内力作用及其表现形式

一、内力作用及其表现形式

(一)内力作用

内力作用是由地球内部的能量引起的。这些能量通常包括地球自转而产生的旋转能、重力作用形成的重力能和地球内部放射性元素蜕变时产生的热能等。

1.旋转能

已经知道地球是一个近似正球的旋转椭球体，由于赤道处线速度最大，约为464m/s，地球内部和表面的物质均受到不同程度的离心作用，赤道处最大，因此高纬度的物质有向赤道移动的趋势。据计算，地球自转产生的旋转能约为2.137×10²⁹J，而8.5级地震的能量也只有3.6×10¹⁷J，这样大的能量必然在地质作用中产生巨大影响。例如，有人认为地球自转速度的变化，其根本原因就是旋转能的影响，而直接原因则是因旋转能的存在导致地内物质的分异(尚有重力作用的参与)的结果。

2.重力能

重力能也有人称为引力能，严格地说两者并不等同。地球表面的重力是指地面某处所受地心引力和该处的地球自转离心力的合力(见图3-6)。地球引力与物体质量成正比，与地心距离的平方成反比。因此，地心引力在赤道处最小，两极处最大；而地面某处离心力与该处地球自转线速度的平方成正比。但是，离心力比地心引力小得多，以赤道为最大的离心力，也仅为该处地心引力的1/289，如果设想地球自转速度比现在快17倍，那么赤道处的离心力就增大17²=289倍，便与地心引力相等，该处地表物体也就没有重量了。因此，通常人们把重力与引力视为同一种力。

P—离心力　F—地心引力

R—某处至地轴的垂直距离　g—重力

图3-6　重力示意图

据估计，地球重力能约为10³¹J。在这样巨大的能量作用下，足以使地球内部和外部的物质产生重新分异和位移。

3.热能

地内热能的存在早已为人们所知。一般认为，地球内部广泛分布着放射性物质，它不断地蜕变并产生热量，是地热的主要来源。例如，一克铀在蜕变过程中产生的热量虽然只有1.09×10^－7J/s，但整个地球放射性元素蜕变产生的热量却有5.02×10¹⁴J/s，其中一部分通过地壳传导而散失，其量看起来很小，但地球内部的热能经过几十亿年的积累，使地内地幔的温度可达1000～2000℃，这样高的温度足以使地球内部的物质融化。目前认为，地球内部的岩浆活动、地幔物质的对流、板块的运动、火山和地震等的动力能，主要来自地球内部的热能。

(二)内力作用类型

1.构造运动

构造运动主要是指由地球内力作用引起的促使岩石圈发生变位和变形以及大洋底增生与消亡的地质作用。产生褶皱、断裂等各种地质构造，控制着海陆的分布，影响着各种地质作用的发生和发展，同时引起地壳的隆起和坳陷变化，导致山脉、高原、盆地、海沟、洋脊、洋盆等地理单元的形成。因此，它是一种使岩石圈不断变化的最重要的地质作用。

根据构造运动的方向又可分为水平运动与垂直运动两种基本形式。

水平运动是指岩石圈物质沿地球表面切线方向的运动。在以水平运动为主的地区，常表现为岩石圈板块的水平移动，并产生巨大的水平挤压或引张力，其最终趋势是使地表产生巨大的起伏，并形成大型的褶皱和断裂等构造，又叫造山运动。

垂直运动是指岩石圈物质沿地球半径方向的运动。这种运动表现为地壳大面积的上升和下降，形成大型的隆起和坳陷，产生海侵和海退现象，故又称为造陆运动。它作用时间长、范围广、运动速度缓慢。

垂直运动的速度、方向和幅度在不同时间和不同地点有不同的表现形式，如我国东部(华北平原等)表现为大面积的沉降，西部(青藏高原)则表现为大面积的隆起，所以这种运动往往是互相联系的，相互补偿的，其运动速度有快有慢，升降幅度也各不相同。

水平运动和垂直运动是构造运动的两个主导方向。从岩石圈发展历史来看，可以是以水平运动为主，也可以是以垂直运动为主，但构造运动总的表现为既有水平运动又有垂直运动的复杂情况。

此外，与水平运动和垂直运动相伴产生的还有褶皱运动和断裂运动。前者是指岩层受水平挤压后产生波伏弯曲的构造运动；后者是岩层受力后产生破裂或产生显著的位移，它常常表现在地势起伏变化突然的地区，如山地、高原与平原、盆地的接壤处。

2.岩浆活动

岩浆活动是地球内部的物质运动。岩浆在形成、运移和冷凝过程中自身会发生相应的变化，并对周围岩石和地貌造成影响。岩浆沿构造软弱带上升，喷出地表者叫火山作用；岩浆侵入到上覆岩层中的叫侵入作用。

3.地震活动

地震是地壳和地幔上部任一部分的快速颤动。这种震动常在几秒钟或几分钟即行停止。它是由地震引起的岩石圈物质成分、结构和地表形态发生变化的地质作用。地震往往是和断裂、火山现象相联系的，故全球主要火山带、地震带和断裂带在分布上常表现出一致性，而构造运动是引起地震的主要原因。