Разломы в земной коре. Жизнь на разломе земной коры

Российская столица, если верить официальной геологической науке, стоит на кристаллическом фундаменте толщиной в 40 км. Но даже в столь мощной каменной «подушке» неизбежны трещины и разломы. Именно об этом, а также о всевозможных заболеваниях, вызванных геопатогенными зонами, не устают говорить представители альтернативной науки. Мест «повышенной трещиноватости» в Москве хватает. Многие из них, стыкуясь друг с другом, складываются в довольно большие зоны. Снимки, сделанные из космоса, позволяют судить о том, как выглядит геологическая структура мегаполиса.

Купол и чаша
НАВЕРНОЕ, прав был историк конца ХIХ века Иван Забелин, когда писал: «Такие всемирно-исторические города, как Москва, зарождаются на своем месте не по прихоти какого-либо доброго и мудрого князя Юрия Владимировича, не по прихоти счастливого капризного случая, но силою причин и обстоятельств более высшего или глубокого порядка». Первые поселенцы тех мест, где ныне стоит Первопрестольная, как известно, облюбовали Коломенское. Этот район, хоть и считается одной из аномальных зон столицы, может оказывать на людей благотворное воздействие.
«Наши предки селились не на самих разломах, а в непосредственной близости от них, - говорит старший научный сотрудник Русского физического общества Ольга Ткаченко. - Из тектонических разломов и трещин выделяется газ радон. Этот радиоактивный элемент вреден в больших дозах, но, как и многие яды, полезен в малых. Он даже способен укреплять скелет человека, который построен в соответствии с параметрами золотого сечения. А вот Кремль, вопреки расхожему мнению, стоит не на пересечении разломов, а рядом с ними. Разлом-то проходит через Красную и Манежную площади, а саму крепость строили в безопасном месте, на Боровицком холме. В языческие времена, к слову, там было капище. Примечательно, что московские храмы тоже возводили на разломах. Почему, не совсем понятно. Видимо, архитектура храма способна преобразовывать теллурическое (земное) излучение, превращая его в некую позитивную энергию».

Согласно данным исследований вся территория Москвы делится на две большие геологические зоны. Север похож на купол (он находится несколько выше), юг - на чашу. Север считается более благоприятной для проживания территорией, хотя, если случится очередное землетрясение в Южных Карпатах, именно эти районы города в первую очередь ощутят на себе его последствия. Дело в том, что северная часть Москвы лежит в зоне глобального тектонического разлома.

От простуды до рака
ГОВОРЯТ, что до сих пор многие москвичи приезжают в Голосов овраг, расположенный в Коломенском, чтобы набрать там «живой» или «мертвой» воды. Также говорят, что есть районы, где статистика онкологических заболеваний выше, чем в других местах столицы. И винят опять же геологию.

«В Европе давно признали взаимосвязь между возникновением раковых опухолей и тектоническими разломами, - комментирует ситуацию доктор медицинских наук Юрий Суханов. - В таких местах даже ставят предупреждающие знаки, риэлторы при покупке жилья предупреждают о риске заболеваний. В Москве об этом будто бы никто не знает! А ведь «раковые дома» стоят даже на Кутузовском проспекте. Достаточно много их на правой стороне Хорошевского шоссе».

Как можно объяснить связь между онкологией и тектоникой? Юрий Суханов утверждает, что в геопатогенных (правильнее сказать - в геоактивных) зонах быстрее идут процессы окисления и старения организма - по вине все того же радона. Слабеют иммунитет, защитные функции, нарушается деятельность центральной нервной системы. Причем в первые годы после поселения в геоактивной зоне человек может жаловаться на незначительные, казалось бы, заболевания - ОРЗ, аллергию, головные, суставные боли. А более серьезные заболевания придут потом. Между прочим, как заметили ученые, техника чаще выходит из строя тоже в геоактивных местах.
«В принципе, почти вся территория Москвы застроена неправильно, - подводит итог Ольга Ткаченко. - Если в старину дома возводили на границах разломов, то в ХХ веке о необходимости соблюдать это правило попросту забыли. Рухнувший в феврале аквапарк, кстати, тоже стоял в зоне «повышенной трещиноватости». Так же, как и многочисленное элитное жилье, возводившееся в Москве в последние годы».

