亚核反应大地震理论

范韩伦

2008年5月12日让人猝不及防的汶川大地震，最惨重的伤亡，发生在绵阳的北川，无可置疑地宣告传统地震理论预测地震的部分失效。做为中国科技城的绵阳学人，义不容辞地开始了新的"亚核反应大地震理论"的探索，提出了"软"、"拟"、"膺"等大型强子对撞机模具模型的大地震理论，把大地震的结构信息原理与大型强子对撞机的交换信息原理对应联系，融合电磁成因说与板块断裂说，试图定性解释大陆内的一个地区为什么能释放如此巨大的能量？为什么持续时间间隔不长可链发大地震？并已于2009年1月5日在上海师范大学召开的第二次量子信息与健康上海论坛学术大会上宣读发表。今年适逢汶川大地震4周年纪，由此再论地震区地层、元素存在时空关联的"软"、"拟"、"膺"等大型强子对撞机模型形成条件与地震关联的研究。

一、许绍燮大地震猜想

韩永全先生提出的地球内部核反应地震，论证大地震发生过后的地区不会再发生大地震，遭到中国工程院院士许绍燮猜等同志的质疑。地球内部能否发生核反应，尤其是能否发生热核反应，是现在地球科学争论不休的科学难题。我们的地球内部存在"软"、"拟"、"膺"等大型强子对撞机模具模型的大地震理论，当然也会争论不休。韩永全先生在回答"如果地球内部可以发生大规模的热核反应，应该首先表现为对地壳的融化"问题时说，他描述的地球的核反应，是局部的即地震的震源--地震中心位置，并非大面积的，对地壳的厚度影响不大。但"软"、"拟"、"膺"等大型强子对撞机模具模型的大地震理论则既是局部的，又涉及大面积的地质结构。

这可用许绍燮院士在《地震应可预测》一书中"地球不同分层控制着不同的地震震级事件"的研究作说明。许绍燮院士发现，千公里尺度的地层，也就是全中国地层甚至整个亚洲地层，可在瞬间发生整体浮动。他对我国2003~2005年的地震进行仔细分析后的结论是：2级地震可清晰地刻画出活断层的情况；3级地震则常常发生在河流的左岸（面对河流流水去向的左手侧）；4级地震呈现出似火星盆地间的搬运格局；5级地震表现出在经纬线方向上的某种对应。许绍燮认为这些现象向人们暗示，地层是分层的,不同的分层产生不同的震级档，不同震级档可以反映不同的地层所影响的地貌形态。因之地震有其某种内在结构。甚至自古至今，中国大陆内部高震级地震大多集中在距离地面10～25公里深度范围内，强烈地震在浅于10～15公里层很少发生，在深于25或30公里层面，也很少发生。同时，与地震在垂直方向非常局限相对应的是，强烈地震在水平方向的扩展却极为广阔，经常千百公里连绵不绝。强烈地震在分布范围极广而深度并不厚的薄壳中发生。这种薄壳结构受力后很容易屈曲变形，其屈曲变形波控制着地震分布地点与地震震级。

这里也可以用许绍燮院士的话说，亚核反应大地震理论"如果有问题，请随时质疑。科学不怕批评。"许绍燮地震学专家，1932年生于浙江省绍兴市。中国地震局地球物理研究所研究员；中国地震学会副理事长，国际地震灾害与预报委员会副主席，国际地震与地球内部物理协会执行局委员。从事核爆地震与天然地震监测工程技术研究。提出地震相关、缺震、等间距性、地震发震时刻与日月星辰宇宙环境有关等震兆，主持编写地震活动性地震预报方法程式，中国地震震级标准化；首先用非几何相似定震相定测点测定我国（首次）核爆当量；成功组建侦察国外核试验速报体系；创建多种测定核爆地震方法；代表我国参加禁核试地震核查的国际谈判；提出的识别核爆筛选方案，被接受纳入国际禁核试条约。

