4. ГЕОДИНАМИЧЕСКИЕ ДВИЖЕНИЯ МАСШТАБА ТЕКТОНИЧЕСКИХ БЛОКОВ ЗЕМНОЙ КОРЫ


В данном разделе мы приступаем к рассмотрению наиболее острого вопроса геодинамики, приступаем к анализу противоречия между “мобилистской” и “фиксистской” концепциями структурообразо- вания Земли. Как читатель смог уже убедиться, в нашей монографии параллельно цитируются результаты исследования авторов, отвергающих теорию движения тектонических плит, и результаты, в которых плитовая тектоника является основополагающей. Исходя их основ диалектического восприятия мироздания, в том числе диалектического закона о единстве и борьбе противоположностей, нами блоковое строение и соответствующая ему кинематика рассматриваются как очередное звено ранжирования в общей системе геодинамических движений. То, что земная кора состоит из тектонических блоков и эти блоки имеют свою иерархию и кратность делимости по пространству и азимутам простирания, не вызывает никакого сомнения. То, что в пределах тектонических плит эти блоки имеют преимущественно вертикальные смещения, также не вызывает сомнения. Исходя из общих положений волновой теории, можно предположить, что внутриплитовые геодеформации, распространяющиеся в условиях неразрывности среды (по крайней мере, без видимых проявлений внутриплитовых интрузий магмы в земную кору), можно выдвинуть тезис о том, что внутриплитовые геодеформаци блокового характера — это проявления волновых процессов, как прогрессивных так и стоячих. Кинематика формирования внутриплитовых волн в пределах твердых литосферных плит большой протяженности и относительно небольшой толщины вполне объективно воспринимаема. Появление волн под поверхностью земной коры тесно связано с волновыми проявлениями приливов в твердом теле Земли.
Блоковые деформации земной поверхности — возвратно-поступательные движения — часто связаны с явлением изостазии. Можно сказать, что земная кора “плавает” на веществе подстилающих слоев, имеющем большую, чем земная кора, плотность, и равновесие как бы поддерживается подъемной силой этих подстилающих слоев. Такая картина равновесия вырисовывается на основе гравиметрических данных. Гористому рельефу над уровнем моря отвечают гораздо более сильно выраженные неровности нижней границы земной коры, глу
боко погруженной в мантию. Важным является вопрос, в одинаковом ли состоянии находятся при изостазии мелкие и крупные структурные формы рельефа. С физической точки зрения естественно считать, что вряд ли каждая из мелких форм по отдельности находится в изостати- ческом равновесии, скорее равновесие наступает в среднем для структур, заключенных в круге некоторого радиуса. Если это так, то каков порядок величины такого радиуса, так называемого регионального масштаба изостазии? Считается, что указанный диаметр составляет около 100-150 км [Тяпкин К. Ф., 1998]. Более мелкие формы рельефа не находятся в изостатическом равновесии с подъемной силой и удерживаются упругостью земной коры. Об изостатическом равновесии отдельной структуры такого размера говорят как о локальной изостазии, а о равновесии усредненных форм рельефа, заключенных внутри некоторого региона, — как о региональной изостазии. Полученный размер 150 км представляет собой граничное значение, начиная с которого горные хребты не могут удерживаться упругостью земной коры, а должны находиться в изостатическом равновесии. Можно также сказать, что в областях земной коры размером более 150 км упругая энергия уже не играет основной роли и, кроме упругой, надо учитывать также гравитационную энергию. При рассмотрении изостазии вытянутых в длинные цепи горных хребтов вряд ли можно считать равноправными направление вдоль хребта и перпендикулярное к нему направление. Как показывают расчеты, изостазию недостаточно рассматривать как статически равновесное состояние. По-видимому, нужно принимать во внимание динамический аспект этого явления [Тяпкин К. Ф., 1998].
Изложенные выводы удачно согласуются с масштабом блоковой структуры поверхности Земли, обоснованным в работах К. Ф. Тяпки- на [Тяпкин К. Ф., 1998]. Важность этой гипотезы для нашего исследования состоит в том, что она учитывает быструю смену ориентации поля тектонических напряжений в разные геологические периоды. В диалектическом плане это очень важно для согласования наших доводов с основными диалектическими положениями. По мнению К. Ф. Тяпкина, основой разломно-блоковой тектоники есть явление многократной блокировки тектоносферы в процессе каждой активизации Земли. Предполагается, что тектоническая активизация Земли представляет собой разрядку поля планетарных напряжений, возникающих в верхних оболочках Земли вследствие изменения ее ротационного режима, в частности, положения оси полюсов вращения. В процессе тектонической активизации Земли образуется система разломов, состоящая из иерархически соподчиненных разломов двух
взаимно перпендикулярных направлений. Для неё характерны: выдержанность азимутов простирания разломов, одинаковые интервалы между разломами одного порядка. Пересечения взаимно ортогональных разломов определенного порядка образуют соответствующую систему блоков [Тяпкин К. Ф., 1998].
В процессе следующей тектонической активизации возникает новая система разломов (и соответствующая ей система блоков), несколько смещенная относительно предыдущей и развернутая на некоторый угол.
В пределах Украинского щита К. Ф. Тяпкиным установлено шесть систем разломов, характеризующихся следующими азимутами простирания: 0° и 270°, 17° и 287°, 35° и 305°, 45° и 315°, 77° и 347° (62°-332°) [Тяпкин К. Ф., 1998]. Аналогичные закономерности установлены как для района Восточно-Европейской и Сибирской платформы, так и для Урала и Кавказа. К. Ф. Тяпкиным предложена схема формирования блоков при двух последующих тектонических активизациях. В результате каждой из них образуется своя система блоков. Следовательно, блок характеризуется не только пространственным положением, но и временем образования. Специально подчеркнем, что формирование блоков во вторую и последующие тектонические активизации происходит на разнородных участках земной коры.
В результате последовательного формирования блоковых структур возможно появление участков с одинаковой или очень сходной геологической обстановкой. Такими участками могут быть общие части взаимоналоженных блоков разных систем. Они оказываются ограниченными разновозрастными разломами и имеют в плане форму неправильных многоугольников. Их-то в настоящее время и принимают за блоки, являющиеся результатом суммарного воздействия всех прошедших тектонических активизаций.
Результаты исследований К. Ф. Тяпкина, касающиеся размеров блоков, хорошо согласуются с изложенными выше масштабами региональной изостазии. Детальное изучение систем разломов на Украинском щите показало, что наиболее устойчивые интервалы между разломами одного порядка в разных системах составляют 140±10 км и 70±5 км. Межблоковые зоны представлены разломными структурами, характеризующимися соответственно шириной 15±5 км, 10±5 км [Тяпкин К. Ф., 1998].
Судя по результатам геологического картирования на щитах и кристаллических массивах, в более крупных масштабах соподчиненность разломов и разделяемых ими блоков в основном сохраняется, при этом
фиксируются блоки величиной 1/2,1/4 и т. д. основного размера. Это соответственно 35, 17,5, 8,7, 4,4 км.
Считается, что процессы в зонах разломов, взаимодействующих с блоками, контролируют значительную часть относительных движений блоков. Поскольку максимальные амплитуды аномальных эффектов обнаружены на сочленениях блоков, испытывающих разнонаправленные движения, надо полагать, что такие эффекты порождаются вследствие изменения поля напряжений-деформаций в зонах разломов в периоды интенсификации геодинамических движений. Именно на таких сочленениях блоков должна в наибольшей степени проявляться потеря устойчивости при поступлении энергии извне, наиболее вероятен процесс аномального роста деформаций с возникновением сейсмодислокаций. Нарушение устойчивости на разломах — границах элементов дискретной среды — может происходить и при сравнительно небольшом энергетическом вкладе. В результате интенсивных напряжений деформации могут проявляться относительными смещениями довольно крупных блоков, которые деформируются как единое целое.
Проницаемые зоны, расположенные на контактах блоков различных порядков, отражают степень подвижности сопредельных блоков относительно друг друга при потере ими устойчивости. Такие зоны принадлежат к наиболее динамичным элементам геофизической среды. Свойства зон связаны с механизмом самоорганизации систем блоков, следовательно, они, как и системы в целом, относятся к категории диссипативных структур.
В системах блоков и разделяющих их зонах проявляется нелинейность — их реакция на воздействие не пропорциональна воздействию. Примерами могут быть интенсивные асейсмичные подвижки в меж- блоковых зонах, связанные с перестройкой поля напряжений-деформаций перед сильными непластичными деформациями — землетрясениями, прохождениями деформационных фронтов или в результате других возмущений.
На протяжении нескольких лет инструментом геодеформационно- го мониторинга были данные наблюдений за авариями на газопроводах Одесской городской агломерации. Какой-то мерой эти наблюдения можно отнести к непрямым геодезическим измерениям экстремального проявления деформаций. Данное положение базируется на том, что в качестве первичной информации используют координаты мест аварий на трубопроводах. Невысокая (±5 м) точность определения координат аварий, в нашем случае, компенсируется высоким пространственным разрешением системы наблюдений за деформациями. Шаг распреде
ления в пространстве объектов наблюдения определяется плотностью покрытия территории газовыми сетями. При общей площади городской агломерации приблизительно 200 км2 длина трубопроводов составляет 4000 км, а объекты, подверженные аварийности (резьбовые, фланцевые соединения и сварные швы), расположены на трубопроводах чаще, чем через 15 м. По грубым оценкам, сигналы про экстремальные деформации земной поверхности на территории городской агломерации формируются с шагом не более чем 50х50 м. Ошибка измерения времени возникновения разгерметизации трубопровода, по нашему мнению, варьирует в пределах временного интервала 0-15 мин.
Насколько эффективно данная система реагирует на деформации, можно судить по результатам интерпретации данных изменчивости пространственно-временных вариаций мест аварий. В роли качественного показателя стабильности, воспроизводимости, надежности реагирования системы могут быть использованы сопоставления аномалий пространственно-временных вариаций аварийности с прямыми измерениями деформаций, с временем возникновения других геодинамических феноменов, с временем действия известных закономерных причин, которые формируют образование геодинамических феноменов. Исходя из изложенных принципов, нами были выполнены работы по доказательству возможности использования наблюдений за пространственно-временными аномалиями аварийности для оценки интенсивности быстропротекающих деформаций [Учитель И. Л. и др., 2001].
Наблюдениями на геодинамических полигонах длительное время делались попытки фиксирования деформаций, связанных с землетрясениями. Однако результаты наблюдений не совпадали с ожиданиями исследователей. Амплитуда деформаций не оказывалась максимальной в момент сейсмического события. Максимальные амплитуды деформаций регистрировались перед сейсмическим событием и после него, что вызывало значительные разочарования. Анализ аварийности газовых сетей показал, что в процессе формирования землетрясений происходит закономерный переход от пластических деформаций к непластическим. В период сжатия пластические, так называемые без- амплитудные (реверсивные) деформации блокируются. В результате этого комплексный деформационный процесс развивается сначала в виде увеличения амплитуды пластических деформаций до момента формирования интенсивного сжатия, после этого пластические деформации блокируются, происходит землетрясение (непластические деформации). После прекращения интенсивного сжатия на какое-то время возобновляются пластические деформации.

