地震是一种特殊的地壳运动。它既不是一般所说的构造运动，也不是与构造运动完全无关，而是一种具有突发性、断续性的地壳运动。由于地震可以在几分钟甚至几秒钟内给人类造成巨大的灾难，因此有关地震预报就成为全世界科学家努力探索的一个至关重要的课题。人类历史至今，除了中国科学家曾成功和初步成功地预报地震外，其他国家均未作出成功预报。由此可见地震预报所涉及难度之大，究其原因，其中有关地震的起源和演化趋势目前还尚未被人们所了解。就地震预报来说，作者可以说是一个初涉的过客，仅仅只有几年的研究思考，但我们愿意在此抛砖引玉，集思广益，促进北京地震预报事业的发展。
在传统的地质学理论中，地震成因可分为构造地震、火山地震，岩浆冲击地震。此外，还有学者认为地震是由于月球对地球的潮汐和固体潮等作用所引起的；也有人认为地震是由于太阳表面的物理过程对地球产生反作用所引起的。纵观古今，地震成因大体上可归纳为外因说（天文）和内因说（地球内力）两类。为了探讨地震是否与太阳表面物理过程有关，我们系统地进行了太阳表面黑子相对数和射电辐射流量与北京西山地壳形变等自1969—1994年谱分析的对比，了解这三者之间是否存在相应的内在关系？其结果分述如下。
自从人类开始对太阳表面进行仪器观测后，现在人们都知道太阳表面不是平静不变的，而是经常发生一些缓慢的和剧烈的变化。这些变化均发生在太阳的不同层次，光球层、色球层和日冕层，它们已被统称为太阳活动。太阳黑子是发生在光球层的活动现象。而太阳10.7 cm 射电辐射流量则反映了太阳低日冕层的活动信息。
一、太阳黑子相对数的变化
太阳黑子是日面上经常出现的暗黑色斑点，它实际上是太阳光球表面的强磁场和低温度区。由于对它已有近300年的观测资料，所以，太阳物理学者或其他领域的学者都喜欢用它来描述太阳活动的中、长期变化，并采用太阳黑子相对数（也称吴尔夫数）来表示。其计算公式为：
R=K（10g f）
式中K是系数，它是由各个天文台把自己观测的结果与楚里士天文台观测的结果相互校正而定的。g是日面上可见的黑子群数。f表示日面上所有黑子群所含有的黑子个数（每个黑子群含有多少个黑子）。每个天文台所计算的黑子相对数互有系统差异。所以设在美国的世界天文资料中心定期发布大家公认的国际太阳黑子相对数，并以Ri代之。这里所用的黑子相对数就是国际太阳黑子相对数。
纵坐标表示国际太阳黑子相对数的值，横坐标代表时间。纵坐标每小格代表20个黑子相对数；横坐标每小格代表1年。每年有12个数据，即1年中各个月的太阳黑子相对数的月均值。数据起始时间为1969年1月，终止时间为1994年12月。换言之，给出了第20太阳活动周下降段和第21、22太阳活动周的太阳黑子相对数月均值随时间变化的曲线。将该曲线与施庄跨断层短水准曲线相比较，发现它们之间有较好的相关关系，即断层曲线上反映地壳上升的峰值与太阳黑子相对数上升峰值的变化非常接近。除了太阳活动极小年（1974，1977，1985—1988）外，地壳的上升基本上与太阳黑子相对数的上升变化相适应。但所不同的是施庄断层上升峰值大体上以4年为周期重复出现，而此间太阳黑子相对数曲线起伏变化幅度较大，具有突出的3个时间间隔为11年的峰度，显示它与施庄断层上升下降曲线的显著差别。
对1969年1月至1994年12月的太阳黑子相对数月均值进行极大熵谱计算分析的结果。其中纵坐标为谱密度强度，横坐标为频率，数据的等间距值为1个月。最强的谱密度峰值落在频率f为0.082 5处，那么根据活动周期T=1/f=1/0.082 5=12（月），表明在此时段内太阳黑子相对数月均值大约有1年的活动周期。从施庄断层升降曲线上亦可看出地壳的上升也有差不多1年的周期。
