？！它为什么打破了国际普遍认为的断裂滑动速率愈低，其地震危险性也愈低的理念？！它既然是古地震的原地重复又怎会产生相当于400多颗广岛原子弹的能量？！它为什么会出现历史不曾记载的罕见地震达70~80度的“直立”倾角？！它的震前形变异常的显著性为什么低于震前重力异常？！如果是岩浆扰动，那么断裂应该发生在地壳与岩浆的结合部位，那么汶川8.0级的浅源地震是如何形成的呢？！它是何种新的地震类型？由于地球内部的“不可入性”、地震物理过程的复杂性，成为我们对地震认识的屏障。那么能不能找到一个科学模型来推演地震孕育的模型呢？如何解释这些异常的物理、化学意义？本文将参照核聚变原理初步探索并试图回答上述问题。
关键词 汶川；地震；震源机制解；地球黑子；卫星热红外；短临震兆；地震孕育机理；预测，磁力线重联，核聚变
尽管汶川地震的异常比较少，但仍出现一些突出的异常，如震前的电离层红外热异常，地电阻率骤然下降，地磁低点位移等异常以及震中地区地震前2年内连续干旱等；这些异常存在什么内在联系呢？追溯这些异常，李志平发现它们可能是形成一组核聚变的链条，汶川地震可能是核聚变的产物，只有核聚变才能产生这样的震兆和破坏力强的地震。
1 地震是如何形成的？
地震可能是断裂带含卤层的氘发生核聚变，核聚变释放能量导致地震。
2 哪些因素导致地震？
2.1 导致地震因素
可能包含：太阳和月球引力，太阳风暴、太阳黑子、耀斑爆发喷射宇宙射线，地球磁场、电场、大气电离层、磁暴、雷暴、台风，火山喷发，断裂带内的含卤地层（地下卤水）等因素。
地球受太阳和月球的吸引以一定的角度自转和公转，其带动地球电场旋转从而形成地球磁场。地球与太阳之间存在积极地磁通量转换以及地球磁场在太阳风的吹袭下呈中间磁力线闭合而两极磁力线不闭合的漏斗形（图1）。地球磁场在太阳风（图3）的影响下形成集双镜磁约束（图2）以及托卡马克环流器磁场形态（图4）的集合体[1]。
地球稀薄大气受到宇宙射线（阳光中的紫外线和X射线等）、高能粒子的作用使空气分子电离，自由的电子在与正电荷的离子合并前短暂地自由活动，在这个高度形成的等离子体区域即电离层。等离子体是一种导电的流体，具有一般流体的重力、压强、粘滞力外，还有电磁力。当导电流体在磁场中运动时，流体内部感生的电流要产生附加的磁场，同时电流在磁场中流动导致的机械力又会改变流体的运动。
磁暴主相期间，与粒子沉降相伴的强电场和电急流，使极区电离层发生极复杂的热力学扰动、电磁场扰动和磁流动力扰动，并能波及到全球电离层。
雷暴剧烈对流作用推动正电荷不断地注入上层大气，并很快地向水平方向传导，均匀地分布在地球周围的电离层，闪电活动又不断地将电子推向地球，带负电的地球表面和带正电的高层大气之间就形成了电场。地球与大气层间组成了一个球壳“电容器”。雷电也是等离子体，雷电的天电突增以及耀斑期间，电离层E层和F层底部的电子密度也突然增加，可引起短波频率突然偏离现象，诱发地震。
台风是电磁载体，它移动的方向受磁力控制，并对周围磁场产生扰动。
火山喷发、地震、台风和雷暴可激发中尺度大气重力波扰动。
几乎整个地表和地下均有氘的存在，氢以H 2 O、OH - 、H 2 、CH 4等型态，能广泛地存在地下水中。
2.2 地球黑子（等离子体涡流）
对应太阳黑子李志平提出一个新名词：“地球黑子”。它是一种特殊形态的等离子体涡流。