На карте современной Москвы выделяется ряд кольцевых, а также линейных тектонических структур. Центральная структура приходится на территорию междуречья Москвы и Яузы, на которой и развивался город с древних времен. Один из самых мощных разломов, проходящий с юго-востока на северо-запад, расположен под Хорошевским шоссе. (Карта составлена кандидатом геолого-минералогических наук Ириной Федонкиной.)

Дмитрий ПИСАРЕНКО
(АиФ Москва № 49 (595) от 8 декабря 2004 г.)
«АиФ»: moskva.aif.ru/issues/595/23_01

* * *
"На территории Москвы полтора десятилетия тому назад сделан космический снимок, на котором проявились странные полосы, ориентированные с Ю-Ю-З на С-С-В . Спектрозональный снимок отразил небольшую вспышку тектонической активности земных недр, причем в условиях антициклона. Темные полосы чередовались светлыми, ширина их составила порядка 1 км. При анализе выявленных образований стало ясно, что они совпадают с древнейшими разломами кристаллического фундамента. Самая мощная полоса протяну-лась с юга на север, прямо через исторический центр города.

Изучение взаимосвязи подобных полос с сохранившимися письменными летописями на территории Москвы показало, что небывалой мощи ураганы, грозы, землетрясения и пожары гигантских масштабов были топографически приурочены к районам Кремля, Варварки, Ильинки, Зарядья, Замоскворечья, Китай-города, нынешней Лубянки, Старой и Новой площадей. Геологически определено, что с запада на восток центр Москвы рассекает мощнейший древний разлом, а с Ю-Ю-З на С-С-В такой же гигантский разлом, тоже через центр города на вышеуказанных территориях, образуя крест. Именно по этим разломам из недр планеты поступает поток энергии, который и формирует бурные атмосферные процессы.

Летописание в Москве установилось сравнительно поздно. Следует помнить, что в огне пожаров гибли книги и летописи, сохранилось их сотые доли процента.

В Троицкой летописи за 1280 г. в Москве отмечены небывалые ураганы и грозы («много людей изби гром»). В XIII веке на 40 лет установилась экстремальная эпоха. «Бушуют бури, во время которых гибнет множество людей и скота (1280, 1299, 1300). Ураганные порывы ветра поднимают в воздух многие дворы и уносят их вместе с людьми и всем бытом» Свирепствуют пожары. «3 мая 1331 г. сгорел Кремль». В 1337 г. в Москве «все погоре и тогда же наиде дождь силен».1365 г.: «загорелся город Москва… от Чертопорью погорел посад весь и Кремль и Заречье». Подобное же случилось 21 июля 1389 г., в 1396 г.

В периоды таких тектонических проявлений в Москве стояли полярные сияния: «от полунощи и до свети явились огненные столпы, а конец их вверху яки кровь». Москва при этом опять дотла сгорала (1401). Часто в те же годы и на тех же местах случались землетрясения: «Тоя же осени, 1446 г., октября 1 день, в час нощи той потрясеся град Москва, Кремль и посад и храмы поколебашася».

На том холме, где исстари строилась Москва, на кресте разломов экстремальные явления протекали весьма бурно. «1460 г. 13 июля в 6 час дня с запада появилась очень грозная и темная туча и началась необычайно сильная буря. Буря разрушила много зданий… от страшной бури, порывов ветра, раскатов грома и молнии тряслась земля». Такое же случилось и в 1469 г. 30 августа – сильная буря с градом и грозой: «горящие головни и бересту добре далече носило за много верст». Москва вновь сгорела вся.

Бурная активность недр проявилась землетрясением в 1471 г. На другой год 20 июля «буря была вельми велика, огонь метало за семь дворов более. С церквей и хором слетали крыши». Пожар. Тектоника просто разбушевалась: 1474 г., весной был «трус в граде Москве… Во время землетрясения рухнула почти достроенная церковь Св. Богородицы. Потряслись все храмы, и колебалась земля». Зимой и осенью возникли полярные сияния. Буря 1477 г. 1 сентября с грозой: «был гром великий зело». От ударов молнии упали «глава церкви и шея и земля поколебалась от гремения страшного».