张山营和张家台两个断层的升降较混乱，它们与太阳黑子相对数月均值的短周期（1年）似乎无明显关系。但是，从张家台断层的测量资料看，从1977年到1993年有3个明显的下降，即1987年初、1987年底和1993年初。按照这个规律，在1982年还应当有一次下降，但实际上是上升。这表明在此时段内张家台断层的活动差不多为5.3年的变化周期。对张山营断层来说，经1969年到1980年的先降后升，表明从1981年到1992年差不多亦有11年的周期性上升变化。
对太阳黑子相对数年均值（1882—1994）做极大熵谱分析，其结果表示于。其中纵坐标代表谱密度的强度，横坐标为频率，数据的等间距值为1年。可以明显看出在f=0.095处有1个极强的谱密度峰，峰值达80，那么T=1/f=11（年），即太阳活动周期约为11年。另外，在f=0.185处，还有一个小的谱密度峰，那么T=1/f=1/0.185=5.4（年）。太阳黑子相对数年均值的这个周期与张山营断层的脉冲式上升和张家台断层的脉冲式沉降周期是非常接近的。
二、太阳10.7 cm射电辐射流量的变化
太阳10.7 cm 射电辐射流量变化是来自太阳低日冕层的信息。它由两部分组成：
（1）稳定的背景辐射——来自太阳的宁静区；
（2）缓变辐射成分——由光球层太阳黑子和色球谱斑上方的高电子密度和强磁场区域产生。它包含日冕磁场和完全等离子体中某些物理过程的信息，所以它比太阳黑子相对数含有更明确的物理意义。但是由于它的观测历史相当短（1947年才开始进行太阳射电辐射流量的观测），所以人们很少利用它。
所谓太阳10.7 cm 射电辐射流量即是各个天文台在各地时间中午前后测量的频率为2，800 MHz 的全日面太阳辐射流量密度并被归算到日地平均距离为一个天文单位处的数值。它的单位是1022W/（m2 · Hz）。这是国际标准化数据。1969年至1994年10.7 cm太阳射电辐射流量和时间的关系图。其中纵坐标代表射电辐射流量密度（Si）；横坐标代表时间（a）。纵坐标每小格代表20个单位辐射流量密度；横坐标每小格代表1年。每年有12个数据，即取每月10.7 cm射电辐射流量的均值。太阳10.7 cm射电辐射流量随时间变化的谱曲线与太阳黑子相对数的变化曲线非常相似，说明太阳射电辐射流量的变化与施庄断层升降变化也有密切联系。此外，我们还做了太阳10.7 cm射电辐射流量月均值、年均值的极大熵谱计算分析，其结果也同上述太阳黑子相对数各项谱分析结果相似；有关太阳射电流量月均值的主周期和年均值主周期的计算结果与太阳黑子相对数月均值和年均值的计算结果基本一致。
综上所述，我们可以看出，太阳表面若干物理过程与地壳运动存在一定的联系，但是这种联系不是耦合的。例如，施庄、张家台和张山营断层大体上具有以4年为间隔的周期性升降变化，而太阳黑子相对数和10.7 cm射电辐射流量变化的次周期为5.4年，主周期为11年。显示了它们之间存在的重大差别。其次是太阳表面物理过程对地球的影响是整体性的，并仅仅限于地球的表面，而地震往往是局部性的，由此看不到日地之间的真正关系。众所周知，月球对地球的最大影响是潮汐作用，但其影响面也是全球性的，其作用力也是很小的，虽然潮汐作用对海岸动力地貌学方面有一定的影响，但对地震来说可能不起什么作用。