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世界磁异常图或许验证了大陆环及非洲板块等偏转过程-巧合系列21

2024-09-04科学

【巧合?!】系列内容的连载发布,接续【巧合?!】系列20。

在前面的连载文章中,通过力学分析和科学考察、气候学、地质学、古生物学等证据推理论证了地球板块的可能运动过程:

1)论述了通过陆地之间的海洋板块挤压痕迹,推测所有的陆地板块原本是一个由远古陆桥连接在一起的环状结构(简称大陆环),所以才能保证南极大陆违背离极力和太阳、月球引力并未漂移向赤道等古怪现象。

2)进一步通过科考证据推理发现盘古大陆质心最大可能位于南极点,分裂后的亚欧、南极+澳洲、南美+非洲+印度、北美四大远古板块因离心力漂移到赤道位置。因赤道处南、北两个海洋板块的运动对称挤压和裂缝处软流层岩浆物质上升,陆地板块之间生长出相互连接的陆桥结构。

3)由于非洲板块与南美板块分离,脱离大陆环,导致大陆环在约8386±49→8300万年前发生90度偏转,「竖」着跟随地球自转,将南极+澳洲板块顶到了南极圈内。非洲板块约6500万年前开始撞击欧亚板块。

4)约3333-800万年前,澳洲板块与南极板块分裂,脱离大陆环,向赤道漂移并持续挤压大陆环缓慢偏转约25度,800万年前趋于平衡稳定。

5)公元前3049年巨大小行星撞击百慕大,导致地球自转轴偏转约45度,并突变加速造成全球超级海啸灾难,造成全球大量早期文化历史断代。因全球板块自转质量不平衡,在约公元前2200年-前250年内,全球板块(含大陆环、分裂脱离环体的陆地板块和海洋板块)在高温高压的软流层上整体高速球面滑动漂移,最大漂移点速度计算达约2.3908公里/年。重新调整自转平衡位置后才基本达到今天的位置,后期为板块间的微小漂移。

本篇采用地球的磁异常图继续验证上述推测体系,连载正文如下:

5、世界磁异常图或许验证了大陆环及非洲板块等偏转过程

下图底图为第一版的世界磁异常图,此前称为世界数字化磁异常图(WDMAM),于2007年7月在第24届IUGG大会上正式公布.这幅图的编制工作是由国际地磁学与大气物理学协会(IAGA)和世界地质图委员会(CGMW)合作完成。图中最明显的就是我虚线圆圈标注的4个区域,这不正是陆地板块历史漂移留下的痕迹吗?

世界磁异常图

1)非洲板块漂移痕迹

世界磁异常图反应的非洲板块漂移-1

世界磁异常图反映的非洲板块漂移-2

上面2张图明确标注了 非洲板块从南美板块分离后约8300→6500万年前期间的漂移过程(撞击位置在图中是虚构推测的)、撞击亚欧板块后约6500→3333万年前期间的变化、约3333→800万年前期间大陆环25度偏转挤压非洲板块偏转约15度、公元前2200→前250年高速漂移过程共四个阶段的情况 ,其中,第一、三、四阶段与本书分析完全吻合。

在第三、四阶段的中间期约800万→公元前2200年期间,全球板块位置相对固定,在磁异常图中形成了明显固定位置痕迹。其中的3049撞击属于突变,磁场方向虽然发生了大幅改变,但板块间相对位置并没有改变,所以在磁异常图中的相对位置就不会发生变化;之后的800年相对位置也基本没变。

第四阶段约公元前2200→前250年虽然理解为全球板块的整体高速球面滑动,但从非洲板块的磁异常图来看,实际同时包含了一部分陆地板块与海洋板块的相对位移过程。

如下图所示,中国东部沿海地区偏转加位移约42个纬度,说明接近偏转的最大位移位置。大陆环球面滑动速度大于2.3908公里/年,但如果与海洋板块无相对位移量,相当于全球板块分布都没有变化,则磁异常图不会体现。