Аналогом трансформации пластических геодеформаций в разрывные может быть кинематика волнового процесса на поверхности воды, покрытой льдинами. В случае повышения показателя сплоченности льдин пластические деформации (волновой процесс) блокируются, и волновая энергия проявляется в виде торошения льдин (аналог землетрясений). Наиболее эффектно такая трансформация деформационных процессов проявилась в аварийности сетей газопроводов Одесской городской агломерации до, во время и после катастрофического землетрясения в районе Стамбула 17 августа 1999 г. [Учитель И. Л. и др., 2001]. В данном случае многолетние наблюдения за авариями газовых сетей позволили получить новые знания о трансформации пластических деформаций в непластические в зависимости от условий сжатия и растяжения земной коры. Описанный феномен неоднократно фиксировался данными наблюдений как в виде эпизодов, связанных с землетрясениями, так и в виде более длительных проявлений смен сжатия земной коры растяжениями.
Изучая связи аварий газопроводов с вертикальными подвижками, измеряемыми по данным регистрации положения футштоков относительно уровня моря на близко расположенных пунктах, мы обнаружили, что пластические деформации блокируются не только сжатием, трассируемым близкими землетрясениями, но и процессами сжатия, трассируемыми разнонаправленными вертикальными смещениями реперов, без существенных сейсмических проявлений. В нашем случае на базе между геодезическими реперами в 2 км максимальный вертикальный размах таких движений достигал 50 см за 3 дня [Учитель И. Л. и др., 2001]. Этот геодинамический феномен, как и сейсмические эффекты, предваряется и завершается пластическими деформациями, которые трассируются авариями газопроводов.
Наблюдая за реверсными движениями, которые фиксируются наблюдениями на близкорасположенных уровнемерных постах, нами зафиксировано влияние изменившихся условий геометрии и центра тяжести отдельных блоков на их кинематические характеристики. Под таким влиянием нами рассматривается процесс массовой застройки высокоэтажными массивными строениями прибрежной зоны в пределах обрывистого склона (на границе одного блока) в районе пляжа “Отрада”. В результате проводимых наблюдений впервые появилась возможность получить количественную оценку критической нагрузки на угол блока земной коры, необходимой для изменения кинематических характеристик вертикальных его движений [Учитель И. Л. и др., 2001].
Изучение циклических деформаций земно приливной природы по
данным аварийности сети газопроводов позволяет выделять временные промежутки более или менее активных проявлений указанных процессов. Нами детально изучаются особенности проявления циклических процессов, изменений амплитуды и фазовых соотношений во время эпизодов, связанных с геодинамическими феноменами. Одним из таких периодов мы считаем временной промежуток солнечного затмения над территорией Европы в августе 1999 года. Изучая сейсмические проявления в этот период, установлено, что за полтора месяца до затмения, в даты сизигийных приливов в твердом теле Земли, в районе Атлантического спрединга начали регистрироваться подземные толчки. Это свидетельствует о проявлении последовательных процессов внутриплито- вого сжатия. Процессы сжатия оказались периодическими, с периодом 14 суток. Это отразилось и в 100% увеличении количества землетрясений. Выполнив анализ фазовых соотношений времени пробега волны деформаций с двухнедельным периодом (по данным аварийности), мы впервые открыли эффект влияния степени сжатия (изменения инженерно-геологических свойств земной коры) на скорость распространения деформаций. В условиях сжатия, которые отразились сейсмическим затишьем на Европейском континенте (середина июля 1999 г.), эффект разрушения газопроводов с периодом 14 суток приобрел временную задержку на 70-80 часов относительно действия земноприливной силы.
В качестве другого примера были рассмотрены условия распространения циклических деформаций в августе 2003 года в период формирования интенсивных разрывов в Греции при увеличении амплитуды геодеформаций по территории Европы. Для анализа применен метод наблюдений за меняющимся гравитационным полем Земли.
По спутниковым снимкам можно проследить особенности быстрых трансформаций поля облачности, которые следует ассоциировать с быстрыми изменениями гравитационного поля Земли [Учитель И. Л. и др., 2005].
Начало геодеформаций на территории Европы 11 августа показано на рисунке 4.1. Максимальное развитие геодеформаций 12 августа показано на следующем рисунке 4.2. Завершение геодеформаций 13 августа показано на рисунке 4.3.
Фрагменты спутниковых снимков 12-13 августы 2003 г. приведены на следующих рис. 4.4 а, б, в.
Анализ снимков позволяет проследить быстрые, измеряемые часами, изменения азимутов активных направлений блоковой делимости земной коры, изменения масштабов блоков и пространственного положения активизированной территории.


