“青藏高原是空心的,,在它的地表層下存在一個(gè)極為廣緲的地下世界?!?這一膽大而又離奇的學(xué)說(shuō)發(fā)表后,,引起了科學(xué)界的震驚。多國(guó)科學(xué)家探測(cè)發(fā)現(xiàn),,青藏高原下存在神秘地下空間,。
自1995年始,一個(gè)國(guó)際科學(xué)小組在喜馬拉雅山地區(qū)沿東西方向布置了4條超寬頻帶大地電磁深探測(cè)剖面,,對(duì)青藏高原的地殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究,。研究表明,在青藏高原阿尼瑪卿山之下,,存在一個(gè)面積約10-15萬(wàn)平方公里的巨大地下空間,。
研究青藏高原是一門(mén)顯學(xué) 兩大板塊“碰撞”出新疑問(wèn)
大陸形成的板塊學(xué)說(shuō)是地球科學(xué)界的主流觀點(diǎn),。1915年德國(guó)氣象學(xué)家魏格納在《大陸與海洋的起源》一書(shū)中曾提出過(guò)大陸漂移的學(xué)說(shuō),卻因缺少證據(jù)而未能讓人信服,。到上世紀(jì)60年代初,美國(guó)普林斯頓大學(xué)教授赫斯提出了海底擴(kuò)張的概念,,并得到古地磁學(xué),、地球年代學(xué)、海洋地質(zhì)學(xué)等一系列學(xué)科新證據(jù)的支持,。地學(xué)界普遍接受了活動(dòng)論的觀點(diǎn),,并逐漸形成了板塊運(yùn)動(dòng)學(xué)說(shuō)。 青藏高原是大陸中頗為突出的構(gòu)造體,,因而也是研究板塊碰撞的最理想地域,。參與此次電磁探測(cè)的中方學(xué)者,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)地下信息探測(cè)技術(shù)與儀器教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室魏文博教授表示,,青藏高原有其獨(dú)特性,,海拔高、范圍廣,,因此,,青藏高原的形成、演化和新構(gòu)造發(fā)展是我國(guó)和亞洲,,乃至全球新生代最重要的地質(zhì)事件,。 在這門(mén)顯學(xué)中,解釋青藏高原的地殼增厚,、高原隆升是破解青藏高原演變的第一道門(mén)檻,。 根據(jù)主流觀點(diǎn),在7000萬(wàn)年前,,歐亞大陸和印度次大陸的碰撞形成了青藏高原,。關(guān)于這一演變過(guò)程,至今已有多種學(xué)說(shuō),。魏文博介紹了其中主要的幾種,。 第一種假說(shuō)認(rèn)為,印度大陸俯沖到歐亞大陸下面,,把青藏高原抬了起來(lái),,既為大陸俯沖說(shuō)。在大陸俯沖的作用下,,青藏高原地殼的厚度比一般的厚,。青藏高原南部地殼厚度為70至80公里,而一般為30-40公里,,科學(xué)家認(rèn)為這種“超厚”完全是因?yàn)槲鞑氐貧ず陀《鹊貧だ奂佣?。延遲俯沖說(shuō)與第一種假說(shuō)類(lèi)似,,認(rèn)為印度大陸沖到了雅魯藏布江后,到一定程度后就呈現(xiàn)下陡趨勢(shì),,一直深入到了地幔,。第三種是大陸貫入說(shuō),認(rèn)為印度大陸和歐亞大陸分屬剛,、軟兩種特質(zhì),。由于是軟物質(zhì),印度大陸貫入到歐亞大陸,。 無(wú)論是哪種假說(shuō),,兩大板塊碰撞了,青藏高原隆起了,。但科學(xué)家在對(duì)碰撞前后的物質(zhì)核算中,,卻有一個(gè)驚人的發(fā)現(xiàn):物質(zhì)不守恒了。這引發(fā)了新的疑問(wèn),。 