[发明专利]地球动力学测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及地球动力学测量方法，其属于自然科学基础理论、材料科学、大地测量与地球动力学研究领域。

背景技术

人们的地球动力学研究方向主要围绕搞清楚地壳是怎样运动问题开展的，其方法主要有三种：地质学方法、地球物理学方法和力学方法，其实质是传统基础理论和应用基础理论的运用。然而，地球动力学的主要目标是解决地球动力学方法问题，即目前最需要解决的地球动力学问题关键在于解决地球演化规律研究方法这个核心问题。

地球动力学实际上应该是以研究地球演化与其控制因素之间关系规律为核心对象的科学理论体系，其主要内容应该是关于地壳运动或地球演化与其控制因素之间关系规律研究的定量方法。地球动力学的关键内容并不是关于地壳或地球演化现象与规律的描述，而是关于地壳或地球演化现象研究的定量公式和定量研究方法。就像力学，其核心内容不是自然界中运动现象的描述，而是力学定律。即，力学是关于力与运动之间关系研究的定量公式和其中包含的研究方法。地球动力学的核心内容也应该是定量公式和其应用方法的说明。然而，目前世界上的地球动力学确是以定性讨论地壳运动现象为主的定性科学理论体系。因此，可以说，目前世界上还没有出现真正意义上的地球动力学理论。

长期以来，建立地球动力学理论体系一直很困难。其主要原因有两个：1、传统观念的不科学性。在传统观念中，自然事物发展演化与作用之间的关系就等于自然事物发展演化与自然力之间的关系，而不是与作用现象之间的关系，表现出了基本观念的不科学性。2、传统基础理论和基本的科学研究方法的不科学性。传统基础理论对自然体演化与其控制因素之间的定量关系规律缺乏完整认识，如对作用与变形之间的定量关系缺乏正确认识，对运动与变形之间的统一规律缺乏正确认识。传统科学研究方法如参数引入法存在严重的科学性问题。参数引入法：用一个参数联结任意两个科学量、给出与客观规律不符的定律或公式或理论，不仅给出了不科学的理论与公式，并且导致人们养成了不去深入实际探索客观规律的懒惰习惯。在各种科学实践中，随便在两个物理量之间添加一个系数便确定一个公式，不用考虑客观上的实际规律，多省事呀！可是，这样的公式与客观规律往往是不一致的。现代科学研究领域的这一现实给地球动力学的建立与发展带来了巨大障碍，是人们长期没有解决“地壳运动与其控制因素之间定量关系问题”、没有解决“地球动力学研究方法问题”的关键。地壳运动的实质是地球内部的关系变化，其中包含了运动、作用、运动变化和变形所有现象之间的统一问题，在以“力与运动关系研究为核心的力学理论”基础上很难搞清楚这一统一问题，很难解决地球动力学理论与方法问题。

20世纪80年代，我国产生了作用学。作用学引入了作用量、虚作用、虚作用量、实作用、实作用量、虚力、实力、虚度、实度、虚度变化率、实度变化率等等新概念，建立完善了各种自然现象的量关系统一理论，给出了描述自然发展演化基本规律的方程组，并揭示了运动与变形间的统一规律，解决了自然科学研究的最基本方法问题，为本发明的完成奠定了基础。

发明内容

本发明针对传统地球动力学存在理论与方法缺陷的不足，采用作用学作为理论依据，提供了一种地球动力学测量方法，

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：地球动力学规律的基本理论方程为

其中，x表示地壳运动距离或滞动距离，F表示作用力，E表示虚度，即受作用地壳的可运动程度或称可变形程度，m表示产生地质作用的质量，t表示地质作用时间或地壳运动时间，T表示实度，也可以称为受作用地壳的不可动程度，x₀₁表示地壳运动初始量，x₀₂表示地壳滞动初始量。

进一步的，根据力学描述质点运动的方程，得地壳的运行方程为

其中，x表示地壳运动距离或滞动距离，m表示产生地质作用的质量，δ为地质作用力的变化率,其量纲为牛顿/秒，β表示虚度的变化率，F₀为初始作用力，E₀表示初始虚度，a表示m的位移加速度，t表示地质作用时间或地壳运动时间，x₀₁表示地壳运动初始量；

根据作用学，虚力F_F等于作用力F减实力F_T，即，F_F＝F-F_T＝EF，所以，

(E₀+βt)(F₀+δt)dt＝(F₀+δt)-(T₀+αt)(F₀+δt)，