Рис. 4.1. ИК снимок территории Европы 11 августа 2003 г. в 16:00 UTC



Рис. 4.3. ИК снимок территории Европы 13 августа 2003 г в 05:30 UTC






Рис. 4.4. Фрагменты ИК снимков территории Европы 12-13 августа 2003 г.


Развитие геодеформационных процессов было начато с движений высокого ранга — плитовых движений земной коры (по данным о процессах спрединга в Атлантическом океане) рис. 4.5.
На рисунке 4.6 показано, что фаза проявления активного спрединга приходилась вначале на вторник, затем на среду.
Здесь важно отметить аналогию. Как и перед турецким землетрясением 17 августа 1999 г., разрывным внутриплитовым геодеформациям предшествовали циклические проявления спрединга в Атлантике. [Учитель И. Л. и др., 2001]. Как и в случае формирования турецкого землетрясения, в августе 2003 года зафиксированы фазовые сдвиги в распространении циклических геодеформаций. На рисунке 4.7 показано изменение фазы прихода деформационных волн с периодом суток (сдвиг фазы на 70-80 часов показан серым цветом). Расчеты выполнены по данным наблюдений за изменчивостью аварий газопроводов (шкала условная). Начало фазового сдвига геодеформаций отмечено в начале июля 2003 г. и согласуется с активизацией плитовых движений в Атлантическом океане. Землетрясение в Греции зафиксировано 14 августа. После землетрясения фазовый сдвиг распространения геодеформационных волн пропадает (рис. 4.7).
В дополнение были изучены фазовые сдвиги между земноприливной гармоникой и гармоникой геодеформаций. На рисунке 4.8 показано изменение амплитудных характеристик недельной гармоники
аварийности газопроводов ОАО “Одессагаз”, совместно с графиком смещения дат геодеформаций относительно дат максимальных приливообразующих сил (шкала условная).

Рис. 4.5. Циклические с периодом 7 суток проявления спрединга (землетрясения) в Атлантике в 2003 г.


alt="" />
Рис. 4.6. Циклические с периодом 7 суток проявления спрединга в Атлантике в 2003 г. Фрагмент рисунка 4.5
Установлено, что перед разрывным процессом, проявившимся в Греции 14 августа 2003 г., фиксируется снижение интенсивности проявления пластических геодеформаций. В предшествующий период проявления геодеформаций в зависимости от действующих сил характеризовалось
инерцией в 3-4 суток. В конце июня—в начале июля временная задержка варьировала в пределах +1 и —2 дня. После землетрясения инерция между вынуждающей силой и возникающими геодеформациями не фиксировалась. В процессе снятия напряжений, между действующими силами и их проявлением в геодеформациях инерция отсутствует. Затем восстановилась типичная задержка в 3 суток.
T              1              1              1              1              1              1              1              г

J              I              I              I              I              I              Li              I              I              I              Li
Mhdl/i              Дбг              Сен
2003              2003              2003
Рис. 4.7. Проявление во времени фазового сдвига геодеформаций в июле-августе 2003 г.





Общими между развитием геодеформаций при Греческом (2003) и Турецком (1999) землетрясениями оказались и процессы трансформации пластических геодеформаций в разрывные. На рисунке 4.9 показано, что перед турецким землетрясением пластические геодеформации приобретают максимальную амплитуду за 4 суток, после чего трансформируются в разрыв.
T              г

July              august
1999              1999
Рис. 4.9. Аварии газопроводов в период формирования землетрясения в Турции


Перед греческим землетрясением такой эффект зафиксирован за 3 дня (рис. 4.10).
Возобновление пластических геодеформаций после разрывных в Турции началось через 3 суток, а в Греции через 4 суток.
T              1              1              1              1              1              1              1              1              1              1              г

Рис. 4.10. Аварии газопроводов в период формирования землетрясения
в Греции





В соответствии с известными закономерностями развития деформационных процессов в условиях блокового деления земной коры наиболее подвижными считаются границы блоков, с которыми согласуется азимут фронта распространяющихся геодеформаций. По данным изучения пространственно-временных аномалий аварийности газовых сетей установлено, что наиболее часто аварии возникают вдоль линии деформационной волны, направление распространения которой обычно согласуется с одним из азимутов блоковой делимости литосферы. Максимальные пластические деформации формируются там, где направление фронта волны деформаций начинает совпадать с ориентацией мелкоблоковой делимости, выраженной в рельефе местности. Фактические подтверждения этому феномену проявляются в согласованности ориентации линеаментов облачного покрова, формируемых проявлением гравитационных ступеней [Демидюк Ю. Н. и др., 1996], с линиями последовательностей аварий.
По данным пространственно-временной изменчивости аварийности установлено, что направления распространения деформаций сменяют одно другим с временными разрывами иногда менее одних суток. Установлено, что в некоторых случаях экстремальные деформации (по данным аварийности газопроводов) локализуются в пределах одного блока, иногда активизация аварийности в пределах одного блока сменяется активизацией аварийности в пределах другого блока, который имеет отличный азимут пространственной ориентации. Как было показано выше, эти выводы подтвердились площадными наблюдениями перед Греческим землетрясением 2003 г.
На протяжении последних двадцати лет геоморфологами, геологами отмечаются аномалии погодных условий, которые согласуются с аномальными условиями тепломассообмена в зонах так называемых линеаментов. Выполняется картографирование территорий суши и акваторий с выделением (как принято в геолого-геоморфологической терминологии называть прямолинейные облачные полосы) линейных элементов облачного покрова и фиксированием азимутов их простирания. Нами сделана первая попытка комплексного анализа причин формирования линейных элементов облачного покрова.
Астапенко В. Н. [Астапенко В. Н. и др., 1999] с соавторами исследовали один из больших линеаментов на территории Беларуси. Объект исследования был избран таким образом, чтобы он не совпадал с заведомо известными здесь разломами. Был рассмотрен субмеридио- нальний (азимут 355°-0°) Узденско-Воропаевский линеамент, который прослеживается в центральной части Беларуси.