然而,世界磁异常图表明,非洲板块相对于海洋板块,几乎是无任何偏转的直接向北偏西相对位移了约1200公里,漂移速度计算约为615米/年。无任何偏转也就意味着,非洲板块虽然跟随大陆环一起旋转,有逆时针旋转的趋势,但同时还有一个相互作用力导致的反向旋转量抵消了,这与上一节第7小节「亚欧、非洲、阿拉伯半岛三个板块连锁作用的案例推测」的反向旋转原理解析完全吻合。而非洲板块与海洋板块的斜线位移量近似等同于大陆环带动全球板块的球面滑动量,难道是海洋板块没有跟随大陆环一起滑动吗?并不是,应该是保存在岩浆层之下的磁异常痕迹,具体原理见第六章第1节。

大陆环运动位置推测

另外,非洲板块在磁异常图中向西的移动分量应该是大陆环中亚欧板块逆时针挤压导致的,而向北的移动分量与亚欧板块逆时针偏转向南的趋势正好相反,也就意味着可能由于非洲板块加上印度板块的总质量太大,大陆环挤压不动,反而造成大陆环环体反向而向北整体滑动(如上图红色箭头)。大陆环沿环体向北滑动还有另一个关键因素就是本章第2节第3小节分析的,小行星撞击嵌入地球的质量导致地球自转质量不对称,所以质量最大的亚欧板块向北运动力求与小行星残骸质量保持自转质量对称平衡。

分析到这里还有一个问题,亚欧大陆北移也就意味着大陆环上的北美、南美板块应该移,但实际上南美板块向南的位移量很小,因为北美逆时针旋转并向西错位移动了,详细解析见下一小节。

继续非洲板块磁异常分析,第二阶段非洲板块撞击亚欧板块的位置是按照前期轨迹方向推测的,并不在磁异常图中存在。而推测结果反映出撞击后应该有一个顺时针旋转和南移过程,属于新发现的板块变化过程,也印证了前述亚丁湾形成源于板块间挤压斜面的分析推测。由于板块间挤压边界为斜面,所以非洲板块向东的挤压力会产生沿斜面向东南的运动趋势(见上图中红色箭头),导致非洲板块顺时针旋转,这应该就是地中海西侧收口的原因。预计约在一千万年后,当红海位置的形变隆起发生断裂并形成阿拉伯板块之后,非洲板块与阿拉伯板块产生错位偏转,撕裂形成初始的亚丁湾。

第二阶段非洲板块还有一个向南的相对位移量,板块的旋转和错位情况似乎都无法实现,较大可能是非洲板块碰撞亚欧板块时质心还未达到赤道,仍有向南的漂移运动;或者非洲板块撞击对大陆环还是产生了一定偏转或扭曲所导致。

但是由于第二阶段的变化过程主要发生在赤道附近,看起来对全球板块的纬度、气温气候、动植物等影响都很小,也就难以找到明显的历史变化证据来反向推测了。

因此,世界磁异常图中只能明显体现出非洲板块约8386+49万年前之前时期、约6500→3333万年前期间和约800万→公元前3049年期间3个相对完整的固定位置痕迹以及部分轨迹痕迹。

2)南、北美洲板块偏转痕迹

世界磁异常图反映的南、北美洲板块的运

世界磁异常图反映的北美板块运动痕迹

如上图所示,南、北美洲磁异常图反映的分析内容非常多。 南美板块在约8300→3333万年前期间的固定位置痕迹和约3333→800万年前期间跟随大陆环25度偏转的轨迹痕迹非常明显( 如图中2个深蓝色位置及黑色弧线箭头示意)。约800万→公元前3049年期间的固定位置痕迹与今天的位置很接近,且夹在25度偏转前和今天的两个位置之间,就难以识别了,但南端尖角区域产生的红色磁场轨迹还是很明显的。

但北美板块该阶段的对应偏转很不好分析,因为从北美板块磁异常再放大图来看,有若干形状类似的轨迹位置难以分辨( 备注:需要考虑地球球面图拉伸成平面图的变形情况,越靠边沿的变形越大 )。考虑到约8300→3333万年前期间大陆环及南美板块的位置相对固定(非洲板块对大陆环偏转影响无法判断,但即便按照非洲板块撞击后约6500→3333万年前期间估测,应该也有不小于2000万年的位置固定时期),而 非洲板块和南美板块在长时间固定位置的磁异常特征都非常显著 ,再结合大陆环25度偏转前后的经线变化位置(上图白色标注),基本确定再放大图中的 红色最显著位置最大可能就是3333万年之前的长期固定位置(特别是突出尖角都一样很明显) ,由此在上图中用黑色箭头和浅蓝色辅助线标注出大陆环25度偏转过程中北美板块的对应位置。