在太阳风的影响下地球（磁场）两极呈双镜磁约束以及中部呈托卡马克环流器磁场形态（宫本健郎，1981）[1]（见图1，2，3，4）的集合体。地球高空稀薄大气受到阳光中的紫外线和X射线和高能粒子的作用使空气分子电离，形成等离子体。在如同核聚变的磁容器“托卡马克环流器”中的磁力线约束下，等离子体螺绕环的扩散流体向圆面中心旋转行进并聚集，形成类似台风的等离子体涡流，磁力线最强处的涡流中心就是地球黑子。涡漩中心产生高能射线、中子和高能粒子，并伴有高度定向的核反应。地球黑子形态与太阳黑子极为相似，地球黑子呈凹陷状，是地球磁场活动最剧烈的地方。地球黑子是由本影和半影构成的，本影就是特别黑的部分，半影不太黑，是由许多纤维状纹理（电浆）组成的，地球黑子内磁力线随深度有很强的扭转和旋涡结构。地球黑子的磁场有极性，成对出现的黑子具有相反的磁极，磁力线从一个黑子表面出来，又进入另一黑子。
3 时空过程如何？
李志平认为地球局部环形闭合磁场逐渐增强，导致附近电离层的等离子体不断被约束“冻结”进入地壳磁极附近并积蓄起来并不断增强该地的电磁场，该地区受到等离子体的粒子辐射导致干旱，干旱导致地下水过量开采进而导致地下卤水（古海水）入侵。断裂带的含卤地层受到雨水或上地层水的混入，氘含量上升。当该地区电离层受到扰动时电子密度增加形成地球黑子（等离子涡流），带电粒子流与磁场、电场耦合，导致电场无规（湍性）散射而“退磁化”，理想磁流体“冻结”被破坏，波—粒子互相作用引起等效“碰撞”频率高反常，形成的反常电阻使磁力线重联，磁力线重联产生热能、X射线、动能，轰击断裂带含卤层（地下卤水）的氘发生核聚变，核聚变释放能量导致地震。
地球磁场呈双镜磁约束和封闭的环形旋转约束复合体形态。两极呈开端双镜磁约束状态，粒子会在两极（磁镜端）损失，难以满足受控热核聚变所需要的约束条件，因此地球两极会出现极光（磁力线重联）而不会发生剧烈的核聚变，所以该地区不会有大地震。除地球两极外其它部分地区基本呈封闭的环形旋转磁场，尤其以赤道±20最为明显。宇宙射线辐射将高空稀薄的空气电离，它被环形旋转磁场约束成等离子体；等离子体与磁力线“冻结”在一起运动；等离子体螺绕环的扩散流体向圆面中心旋转行进并聚集；磁流体(MHD)激波和间断加热或加速等离子体，涡流处形成地球黑子（等离子体涡流）；等离子体存在带负电的自由电子和带正电的离子，有很高的电导率，带电粒子与电场、磁场的耦合作用极强，导致粒子碰撞或电子被波的电场无规（湍性）散射而“退磁化”；导致理想磁流体“冻结”被破坏；波—粒子互相作用引起等效“碰撞”频率高反常，形成反常碰撞的反常电阻；反常电阻效应可以“撕裂”原来的平衡电流分布即“电阻撕裂模”；使两条平行的磁力线扭转在一起，以至于随它们一起运动的“等离子体元”分辨不出自己到底属于哪一条磁力线，磁力线“迷失”“扩散区”里磁场的几何拓扑发生了改变，磁力线重联[2]；磁力线重联致使磁能快速转化为动能和热能、自由能，释放短闪光似的X射线、高速等离子体喷射，并在狭小空间急剧释放，断裂带内含卤层中的氘受到轰击产生核聚变。地壳内磁力线重联之处即磁零点处就是震中。
也可说：太阳风暴、太阳黑子爆发、耀斑、台风、雷暴等磁极变化活动，通过磁、电、高能带电粒子或雷电等其他能量转化对地球磁场产生冲击、扰动，诱发地球空间或内部发生磁暴、这种磁与电剧烈的转换、传导，改变局部磁力线作用方向，使地球磁力线重联引发核聚变。磁力线重联是能量转换和加速带电粒子的基本等离子体物理过程之一, 在太阳活动、磁层活动和实验室等离子等能量爆发过程中起着关键性的作用。
地球黑子有时会反复出现，表明该地区被“冻结”粒子，不断进入地壳不断积蓄能量，能量达到一定程度时产生核聚变。核聚变的量级与地壳内部积蓄的能量成正比。
4 有关的所谓“证据”是否可以相互印证？有何震兆？！
