第二节 天文潮效应
天文潮,地球上的海洋和大气受月球和太阳引潮力作用,产生的潮汐现象。月亮是地球的卫星,质量只有地球的1/6,但它相对于太阳距离地球较近;太阳距离地球虽然很远,但它的质量却很大。这两个天体都对地球各处产生了很强的引力,从而形成了周期性潮汐。这种潮汐主要有:海潮,海水周期性涨落;固体潮,地壳规律性升降;大气潮,气压周期性变化。
研究表明,潮汐现象主要是由天体对地球上不同位置的引力差而形成的。太阳的引力虽然大,但由于它很远,对地球上不同位置的引力差几乎为零,所产生的引潮力只有月球的五分之二左右,所以潮汐的形成,主要是由月球对地球的引力决定的。月球在地球表面的引力作用点,即是太阴潮—引力潮(顺潮)的中心。同时,在另一个半球的对称点上,还有一个由离心力产生的太阴潮—离心潮(对潮)。随着月球自东向西的周日视运动,海平面就会出现周期性涨落。
既然地球表面的海洋和大气能够在太阳、月亮引潮力作用下,产生潮汐运动;那么,地球内部软流圈中的流体物质,为什么不会产生相同形式的运动呢?
根据潮汐的形成原理推测,软流圈中的流体物质,在太阳、月亮引潮力作用下,像地球表面的海水一样,在地球内部形成涌动;其可观测的物理效应,就是地壳有规律地升降——固体潮。固体潮不仅是岩石圈的潮汐涨落,而且还是软流圈内的流体物质潮汐涌动的结果。在日月引潮力作用下,流体物质与地球表面的海水、大气同步涨落。当引潮力增大时,流体物质向低纬度方向聚集,赤道带隆起。当引潮力减弱时,流体物质向高纬度方向涌动,聚集在赤道带的流体物质消退下去,像大海的波浪一样形成脉动波。
上述推演表明,软流圈中的流体物质不仅以环流形式运动着,而且还在引潮力的作用下,产生了一种脉动。就像人体的血液循环一样,同时存在流动和脉动两种运动形式。客观地说,地幔环流的运动速度是极其缓慢的,循环周期以万年计,在短时间内,难以对地壳岩石层产生可观的地质作用效应。然而,由于周期性的天文潮效应,源源不断地为软流圈中的流体物质注入能量,因而,对岩石层的作用效应显著提高,成为地震和火山爆发的能量之源。