那么,图中黄色箭头应该就是距今约800万年前之后到今天的北美板块的漂移轨迹。由于北美板块在大陆环上是距离赤道最远的巨大质量的远古板块,所以在离极力作用下,趋向赤道且逆时针旋转的漂移运动最为显著,同时也会不断拉着白令海峡陆桥偏离大陆环越来越远。该期间还经历了公元前2200→前250年因软流层升温导致的全球板块整体高速球面滑动,软流层阻力降低也为北美板块漂移加速提供了条件。所以除了从大陆环分离出去的非洲、澳洲和印度独立板块外,北美板块偏离大陆环质量轴线最远,可能达到1500公里以上,引起两侧远古陆桥的扭曲也是最大最明显的。

非常有意思的是,上图中标注的3个红色小箭头区域沿线的磁异常形态,特别是最下面红色箭头标注的两个小凸起类似,看起来极其像盘古大陆四散分裂成四大远古板块时北美板块在约2.2879→1.8767亿年的漂移轨迹(时期分析见第3节第3小节分析,需要注意下侧向西凸出的是非洲板块的漂移痕迹,不能混淆)。关键的问题是:如果这确实是该时期陆地板块运动轨迹的历史留存痕迹?这意味着什么呢?

此外,通过关联非洲和南美板块共同分析会发现,25度偏转在理论上应该导致非洲板块的相对位置略有南偏才对,但磁异常图上非洲板块偏转时的质心绝对位置变化并不大,也就意味着欧亚板块在旋转的同时,被非洲板块顶住反而稍有北移(沿着大陆环向北滑动)。那么大陆环上地球对端的南、北美板块都应该南移。然而,南美板块从磁异常图来看质心也几乎没动,只有偏转量,只能说明大陆环又一次严重扭曲了。

亚欧板块挤压北美板块要向南移,而南美板块因离极力也要趋向赤道,阻止北美板块向南移,北美板块自身因离极力也要趋向赤道。所以北美板块在南、北矛盾作用力下大幅逆时针旋转并略向西移,即亚欧板块挤压北美板块向西南运动,南美板块挤压北美板块向东北运动,通过扭曲相当于缩短了北美板块在大陆环上的纵向距离;同时造成中美洲陆桥跟着一起逆时针旋转并错位扭曲(如下图所示),这或许就是今中美洲扭曲形态的主要原因,由此进一步压缩了亚欧至南美板块在大陆环上的纵向距离。环体扭曲抵亚欧板块推动南北美洲向南的运动趋势,所以南美及南极板块质心位置基本没动。

中美洲陆桥跟着一起逆时针旋转并错位扭

3)印度板块的位移痕迹

如下图所示,印度板块最明显的磁异常遗留痕迹也是对应距今约8300→3333万年期间的长期固定位置,在与今天位置的偏移量中,绝对占比同样为大陆环25度偏转。

世界磁异常图反映的印度板块的位移痕迹

4)澳洲板块的位移痕迹

如下图所示,澳洲板块从南极板块分离后因离极力漂移向赤道,磁异常图上多条近似平行的弧线充分验证了澳洲板块的漂移路径。同时,澳洲板块漂移抹除了亚澳陆桥南侧的所有痕迹,也包括磁异常历史痕迹。此外,图中的蓝色弧线表明,澳洲板块还有一个向东偏北的位移过程,也应该是将海洋挤压带北侧边沿挤压成凹陷性的过程。

世界磁异常图反映的澳洲板块的位移痕迹

有趣的是,澳洲板块在到达印度尼西亚区域后,可能有过多次移动。如下图所示,以澳洲板块东侧凸起的圆角弧线作为明显的对比标志和移动示意,为了方便观察,下面为无标注原图。很明显,黄色和白色虚线固定位置痕迹的移动轨迹不可能同样都指向今天的位置,肯定有一个是更早期的,且并不是指向今天位置,中间应该还有一次位移过程。

