地震学报稿件01-7-20.PDF

第25卷 第1期 地 震 学 报 Vol.25, No.1 2003 年1 月 (89～95) ACTA SEISMOLOGICA SINICA Jan., 2003 文章编号：0253-3782(2003)01-0089-07 北半球压缩的空间大地测量技术检测* 金双根 朱文耀 (中国上海200030中国科学院上海天文台) 摘要 利用现代空间大地测量技术测出北半球活动板块边缘会聚、扩张和滑动速度．北半球板 块间南北方向运动总体上呈现会聚类型，反映北半球在南北方向处于收缩状态；北大西洋中脊 扩张速度明显小于南大西洋中脊；纬度为 7.7°,23.3°,34.8°,42.0°和 51.0°的闭合环纬线长变 化率分别为－20.0,－15.5,－3.5,－4.1 和－5.8 mm/a，均为负值，表明北半球纬向运动在收 缩．另外，利用板块欧拉运动定律得出北半球同纬度板块回路速度闭合差为负值，进一步验证 了北半球压缩． 关键词 空间大地测量 北半球 压缩 欧拉参数 中图分类号：P228 文献标识码：A 引言 随着全球构造学的发展，应用多种地球物理方法对全球构造进行全面探测，使得人们 对其采样和地磁条带的图象能够进行全面的地质构造学研究，进而对全球海陆分布及其构 造体的展布做出全球尺度的几何学和运动学的概括和解释．纵观全球，南北半球具有明显 的非对称性(马宗晋等，1992)．通过对地球内部热散失量、地震波速度分布、全球洋底地 磁条带图等研究，得出以下推论：北半球是冷半球，南半球是热半球；北半球是挤压半球， 南半球是引张半球(傅承义，1976；马宗晋等，1992；叶叔华，1996)．然而这些是否可靠， 尚待空间大地测量技术实测资料的检测，以便更好地认识地球变动历史中的造山、造海、 造陆和不同时间尺度的环境变迁以及各种形态的灾变．另外，地球在较短的时间尺度是否 平衡？北半球是否在压缩？随着 VLBI,SLR,GPS 等空间大地测量技术迅猛发展，为毫米级高 精度实测现今全球地壳升降和板块相对运动提供了保证．因此，高精度空间大地测量技术 能够检测北半球在较短时间尺度的运动状态．孙付平等(1999)利用空间大地测量资料，计 算出北半球纬线长变化率，证明北半球中纬度带纬向运动在收缩．但该研究结果存在空间 技术测站较少，分布不均等不足；黄立人等(2002)利用空间大地测量资料，计算出北半球 所有测站构成的内接四面体总体积变化率，证明北半球体积在收缩．但仍存在测站较少、 分布不均、内接多面体体积和不等于整个北半球体积等缺陷．本文将利用近 20 年空间大地 测量数据，借助于欧拉运动定律等，进一步给出北半球压缩的几种证据． * 国家重点基础研究发展规划项目(G1998040703)、中国科学院重要基础研究项目(KJ951-1-304)和上海科技基础发展基金 项目 (JC14012)资助. 2002-01-14 收到初稿，2002-06-24 收到修改稿，2002-10-04 决定采用． 90 地 震 学 报 25卷 1 北半球板块相对运动欧拉矢量 国际地球自转服务组织(IERS)公布必威体育精装版的ITRF2000 参考架速度场，其建立方法、台站 数量以及精度较ITRF96 和ITRF97 参考架有了质的变化,包括全球 360 个并置站上的 650 多 个测站，且绝大多数测站速度矢量精度优于 3 mm/a．板块划分以NUVEL1A模型(DeMets et al.， 1990)为板块边界，通过以下标准(朱文耀等，2000；Zhang et al.，1999)仔细选择北半球 各板块测站：①去掉位于板块边界带和形变较大的测站；②去掉测站精度σ ＞5 mm/a的测 v 站；③去