形成核聚变的基本条件：闭合环形旋转磁场、等离子体、反常电阻、磁力线重联、射线、热能、动能、氘
4.1 电离层热红外异常(地球黑子)短临震兆显示磁约束、等离子体的存在
利用COSMIC电离层掩星数据，观测2008年5月12日汶川8.0地震震中区上空，震前一周内电离层F2层峰值电子密度NmF2多次出现明显负异常。
5.12汶川地震前的卫星遥感热红外异常，分四个阶段，第一阶段：始于2008年03月18日，到03月26日为止，持续时间为9天。第二阶段：始于2008年04月06日，到04月09日止，持续时间为4天。第三阶段始于2008年04月16日，到04月20日止，持续时间为5天。第四阶段：始于2008年04月26日，到04月27日止，持续时间为2天。[3]
有学者声称在发生5级以上的地震前，逾七成震央上空的电离层都曾突然变稀薄；规模6级以上强烈地震，更有高达九成会在震前出现电离层异常扰动。
震中电离层突然变稀薄可能是粒子随磁力线进入地壳的现像。
4.2 被磁力线“冻结”粒子产生热辐射导致震区干旱
有证据表明干旱和高温不是来自于地球内部而是地球表面。自2006年以来也就是郫县地电阻率开始下降以来，四川持续干旱。这是由于等离子体中的粒子束缚“冻结”在磁力线中旋回运动时散发热辐射导致震区干旱。这可能是旱震的原因。
4.3 被磁力线“冻结”粒子产生的辐射导致地壳内部流体异常、粒子增加
核聚变伴随大量放射性物质，衰变产物包括氦、氡。被磁力线“冻结”的粒子进入地球可以促使地壳中放射性铀、镭和钍加速蜕变成放射性惰性氡气，这些氡气可以通过地层断裂带，进入水、土壤和大气层。强烈地震前，氡气运移增强，水中的氡气含量的增加, 所以测定地下水中氡气的含量增加成为一种地震前兆。氡形成后很快衰变并产生一系列放射性产物，如衰变后成为放射性钋和阿尔法粒子。氡气是许多区域造成电离的主要来源。还可能是磁力线重联引爆甲烷、天然气等可燃气体产生高温致使热核聚变。
由科技部，国土资源部和中国地震局共同组织的“汶川地震断裂带科学钻探”，初步表明氦、甲烷和氡的流体异常与余震密切相关。
4.4 震前地电阻率下降显示反常电阻存在
地震前地电阻率下降，可能是断裂带受到卤水入侵，导致电阻率持续下降。
大地震前都伴随着不同程度的地电阻率下降，尤其是大地震前都伴有地电阻大幅“垂直”下跳。利用四川及其周边省市的地电阻率观测资料，分析了汶川地震前的地电阻率异常现象。发现这次 8．0级地震前，距震中310km范围内有5个台站，其中有4个台站出现2年以上异常，距离震中最近的郫县台(36km )的NE向，自2006年6月下降，至2008年1月下降幅度达到7．2％，1月底转折回升，至地震发生异常时间为2年半左右，地震发生在地电阻率恢复上升阶段；变化形态为趋势下降和年变形态消失。距震中310km的四川冕宁台EW向，自20007年5月初开始下降，至震前下降幅度达 222％。（图5）。与 1976年唐山7．8级地震相比较，趋势异常和短临异常的时间、形态、幅度等特征相类似，但汶川地震较唐山地震震中台站少。[4]
据红格台PS-100仪器5月6日凌晨2～6时HRT波的分析计算结果，在震前十几个小时已经得出5月12～13日以红格台为中心的600～800km环带范围内将要发生7.9～8.4的结果。实际上，5月12日14时发生汶川8.0级地震，其中一个极震区（北川县）据红格台640km。红格台EW道汶川8.0级地震前出现了HRT的半月潮及连续出现2个周期约为7天，幅度逐渐增大波动，震前10余小时，5月12日凌晨地电阻率持续下降约1.0%超过平时观测标准偏差十余倍，异常极为显著清晰。（图6）[5]