因此，我们认为无论是太阳和月亮，其引力和物理过程都不是引发地震的因素。地震发生的原因在地球内部。这个问题很复杂，因为它涉及到地球的起源和演化等重大的理论问题。近50年来人类对宇宙空间的探测，特别是对月球、土星和火星等太阳系行星的探测和研究取得了首次有实际资料证据的初步认识，这是人类认识太空的一次质的飞跃，当然，全面和深入认识宇宙空间及地球的起源问题还有待今后科学家的继续努力。就人类目前的认识程度看，我们有可能对地球的起源和地震的成因提出一个比较符合实际的理论观点，以提高人类的认识水平。
三、天旋地动理论的基本构思
有关太阳系和地球起源问题在最近355年来，科学家曾提出过很多假说，但至今还没有一个公认正确的假说。笛卡尔（Descartes R，1644）首先提出关于太阳系起源的设想，认为太阳系是由天空中某些质量很大并不断旋转的气体和尘埃圆盘形成的。物质聚集在这种巨大的旋涡的边缘，从而形成了太阳、行星及其他较小的天体。布封（Buffon G，1945）提出第二个理论，反对笛卡尔理论，认为一个质量巨大的彗星飞近太阳，并同太阳相撞，被撞击出来的物质后来凝聚成行星和它们的卫星。
有关地球起源的理论，最早是由康德（1755）提出的，他认为宇宙是由无限混沌的原始物质形成的，从而设想重力是形成过程的主宰，那些原始的原子由于重力作用而彼此互相吸引或互相排斥或互相相撞，从而发热。而且不仅发热，还产生旋转，这样不断积累而成为星云。这便是康德的星云说。拉普拉斯（1795）提出与康德类似的星云说，因而后来被称为康德—拉普拉斯星云说，这一学说统治了19世纪人们的宇宙观。到20世纪初期才出现了新的学说，如潮汐分裂说、微小行星聚合说、地球冷凝说和热涨说、太阳大爆炸成因说等。其中大爆炸成因说立论依据是20世纪以来人类在对太阳表面物理化学成分的观测中发现太阳表面氢元素含量很高，当氢元素在极端高温高压条件下能够通过核聚变效应演变为氚元素，释放出巨大热能，这也就说明太阳表面还在不断地产生核爆炸。众所周知，氢及其他放射性元素在地球上也是最丰富的元素成分之一。加上地球上所有岩石表面上只有很少量来自宇宙太空的铁陨石和玻璃陨石及少数宇宙尘埃。由此推论地球很可能是太阳边缘大爆炸时分裂出的一个天体。由于太阳对原始地球的巨大斥力而使地球逐渐地远离太阳并围绕着太阳旋转。在万有引力和万有斥力的共同作用下，地球绕太阳旋转的轨道才逐渐由小变大，直到目前比较稳定的状态，处在宇宙中一个特殊的空间位置，而显示与其他星球的特殊差别。与此同时，地球表面的温度逐渐变低而形成了地壳。而被封闭在地壳内部的核元素聚变和爆炸在地球不同区域还在继续，核爆炸产生的冲击作用对地壳产生的强烈震动造成了地震。由此可以认为，地壳内部核聚变而产生的核爆炸可能是地震发生的真正原因。换言之，地震是原始太阳表面核爆炸作用的继续。但由于地壳内部核元素富集、迁移运动和核聚变的时空范围难于详细和全面了解，所以人类也就难于事前进行地震预报。第三纪以来随着火山活动的逐渐减少，而地震活动似有增强之势，这给人类生存环境带来新的挑战。总之，地震是地球起源和演化的产物。因此，今后要加强地震成因和预报的研究。
最后应当指出，1997年作者曾据明清两代多次频繁的大地震历史记录，提出公元21世纪北京地区有可能发生6—8级大地震的长期预报已被中国地震局所采纳，并立即成立《北京市地震局》采取有效措施，专门进行监视，有力地促进了北京地震预报及地震事业的发展，为保卫首都安全作出应有的贡献。
第九章 应用第四纪