【原】关于地震层析中P波波速异常的若干假定

Seisman 2020-07-16

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Seisman

1. The conception of the velocity of P-waves^[1]

The velocity of P-waves in a homogeneous isotropic medium is given by

where K is the bulk modulus (the modulus of incompressibility), μ is the shear modulus (modulus of rigidity, sometimes denoted as G and also called the second Lamé parameter), ρ is the density of the material through which the wave propagates, and λ is the first Lamé parameter.

Of these, density shows the least variation, so the velocity is mostly controlled by K and μ.

The elastic moduli P-wave modulus, M, is defined so that M = K + 4μ / 3 and thereby

Typical values for P-wave velocity in earthquakes are in the range 5 to 8 km/s.^[2] The precise speed varies according to the region of the Earth's interior, from less than 6 km/s in the Earth's crust to 13 km/s through the core.^[3]

2. 关于P波波速异常的若干假定

热柱的存在已经成为广泛共识，而且为大量地震层析结果所证实，因此：

假定1：在地球自转角速度变更的适当相位，部分地幔深部重物质沿着习惯性通道向地表方向甩出，形成上地幔的某种热柱，构成地震、火山、大陆漂移的主要能源物质；在地球自转角速度变更的适当相位，地幔深部上涌的重物质由于重力作用回落；周而复始，构成热柱的活动韵律。

本假定在对照地球自转角速度变更与地震、火山关系后作适当修订。

在存在上涌侵入体而且假设P波的弹性模系数M不变的情况下，v_p只与密度ρ有关，因此：

假定2：部分热柱满足相变、成核和空化的条件，产生空泡或空泡流，构成地震柱。地震柱内空泡逐渐生长并上升到一定深度溃灭，形成中、深源地震，释放热能，并由下而上构成逐层驱动之势。由于空泡或空泡流的存在，使得地震柱构造内物质密度低于柱外环境物质，从而形成P波的快速异常体。

本假定类似热机工作原理，适用于全球所有24个地震柱构造。引发5级、6级、7级中、深源地震所需空泡或空泡云尺寸很大，因此地震越活跃的地震柱构造P波快速异常的反差越大。

本假定下的中、深源地震活动是壳内强震和火山喷发等频发灾变的主要能源。

假定3：部分热柱不满足空化条件，没有中、深源地震活动，但由于地幔上涌物质密度略高于环境物质，从而形成P波的慢速异常体。

本假定适用于冰岛、夏威夷以及大洋中脊带有火山和浅源地震活动的地区。

本假定下的火山喷发和大洋中脊带的海底扩张有利于推动大陆漂移的全球性缓慢运动。

这3个假定构成地震地热说的3个基本假定。