美國(guó)學(xué)者勒.皮雄等人早在上世紀(jì)70年代,,就估算出了自印度板塊和歐亞大陸碰撞以來(lái)地殼縮短造成的地表?yè)p失量可能在57×105至62×105平方公里之間,而將這一數(shù)據(jù)與地殼的增厚量進(jìn)行了比較之后,,有18×105至30×105平方公里的短縮,,即二分之一或三分之一的短縮量不能被青藏高原的地殼增厚解釋。 學(xué)者推論,,這部分未對(duì)地殼增厚做出貢獻(xiàn)的地殼物質(zhì)必然橫向擠出或由下地殼進(jìn)入地幔而損失,。 電磁學(xué)探測(cè)地球內(nèi)部信號(hào) 青藏高原下有神秘地下空間 然而真正要解開(kāi)這個(gè)謎,必須潛入“地下”世界,。魏文博表示,,只有在地球內(nèi)部,才能找到能回答陸地內(nèi)部造山,、青藏高原物質(zhì)流向等本源問(wèn)題的正確信號(hào),。 于是,在1995年,,一支由來(lái)自加拿大,、愛(ài)爾蘭、中國(guó),、法國(guó)等國(guó)的學(xué)者組成的國(guó)際聯(lián)合小組運(yùn)用了電磁學(xué)方法,,布置了四條超寬頻帶大地電磁深探測(cè)剖面,希望能找到地球內(nèi)部反饋出的信息,。 之所以運(yùn)用電磁學(xué)原理去探究地殼,、地幔,是因?yàn)榈厍騼?nèi)部本身存在電磁場(chǎng)信號(hào),。魏文博解釋?zhuān)@一原理很簡(jiǎn)單,,頻率越高的信號(hào),,了解不同深度的地層結(jié)構(gòu)。 通過(guò)這些信號(hào)的收集可以更清楚了解高原底下的“活動(dòng)”,。當(dāng)然這種信號(hào)也受到很多因素的制約,,如太陽(yáng)黑子、太陽(yáng)風(fēng)等等,。 四條超寬頻帶大地電磁深探測(cè)剖面,,由西向東,分布在雅魯藏布江,,代表了青藏高原南部由西向東的整個(gè)態(tài)勢(shì):最西的一條電阻率高,,導(dǎo)電性差,,而東面的三條電阻率低,,導(dǎo)電性好。這一條線東西方向綿延1000多公里,,越往東測(cè)得的電阻率越低,。 這一從地球內(nèi)部發(fā)出的信號(hào)吸引了科學(xué)家,“這是一種很不尋常的地殼結(jié)構(gòu),?!蔽何牟┙淌诮忉屨f(shuō),青藏高原100公里深度范圍內(nèi)陸殼的電導(dǎo)高達(dá)0.3萬(wàn)至2萬(wàn)西門(mén)子,,是典型穩(wěn)定大陸地殼的10至100倍,。而更為顯著的特征是,青藏高原南部,,自西向東,,其導(dǎo)電性越來(lái)越好,說(shuō)明其地下有一種電阻小的神秘物質(zhì),,且越往東,,這一物質(zhì)的規(guī)模越大。 魏文博一行科學(xué)家分析了幾種可能性,?!巴ǔ?lái)說(shuō),固體巖石的導(dǎo)電性差,,高導(dǎo)體物質(zhì)一般為金屬,、石墨、水等,?!币婚_(kāi)始,科學(xué)家們認(rèn)為是地下金屬成分增多了,,但探測(cè)結(jié)果卻表明沒(méi)有如此富足的礦藏,,而石墨層在青藏高原的分布也被排除,。或者地下有一些類(lèi)似于水的液態(tài)物質(zhì),,并溶解了很多鹽分,,但這一點(diǎn)也很難得到觀測(cè)的證據(jù)。 最后,,科學(xué)家們判斷,,在深層的地殼下,水一般以形態(tài)特殊的水分子存在于巖層中,,出現(xiàn)如此集中的高導(dǎo)電性則證明,青藏高原東部有可能存在廣闊的地下海洋,。 關(guān)于青藏高原的隆升機(jī)制,有多種不同的假說(shuō),。