地球出气：地震灾害的根源—流体与地震系列谈

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        地球出气：地震灾害的根源—流体与地震系列谈
                 郑州地象科技有限公司  寇伟 13903832188
    地质学家杜乐天先生论述了地球存在的5个气圈：（1）大气圈，地表之上的高氧化态大气圈呈连续性球面分布，具有低温低压和低密度特点；（2）上地壳气圈，分布于地表下和海面下大约6—7 km深度之上，呈不连续和不均匀分布，由海水、地下水、岩层中气体、可燃气、石油等组成，是人类目前大规模开发的对象；（3）中地壳气圈，深度大体是地下7—20 km，温度约200—400oC，压力数百到数千MPa，气体分布不连续也不均匀，随大地构造部位而变；（4）上地慢气圈（亦为软流圈），其深度是地下28 km到70 km以下不等，温度1000—1300oC，压力几千到几万MPa，气体呈高密度、高能、超临界态弥漫赋存于橄榄岩、辉石岩、榴辉岩中；（5）外地核气圈，是位于地核外的液态铁层，在超高压下溶解铁水中含有巨量的氢，形成强大的氢流向上幅射。
    杜乐天先生认为：“地震是在热动力作用下地球排气中的氢原子、氦原子及氢分子这自然界三大破裂能手，在地下岩块的闭锁部位通过气裂气胀使岩块断裂造成的。这已被卫星热红外多年数万张监测图像所证明”。深部流体中的氢气体具有自然界最小的原子和分子，在高压环境下可以扩散到最细小的裂隙和孔隙中，造成岩石的内裂隙气劈气胀、裂缝扩大。所以，从下层高温高压流体圈闭内最先逸出的是气体，这些突破圈闭的气体在数量上由少到多、在速度上由慢到快，上行通路由细小裂隙、逐渐增大形成较大的裂缝，与断裂构造内的上层流体空间连通，释放出的高温高压流体会导致不同规模的岩层崩裂，其振动波传导致地表造成地震。
    然而，从外地核气圈穿过地幔层幅射上来能量强大的氢流在相对坚硬且完整的岩石圈的阻挡下，被圈闭并汇聚在岩石圈下，以地幔流体（幔汁）的形态构成了上地慢气圈（亦为软流圈）。由于岩石圈并非铁板一块、毫无缝隙，在软流层的地幔流体（幔汁）凭借自身强大的腐蚀力，通过岩石圈内的裂缝向上熔融围岩不断上行。虽然遇到封闭较好的岩层后会暂缓上侵，会在深部高温、高压流体作用下不断集聚能量，一旦达到圈闭岩层的应力应变极限，就会崩裂迸发式地突破封闭岩层进入上一层的流体空间内。
    如若上一层流体空间是相对闭锁的，进入其内的流体能量被温度和压力相对较低的流体所稀释分散，并与所接触的物质发生反应、进行能量交换，然后进入到一个相对的动态平衡期。期间，深部流体继续源源不断地供给能量，待积蓄到可突破圈闭极限时再一次爆发形成地震。
    若是突破圈闭后在断裂带内遇到的是构造内裂隙发育较好、封闭不是很严的流体空间时，来自深部的高能流体（液体或气体）将会在较短的时间内一路向上，携带能量高时会喷发出地表形成强震；或者是携带能量有限时，在抵达地表之前就被消耗殆尽，地震强度就会较弱。
    当然，即使是突破圈闭到迸发也是有一个过程的。一开始会从较小的裂缝由气体突破溢出，随着高温高压流体不断熔融围岩，裂缝逐渐扩大直至崩塌形成地震。所以，在发生地震前几个月或几年的孕育期内，会有少量气体溢出地表、地壳浅层流体出现异常；在临震期的几天内，会因为裂缝扩大产生小震或异常加剧；直到裂缝崩裂、大量高温高压流体释放的能量瞬间涌出，岩层便会大规模崩裂爆发地震。
    康熙皇帝曾在去世前一年批讲说：“大凡地震，皆有积气而所致”，“既震之后，积气已发，断无再大震之理”。其实讲的就是地球气上涌—突破圈闭崩塌—地震，以此模式不断孕育爆发的这一循环过程。
    常态下气体的密度仅为水密度的千分之一，而扩散系数却是水的万倍以上，所以在同样压力下气体比水更容易逸出和扩散。事实证明，地震前人们所能观察检测到的前兆信息，都是从地下排气开始的。这种由地下上行逸出气体产生的地震前兆信息包括：水温升高、水质异常、水位上升或下降，逸出气体中的碳和烃成分增多、气味异常，地表层地温增高，天空中出现地光、地电、黑色闪电，等等。而在在数量和程度上，至临震期会有明显的变化。
    由于在地壳上层断裂带内充满了水、且连通性较好，断裂带内深部气体逸出点位冒出的气体，会沿断裂带向外扩散。在地面观察可以从地下水及其中所含气体的异常大小，逐步由小到大追索到逸出点位置，也就是地下震中大致所在位置。因此，监测地震要有目的的在沿可能发生地震的断裂带上布点才会有用，那种广泛布点、盲目追求按面积加大监测点密度的做法实属浪费。

                               2022年11月3日