Данная структура, исходя из опубликованных данных, была исследована различными геолого-геофизическими методами: по профилю и вкрест ее простирания, выполнена магнитная съемка с шагом 25 м; сделаны исследования методом сверхдлинноволнового радиокомпа- рирования и пеленгации (через 100 м), аудиомагнитотелурическое зондирование (через 500 м). Также были изучены особенности построения геологического разреза по данным буровых скважин. В результате исследования выявлена положительная магнитная аномалия увеличения полного вектора магнитного поля с амплитудой около 300 нтл. Установлено, что исследуемый линеамент, идентифицированный по материалам дистанционных съемок, совпадает с областью аномальных геофизических полей. Последние, в свою очередь, обусловлены изменениями физических свойств вещества на разных структурных этажах земной коры: в фундаменте расположено тело повышенной намагниченности; построенная геоелектрическая модель устанавливает аномальное увеличение электропроводности во всех пластах осадочного чехла в зоне линеамента; в центральной части линеамента наблюдается значительное увеличение проводимости самой верхней части чехла.
Анализ геологического строения верхней части чехла также свидетельствует об изменении физических свойств пород в зоне линеамента.
В результате анализа комплексных исследований выявлено широкое развитие в зоне линеамента трещин без значительных вертикальных сдвигов пластов. Образование этих структур, по мнению авторов, может быть связано с новейшими геодинамическими процессами.
Наиболее важным результатом наших исследований нужно считать вывод о приуроченности линейных элементов облачного покрова, которые фиксируются по спутниковым снимкам, зонам новейших тектонических нарушений земной коры без признаков вертикального сдвига. Такие зоны, как правило, еще не выражены в рельефе. В тот же время непостоянные реверсные деформации в таких зонах могут достигать первых десятков сантиметров как по вертикали, так и в плане на базах длиной 3-5 км. Из опубликованной работы [Астапенко В. H., 1999] ясно, что зоны линеаментов представляют собой зоны сближенной трещиноватости, которые оказывают содействие прохождению деформаций, согласованных по всем известным направлениям с блочной делимостью земной коры. Здесь криповые движения действительно могут иметь место.

На основании многолетних исследований облачного покрова установлено, что линейные элементы трассируют эффекты активизации неотектонических разломов в земной коре, отображают направление активизации геодеформационного поля. Кроме этого, установлено, что геодеформационный процесс может быть связан с подвижными проявлениями, так называемыми фронтальными зонами геодеформаций.
В статике проявления блокового строения земной коры по аномалиям облачного покрова одним из первых описал Ю. Н. Демидюк [Деми- дюк Ю. Н. и др., 1986]. Сравнивая площадное положение выявленных линейных элементов облачного покрова в Азово-Черноморском регионе с существующими схемами основных элементов геофизических полей Черноморской впадины и Азовского моря, было отмечено, что в ряде случаев наблюдается очевидная взаимосвязь тектоники и облачности. Особенно важным наблюдением Ю. Н. Демидюка было обобщение о том, что наибольшее количество совпадений зафиксировано для гравитационных ступеней.
Важным исследованием, подтверждающим наличие физического смысла — прямых причинно-следственных связей между аномалиями гравитационного поля и полем облачности, можно назвать научный труд П. Б. Руткевича [Руткевич П. Б. 1998]. Что касается влияния гравитационных аномалий на формирование поля облачности, то по этому вопросу существуют численные расчеты. П. Б. Руткевичем была определена амплитуда возможной аномалии гравитационного поля, учет которой по формуле (1) позволил рассчитать вертикальную компоненту скорости движения воздушных масс.

alt="" />


Формула (1) показывает, что при наличии гравитационной аномалии в слое воздуха, характеризующемся адиабатическим распределением давления и горизонтально однородным распределением температуры, с возможным подтоком воздуха сверху и снизу, возникает вертикальное движение воздуха по всему слою, направление которого зависит от знака гравитационной аномалии. П. Б. Руткевич задал такие значения характерных параметров, которые входят в формулу (4.1): Ga/h0=10_7g, к=1,4, кЯТ=с82=105м2/с2, где с, — скорость звука, §=10м/с2, И0=10км. Для турбулентной вязкости воздуха было принято характерное для развитой облачной структуры значение у=102м2/с и,

учитывая, что максимальное значение функции f(x)=x4(1-9x2/49), которая описывает вертикальную скорость в формуле (1), достигается при значении xm=1,9, равно fm(xm)=4,4, получена оценка для максимального значение вертикальной скорости Vm=2 см/с. Приняв во внимание также, что характерное (“вязкое”) время установления этого значения скорости T=h2/v для слоя облачности толщиной h=3 км и используемого значения турбулентной вязкости составляет около суток, рассчитано, что за сутки воздух в слое передвигается на 1 км.
Такого рода движение воздуха вверх в условиях плотной облачности приведет к еще большему усилению облачности, поскольку слои воздуха, которые находятся ниже, более влажные, произойдет дополнительное выделение скрытой теплоты конденсации, усилится конвекция. В случае движения воздуха в облачном слое вниз, место более теплых и влажных слоев воздуха займут более холодные и осушенные пласты, которые находились выше, выделение скрытой теплоты конденсации не произойдет, и процесс облачной конвекции будет подавлен.
Нами были изучены процессы, способные визуализировать прохождение длинных гравитационных волн деформаций. При разработке метода таких наблюдений [Учитель И. Л. и др., 2005] было учтено, что эти геодеформации связаны с изменением гравитационного поля. Над гребнем гравитационной волны ожидается положительная аномалия силы тяжести, а над ложбиной — отрицательная. По нашему мнению, направление движения гравитационных волн формирует максимальную амплитуду деформаций в случае совпадения азимута фронта волны с главенствующим на данной территории азимутом блоковой делимости земной коры.
В связи с тем, что деформации земной поверхности с амплитудой, измеряемой десятками сантиметров, неизбежно связаны с изменениями гравитационного поля, были изучены возможности фиксации быстрых геодеформаций по признакам, зависящим от быстрых изменений гравитационного поля.
Исследования условий формирования линейных элементов облачного покрова, фиксируемых по спутниковым снимкам были выполнены в зоне детально изученного Узденско-Воропаевского линеамента.
В один из геодинамически активных периодов, характеризующихся фазой сизигийных приливов в твердом теле Земли, нами была изучена геодинамическая и синоптическая ситуация, фрагмент которой показан на спутниковом ИК изображении территории Европы в 06:00 16 мая 2001 г. (рис. 4.11).


