ГЕОДЕФОРМАЦИИ ПРИ АКТИВИЗАЦИИ ТРАНСФОРМНЫХ РАЗЛОМОВ КРИТИЧЕСКИХ ПАРАЛЛЕЛЕЙ

В процессе формирования второй части монографии нами были сделаны попытки обосновать системность дифферецации движений земной коры, исходя из принципов масштабности геодеформационного процесса. Такой тип преобразования процесса движения, от интенсивных движений высоких рангов к менее интенсивным движениям рангом ниже, отражает процесс дискретной диссипации энергии геодеформаций, согласующийся с общими принципами диссипации энергии во всех системах без исключения.

Проанализируем геодеформационный процесс, имевший место в апреле-мае 2007 года, на первом этапе ознаменовавшийся цунамиген- ным землетрясением с М=8, 01.04.07 в экваториальной зоне (Соломоновы острова), с дальнейшей опосредованной диссипацией энергии в межблоковые пластические геодеформации, спровоцировавшие разрушение инженерных сооружений. Протекание процесса перераспределения деформаций между разными масштабами (прошедшего все масштабы геодинамических движений от смещения полушарий по экваториальной зоне, через смещения по трансформным разломам срединно-океанических хребтов и меридиональных дислокаций, затем через активизацию плито- вых движений, проявившихся процессом спрединга, затем через внутрип- литовые геодеформации и блоковые движения земной коры, отразившиеся обрушением строений, разрывами магистральных газопроводов и взрывами на шахтах) можно отнести к эталонным.
На рисунке 2.2.1 показаны суточные изменения длины пути смещения оси вращения Земли относительно земной коры, отражающие, в какой-то мере, скорость “проскальзывания” земной коры по астеносфере. Можно отметить, что максимальные смещения коры по астеносфере зафиксированы с 26 марта по 7 апреля 2007 г. (экстремум — 4 апреля). Такая интенсивность проскальзывания коры по астеносфере должна сопровождаться аномальными изменениями угловой скорости вращения Земли и ускорения этого вращения. На рисунках 2.2.2, 2.2.3 показаны изменения этих параметров во времени.
Действительно, с 1 по 8 апреля фиксировалось аномальное удлинение суток, что соответствует уменьшению угловой скорости вращения Земли. В эти же сроки фиксировалось экстремальное замедление угловой скорости вращения Земли, в связи с чем в результате действия инерционных сил могли произойти смещения земной коры по широтным зонам, в первую очередь в экваториальной зоне. Даты таких смещений на рисунках 2.2.1-2.2.3 показаны стрелками. Исходя из из
ложенной нами концепции ранжирования движений по фактору пространственно-временного масштаба движения, сначала произошло мощное проявление крутильных колебаний.
I 1 1 1 1 1 1 1 1 г
src="/files/uch_group50/uch_pgroup280/uch_uch945/image/68.jpg" alt="" />
20Мар ЗОМ-ар 9^пр
2007
Рис. 2.2.1. Длина пути оси вращения за сутки в марте-апреле 2007 г.

Рис. 2.2.2. Изменение во времени длительности суток в марте-мае 2007 г. Начало апреля характеризуется торможением вращения Земли

На рис. 2.2.4 (см. цветн. вкладку) показаны аномалии уровня Мирового океана в рассматриваемый период. Можно видеть, что крутильные колебания произошли в условиях проявления аномалии уровня океана вдоль экватора, причем в Индийском океане эта аномалия имеет знак +, а в Тихом океане знак -, что тождественно положительной и отрицательной аномалиям гравитационного поля Земли соответственно. Отрицательные аномалии уровня океана могут быть объяснены локальными быстропротекающими аномалиями поля силы тяжести. Экваториальная зона сегмента юго-восточной Азии отличается отрицательной аномалией уровня Мирового океана. Важно отметить, что к 22 апреля, когда интенсивность разрывных геодеформаций пошла на убыль, рассмотренные аномалии уровня Мирового океана стали менее выраженными.
Эпицентры землетрясений, отразившие процесс смещения коры полушарий по экватору, показаны на рис. 2.2.5 (см. цветн. вкладку). В соответствии с декларируемыми нами положениями такие смещения вызывают цунамигенные (сильные поверхностные землетрясения в желобах). Именно такое землетрясение зафиксировано 1 апреля 2007 г. Его магнитуда составила М=8,1, карта эпицентра показана на рис. 2.2.5.
Earth angular velocity refered to 72921151*467064 picorad/s
¦0.70 r