世界磁异常图反映的澳洲板块的位移痕迹

今澳洲板块与黄色痕迹的下方有一条连续的蓝色磁异常S型弧线,而且与亚澳陆桥海洋挤压带北侧边缘的形状基本一致(偏差应该源于挤压带本身因澳洲板块挤压的也会有一定形变),应该是漂移痕迹,所以黄色痕迹应该是最晚期即最接近今天的固定时期位置(注明:澳洲板块之所以无法再向北移,是因为被亚澳板块断裂扭曲部分以及海洋挤压带推移到北侧边缘之外积累的碎裂残骸挡住了)。

白色标注的磁异常痕迹我不完全确定,但角度太吻合了。如果是,那么就是更早约800万年前左右碰撞到印度尼西亚区域之后的移动轨迹,也遵循海洋挤压带边缘形状向东移动,东向驱动力应该源于海洋挤压带推移。

关键问题是,这两个轨迹的中间衔接轨迹(如图红色箭头所示)按古赤道方位只能向西南,向西违背地球自转方向,向南违背离心力,只能是印度尼西亚向东北远离了,这是什么情况呢?800万年前之后只有3049撞击和2200全球高速漂移两件影响板块运动的大事件,巧合的是,红色箭头的轨迹方向刚好与3049撞击后方向赤道方向一致,难道真的是3049撞击造成的?

确实有这种可能性,前面在第三章第3节分析过,地球各圈层的自转同步需要通过结构拉力、粘性拉力或摩擦力来实现,小行星撞击时必然导致软流层岩浆之上的全球板块自转速度比岩浆层之下的地球圈层快,同步需要时间。如果澳洲大陆历史位置的磁异常痕迹留在了岩浆之下呢?那么历史痕迹就相当于向自转线速度方向反向位移了,原理见第六章第1节。

但是,这种情况只是个历史痕迹,后期并没位移,又如何解释黄色箭头位移形成的蓝色连续弧线呢?除非蓝色连续弧线并不是移动轨迹,这还真不好说,因为弧线位置正好是澳洲漂移之前的大洋中脊位置,而且弧线西端似乎又超出了澳洲板块的位置,可能性很大。如果真是这样,那么3049撞击就类似约公元前2200→前250年期间的高速漂移情况,并不真正的产生漂移,而是地球板块集体错位后留下的痕迹了。

5)远古陆桥破裂后形成的海洋挤压带磁异常历史痕迹极其明显

其它陆地板块的磁异常历史留存痕迹由于和现在的陆地板块交叠严重或因陆地板块运动被抹除,难以辨别。但非常巧合又奇妙的是, 德雷克海峡陆桥、亚澳陆桥和白领海峡陆桥三大远古陆桥在破裂后形成海洋挤压带的磁异常痕迹却极其突出! 这说明了什么呢?

海洋挤压带裂口处的磁异常非常平滑,至少说明海洋挤压带的岩层与挤压侧海洋板块所产生磁场的岩层结构是一体的;而且就像澳洲板块漂移抹除了沿途老的磁场痕迹,海洋挤压带同样抹除了原有陆桥及海洋板块边界的旧磁场。但陆桥底层并未破裂依然连接,所以海洋挤压带岩层从理论上只能覆盖在原有被挤压海洋板块的岩层之上,由于磁场在原理上是同时叠加,海洋挤压带磁场明显也就也就意味着,海洋挤压带岩层产生的磁场强度足以掩盖下面老岩层的磁场强度。

上述分析验证了 海洋挤压带从岩层结构上应该属于挤压侧海洋板块,或两侧海洋板块分上下层共有 。特别是亚澳陆桥海洋挤压带已经切掉太平洋板块三个澳洲的面积,以后还会继续加大,未来可能将太平洋板块完全切开。

6)陆地板块磁异常遗留痕迹的特征性分析

那么,这些地表磁场异常的情况又是如何产生的呢?规律性又是什么呢?