许绍燮院士提出地震存在"时空关联"的猜想，来源于一般认为大地震是地球内部能量长期积累的结果，一次大地震可能需要千百年的能量聚集，但他据目前印尼的一段地震带看，2004年12月26日，发生9.0级地震；2005年3月28日，8.6级地震；2007年9月12日，8.5级地震；2012年4月11日地震，为8.5级。虽然大地震不一定在同一地区短期内重复出现，但可能性也不能完全排除。仅仅在苏门答腊8.5级地震出现后的24小时内，印尼又出现了8.2级地震；在印尼之外，墨西哥发生6.5级地震，美国俄勒冈发生5.9级地震，汶川发生3.6级地震......这都说明，一些地震，如果有构造的关联，即使看上去距离很远，实际上可能关系密切。而某些地震，若不存在构造关系，他说："需要千百年积累的能量，为什么能凑得那么整齐，集中在几天、几年内同时释放？这表明地震的能量纵然有经过长期的积累成分，然而，从短期内连续集中释放的情况来看，我们认为尚需警觉其快速供能机制。"即印尼近10年的地震表明，对这个观点应该存疑。

二、核反应与亚核反应之分

1、什么是核反应和亚核反应？

许绍燮院士在《地震应可预测》书中说：大地震不是任何地方都能发生的，也不是任何时间都能发生的，大地震有其特定的时空结构。许绍燮认为：认识、改善、精确时空窗口，地震是应该能够预测的。条环交会、差异活动和深震与天外来客事件等，是制约发震时空窗口的主要因素。这当然对韩永全的地球内部核反应的地震理论也能作说明。这里首先应区别什么是核反应和亚核反应？

我们首先说，所谓亚核反应就类似大型强子对撞机内轨道运行的粒子对撞反应。而韩永全先生说的核反应，是指热核反应(核聚变)和核裂变反应。核反应一般指核子的反应，核子一般指质子和中子。所以亚核子一般指质子和中子内部的组成部分，如夸克、胶子等基本粒子。由此亚核反应指夸克、胶子等基本粒子的反应，如外源性的夸克-胶子等离子体的形成。

2、地壳内外核反应设备及形成条件之分

众所周知，地外核反应或者人工核反应实验，一要核反应的材料，如核聚变反应的轻元素和核裂变反应的重元素；二要核反应的设备，如核聚变设备的托卡马克和核裂变设备的核反应堆或氢弹和原子弹。那么韩永全的地球内部核反应形成地震的条件和类似设备的情况如何呢？韩永全说，在地壳的深处若存在密度较大的物质，密度引力会较大，将原子压塌或撕裂使该区域的密度增大，其实就是核聚变、裂变反应。

在地壳的深处温度高、压强大，正好是形成核聚变、裂变反应的环境，而且也形成周期性：即如以核聚变为主，使发生核聚变的地方密度继续增大，又为核聚变创造条件，这样是相互增长相互促进的。如果发生地震、海啸、山崩时地壳的深处的核反应以核裂变为主，缓解了这个空间密度较大的程度。这就是大地震、海啸、山崩后的区域，短时期内不会再有大的地震、海啸、山崩的事实。但是，地震、海啸、山崩的区域的重力加速度仍然要比周围的大一些，因为核裂变不可能那么彻底，这就是为什么地震为何总是发生在相同的地方？为什么地球的年龄约40多亿年难道40多亿年"热核反应"还没有停止？以及其能量如何补充的机制之一。

韩永全说，这种原子被压塌、撕裂时，会形成能量特别高，即温度特别高、压强特别大的能量团：在地面下的能量极其高的能量团，就形成地震;在海面下的能量极其高的能量团，就形成海啸；在山底下的能量极其高的能量团，就形成山崩。这种地震理论与板块理论有相同之处，那就是断层、断裂处容易发生地震。因为在断层、断裂处容易被核聚变、核裂变产生的能量"顶"起。

3、核反应和亚核反应的能量大小之分

这里我们暂不说亚核反应的设备及形成条件，留给下节说，而来说核反应和亚核反应的能量大小之分，但这有一个前提，即参加核反应和亚核反应的物质量的密度比较。以汶川大地震为例，2008年6月24日上午，在人民大会堂举行的"中国科协防灾减灾学术报告会"上，中国地震学会副理事长，中科院院士陈顒分析汶川地震，他把地震地壳运动方向与断层垂直，看作这次汶川地震最大的特点。他说，世界上大陆地区发生的地震，多数运动的方向和断层是平行的，被称为"沿着断层的走向滑动"；但汶川地震却恰恰相反，这次地震发生在青藏高原东部，它的地壳厚达65公里，东边的四川盆地地壳厚度为35公里，地震发生时，龙门山往上升，四川盆地往下降，运动方向和断裂垂直。他将这次地震形象地比喻成"在绸布店买布扯布"，岩层断层的滑动从西南方向开始，然后像扯布一样，一直往东北方向撕，一直撕到北川，整个撕的过程大约持续了几十秒，便撕开了350公里长的口子。而主震后的余震，一直沿着"撕破"的地壳，分布在350多公里长，60公里宽的区域里。国外有科学机构计算，这种断层板块内部发生大地震的震源点论爆炸能量，类似相当于5600颗原子弹爆炸的能量。