延遲俯沖假說(shuō)(1987)又被稱為“千斤頂模型”,。專(zhuān)家認(rèn)為,印度板塊以每年50mm的速度插入到青藏高溫粘性的(牛頓體)下地殼中,,產(chǎn)生的抬升力作用于脆性的上地殼底部,,使青藏隆升。這一過(guò)程類(lèi)似于液壓千斤頂,,印度板塊相當(dāng)于插入歐亞板塊的活塞,,把力傳遞到整個(gè)青藏地區(qū)使其上升。(圖:7-15 印度板塊與歐亞板塊的軟碰撞(左)和硬碰撞(右)),。 與假說(shuō)一最大的不同是,,大陸塊體并非俯沖于青藏地殼底部或上地幔軟流層內(nèi),而是插入到了青藏下地殼中,?!斑@就像撐起的帳篷,俯沖地殼之下的剛性地幔很可能與俯沖地殼發(fā)生折離,,并且構(gòu)成了廣闊的地下空間,。青藏高原東部表現(xiàn)出高導(dǎo)電性,即是地下空間內(nèi)的海洋造成的,?!?BR> “地下海洋沿青藏高原東側(cè)的地殼弧形構(gòu)造分布,位于青海的阿尼瑪卿山之下存在著一個(gè)廣闊的地下空間,,初步估算面積約在10-15萬(wàn)平方公里之間,。”趙銘博士稱,,“柴達(dá)木盆地原本是高原,,其下也存在地下空間,后來(lái)坍塌就構(gòu)成了柴達(dá)木盆地,。
青藏高原存在地下水深循環(huán),? 科技日?qǐng)?bào) 原文鏈接:http://www./kjrb/content/2009-06/24/content_75146.htm 傳統(tǒng)的水文地質(zhì)理論認(rèn)為,,地下水僅限于在上地殼循環(huán)。前蘇聯(lián)和德國(guó)進(jìn)行的深鉆發(fā)現(xiàn),,地下水的循環(huán)深度至少達(dá)到了15公里,,已經(jīng)超出了上地殼的范圍。 “我們?cè)谖覈?guó)北方的沙漠中發(fā)現(xiàn)可能存在著深循環(huán)的水,,而且速度非??臁N覀?cè)诙鯛柖嗨?、?nèi)蒙古高原和華北平原發(fā)現(xiàn),,很多地下水不是來(lái)自當(dāng)?shù)氐慕邓赡軄?lái)自外源的遠(yuǎn)程補(bǔ)給,,根據(jù)氘,、氧、氚等同位素判斷,,遠(yuǎn)程補(bǔ)給源區(qū)應(yīng)該是緯度很高或者高程很高的寒冷地區(qū),,地表滲漏水通過(guò)深循環(huán)補(bǔ)給到了鄂爾多斯,、內(nèi)蒙古高原與華北平原等地,。”在日前中國(guó)科協(xié)第30期新觀點(diǎn)新學(xué)說(shuō)學(xué)術(shù)沙龍上,,河海大學(xué)科學(xué)研究院副院長(zhǎng)陳建生表示,,青藏高原地下水深循環(huán)的觀點(diǎn)是首次提出的。 “根據(jù)前人的地球物理探測(cè)與地球化學(xué)分析結(jié)果,,我們提出了西藏內(nèi)流區(qū)冰雪融水滲漏方式與滲漏通道的時(shí)空關(guān)系,,地下水在北羌塘滲漏到了中地殼以下?!标惤ㄉf(shuō),。 陳建生認(rèn)為,西藏內(nèi)流區(qū)的滲漏水不少于500億立方米,,循環(huán)的深度大概在122公里到200公里,。從羌塘到鄂爾多斯盆地上地幔有一個(gè)低速帶,深循環(huán)的地下水可能就是沿著這個(gè)低速帶由西向東補(bǔ)給的,。地下水到了鄂爾多斯盆地之后,,繼續(xù)向東補(bǔ)給到了內(nèi)蒙古高原與華北平原,但滲漏通道的深度已經(jīng)從100多公里上升到了20~30公里的中地殼,。 為此,,陳建生提供了三大重要證據(jù)。首先,,青藏高原地表水嚴(yán)重滲漏,。