磁异常其实是去除了地球标准磁场后的额外磁场,应该是由岩层产生的。岩层为什么会有磁场呢?因为岩石有铁磁性矿物,可以被磁化,所以岩石的磁性一般是在其产生过程中被地球的磁场所磁化的。举例来说,岩浆在冷却凝固形成岩石的过程中会被当时的地磁所磁化,也就把当时的地磁方向保留了下来。

根据上述磁异常痕迹与板块运动的比对分析,可以发现以下规律:

(1) 陆地板块在固定位置的时间越长,遗留的磁异常痕迹越明显 。该规律应该源于陆地板块与周边海洋板块之间的缝隙以及相互运动造成的活跃性,导致更多的岩浆上涌,冷却后形成带有当时地球磁场方向的岩石;而且时间越久,积累相同磁场方向的岩石量越大,磁场强度也就越大。

(2)任何磁体在不同方向的磁场强度下都会逐渐衰减,又被新的磁场磁化为相同方向。所以, 在海洋板块岩层中磁异常痕迹的保留时间可能至少长达2亿年以上 ,而该磁异常衰减的周期也取决于人类检测技术的精度。

(3) 陆地板块漂移经过的区域会消除掉原有磁异常痕迹 。因为,在陆地板块漂移经过的区域,带有异常磁场方向(与正常地球磁场方向不同)的岩石都被挤压到陆地板块的边沿区域或者碎裂四散,带有相同异常磁场方向的岩石散落到各个方向,异常磁场也就消除或减弱了。

(4)海洋挤压带属于海洋板块之间的裂缝及活跃地带,所以岩浆上涌会产生大量相同磁场方向的岩石,造成地表岩层异常磁场的积累增强。而且,岩浆产生的带有磁场的岩石会层层覆盖在海洋挤压带的边缘内侧,海洋挤压带的推移并不会改变边缘内测的岩石共向磁场;同时,处于海洋挤压带外侧的、另一个海洋板块的岩层,由于相同方向的挤压过程共同转向,也会形成比较一致的磁场,这应该就是 海洋挤压带及历史痕迹在世界磁异常图中极其明显 的原因。

6、世界磁异常图保留了几千万年前至今的板块历史痕迹?软流层顶部的岩浆层厚度可能很薄?岩浆层上、下都能保存磁异常历史痕迹?

然而,问题又来了,几千万年之前的磁异常历史痕迹难道不会跟随海洋板块的岩层漂移一起移动吗?最大可能真是如此!

如果按照目前主流海底扩张学中大洋中脊驱动海洋板块向传送带一样的漂移理论,也就意味着海洋板块的岩层以大洋中脊为分界线向两侧方向不断向外推移。非洲和中美洲对应区域的大西洋中脊应该在距今约6500万年前非洲板块撞击亚欧板块之后才产生,参照当前海底扩张学说中大西洋海底扩张1-2cm/年计算(应为单侧扩张速度),取中1.5cm/年,两侧海洋板块中带有历史磁异常痕迹的岩层到今天的推移计算值为975公里,两侧加起来共向外推移约1950公里。这也就是说,非洲板块约8300→6500万年前期间轨迹以及约6500→3333万年前期间长期固定位置的明显磁异常痕迹应该向大西洋中脊外侧推移975公里而部分消失;如果有跨越大西洋中脊的、漂移轨迹历史痕迹,也会从中脊位置被切开后拉开1950公里的间隔距离。

但是,下图浅蓝色虚线标注的西非边沿磁异常历史痕迹与今天的磁异常形状几乎相同,横穿了大西洋中脊,且明显与大西洋中脊产生的岩石磁场方向并不一致;而非洲板块漂移轨迹的磁异常历史痕迹与周边也有明显区别。还有,下图中3个红色箭头示意可能是北美板块从盘古大陆分离漂移的磁异常历史痕迹,与大西洋中脊磁场方向也有差异。再有,南美板块的磁异常历史痕迹按照大西洋中脊方位应该向西南推移,印度板块的磁异常历史痕迹按照印度洋中脊方位应该往东北推移,按约3333万年前至今计算值约500公里,即南美和印度板块的磁异常历史痕迹在今天看应该远离约1000公里,但今天世界磁异常图上两者同时期磁异常历史痕迹的质心距离跟今天差不多,也表明两者的磁异常历史痕迹并未跟随海洋板块推移。