В 1481-1486 гг. Москва горела ежегодно, в1493 г страшные пожары 15 апреля, 6, 16 и 28 июля во время сильного ветра сгорела большая часть города. В 1495 и 1507 гг. горели «люди и животы нечисленно». То же случилось в 1530 г. Особенным выдался пожар 21 июня 1547 г. во время бури: «бысть буря велика и потече огонь якоже молния». Три года в городе стояли полярные сияния. Бури с пожарами 1565 г. – Неглинка, 1566 г. – взошла туча темна и стала красная как огненная»; 1584, 1591, 1594, 1599 гг.: «в Китае-городе выгорели все дворы и лавки во всех рядах без остатку и на городке кровли. И не избыть в Китае-городе ничто от того пожару, ни един дом».

Необычна буря 1604 г., причем «на Москве среди лета выпал снег велики и мороз был…». Полярное сияние в феврале 1626 г., а затем пожары. Бури и пожары 1631, 1633, 1649 гг.: «Большой пожар, в результате которого не осталось в Белом городе ни единого кола». Это в каменном-то городе! Нетрудно заметить, что напастям подвержена не часть города к западу от Кремля, но к востоку – на разломах. Здесь в узле разломов скачкообразно вздыбливаются атмосферные процессы, тучи вдруг становятся кровавыми, ионизируется среда, даже сполохи сияний «вверху, яки кровь». А ведь пожар в Морфлоте, на Софийской набережной напротив Кремля, в гостинице «Россия», пожар в здании Самарского УВД и во многих других местах – того же характера процесс ионизации среды, воспламенения от излучений в местах разломов, резкое повышение температуры до «плавления меди колоколов в 170 пуд мгновенно», причем горит камень, лестничные пролеты, в Кремле камни в стене накалялись докрасна. Огонь распространялся мгновенно и по спирали.

Огненные явления: багровый туман, столбы пламени, шары огня, огненные языка, полыхающие по гребням гор отмечены и в ХХ в. При землетрясениях в Токио, Таншане (КНР), в Чили, Ташкенте и т. д. Второй важный момент – это внезапное расширение полосы вдоль разломов на несколько километров, по которому катится вал смерча и урагана.

Таким образом, хотя сегодня московские разломы притихли, чуть «засветились» в ширину на 1 км, но при локальных обострениях геодинамики способны захватить полосу в 3-4 км шириной, что и подтверждает история. Причем бури с любых направлений стягиваются в центр города. По южному краю Москвы имеется крупный субширотный разлом, а к северо-западу от центра столицы отслежены еще три светящихся разлома. В геокатастрофической зоне расположены: Кремль, гостиница «Россия», Дума, комплекс зданий ФСБ, Правление ЦБ России, Олимпийский комплекс, Белый дом, Мэрия, посольства, заводы ЗИЛ, «Серп и Молот» и сотни других, опасные производства, институты лаборатории, Останкинский Телецентр, Башня, больниц, школы, жилые здания…

А ведь цикл – эпоха катаклизмов на носу. «Затрясется Земля» и как будет работать служба спасения, коли пламя будет метать за версту, а люди, машины и лестницы будут крутиться в воздухе и выпадать в окрестных озерах и лесах».

Очень важный момент. Недра небезразличны к ядерным установкам, энергетическим и электронным системам, трубопрово-дам и многому другому. Имеется надежное свидетельство людей, куда умнее сегодняшнего человечества: «У нас это установленный факт, что магнетизм Земли производит ветер, бурю и дождь… и существует сильнейшая связь между магнетизмом земли, переменам погоды и человеком». Добавим – и к изделиям его рук. В Москве «чернобылей» много, но хватит одного.
Законов, причин, периодов и циклов таких явлений наука пока не знает. Мы наблюдаем следствия. Они были и грядут обязательно и внезапно. Страшнее, что их нет сейчас, и мы к этому психологически не готовы.

книга "Обнаружение и нейтрализация геопатогенных излучений Земли"
сайт автора http://www.atsuk.dart.ru/books_online/15obnarzon/text9.shtml

+
небольшая статья
invur.ru/print.php?page=interes&cat=art&doc=moskow_awlakogen
- Столица России «плавает» в воде, как айсберг в Ледовитом океане

http://alamor.kvintone.ru/magic/anomalia/a_map2.htm
карта разломов Москва

___
+ Инфа отсюда http://lit999.narod.ru/zs/497.html Статья из журнала "Знание - сила", Nr.4"97

Москва на перекрестке двух великих разломов
Итак, во время аномальных солнечных циклов происходит пульсационное увеличение размеров Земли. При этом в земной коре образуются планетарные разломы, которые проходят по ней, «не обращая внимания» на то, океан это или суша, горноскладчатая область или древняя платформа Эти разломы очень активны, очень быстро растут вглубь и вширь, и именно в их зонах происходят чрезвычайные природные и технические явления.

