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未来全球环境灾变(2)

时间:2011-02-06  归属:新地球观
那么为什么全球大多数地震会发生在上述三条地震带上呢?学者们认为,这主要与相互作用的板块板缘活动有关,即大多数地震都是板缘地震。板缘地震的典型例子即为1999年发生于土耳其伊兹米特的7.4级和我国台湾的7.6级大地震。前者是由欧亚、非洲和阿拉伯三个活动板块板缘相互挤压的结果。由图7.5可知,土耳其之南是非洲板块,南东是阿拉伯板块,这两个板块向北运动,与正在向南运动的欧亚板块相对抗。由于它们以(13~20)mm/a的速率移动着并相互挤压,所以使三板块板缘的压力大增。据相关统计资料,在长约 1000km的北安纳托利亚断层带上,在60年(1939~1999年)的时间内就引发了7级以上大地震8次,而每次大地震都使北安纳托利亚断层带的破裂长度向西推移了40~360km。而1999年的这次地震又使伊兹米特海湾附近的山峰拔高了0.6m,伊兹米特以南大陆块向西推进了34.5m。后者(我国台湾地震)是菲律宾海板块与欧亚板块碰撞所产生的应力使台湾南投—台中地区呈南北走向的大茅—双冬及车笼埔两条活动断层受挤压,造成剧烈上升及平行移位所引起的。地震所造成的地表裂缝断续绵延100km,水平左移达12m,断层落点长达7~8m,地震中毁坏的建筑物和日月潭风景区都集中在断裂区附近。

板块内部也可能发生地震(板内地震)。日本内陆浅源地震及中国大陆内部的大多数地震都属于板内地震。板内地震虽由板内局部力系所引起,但也是板块相互移动的产物。不论是板缘地震还是板内地震,地震之所以发生都是因为地球构造变动时,能量以弹性应变能形式贮存于岩石中的缘故。如果岩石中某一点累积的形变超过了岩石所能承受的极限时就发生破裂,破裂时相对断层面的上、下两盘将各自回跳到平衡位置,于是贮存在岩石中的弹性应变能便被释放出来。释放出来的应变能一部分用于克服断层面的摩擦,一部分用于使岩石破裂,还有一部分转化为使地球震动的弹性波振动能即地震。

近几十年来频繁的强震活动及其危害已为当今的各级政府和社会公众所关注,然而,对于地球科学家来说,地震预测仍然是一道尚未解开的世界级难题,学者们预期随着对地球动力学演化规律的揭示,以及对地震破裂物理过程的认识,这一难题有可能在21世纪取得突破性进展。深受地震折磨的人们还得耐心等待啊!

除地震外与地震伴随的灾害还有火山,当然并不是所有地震都伴随有火山。据学者们研究,在最近100万年内发生的火山,90%以上都集中在板块边缘或其附近。大洋中脊及俯冲带两板块对冲碰撞带是发生剧烈火山活动的地方。以位于大西洋中脊上的冰岛为例,全岛共有100多座火山,其中27座是活火山,平均每隔5年就有1次火山喷发。在非洲和欧亚板块边缘的意大利西西里岛埃特纳火山,自公元前475年有记载火山喷发以来至今,已大规模喷发达500多次,1999年9月这一次,其熔岩喷发柱就高达200多米。日本小笠原群岛以西的火山岛——西之岛也是由太平洋板块向菲律宾海板块俯冲所形成的。

板块内部也有火山活动,我国长白山天池即为板内火山。从历史上看,天池火山有过 4次喷发,其中  5 000年前和公元  1199~1200年的两次属于爆发式火山喷发,之后800年来一直没有喷发,但据火山学者的最近研究(刘若新等,1999),我国长白山天池火山是活火山,即历史上有过喷发,现在仍在活动的火山。目前国家有关单位已设置了永久性的监测设施和工作站,日夜警惕着天池火山的活动。