Рис. 4.11. Данные ИК радиометрии (спутник Meteosat) Европейской территории 16 мая 2001 г. 06:00 UTC. и эпицентры землетрясений 15-16.05.2001 г.


Применение спутниковых наблюдений позволяет фиксировать азимут фронта гравитационной волны и скорость ее распространения.
Впервые при анализе ситуации 15-16 мая 2001 года было продемонстрировано, что распространения линейных аномалий гравитационного поля провоцируют разрушение сетей газопроводов. Было установлено, что в случае формирования линейной зоны высоких градиентов высоты нижней границы облачности субмеридиональ- ной направленности 16 мая (рис. 4.11) вдоль линеаментов, образующих ортогональную блоковую структуру, протяженностью несколько тысяч километров (Эгейское море — Балтийское море и Балтийское море — Бискайский залив), в Одессе (17 мая) произошло 18 аварий (фоновое значение 2 аварии). Линейная зона проявилась очагами слабых землетрясений.
Именно эта зона линеамента была в свое время детально изучена геофизическими методами [Астапенко В. Н. и др., 1999].
Пространственное расположение аварий газопроводов показано на рис. 4.12.


Рис. 4.12. Карта аварий газопроводов ОАО “Одессагаз” 17 мая 2001 г. Места аварий пронумерованы и соединены линией



Специальными исследованиями доказано, что этот меридиональный линеамент “формировал” поле деформационных волн широтного направления, вызвавших в Одессе многочисленные аварии газовых сетей по линейной зоне меридиональной ориентации — рис. 4.12. Выполненные геодеформационные исследования свидетельствуют о геодинамической активизации Узденско-Воропаевского линеамента 15-17 мая 2001 года, нашедшей отображение в образовании линейной зоны облачного покрова.
В этот же период была проанализирована синоптическая и гидрометеорологическая обстановка. Нами был изучен ход температуры поверхности грунта (геотермические потоки тепла) в Одессе. С целью выявления температурных изменений геотермической природы по методу быстрого преобразования Фурье был рассчитан энергетический спектр колебаний температуры почвы (рис. 4.13).

60              30              20              15              Период              T              (часы)              10
Рис. 4.13. Оценка энергетического спектра изменчивости температуры поверхности грунта в Одессе в мае 2001 г.


Из графика видно, что наряду с суточной периодичностью, которая обусловлена вариациями потока солнечной радиации на протяжении суток, на графике проявились пики со значениями периодов 12,0 и 12,4 часов. Такие гармоники теоретически могут быть вызваны лунным и солнечным полусуточными приливами в твердом теле Земли. Для подтверждения этой гипотезы была применена процедура полос- но-пропускающей фильтрации и отфильтрована полусуточная гармоника в так называемом “чистом виде” — рис. 4.14.
Колебания значений отфильтрованной полусуточной (период 12 ч) гармоники, как оказалось, имеют максимумы в утренние и вечерние
часы, которые, по нашему мнению, совпадают с максимальными деформациям при тангенциальных напряжениях во время восхода и захода светил. Это наблюдается на фоне суточной цикличности с температурными максимумами в 12-15 часов. Возрастание амплитуды приливних колебаний с 10 мая до 15 мая отвечает началу фазы сизигийного прилива в твердом теле Земли 15 мая 2001 г. Именно в этот период и распространялись меридиональные деформационные волны, которые фиксировались при наблюдении за продвижением линейного элемента облачного покрова.

ЮМай              15Май              ЭОМай
2001
Рис. 4.14. Колебания значений отфильтрованной полусуточной гармоники
(период 12 ч)


Установлено, что 17 мая первый цикл деформаций фиксировался с 10 ч 10 мин до 10 ч 40 мин, второй с 13 ч 10 мин до 13 ч 20 мин, третий с 15 ч 50 мин до 16 ч 35 мин. Около 70% аварий произошло вдоль линии меридиональной направленности шириной не более 100 м. Одна группа аварий прошла в севернее Михайловской площади по улице Косвенной вдоль меридионального участка разлома, выраженного в рельефе местности. Другая группа аварий зафиксирована южнее в районе ул. Ильфа и Петрова, где меридиональная зона также проявляется в рельефе местности — рис. 4.12. В целом обе группы — это фрагменты одной субмеридиональной линейной зоны тектонических нарушений.
Рассмотрим другой пример. Установлено, что в конце первой декады июня 2002 г. зафиксирован рост мантийных землетрясений, а с 12 по 20 июня активизировался спрединг. Из этого можно сделать вывод, что фиксировались не только плитовые процессы, но и мантийные. Наиболее сильные деформации разрывного характера проявились в Кавказском районе — табл. 4.1.
В таблице показаны землетрясения, зафиксированные с 7 июня по июля.

Таблица 4.1
Параметры землетрясений в Кавказском регионе 07.06.02 — 01.07.02 г.

Дата

Время

Широта

Долгота

Глуб.

М

Регион

2002.07.01

08:20:50

27,23 N

54,54 E

33

4,7

Ю. Иран

2002.06.23

02:43:24

29,73 N

51,35 E

10

4,6

Ю. Иран

2002.06.22

14:27:16

35,52 N

49,13 E

10

4,8

З.Иран

2002.06.22

06:45:34

35,64 N

48,91 E
/>10
5,1

З.Иран

2002.06.22

03:32:49

40,00 N

43,80 E

33

4,6

Грузия

2002.06.22

03:31:51

35,20 N

50,10 E

33

4,3

С. Иран

2002.06.22

02:58:20

35,63 N

48,95 E

10

6,5

З.Иран

2002.06.19

15:48:25

27,28 N

54,04 E

33

4,6

Ю. Иран

2002.06.18

03:19:24

33,24 N

45,93 E

33

5,1

Ирак-Иран

2002.06.07

14:18:46

30,50 N

53,99 E

33

4,0

С. Иран


С 16 по 19 июня, во время активного спрединга наблюдалось увеличение числа землетрясений на Земле, превысившее 18 июня 40 сейсмических событий в день (рис. 4.15).

Рис. 4.15. Изменение во времени суточного количества аварий газовых сетей ОАО “Одессагаз” (а), суточного количества землетрясений на Земле (б). Даты проявления в поле облачности деформационных волн (с)


Рассмотрим данные по аварийности одесских газопроводов 1619 июня. В этот период наблюдалась отрицательная аномалия аварийности, характеризующая обстановку регионального сжатия. 16 июня в Черноморском регионе зафиксированы деформации в виде дефор
мационной волны (рис. 4.16). Азимут простирания фронта деформационной волны — 62° совпадал с направлением Бургас-Ждановского неотектонического нарушения.
Днем 23 июня прошла постсейсмическая вторая деформационная волна. В Одессе геодинамическими процессами были спровоцированы аварии газопроводов в пределах отдельного блока, сориентированного в соответствии со спредингом в Красноморском рифте, с направлением зоны вспарывания, трассируемой эпицентрами землетрясений в Кавказском регионе, согласованно с азимутами простирания фронтов деформационных волн 16 и 23 июня 2002 года. Рассмотрим особенности деформационных волн, трассируемых линейными зонами элементов облачного покрова. Как видно на рис. 4.16, 16 июня наблюдалась линейная безоблачная зона темного цвета (повышенной температуры), формируемая нисходящими потоками воздуха и, соответственно, положительной аномалией поля силы тяжести. Такие геодеформации вызвали блокирование пластических геодеформаций и, соответственно, развитие разрывных геодеформаций (рис. 4.15).
23 июня наблюдалась линейная зона облаков, характеризующаяся восходящими потоками воздуха и, соответственно, отрицательной аномалией поля силы тяжести. Эта зона охватывала район Западного Причерноморья, Крыма, Кавказа. Такие геодеформации вызвали развитие пластических геодеформаций без активизации сейсмических процессов (рис. 4.16).