2007.16 2007.20 2007.24 2007.28 2007.32 2007.36
Рис. 2.2.3. Изменение во времени ускорения изменения длительности суток в марте-мае 2007 г. Начало апреля — отрицательное ускорение
во вращении Земли

Как упоминалось ранее, типичным явлением перед смещениями полушарий по экваториальной зоне (проявившимися серией землетрясений, в том числе с М=8,1) являются проявления гиперглубоко- фокусной сейсмичности. Такое землетрясение с глубиной гипоцентра 600 км зафиксировано за 15 часов до момента основного сдвига по экваториальной зоне.
В соответствии с изложенными в монографии обобщениями теоретического характера после зафиксированных ротационных эффектов, завершившихся крутильными колебаниями с толчком в экваториальной зоне с М=8,1 следует ожидать процесс диссипации энергии главного смещения посредством перехода энергии смещения к движениям меньших рангов. Фактически такие движения зафиксированы по зоне трансформного разлома Азорских островов. Именно этим движениям и посвящен данный раздел. На карте (рис. 2.2.4) показано, что по зоне критических параллелей 35°с.ш. в Тихом океане уже в марте фиксировалась линейная отрицательная аномалия топографии поверхности океана протяженностью несколько тысяч километров.
Переход от крутильных колебаний к движениям по трансформным разломам широтного простирания можно проанализировать по изменению во времени сейсмических проявлений в рассматриваемых зонах. Между главными смещениями в экваториальной зоне и зоне критических параллелей 35°с.ш. прошло 3,5 суток (рис. 2.2.6). Этот промежуток времени кратен геодеформациям с 14 суточным периодом. Важно отметить, что сразу же после землетрясения на Соломоновых островах в зоне критических параллелей 35°с.ш. зафиксировано необычное ги- перглубокофокусное землетрясение с глубиной более 200 км, впереди по ходу смещения коры, восточнее Азорских островов, что, как было показано ранее, способствует смещениям коры по астеносфере в восточном направлении.
Движения по трансформному разлому параллели 35°с.ш. длились не более 3,5 суток. 9 апреля интенсивность движений снизилась, из чего следовало ожидать диссипацию энергии посредством перехода к движениям меньших рангов.
Были изучены особенности изменения во времени общего числа землетрясений, которые регистрируются на планете. На рисунке 2.2.7 показано изменение во времени суточного количества землетрясений на Земле. Можно видеть, что с 1-5 апреля сейсмическая активность была практически вдвое выше обычного уровня. В основном аномалия суточного количества землетрясения сформировалась за счет сейсмических событий в экваториальной зоне и в районе Азор
ских островов. 9 апреля вклад этих землетрясений в общее число резко снизился. На рис. 2.2.7 можно увидеть всплеск сейсмичности глобального масштаба (100 землетрясений в сутки) 10 апреля, причем эти движения не связаны ни с крутильными колебаниями, ни с движениями по зоне критических параллелей 35°с.ш. Начиная с этого времени, впервые вступили движения плит, связанные с эффектами спрединга и субдукции.

¦ \ I I I -I _ /\| смещение по эы		I ^ I I I I затору	I \ I I I	I h I I
\ CMi		ещение по параллели35	с.ш.
4 Л I I	i\ I I I	I I " T"-V I Y I	I V l I ¦ Г-У I	;\Агх

20

IO

IO^np

204пр
2007

ЗОДпр

Рис. 2.2.6. Интенсивность крутильных колебаний и смещений по трансформным разломам Азорских островов (серый)
alt="" />
Рис. 2.2.7. Изменение во времени суточного количества землетрясений на планете (серый) и числа землетрясений без учета событий в экваториальной зоне и в районе Азорских островов