4.5 地磁异常显示磁力线重联
当没有磁场的等离子体在进入磁场区域时，会挤压磁感线使之变形。
利用地磁日变异常场预报地震的方法，如地磁低点位移方法，即是日变极小值出现时间（低点时间，为北京时间）在空间分布上的异常特征。这种少见的异常现象与强震发生有较好的相关性。研究了112次６级以上地震，主要是其中的23次7.0级以上地震，尤其是2008年5月12日汶川8.0级地震前地磁Z日变化极小值出现时间（低点时间）在空间分布上的异常特征，即地磁低点位移现象。此外还研究了汶川8.0级地震前出现的震中周围局部或区域性的地磁Z日变幅异常现象。这种少见的地磁异常现象与地震发生有较好的相关性，其发震日期８０％为异常日以后的第２７天或第４１天前后４天，发震地点在突变分界线附近，误差为距分界线一倍台距，此方法预测６级以上，特别是６．５级以上强震效果较好。２００８年５月１２日汶川８．０级地震前４月２４日和５月９日中国大陆地磁场都出现的地磁低点位移异常。低点位移分界线附近发生了汶川8.0级地震。[6]（图7、8）
另外，地球黑子（电流涡焦点）的纬向异常偏移现象与地磁低点位移异常基本同步出现，与地震震的同纬度偏移现象相符合。
4.6 在大气降水混入处的盆地边缘和断裂带含卤层，氘过量参数升高
四川盆地干旱，地下水超量开采导致地下水位降低，致使地下卤水(古海水)入侵，含卤地层受到雨水混入或上层地下水泄漏导致氘升高。所谓的雨震可能就是断裂带上的含卤地层混入雨水，氘升高，在雷电等离子体的轰击下产生核聚变导致地震。
所有含卤层，凡是分布于盆地周边或处在断裂构造发育或经过长期开采卤资源的卤井，明显受到大气降水渗漏补给的影响，它们的氘过量参数(d)都有不同程度的升高，升高的程度取决于现代大气降水混入的数量。三叠系不同组含卤层的卤水，卤水d值的变化与平面分布和含卤层的埋深有一定的关联，埋深愈深，卤水的氘过量参数(d)值就愈低。[7]。
也就是说，含卤层埋深愈浅，卤水的氘过量参数(d)值就愈高，这可能就是汶川地震震源浅的重要原因。
汶川8.0级地震后李志平的父亲李鸿庚发现汶川地震、邢台地震、唐山地震、海城地震可以连成一条斜直线。经过李志平的研究发现它是一条未被发现的断裂带“鸿裂线”。（图9）松辽盆地与渤海湾西侧的华北盆地以及鄂尔多斯盆地与四川盆地可能属于同一整块盆地。
4.7 指南针出现了乱转显现震区磁场“退磁化”
5月12日，北川中学下午上课时间是2点15分，也就是汶川大地震前13分钟，摆在桌子上的指南针出现了乱转现象。只有震中磁场退磁化的才会有这种现象。
4.8 闭合环形旋转磁场导致赤道强烈地震
我们知道汶川地震前并未出现太阳黑子爆发的情况，很多专家对太阳黑子爆发引发地震给予了否定。其实并不是只有不仅仅是太阳风暴、太阳黑子、耀斑爆发可以引发地震，台风、雷暴也可以扰动电离层，引发地震。2008年4月15日，第1号台风“浣熊”，以及5月2日，袭击缅甸的四级热带风暴“纳尔吉斯Nargis”，可能对汶川上空曾经多次出现异常的电离层产生扰动，致使磁场重联，产生核聚变。