青藏高原中的西藏高原面積為120萬(wàn)平方公里,,分為外流區(qū)與內(nèi)流區(qū)兩部分,其面積分別約為59萬(wàn)平方公里和61萬(wàn)平方公里,,分別占49%和51%,。但科學(xué)家發(fā)現(xiàn),外流區(qū)的徑流量有4280億立方米,,而內(nèi)流區(qū)的徑流量只有202億立方米,,二者相差20多倍?!霸诒鼻继恋男l(wèi)星遙感圖上可以發(fā)現(xiàn),,很多的河流是來(lái)自于冰川融雪的補(bǔ)給,河流的寬度超過(guò)了1000米,,但是河流沒(méi)走多遠(yuǎn)就消失了,,并沒(méi)有形成湖泊,這表明河水滲漏到了地下,?!标惤ㄉf(shuō)。 其次,,地下有大規(guī)模溶洞,。陳建生的第二個(gè)證據(jù)來(lái)自于北羌塘鉆孔中發(fā)現(xiàn)的大規(guī)模溶洞。國(guó)家地調(diào)局成都礦產(chǎn)研究所在南羌塘與北羌塘各鉆了一個(gè)鉆孔,,他們要在這里找石油,,在北羌塘打了一個(gè)鉆孔很不順,打到200多米的時(shí)候就出現(xiàn)了大溶洞,,這個(gè)孔就廢掉了,,他們就移動(dòng)了孔位,在100多米遠(yuǎn)的地方又打了一個(gè)孔,?!般@孔發(fā)現(xiàn),北羌塘地區(qū)曾經(jīng)是一個(gè)含油氣很高的盆地,,而且石油經(jīng)歷過(guò)成熟的過(guò)程,,但是后來(lái)遭到了地下水滲漏的侵入,油氣也隨著地下水流走,?!标惤ㄉf(shuō)。 第三,,西藏納木錯(cuò)湖水位降低,。納木錯(cuò)湖是我國(guó)的第二大湖泊,總面積約1980平方公里,雖然是咸水湖,,但含鹽量很低,,每升水中的含鹽量只有1.7克,湖水主要靠唐古拉山的冰雪融化補(bǔ)給,。監(jiān)測(cè)得知,,2007年下半年,納木錯(cuò)湖水位降低很多,,從12月17日到25日,,這8天的時(shí)間湖水水位竟降低了10厘米,那段時(shí)間納木錯(cuò)湖是有河流入湖補(bǔ)給的,,而即便沒(méi)有入湖補(bǔ)給,,當(dāng)?shù)卣舭l(fā)也不可能這么大??梢钥隙?,這段時(shí)間內(nèi),湖水是漏的,。測(cè)算表明,,9月至12月期間,納木錯(cuò)湖不算入湖水量補(bǔ)給,,至少有3.5億方水下滲到地表以下,。實(shí)際的滲漏量還要大,從這點(diǎn)來(lái)說(shuō),,還是支持青藏高原水有滲漏觀點(diǎn)的,。 陳建生提出這一觀點(diǎn)之后,,也有不同的聲音,。對(duì)于水究竟是從哪里來(lái)的,南京水科院教授顧慰祖就有不同看法,。顧慰祖認(rèn)為,,鄂爾多斯地下水補(bǔ)給資源總量每年為105億立方米,渭河補(bǔ)給黃河的水量每年為100億立方米,,問(wèn)題是其補(bǔ)給源至今并未查明,,并沒(méi)有找到這200多億立方米究竟是哪兒來(lái)的,如果是降水補(bǔ)給,,還沒(méi)有確實(shí)的依據(jù),,而且整體水量并不平衡。 地下水是不是廣為連通,?南京師范大學(xué)地理學(xué)院教授汪永進(jìn)認(rèn)為,,青藏高原存在地下水深循環(huán)這一理論思想比較新,其實(shí)質(zhì)就是兩個(gè)介質(zhì),一個(gè)是地下水,,一個(gè)是巖石圈中的空洞,。汪永進(jìn)說(shuō):“但是我們首先要搞清楚,地下空洞和地下水是不是廣為連通,?這是一個(gè)基礎(chǔ)問(wèn)題,。”
圖7-15 印度板塊與歐亞板塊的軟碰撞(左)和硬碰撞(右)
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