В результате анализа сейсмичности (рис. 2.2.8) удалось установить, что 9-10 апреля активизировались движения по зонам спрединга, что можно охарактеризовать как активизацию плитовой тектоники. До этого проявлялись сдвиговые движения, игнорировавшие плитовую структуру земной коры, т. е. движения более высоких рангов.
Плитовые смещения начали проходить циклично, с периодом 14 суток, что подтверждено расчетами, показанными на рис. 2.2.9. Спрединг устойчиво проявлялся с 10 по 24 апреля. Ожидаемый третий всплеск интенсивных плитовых движений 5-7 мая уже не проявился.
Исходя из этого, после 24 апреля можно было ожидать переход энергии геодинамических движений на следующий уровень, на внутрипли- товые геодеформации.
Как уже неоднократно было отмечено, аварии газопроводов на так называемом геодинамическом полигоне ОАО “Одессагаз” используются нами для оценки уровня геодинамических движений пластического характера. На рис. 2.2.10 показаны данные суточного числа аварий в исследуемый период.

Рис. 2.2.8. Показаны фрагменты активизации спрединга в Северной Атлантике а) 10 апреля; б) 23-24 апреля; в) 6 мая

ЮДпр 20Дпр ЗОДпр
2007
Рис.

2.2.9. 14-суточная цикличность движения плит в Атлантике (красная линия), зеленая линия — количество толчков (серый)

T 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 г

Юйпр 20йпр ЗОДпр
2007
Рис. 2.2.10. Изменение во времени суточного количества аварий газопроводов “Одессагаз” (черная линия — аварии на выходе из земли)

На рис. 2.2.11 приведены результаты расчетов 14-суточной цикличности аварий “Одессагаз”, отдельной кривой показаны результаты расчетов по данным аварий в местах выхода газопровода из земли, по нашим данным, отражающие пластические геодеформации с выраженной горизонтальной составляющей. Согласно расчетам, после 20 апреля горизонтальные и вертикальные проявления пластических геодеформаций синхронизировались. Пик согласованных вертикальных и горизонтальных движений поверхности земли попадает на 24 апреля.

Рис. 2.2.11. 14-суточная цикличность аварий “Одессагаз” (черная линия 14-суточная цикличность аварий на выходе из земли)

апреля активизировались горизонтальные смещения, так как ава- ри в местах выхода газопровода из земли, по нашему мнению, характеризуют горизонтальные смещения земной коры.
Важно отметить, что интенсивность горизонтальных смещений коры выросла за неделю до 24 апреля, а именно 17 апреля.

Исходя из изложенных положений, после 17 апреля в результате активизации внутриплитовых геодеформаций на территории Европы можно было ожидать формирование необычных деформаций (табл. 2.2.1). Действительно, через 3,5 суток, (20.04.07) зафиксированы очень редкие землетрясения. Это мантийное землетрясение в глубоководной впадине Черного моря и землетрясение в районе Уральских гор.

Дата, время	Широта		Долгота		H		М	Регион
2007.04.20 05:08:21.8	43,31	N	36,08	E	100	ML	3,9	Black sea
2007.04.20 17:39:30.4	60,45	N	59,86	E	10	ML	3,4	Ural mountains region, Russia

Таблица 2.2.1

Через 7 суток необычные землетрясения зафиксированы в Крыму и в районе пролива Ла-Манш (табл. 2.2.2).
В результате выполненных расчетов двухнедельной циклической составляющей угловой скорости вращения Земли, спрединга в

Атлантике, характеризующего активизацию плитовой тектоники, и аварий газопроводов, отражающих реальные деформации поверхности земли в Европе, удалось установить, что изменения ротационных эффектов, плитовая тектоника и внутриплитовые блоковые геодеформации происходят практически синхронно. Это показано на рис. 2.2.12.
Таблица 2.2.2
Каталог редких внутриплитовых землетрясений 27-28 апреля 2007 г.

Дата, время	Широта	Долгота	H	М	Регион
2007.04.27 07:54:37.1	45,26 N	35,78 E	10	3,7	Crimea region, Ukraine
2007.04.28 07:18:09.9	51,03 N	1,01 E	10	4,9	England, United Kingdom

I I I I I I I I I I		1/^rV угловая скор о:ть Земш /1"- V
_ /	движение плит		/ /
sir—			/ /
- f/			/
			- I аварии •
I I I I I I I ¦¦¦/ I I		Illlll	/ "Одессагаз". h-/ I I I

ЮДпр ЭОДпр ЗОДпр
2007
Рис. 2.2.12. Синхронность действия ускорения вращения Земли, движения плит и аварий ОАО “Одессагаз”