并且地球与太阳之间存在积极地磁通量转换。最新研究发现《地球太阳间发现磁性隧道 每8分钟接通一次》在2008年10月30日，斯贝克日在阿拉巴马州汉斯维尔举行的2008年等离子体专题学术讨论会上说，在地球的光面，即靠近太阳的一面，地球磁场紧紧挤压着太阳磁场。大约每8分钟这两个磁场就结合一次，形成一个“隧道口”，高能粒子流出可通过这个口流出来。这个入口采取磁性圆筒的形式，宽度大约跟地球磁性圆筒一样。斯贝克认为，这种现象出现的频率是以前认为的频率的2倍。他说“我认为有两种磁通量转换事件：积极的和负极的。”在积极的磁通量转换事件中，粒子更容易穿过磁性圆筒，它们是地球磁器圈的重要能源渠道。负极磁通量转换事件是，磁性圆筒的阻力更大，粒子更难通过，它们的内部结构使粒子和磁场不容易通过。当行星际磁场(IMF)向南转移时，赤道附近就会出现正极磁通量转换事件。当行星际磁场向北转移时，高纬度区域就会形成负极磁通量转换事件。地球磁气圈(包围地球的磁性泡沫)里充满了太阳粒子，这些粒子通过太阳风，并穿过地球的磁防卫物到达磁气圈。磁场线尾随它们进入地球磁气圈，据追踪研究显示，这些磁场线一直从地球上延伸到太阳大气内。
4.9 太阳风暴引发强烈地震
美国宇航局发布2009年9月26日至27日连续30多个小时的太阳风暴录像。其后09-30 01:48萨摩亚地区发生8.1级地震，09-30 18:16苏门答腊南部发生7.6级地震。仅9月30日至10月8日，地球5个地区就发生了7次7级以上地震，并且它们都是发生在赤道±20度之内的。
在地球磁赤道左右约±20度之间F2层形成一个电离度高的沟，这个现象被称为赤道异常。因此，赤道地震就像多米诺骨牌一样来回震，有呼应关系。萨摩亚8.1级地震与苏门答腊南部发生7.6级地震之间有关系。
由此推定，赤道附近出现正极磁通量转换事件时容易获得高能粒子，从而发生核聚变可能性大，因此赤道附近±20度内地震频发；高纬度区域形成的负极磁通量转换事件时不易获取高能粒子，因此地震比较少的状况。它能与地球两极磁力线不闭合的双磁镜约束形态，难以满足受控热核聚变所要求的约束条件，因此地球两极很少发生大地震的理论以及地球中部及其附近呈闭合的环流器磁场形态，能够有效磁的约束了等离子体，因此赤道附近容易发生大地震相互印证。
5 磁场与现今地壳活动有何关系？如何描述？
交叉网络效应带反映磁力线活动、分布范围。
刘承昌预报灾害所采用“交叉网络效应线图”（图9）是依据地球公转的黄道面与赤道面所形成的23.5 °倾角，由于自转周的倾斜，其方向不变，是造成地球季节变换的主因。再结合地球上以23.5°+11.5°所组成的NW-SE，NE-SW向的效应线，以它为基础互相平行与交叉，纬度带又穿插其中，组成了该网络，为了适应预报范围较小的要求，将改网络加密到经纬度2°见方的范围内，以利防范。地球本身是个磁体，它的磁轴和自转轴倾角为11.5°，而赤黄倾角恰好是它的两倍。为此，该网络的内涵包括了地球自转、公转、磁极等所产生的综合效应，结合相关参数，可发挥该网络独特的桥梁作用，对预报地震及各类灾害是可行的。
6 据地球黑子进行短临预测
地球黑子本影与太阳黑子（图11）本影的温度正好相反，地球黑子本影是相对半影的红外低温电离云中的高温的云涡、太阳黑子是相对太阳高温大气的较低温的云涡。地球黑子是感应隅合式电浆，故可维持磁力线周围相当高之电子密度（电浆密度）。地球黑子本影垂直对应的地壳就是发生核聚变的地方就是震中。磁力线越强，地球黑子本影越深，半影的束缚的离子体越多，电浆密度越大、厚度、规模越大，反复出现的时间越长，地震的震级就越大。地球黑子可以判断短期地震，但是有时其会反复出现，难以判断哪次出现才是临震，这是由于核聚变反应，不仅要求等离子体的温度必须高到使离子能够克服彼此之间的库伦斥力而相互碰撞发生聚变反应，并且要求从等离子体发生聚变反应中释放的能量必须大于用以产生和维持高温等离子体所需的能量。因此，并不是每次出现地球黑子都会地震，但是只要出现地球黑子就表明该处磁力线强异常，反复出现可能会积蓄更大的能量，一旦爆发核聚变的量级就很大，汶川就经过了4个阶段的红外热异常，这可能就是8级巨震的原因。因此，临震有时难以判断，但是我们可以结合HRT波、地电阻率等异常相结合预测地震。