Рис. 4.16 а,б. ИК изображения Черноморского региона 16 и 23 июня 2002 г.


Итак, можно предположить, что деформационная волна 16 июня формировалась положительной гравитационной аномалией, а 23 июня отрицательной аномалией поля силы тяжести. Проанализировав фазовую скорость движения волн, совпадение азимутов их распространения и их антиподальность, удалось установить, что такая волна обегает Земную сферу за 14 суток. На основании этого удалось сформулировать тезис о том, что проявления 16 и 23 июня 2002 года можно рассматривать как подошву и гребень грави
тационной волны с двухнедельным периодом. Такое наблюдение не противоречит выявленным нами недельной и двухнедельной цикличностям геодеформаций, двухнедельной цикличности угловой скорости вращения Земли, 14,2-дневной цикличности колебательных смещений полюса относительно генерального направления смещения.
Ярким подтверждением различного проявления в разрывах газопроводов гравитационных волн 16 и 23 июня может служить пространственное распределение аварий на территории г. Одессы.
На рисунке 4.17 показан спутниковый снимок северной части города, где обычно пластические геодеформации не фиксируются.

Рис. 4.17. Спутниковое изображение северной части города Одессы


На следующем рисунке 4.18 показана схема этого района с положением мест разгерметизации газопроводов 24 июня 2002 г. Можно отметить, что азимут распространения деформационных волн 16 и
23 июня в обоих случаях согласуется с блоковой делимостью литосферы в северной части города, однако пластические геодеформации для рассматриваемого региона, как и землетрясения на Кавказе, были характерны для 22-24 июня, а 16 июня был характерен спрединг и активизация микросейсмичности на Европейском континенте — рис. 4.16.
alt="" />
Рис. 4.18. Схема мест разгерметизации газопроводов в Одессе 24 июня 2003 г.


Рассмотрим другой пример распространения прогрессивных гравитационных волн. Известно, что геодинамические и сейсмические феномены сопровождаются специфическими явлениями погоды — линейными элементами облачного покрова. Такие переменные деформации земной коры могут быть связаны с изменениями в мантии и ядре Земли, вызывая вариации гравитационного полюса Земли, фор
мируя локальные аномалии, как стабильные, так и те, что двигаются в пространстве в виде фронта волны деформации.
Такие зоны могут эпизодически возникать в любых районах, в результате чего может формироваться кучево-дождевая облачность (Cb) значительного вертикального развития. Пространственные масштабы зоны возникновения таких феноменов имеют локальные размеры и привязаны к зонам формирования землетрясения или к зонам, которые проявляются в виде пластических деформаций.
Как пример рассмотрен эпизод прохождения фронта гравитационной волны — рис. 4.19 в районе Пиренейского полуострова 12-13.11.2001. После проявления пластических геодеформаций здесь зарегистрировано землетрясение (16.11.01, М=2,9, Н=10 км).
Рассматриваемый период можно отождествлять с началом интенсивных процессов столкновения Африканской и Евразийской плит 13 ноября с последующим разрушением сплошности Африканской тектонической плиты (Этот процесс рассмотрен в разделе 3, рис. 3.9-3.15).
Появлению внутриплитовых геодеформаций предшествовали проявления активизации плитовой тектоники. Это иллюстрируется таблицей 4.2.
Таблица 4.2
Каталог землетрясений с эпицентрами в районах зон спрединга 7-12 ноября 2001 г.

Дата

Время

Широта

Долгота

H

М

Регион

2001/11/07

22:28:55

85.239N

93,475 E

10

4,6

north of Severnaya Zemlya

2001/11/08

02:00:05

72.326N

2,234 E

10

4,9

Norwegian sea

2001/11/08

03:58:20

53.95 S

2,43 W

10

4,2

southern Mid-Atlantic ridge

2001/11/08

17:42:55

27.69S

65,75 E

10

5,2

Indian ocean Triple junction

2001/11/08

20:30:06

41.31S

85,61 W

10

4,7

west Chile rise

2001/11/09

05:36:10

53.15N

35,21 W

10

5,4

Reykjanes ridge

2001/11/12

10:11:01

22.19N

45,09 W

10

5.3

northern Mid-Atlantic ridge

2001/11/12

17:54:19

49.50S

116,01 W

10

5.5

southern east Pacific rise


При прохождении деформационной волны кучево-дождевая облачность начала формироваться под воздействием фронта деформационной волны в ночную пору в зоне формирования очага землетрясения. Волна распространялась в юго-восточном направлении со скоростью
около 100 км/час. Фазовая скорость деформационной волны в этом случае и в случае, приведенном выше, совпадают. Фронт деформационной волны отображен на рис. 4.19 стрелками. Отличие от 16 и 23 июня 2002 г. состоит в том, что в данном случае деформационная волна описывает радиальное вращение относительно точки в центральной части Атлантического океана.