Коротко опишу два таких разлома, проходящих довольно близко к Москве.

Сицилийско-Уральский. Знаменитая Этна, находящаяся на юго-западном конце этого разлома, не была до середины XVII века особенно активной и не доставляла больших неприятностей местным жителям. Но в 1669 году внезапно взбесилась - извержение того года до сих пор остается сильнейшим извержением этого вулкана. А в 1693 году на Сицилию обрушилась новая напасть - невиданное по силе землетрясение, разрушившее город Катанию.

Должен признаться, что, открыв этот разлом, я некоторое время считал, что его развитие началось именно в Сицилии и происходило затем с запада на восток: разлом пересек Адриатическое море, создав в нем глубоководную впадину, прошел Балканы, вызвал сильные Пишкельтские землетрясения 1829 и 1834 годов на границе Румынии и Украины, образовал огромные оползни в Черновцах и скопление гипсовых пещер в Подолии (рисунок 2), пересек злосчастный Бердичев, где все время трескаются и рушатся дома, прошел Чернобыль, где в то время не было никакой АЭС, вызвал образование карстовых пещер на севере Черниговщины, пересек Тулу и добрался до Нижнего Новгорода, где сформировал огромный и очень активный Дзержинский карстовый район, а также несколько больших окских и волжских оползней. Как я считал, разлом закончил свой путь в Прикамье, Приуралье и Зауралье, образовав там огромное количество карстовых пещер, воронок, провалов, котловин, а также целое созвездие эпицентров довольно сильных землетрясений. И, рассматривая это созвездие, я увидел на самом северо-восточном конце разлома, чуть южнее города Серова, эпицентр землетрясения, произошедшего в 1693 году. Да, в том самом, когда погибла Катания!

А что означает, если на двух противоположных концах разлома в один и тот же год происходят землетрясения? Это означает, что разлом образовался сразу на всю свою длину. И его развитие, расширение и углубление шло вовсе не с запада на восток, как я думал сначала, а одновременно на всем его протяжении, «от Сицильи до Урала».

Отмечу, что, с моей точки зрения, причиной Чернобыльской трагедии было электромагнитное, плазменное излучение Сицилийско-Уральского разлома, вызвавшее взрыв в подземном бункере четвертого энергоблока. Тот факт, что этот взрыв, грянувший за двадцать секунд до катастрофы, был именно электромагнитным, доказывается его температурой, составлявшей тридцать-сорок тысяч градусов. А взрыв с такой температурой под силу либо ядерной (что совершенно исключено), либо электромагнитной энергии.

Поэтому считаю необходимым подчеркнуть, что Сицилийско-Уральский разлом проходит в ста-ста десяти километрах от Обнинска и аэропортов Внуково и Домодедово, в семидесяти километрах от Серпухова, идет через Тулу, Дзержинск, Нижний Новгород. Надо иметь в виду, что у любого крупного разлома есть много «оперяющих» ветвей, расходящихся во все стороны. И то обстоятельство, что Сицилийско-Уральский разлом очень молод, ему всего триста лет, и он еще не выражен ни в геологическом строении, ни в особенностях рельефа. Это раэлом-«невидимка», чем и объясняется то обстоятельство, что он до сих пор не известен ученым.

Саратовско-Ладожский разлом. Он проходит Саратов, где в 1807 году произошло семибалльное (!) землетрясение, Чембар (ныне Белинский), где в 1886 году отмечен феномен, напоминающий Тунгусский; Сасово, где в 1991 и 1992 годах произошли загадочные взрывы с воронками глубиной тридцать метров; деревню Новоселове Владимирской области, где 27 марта 1968 года упал «МИГ-15» с Ю.А.Гагариным; город Кольчугино, находящийся в ста двадцати километрах от центра Москвы; город Калязин в семидесяти километрах от Дубны и, наконец, Ладожское озеро, где в 1911-1926 годах произошла удивительная для платформ серия из десяти землетрясений. Этот разлом тоже очень молод и тоже имеет «оперяющие» ветви

Беглое обследование некоторых районов Москвы во время моих последних визитов в любимый город показало, что он вряд ли «может спать спокойно». Зона деформаций зданий, протянувшаяся через Думу, «Националь», Моховую, Госбиблиотеку и Волхонку, в район метро «Полянка»,- вовсе не результат строительства Чертановского радиуса метро, а явная, быстро развивающаяся «оперяющая» ветвь Саратовско-Ладожского разлома. Никаких подземных наблюдений и измерений я не проводил, но за три десятилетия исследований в разрушающейся Одессе приобрел опыт, сноровку и интуицию, позволяющие безошибочно опознавать в городах активные тектонические разломы.

