还记得9月份刚进入大学,那是某一天军训的午休,大家正在午睡,突然有一阵强烈的抖动把大家都从半梦半醒中摇起,怀疑是不是哪个室友在恶作剧摇床,几秒钟之后我们才反应过来——这是地震了。对于地震这件事,家住内陆的同学从出生到现在都没经历过,但是福建,台湾的同学早已习惯,是什么导致了在中国地震这件事发生的区域更多在沿海而非内陆呢?
其中正是板块运动在发挥作用。今天,我们就来聊聊这场塑造地球面貌的板块运动,看懂它,你才能真正理解——为什么厦门总有震感,为什么日本火山不断,为什么我们的大陆还在"慢动作赛跑"。
介绍:什么是板块运动?
板块运动(plate motion)是指地球表面一个板块对于另一个板块的相对运动。1968年,法国地质学家勒皮顺把地球的岩石层划分为六个大板块(如图),所有这些板块,都漂浮在具有流动性的地幔软流层之上。 随着软流层的运动,各个板块也会发生相应的水平运动。
换言之,地球地壳不是一块完整的钢板,保持静止不动,相反,地壳更像是碎成了六块的蛋壳,板块之间会发生碰撞与分离,板块之间的活动即为板块运动。而板块的碰撞会造成边界的消亡,板块的分离则会产生新的区域。

(中国东南部处于亚欧板块与太平洋板块的交界地带,板块活动频繁)
更进一步讲,为什么板块会运动?
在解决这个问题之前我们要先了解一下什么是地幔对流:地球内部的热量(来自地核的余热和放射性衰变)加热了软流层(软流圈)中的岩石。受热的岩石密度变小、变轻,开始上升;冷却的岩石密度变大、变重,开始下沉。这个上升与下沉的循环,就是对流。
简而言之,地球内部像一个巨大的“活火山锅”,里面的岩浆因为受热而流动,这种流动就像传送带一样,带动着漂浮在上面的“硬壳”——地壳板块一起移动
但是地幔对流并不是唯一造成板块运动的原因,以下两个“拽/推”的机制也是是十分重要的: 板块拉力 (Slab Pull):当板块的一端进入海沟(俯冲)并下沉时,沉下去的那一段板块由于重量太大,像重锤一样将整块板块往下拽。 隆起推力 (Ridge Push):在海底山脊(海岭)处,新岩浆不断冒出,使得海岭形成高地。重力会把高地上的岩石向外推开,就像水从高处流向低处一样

(图片来源于网络)
板块运动-地球的雕塑家
板块运动有着多种形式,地球上的很多奇观都是“看不见”的板块在起着作用,下面我们来举几个常见的例子。
1.火山爆发:板块俯冲时,被拖进地壳的岩石在高温下融化,形成岩浆。岩浆上涌,在板块边界喷出地表,就是火山。火山喷发的影响范围大,伤害性高,是各国重点防治的自然灾害之一。

(图为美国基拉韦厄火山喷发瞬间,来源:搜狐网)
2.造山运动:千万年的"增高计划"
造山运动是指地球岩石圈(地壳和上地幔)发生大规模变形、褶皱、断层作用和隆起的过程,最终导致山脉形成。它主要发生在板块汇聚边界,“造山运动”的速度很慢,但是将时间尺度放大,高度变化就是天文数字。喜马拉雅山每年还在"长高"5-10毫米。听起来不多,但100万年就是5-10公里!这就是为什么青藏高原能成为"世界屋脊"。

3.地震:是指地球内部岩石层因应力积累而突然破裂,释放出巨大的能量,产生震波在地表引起的剧烈振动现象。地震波是能量传播的载体,主要分为两大类:体波和面波
体波(P波、S波)是地震最早抵达观测仪器的波,通常人类感觉不到,但仪器能记录。
面波(Love波、Rayleigh波)虽然到达稍晚,但携带了地震大部分的破坏能量,是导致建筑倒塌的主要原因。

环太平洋地震带包围了太平洋板块,全球80%的浅源地震、90%的中源地震和几乎全部深源地震都集中在这里。日本、台湾、菲律宾都在此地震带上,故地震频发。
总结
从厦门屡次的震感,到喜马拉雅千万年的崛起,板块运动这位"地球雕塑家"从未停手。它用亿万年时光雕刻出海陆轮廓、山脉湖海,也埋下了地震火山的种子。面对此类自然现象,人类确实渺小——我们无法阻止板块运动,但可以像水手研究洋流般读懂它。通过对板块运动的了解,让我们更加从容应对危急时刻,掌握危急时刻的必备的生存技能,做自己生命的守卫者。
本文作者:厦门大学洪逸丹、杨申婷(按姓氏首字母排名)。本文由厦门大学海洋与地球学院焦念志院士、碳中和创新研究中心胡晨副研究员指导,由海洋负排放(ONCE)国际大科学计划、厦门大学碳中和创新研究中心支持。
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