Рис. 4.19. Стадия максимального развития зоны Cb 12.11.2001 15:00 UTC


Установлено, что в первой декаде ноября 2001 года аварии газопроводов, отражающие интенсивность пластических деформаций прекратились, а процессы, отражающие непластические деформации — активизировались. 8 ноября в 0 час. 25 мин. произошло обрушение части здания № 24 по ул. Ген. Цветаева, 9 ноября в 15 час. 20 мин. и в 16 час. 00 мин. зафиксированы очень редкие (в 2001 году) аварии газопроводов в местах выхода из земли, объясняемые горизонтальными движениями земной коры.
Наибольший интерес вызывает факт разрыва аммиакопровода Одесса-Тольяти 11 ноября 2001 года. Утром 11 ноября в Днепропетровской области на 1679 километре аммиакопровода “Тольятти- Одесса” была зафиксирована утечка аммиака. Авария на магистрали произошла в районе поселка Мироновка Никопольского района. Важным подтверждением того, что авария имеет геодинамическую природу, является то, что такие аварии — явление очень редкое, и в то же время в указанном месте аварии происходили неоднократно. Так, 19
мая 2004 в 11:10 на 1632 км аммиакопровода “Тольятти-Одесса” произошла авария — из-за повреждения трубы вдоль сварного шва.
В последние годы совместно с системой классических геодезических наблюдений за деформациями земной поверхности, сформировалось новое научное направление. Это мониторинг геодеформаций по пространственным изменениям поверхности Мирового океана.
В процессе многолетних исследований быстрых вариаций гравитационного поля Земли, по данным наблюдений за изменениями в подвижных сферах Земли — атмосфере и гидросфере, отмечено, что в этих проявлениях существуют так называемые критические масштабы. Линейные зоны, связанные с аномалиями гравитационного поля Земли, трассируют структуры с пространственным масштабом, как правило, не менее 150 км [Учитель И. Л. и др., 2001]. Деформации, трассируемые гравитационными аномалиями, судя по косвенным признакам, представляют собой как отражение быс- тропротекающей динамики блоковой структуры литосферы, так и процессы прохождения по поверхности Земли поверхностных волн, проявляющихся деформациями блоковой структуры поверхности Земли. Прохождение таких волн определяется основными азимутами делимости литосферы [Тяпкин К. Ф., 1999].
Анализируя результаты исследований различных авторов связи между рельефом поверхности океана с рельефом дна, опосредованно через гравитационное поле Земли, мы попытались сформулировать обобщенные представления по теории блоковых движений литосферы. Основной нерешенной проблемой данной теории является отсутствие объяснения причин дифференцированного проявления гравитационных аномалий при переходе от размера блоковых структур менее 150 км и более 150 км. Как уже упоминалось, проявления аномалий гравитационного поля Земли в виде линейных элементов облачного покрова трассируют элементы блоковой структуры литосфеы с пространственными размерами более 150 км. В океане топография дна, связанная с блоковым строением земной коры, коррелируется с вариациями уровенной поверхности океана (опосредованно через гравитационное поле) исключительно для пространственных размеров структур менее 150 км. Это положение обосновывается и развивается многими исследователями [Talwani М., Рорре. 1972, McKenzie D. and C. Bowin, 1976, Watts А. В., 1979, Vogt P. R. and W. Jung, 1991, Jung W. and Vogt P. R., 1992]. Установлено, что стабильный во времени рельеф морского дна коррелируется со стабильными во времени аномалиями рельефа поверхности Мирового океана.
Установлено, что уровенная поверхность океана меняется в про
странстве за счет неоднородностей плотности Земли. Эквивалентную водную поверхность океана условно можно считать геоидом. Колебания геоида обратно пропорциональны расстоянию между исходным эллипсоидом и аномалией массы, тогда как аномалии силы тяжести обратно пропорциональны квадрату расстояния. Колебания геоида, по мнению авторов, показывают более широкий спектр изменений, чем кривая аномалии силы тяжести относительно аномалии единичной массы на глубине. Кроме аномалии массы, существует дополнительный потенциал u, и его связь с изменением геоида записывается в следующей форме:
u =gN,              (4.2)
где N — отклонение геоида от исходного эллипсоида, g — среднее значение ускорения силы тяжести. Аномалия силы тяжести является нормальной составляющей градиента потенциала аномалии u. Поверхность геоида изменяется по отношению к поверхности эллипсоида некоторым определенным образом, что может быть представлено набором сферических гармоник с определенной длиной волны и амплитудой.
Экспериментальными исследованиями установлено, что аномалия силы тяжести тесно связана топографией земной поверхности (с батиметрией дна Мирового океана) в диапазоне длин волн от 15 до 200 км [Talwani М., Рорре, 1972, McKenzie D. and C. Bowin, 1976, Watts А. В., 1979, Vogt P. R. and W. Jung, 1991, Jung W. and Vogt P. R., 1992]. Эта связь наилучшим образом изучена для волнового спектра. Полагая ее линейной, можно получить следующее выражение:
С(к)=г(к)В(к),              (4.3)
где G, Z и В — дискретные преобразования Фурье для силы тяжести, функции перехода и батиметрии, соответственно, параметр k — волновое число: к=2р/1, где I — аномальная длина волны. Функция перехода Z, таким образом, может быть получена делением G на В. При наличии шумов функция перехода может быть наилучшим образом оценена из отношения взаимной спектральной плотности гравитации и топографии (батиметрии) к энергетическому спектру батиметрии:
Z(k) = G^^^)/^^*^),              (4.4)
где знак “*” означает комплексное сопряжение. Аномалия геоида, связанная с аномалией поля силы тяжести, может быть выражена как:
H(k)=G(k)/gk,              (4.5)

где H(k) — аномалия геоида в спектре волновых чисел, g — среднее ускорение силы тяжести. Следовательно, мы используем теоретическую модель функции перехода, исходя из существующих гипотез.
Среди множества моделей для океанских районов авторами в списке литературы предлагаются следующие: бескомпенсационная, которая предполагает, что океаническая кора достаточно мощная, чтобы поддерживать океанические хребты,
и,              следовательно, не деформируется ими; с “легкой” местной компенсацией, которая предполагает, что под возвышающимися хребтами залегают коренные породы с меньшей, чем в безаномальных районах, плотностью; с “плоской региональной” компенсацией, которая предполагает, что “механическая литосфера”, верхней частью которой является земная кора, ведет себя как эластичная поверхность, способная выдерживать напряжения, вызываемые массой подводных хребтов.
Ни одна из перечисленных гипотез не позволяет объяснить принципиальные изменения характера проявления геоиндикаторов при преодолении пространственного масштаба 150х150 км. Как уже упоминалось, батиметрические аномалии, как и аномалии геоида, хорошо коррелированы на длинах волн от 15 до 200 км. В данном исследовании нами анализируются причины этого феномена. В основу положена теория К. Ф. Тяпкина [Тяпкин К. Ф., 1998] о блоковой структуре земной коры и известные положения теории изостазии. Возможно при размере блоков менее 150 км блоковое строение земной коры имеет “клавишную” структуру, точнее структуру, подобную шахматной доске, что формирует шахматную структуру аномалий гравитационного поля, перемежающееся гравитационное поле с размерами отдельных структурных элементов 75х75 км и менее, не способных формировать в атмосфере устойчивые линейные элементы.
Из работы П. Б. Руткевича [Руткевич П. Б., 1998] следует, что процессы возникновения короткоживущих гравитационных аномалий формируют аномалии в поле атмосферного давления. Движение воздуха при наличии гравитационных аномалий описывается гидродинамической системой для поля скорости, давления и температуры, при условии, что поле температуры горизонтально-однородное и зависит лишь от вертикальных координат:

alt="" />







(4.8)



где G — гравитационная постоянная, g — сила тяжести, P — атмосферное давление, T — температура воздуха, r — радиус гравитационной аномалии, а — величина излишней массы на величину длины стержня, h0 — нижняя граница аномалии, er и ez — соответствующие орты цилиндрической системы координат, P0 и T0 — значения давления и температуры в начале координат, А — оператор Лапласа для цилинд- рично-симметричного случая.
В то же время в Мировом океане, по-видимому, благодаря существенной вязкости воды, формируются корреляционно связанные поля давления в гидросфере и поля рельефа морского дна с размерами блоков менее 150 км.
В атмосфере эпизодически могут фиксироваться проявления блоковой структуры с масштабами, превышающими 150х150 км. Могут возникать ситуации, когда и мегаблоки с размерами 2500x2500 км могут испытывать движения типа “клавишных”. На рисунке 4.20 показана ситуация 8 мая 2001 года, когда на территории Евразии проявлена блоковая структура в виде положительной аномалии атмосферного давления — положительной аномалии изопотенциальной поверхности в атмосфере. Геодинамическая ситуация в период формирования этой аномалии детально рассмотрена в диссертационной работе И. Л. Учитель.
Отдельно рассмотрим ситуацию, связанную с быстрыми вертикальными движениями блока земной коры с размерами 600x600 км в районе Северного моря [Kapochkin B. B. и др., 2006]. Этот блок хорактери- зуется положительной аномалией силы тяжести — рис.3.17. По данным альтиметрических измерений, 21 ноября аномалий топографии поверхности океана в пределах этого блока не фиксировалось. 25-27 ноября 2005 г. в районе Британских островов и Северного моря произошло опускание поверхности океана на 50 см, (с учетом процессов в столбе атмосферного воздуха — на 90 см). Предполагается, что это связано с резким опусканием блока и кратковременным снижением значений гравитационного поля в пределах блоковой структуры 600X600 км (рис. 4.21 а, б) (см. цветн. вкладку).