因此,根据上述分析,海洋板块岩层推移的磁异常痕迹客观存在,而陆地板块在海洋区域中几千万年前的磁异常历史痕迹直到今天都能发现,也客观存在,唯一的解释只能是同时存在——即陆地板块的磁异常历史痕迹在海洋板块之下的岩层中还仍有保存,磁异常图是上、下两个岩层磁场的叠加情况。

说到这里又复杂了,海洋板块的下面可是软流层,岩浆的发源地,一般来说 岩浆只有在凝结成岩石时才能将磁场方向固定下来,所以软流层又是如何保留陆地板块的磁异常历史痕迹的呢? 还是说另有内涵呢?

陆地板块由于比海洋板块厚得多,在软流层上单位面积的质量更大,确实在软流层中下沉的更深。但是, 岩浆属于岩石物质的熔融态,即固体、液体和气体的混合物而表现为流体状态,其铁磁性矿物质的磁场方向可以任意转动,是不可能保存固定磁场方向的 这也就意味着,约100-350公里的软流层极大可能仅顶部较薄一层才是熔融的流体状态,下面应该为固态特性才能保存住磁异常的历史痕迹。

同为软流层物质,为什么会出现流体、固体的不同形态呢?最大可能源于基于地球深度的压力和温度变化:我们都知道,地心温度约6000度,所以越往地球深处的温度越高,固态物质则越趋向流体化;然而,由于地球引力作用,越往地球深处的压力也越大,类似二氧化碳气体加压可以形成固体干冰,液态物质加压同样会趋向固体化;反之亦然。即物质的固体、流体形态取决于温度和压力两个相反的影响作用。

如果是单一物质,由于随深度变化的温度和压力曲线不同,就会出现两个临界点,温度升高至压力无法保持固态时转化为流体态,温度继续升高而压力增大的更快又导致流体被挤压成固态,所以只有中间部分为流体状态。这最大可能就是软流层顶部形成流体态而上下层都为固态的原理(海底岩层就是软流层物质循环冷却后,所以与软流层为相同的岩石物质组成),不过岩浆属于混合物,说明仅有部分物质成分流体化了,大部分物质还是固体颗粒混合在一起;而且流体化物质可能不止一种,所以并不一定具备明确的临界点位置,可能有一个渐变区域。

以海平面作为基准,全球海底地表的平均深度约3795米,全球陆地的平均高度约875米,相对于岩石圈层厚度约60-120公里可以忽略。海洋板块岩石圈层薄近似认为60公里,陆地板块厚近似认为120公里,则如下图所示,岩浆层只能在陆地与海洋板块软流层深度相差60公里区域的顶部,而下面区域的软流层还是固态(也可以称为固流体,即长期受压可以发生类似流体形变的固体)为主。而且即便是固态软流层,与陆地板块的边界面上还是会持续产生压差和错位情况,可能因摩擦生热而流体化,冷却后就保存了当时的地磁场方向,也就逐渐积累形成了较强的异磁场痕迹。

软流层的物质形态和保存磁场的原理分析

无独有偶,下图中非洲板块约800万→公元前2200年期间的磁异常痕迹应该也是保存在岩浆层之下的历史痕迹。因为, 约公元前2200→前250年的全球板块高速滑动并不会改变海洋板块与陆地板块的相对位置,也就不会改变非洲板块在岩浆层之上岩层的磁异常相对位置,即全球板块高速滑动并不会造成磁异常痕迹位置的改变;但是,非洲板块在地球上的绝对位置确实改变了,而岩浆层之下的软流层岩层保留了非洲板块原来位置的磁异常痕迹,也就造成与全球板块高速滑动后至今天的固定位置产生了位移。

岩浆层之下的软流层岩层保留了非洲板块

(未完待续,下一帖论述: 以南极板块为例总结盘古大陆至今的全球板块、相对转轴、纬度、陆桥、气温气候及古生物变化过程

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