地球黑子不是孤立的而是成对或成群出现，会出现多米诺骨牌似的连锁反映，具有同纬度迁移的特征，以赤道为甚。地球黑子不是单一的而是连串的电磁扰动。地球黑子的出现，是地球磁场活动剧烈的标志，可能随时出现类似太阳耀斑爆发的特征，其表现为地光，放射大量的强力射线，同时放射大量的高能量的带电粒子等。在2009年7月4日云南楚雄姚安地震后，昆明网友拍摄到姚安上空出现类似氢弹爆炸阴霾。
6.1 汶川地震
卫星云图2008年3月21日9：00箭头所指处显示汶川出现地球黑子，该地出现热红外增温异常，2008年5月12日14：28 四川省汶川北纬31，东经103.4发生8级地震。（图12）
6.2 姚安地震
卫星云图2009年7月4日10：30箭头所指处显示楚雄姚安出现地球黑子，该地出现热红外增温异常，2009年7月9日19:19在云南省楚雄彝族自治州姚安县北纬25.6,东经101.1发生6.0级地震（图13）。
6.3 海西地震
卫星云图2009年8月27日16：00箭头所指处显示海西蒙古族藏族自治州出现地球黑子，该地出现热红外增温异常，2009年8月28日9:52在在青海省海西蒙古族藏族自治州北纬37.6,东经95.8发生6.4级地震（图14）。
6.4 尼玛地震
卫星云图2009年7月19日1：30箭头所指处显示西藏尼玛县出现地球黑子，该地出现热红外增温异常，2009年7月24日11:11在西藏自治区那曲地区尼玛县北纬31.3,东经86.1发生5.6级地震（图15）。
6.5 陕甘川交界地震
卫星云图2009年9月19日15：57箭头所指处显示陕甘川交界附近出现地球黑子，该地出现热红外增温异常，2009年9月19日16:54在陕甘川交界北纬32.8,东经105.6发生5.1级地震（图16）。
7 避免地震灾害、利用地球核聚变开发新能源
排除地震危害的就是要破坏形成核聚变的条件，进行人工干扰，防止等离子体的粒子聚集进入地球，以避免干旱和地震等自然灾害。未来我们还应利用地球核聚变开发新的清洁能源。
参考文献：
[1]《热核聚变等离子体物理学》，宫本健郎著,金尚宪译《科学出版社》北京，1981。
[2]《2008全国等离子体物理暑期学校讲义》王晓刚，2008，来自互连网
[3]《卫星热红外异常——四川Ms汶川8.0级大地震的短临震兆》魏乐军，郭坚峰，蔡慧，李海兵，强祖基，《地球学报》2008年10月，29卷5期
[4]《汶川地震前的地电阻率异常分析》关华平，张学民，李美，2009
[5]《汶川8.0地震HRT波地震短临波动前兆及HRT波地震短临预测方法》，钱复业等，《中国科学》D辑：地球科学，2009年 第39卷 第1期
[6]《汶川8.0地震前地磁短临异常与强震预测探索》王武星，丁鉴海等，《地震学报》，2009年3月，第31卷，第2期
[7]四川盆地卤水同位素组成及氘过量参数演化规律，尹观 倪师军 高志友 施泽明 闫秋实，《矿物岩石》2008年2期 |
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匿名
发表于 2010-5-9 21:06
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