Продолжая анализ геодеформаций разрушительного характера, удалось установить, что на территории Европы такие деформации имели системный характер. На рис 2.2.13 показаны обрушения зданий в рассматриваемый период.
6 и 17 апреля, когда главенствовали движения высоких рангов, обрушения зданий фиксировались в районе Уральского орогена (Челябинск), а начиная с 18 апреля по 6 мая, когда пришла очередь внутри-
плитовых движений, обрушения зданий фиксировались вдоль разлома 30° в. д., причем в Стамбуле обрушения зданий фиксировались дважды с дискретностью 7 суток.

Рис. 2.2.13. Локализованность и последовательность обрушения зданий

Важно отметить, что обрушения зданий фиксировались в периоды выраженных горизонтальных движений земной коры — рис. 2.2.14.
6-7 мая деформации, вызвавшие обрушения строений, проявились разрывами магистрального газопровода “Дружба”, 6 мая в районе Бе- регово (Закарпатье), а 7 мая в районе Киева. Во втором случае разрыв произошел по активному в этот период разлому 30° в. д.
Важно отметить, что разрывы магистрального газопровода в районе Киева фиксировались в том месте, где ранее уже были разрывы, что говорит об их геодинамической природе.
И, наконец, 8 мая повторно зафиксирована активизация Уральско- Африканской дислокации, проявившаяся толчками в районе Урала и трансформного разлома Мертвого моря (табл. 2.2.3).
Активизация Уральс ко-Африканской дислокации сопровождалась типичными для этих геодеформаций взрывами метана на шахте (9 мая Донецк).

ЮДпр ЭОДпр ЗОДпр
2007
Рис. 2.2.14. Изменение во времени суточного количества аварий газопроводов ОАО “Одессагаз” и обрушений зданий (Челябинск, Стамбул, Каир, Москва)

Дата, время	Широта		Долгота		H		М	Регион
2007.05.08 10:26:48.0	52,46	N	68,17	E		ML	3,4	Central Kazakhstan
2007.05.08 11:44:01.4	31,70	N	35,27	E	87	MC	3,7	Dead sea region

Таблица 2.2.3

На рис. 2.2.15 показано, что пластические и разрывные геодеформации с периодом 7 суток после 17 апреля происходили в противо- фазе, что отражает процесс сжатия 3,5 суток и процесс растяжения суток на протяжении недельного цикла. На рис 2.2.16 показано, что формирование разрывных деформаций провоцировалось процессами в мантии Земли.
5-7 мая фиксировался процесс тектонического сжатия. В этот период произошли разрушения магистральных газопроводов и обрушения зданий. Пластические геодеформации в указанный период были блокированы. Пластические геодеформации предваряли и завершали разрывные геодеформации. 8-9 мая пластические деформации нашли отражение в процессах разрывов газопроводов ОАО “Одессагаз” и выброса метана на шахтах Донбасса. Процессы, предшествующие деформациям 6-7 мая, можно оценить по авариям газопроводов в Одессе 4 мая.

Рис. 2.2.15. Изменения во времени 7-суточной гармоники аварий газопроводов ОАО “Одессагаз” и землетрясений в районе Азорских островов

	: А аварии /\
' г \ Фиджи I

		As оры

-I

ЮДпр

20Дпр
2007

ЗОДпр

Рис. 2.2.16. Изменения во времени 7-суточной гармоники аварий газопроводов ОАО “Одессагаз”, землетрясений в районе Азорских островов и гиперглубокофокусных землетрясений в районе о. Фиджи
Карта аварий показана на рис. 2.2.17
Приведенные материалы позволяют прийти к выводу, о том, что мощные геодеформации имеют тенденцию диссипировать, системно переходя от движений высоких рангов к низким, от глобальных крутильных колебаний к движениям отдельных плит и далее к движениям блоков и формированию деформационных волн.

<< | >>

↑

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

Еще по теме ГЕОДЕФОРМАЦИИ ПРИ АКТИВИЗАЦИИ ТРАНСФОРМНЫХ РАЗЛОМОВ КРИТИЧЕСКИХ ПАРАЛЛЕЛЕЙ:

- Историческая геология, палеонтология - Геодезия - Геология -