全球海平面变化

海平面变化也是全球变化的自然现象之一,是一种渐进的世界性自然灾害,它泛指全球海平面升降值的变化。这一升降值变化主要受大洋盆地容纳大洋水体体积,以及大洋中物质分布和动力作用的引力变化所影响。5000万年前,由于印度板块及非洲板块与欧亚板块碰撞,使陆地面积大为减少,致使全球海平面下降了约20m。距今18 000~6000年间海平面呈上升趋势,距今6000年以来全球海平面整体趋于稳定,但局部有变化。近100多年来海平面又呈整体上升趋势,据1880~1980年的观测统计,平均上升了14cm,以1980年海平面为基准,2050年海平面将上升30~50cm。1992年政府间气候委员会(IPCC)对未来全球海平面上升值进行了评估,其中最佳值是2030年,较现在上升18cm,2070年为44cm,2100年为66cm。我国沿海地区相对海平面变化,1997年平均升高0.9cm,1998年平均升高2.6cm,以上海地区最为突出。据有关专家(马在田,1997)估计,到2050年,海平面将相对上升50~70cm,呈准线性变化。

海洋是人类生存的第二环境,海平面上升将对全球生态环境系统和人类社会发展带来严重后果,往往导致海岸线后退,海堤受损,农田盐碱化,威胁着人类的生存。因为全球约有1/2的人口分布在沿海地区,如果海平面上升1m将使500万km2的土地、占全球约1/3的耕地和10亿人口受到冲击,所以,海平面上升近年来也同样受到各国政府及社会公众的关注。

自然资源危机

自然资源是地球自诞生至今历经漫长地质演化所带给人类的宝贵财产,然而由于世界人口激增,为了保证生存和繁衍,人类对自然资源年复一年地进行着目空一切的掠夺和挥霍。到20世纪后半叶,据有关专家研究,每年土地资源(地表土壤)的流失量约为200亿t,盐碱化和沙漠化面积的不断扩大,已威胁着8.5亿人口的生存。全球森林覆盖面积约减少了1/2(同20世纪初相比),干旱地区60%的草地已荒漠化。太平洋、大西洋以及地中海和黑海的鱼产量在逐年下降。淡水资源危机已成为最紧迫的全球性问题。与过去50年相比,全球淡水用量增加了近4倍。目前占全球陆地面积60%的国家和地区缺水,约12亿人口生活在缺水城市,14亿人口在没有废水处理设施下生活。世界矿物燃料,特别是化石燃料日趋枯竭。专家们(李德年,1997)估计,除煤还能维持二三百年外,其他燃料都难以长期维持,即使勘查储量还会增加,但需求增加会更快!目前全世界每年燃煤约40亿t,石油约 25亿t,并以每年 3%的速度在增长,能源危机相当突出。

资源危机的另一负面影响是资源开发利用中所产生的一系列环境污染问题。全球每年排放进入大气层的气体,CO2为57亿t,CH4(甲烷)约2亿t。排放有害金属铝(Al)200t,砷(As)7.8万t,汞(Hg) 1.1万 t,镉(Cd)5 500t,均超出自然背景值20~300倍。因SO2的排放所诱发的酸雨的频度在增加,酸雨被称为“空中死神”。SO2的主要排放源是燃煤。我国是燃煤大国,煤产量的80%直接用于燃烧。据有关学者(姚福生,1997)研究,1993年全国向大气排放 SO2约 1800万 t, 2000年达2 160万t。由于资源日趋匮乏,环境污染日益加剧,气候反常,臭氧层的破坏速度在大大加快,特别是南极上空50%以上的臭氧层都已消失,南极臭氧层空洞已扩大到 2.4×107km2以上。同时,世界人口激烈增长的势头又难以遏制。所以,未来地球生存环境形势严峻。专家们设想再为人类寻找一个新的“地球村”,实行星际移民,或者寻找一处可以索取资源的新空间,这也许是可能的,但据20世纪的星际探测情况看来,实现这一理想目标的时间依然比较遥远。人类目前及今后长时期内惟一可行的现实选择,那就是在地球上自己拯救自己,共同行动,走可持续发展之路。

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