这按韩永全的地球内部核反应地震理论看，这是在一个地震的震源点上放置了5600颗原子弹。虽说与整个断层板块面积相比，震源点面积显得很小，放5600颗原子弹的密度是很大的。但即使在一个震源点放560颗原子弹，分10处震源点放，也显得难以成立地震、海啸、山崩是因地壳断层或板块使原子被压塌、撕裂形成温度特别高、压强特别大的能量团事实，道理是这种震源点的面积还显得过大，不足以形成地壳内外核反应设备及形成条件的集中，韩永全先生及其支持者可以自己计算。

正是在这类计算的基础上，才受到建于瑞士日内瓦和法国交界处的欧洲核子研究中心的大型强子对撞机（LHC）的启发，提出"软"、"拟"、"膺"等LHC模具模型的大地震理论的。当然，我们反对简单地把LHC实验与宇宙大爆炸及"黑洞"联系起来，认为这项实验会产生类似黑洞及大爆炸的极大能量释放。因为LHC的能量释放尺度上小于黑洞大爆炸数十亿倍，但这比在一个地震的震源点上放置了5600颗原子弹的核反应地震理论的密度高，为地震、海啸、火山成因的地壳断层或板块震源点论爆炸能量所包容。

因为LHC实验产生的对撞提供的一些计算信息，在现实中就犹如两个小石子的对撞，不能对太阳和地球产生什么影响。但一个高能质子与另一个高能质子的对撞，即使只有犹如两个小石子对撞大的能量，然而这提供的计算数据是，一个质子的"体积空间"有多大？一块小石子的"体积空间"有多大？两者相除其数量也巨大。即使连宇宙射线中高能量粒子携带的能量，也要高出LHC加速的粒子的能量数亿万倍，但一个质子与一块小石子两者相除其数量也巨大，如果再乘以两个小石子对撞大的能量，也有相当于5600颗原子弹爆炸的能量。即这类似在一个具备一块小石子大小的"体积空间"中，完全被质子充满，而发生的类似两个接近光速的高能对撞。这是其一的简易计算。这里我们关注的是LHC将质子和反质子束，在地下约60米、周长约27公里的储存环中加速到7万亿电子伏特，然后相互对撞，产生目前人类在实验室里能达到的最高能量。这正是我们希望借助LHC的巨大能量发现理论，为板块内部发生的大地震的震源点论爆炸说，可能带来提供类似相当于5600颗原子弹爆炸的能量举证说明的潜力。

与韩永全的地球内部核反应地震理论相比，这里实际的高能对撞，只是将所有质子，分属将近3000个束团，每个束团约由1000亿个质子组成。这每个束团非常纤细，仅16微米，长度数厘米，像一根短小的蚕丝。科学家必须想方设法让这么纤细的小蚕丝沿着顺逆时针两个方向准确运行，并在4个对撞点上准确地让一根与另一根相撞，并且是依次相撞，并非齐头并进。当然运行时每个质子束团中的1000亿个质子，只有20个与另一个质子束团的20个碰撞，即产生20个事例。由于这些"小蚕丝"是依次排队碰撞，所以每二个碰撞都有间隔，但间隔仅25纳秒。而剩余粒子，会被反向的群的电磁力推向偏离。由于整个粒子束会绕行环形加速器4亿圈，那么，每一圈的偏离都累积起来，如果想使粒子束中的离子不会大量意外损失，维持实验时间，粒子束密度就不能超过一个极限。LHC能够保证每秒钟发生至少6亿次的粒子对撞。每次对撞能产生出的上千个粒子。这里质子虽小，但相对于另一个质子来说，却非常大。这些质子的碰撞，是应当于质子的"部位"--夸克和胶子之间的碰撞。

能产生这种令人畏惧的反应能量原因之一也许是，达到核子最高的能量密度的能量区的夸克-胶子等离子体，与类似产生负压力的时空撕裂或暗能量的能量区接近。这也国外研究粒子物理学的科学家们希望能通过这项宏伟的撞击实验，发现"上帝粒子"希格斯玻色子的巨大兴趣的动力，而没有像我们这样，把大型强子对撞机与大地震联系起来。