Рис. 4.20. Нисходящие движения воздуха над подвижным блоком
2500X2500 км


Это, в свою очередь, привело к соответствующей реакции атмосферы — образованию области низкого давления в атмосфере в границах этого блока — образованию циклона.
Границы области низкого давления в атмосфере показаны на рис. 4.22


Рис. 4.22. Карта ОТ 500-1000 за 26 ноября 2005 г.


Были изучены геодинамические условия, предшествующие появлению гравитационной аномалии 26 ноября. Установлено, что 25-27 ноября 2005 г. зафиксированы уменьшения до нуля ускорения вращения Земли вокруг своей оси — рис. 4.23.
Подвижность тектонических плит в этот период подтверждена аномалией движения оси вращения Земли. Ось в своей траектории движения сделала “петлю” (рис. 4.24). Аномалия изменения обычного направления на петлю была также зафиксирована 24-25 ноября.
Это свидетельствует о проявлении процессов аномального проскальзывания земной коры по поверхности астеносферы в этот период.
Этот процесс спровоцировал спрединг в Северной Атлантике и вдавливание блока Северного моря в мантию.
25 ноября зафиксировано изменение интенсивности движений тектонических плит в зонах спрединга. Для Европы это показано в табл. 4.3.


Ноя              Дек              Янб
2005              2005              2006
Рис. 4.23. Изменение во времени длительности суток (значения D из Bulletin (IERS evaluation) http://hpiers.obspm.fr/eop-pc/ без учета двухнедельной гармоники)



Рис. 4.24. Координаты оси вращения Земли (X, Y) (Bulletin (IERS evaluation)
http://hpiers.obspm.fr/eop-pc/)


Как уже упоминалось, в Северном море имеет место положительная гравитационная аномалия, блок Феноскандии характеризуется отрицательной гравитационной аномалией. Блок Северного моря в современный период погружается, а смежный блок Феноскандии поднимается. В такой ситуации спрединг в Северной Атлантике приводит к вдавливанию блока Северного моря и подъему блока Феноскандии.

Падение блока Северного моря уменьшает гравитационную аномалию, а это приводит к изменению количественного значения ундуляции поверхности геоида (океана и давления атмосферного воздуха). В таких условиях в атмосфере возникают ситуации некомпенсированных силой тяжести отрицательных аномалий давления.
Таблица 4.3
Каталог землетрясений в районе Срединно-Атлантического хребта
25 ноября 2005 г.

Дата

Широта

Долгота

М

Регион

25.11.2005 11:00

30,09 N

42,04 W

4,6

Срединно-Атлантический хребет

25.11.2005 11:40

30,10 N

41,97 W

4,5

Срединно-Атлантический хребет


При возвращении блока к нормальному положению — 27 ноября число землетрясений на Земле по сравнению с 25 ноября увеличилось на 15%. Их количество достигло 75 в сутки, что является максимально рекордным числом землетрясений за данный период.
Изменения суточного количества аварий газопроводов в Одессе показано на рисунке 4.25. Установлено, что в дату интенсивных вертикальных движений блоков, в том числе блоковой структуры Северного моря, в Одессе наблюдались условия интенсивного сжатия и разрывы газопроводов не фиксировались, и суточное значение разгерметизаций газовых сетей было равно нулю (пластические геодеформации были заблокированы).
На следующем рисунке показаны недельные гармоники аварий в местах выхода из земли и интегрального показателя аварийности газопроводов в Одессе. Гармоники не имеют фазовых сдвигов, и 26 ноября имеют минимальные значения в недельном цикле (рис. 4.26).
Самые интенсивные геодеформации можно было зафиксировать 26.11.2005 по спутниковым снимкам — рис. 4.27.


Окт              Ноя              Дек
2005              2005              2005
Рис. 4.25. Изменение во времени суточного количества аврий газопроводов и аварии в местах выхода газопровода из земли



Окт              Ноя              Дек
2005              2005              2005
Рис. 4.26. Изменение во времени амплитуды 7-суточной гармоники аварий газопроводов в октябре-декабре 2005 г.



Рис. 4.27. ИК изображение Европы 26 ноября 09:00 UTC



<< | >>
Источник: Войтенко С.П., Учитель И.Л., Ярошенко В.Н. Геодинамика.. Основы кинематической геодезии. 2007

Еще по теме 4. ГЕОДИНАМИЧЕСКИЕ ДВИЖЕНИЯ МАСШТАБА ТЕКТОНИЧЕСКИХ БЛОКОВ ЗЕМНОЙ КОРЫ:

  1. В. Т. Харчева. Основы социологии / Москва , «Логос», 2001
  2. Тощенко Ж.Т.. Социология. Общий курс. – 2-е изд., доп. и перераб. – М.: Прометей: Юрайт-М,. – 511 с., 2001
  3. Е. М. ШТАЕРМАН. МОРАЛЬ И РЕЛИГИЯ, 1961
  4. Ницше Ф., Фрейд З., Фромм Э., Камю А., Сартр Ж.П.. Сумерки богов, 1989
  5. И.В. Волкова, Н.К. Волкова. Политология, 2009
  6. Ши пни Питер. Нубийцы. Могущественная цивилизация древней Африки, 2004
  7. ОШО РАДЖНИШ. Мессия. Том I., 1986
  8. Басин Е.Я.. Искусство и коммуникация (очерки из истории философско-эстетической мысли), 1999
  9. Хендерсон Изабель. Пикты. Таинственные воины древней Шотландии, 2004
  10. Ишимова О.А.. Логопедическая работа в школе: пособие для учителей и методистов., 2010
  11. Суриков И. Е.. Очерки об историописании в классической Греции, 2011
  12. Бхагван Шри Раджниш. ЗА ПРЕДЕЛАМИ ПРОСВЕТЛЕНИЯ. Беседы, проведенные в Раджнишевском Международном университете мистицизма, 1986
  13. Фокин Ю.Г.. Преподавание и воспитание в высшей школе, 2010
  14. И. М. Кривогуз, М. А. Коган и др.. Очерки истории Германии с Древнейших времен до 1918, 1959
  15. Момджян К.Х.. Введение в социальную философию, 1997
  16. Джон-Роджер, Питер Маквильямс. Жизнь 101, 1992