К востоку от Саратовско-Ладожского разлома есть еще несколько его собратьев. Особенно важен Онежско-Оренбургский разлом, пересекающий Плесецкий космодром и «КамАЗ». Рамки статьи не позволяют рассмотреть его детальнее.
***
Есть чем дополнить? - Поделитесь.

На сегодняшний день существует две наиболее вероятные гипотезы тектонического разлома, который приведет к концу нашей цивилизации. А то, что земные массы движутся, и Земля постоянно изменяется – ни один разумный человек не станет отрицать. Хотя последнее время тектоническая активность была очень низкой, велика вероятность, что в скором времени это изменится.

Исландия. Гигантские рифты – разрывы земной коры, образующиеся на границе медленно расходящихся тектонических плит – Северо-Американской и Евразийской. Плиты расходятся со скоростью примерно 7 мм в год, так что за последние 10 тысяч лет долина расширилась на 70 метров и осела на 40.

Тектонический разлом под ледниками. Данная гипотеза принадлежит академику Н. Жарвину. Согласно его предположениям, причиной тектонического разлома станет таянье льдов под Антарктидой. Взаимосвязь между превращением цепи тектонических разломов в огромный вулкан и таяньем льдов объясняется тем фактом, что земная кора постоянно прогибается под тяжестью любого массива. Соответственно, под тяжестью огромного Гренландского ледника прогиб достигает значительных значений, примерно 1 километр. Логично предположить, что с таяньем льда это значение начинает уменьшаться. В определенный момент такая тенденция приведет к значительному увеличению разлома земной коры.

Разлом тектонических плит цепной реакцией охватит всю планету. Но и это не самое страшное. Когда на земную кору перестанет давить огромная масса льда, она поднимется. Тогда под землю хлынут массы океанической воды. Так как материя под землей раскалена примерно до 1200 градусов по Цельсию, это станет причиной выброса в атмосферу Земли огромного количества базальтовой пыли и газа. Это в свою очередь вызовет небывалый ливень. Ужас от всепотопляющего дождя дополниться последствиями тектонических разломов, а именно извержениями вулканов по всей рифтовой системе и огромными цунами. В считанное время с лица Земли будет смыто просто все.

Литосферная катастрофа нашей цивилизации. Эту версию предлагает российский изобретатель Е. Убийко. Его гипотеза не только предполагает будущее, но также объясняет многое из прошлого. Он поразительным образом анализирует всю информацию о нашем прошлом, находит взаимосвязь между культурным наследием всех древних цивилизаций, и с помощью этого объясняет все изменения, которые уже произошли и еще будут происходить с Землей.

Обращаясь к календарю Майа, Евгений Убийко предполагает, что в наступившие сумерки последнего дня эпохи третьего Солнца Земля выглядела совершенно иначе. Ее радиус был где-то в 2,5 раза меньше теперешнего, а все материки были соединены вместе. На карте не было Атлантического, Тихого, Северно-ледовитого и Индийского океанов. Был один мировой океан и один материк с множеством морей, озер и рек. Если внимательно посмотреть на глобус, то можно заметить, что он напоминает развертку малого шара натянутую на шар большего диаметра.

Такое строение Земли дает ответы на многие вопросы о древних цивилизациях Лемурии и Атлантиде, а также объясняет гигантские размеры динозавров. Дело в том, что атмосфера Земли была плотнее, а климат намного комфортнее. Свободно дышать можно было на высоте до 25 км. Температура воздуха на всей планете не опускалась ниже 8 градусов по Цельсию. Естественно, в таких условиях могли свободно существовать люди очень высокого роста – Атланты. Кроме того, если склеить все материки вместе, то расположение древних храмов и пирамид становиться более логичным и объясняемым. Так Сфинкс смотрел на полярную звезду, а великая белая пирамида Кайлас находилась строго на тогдашнем Северном полюсе Земли. Углубляясь в исследования подробнее можно найти разгадки Великов китайской стены, Вавилона, Ригведы и остальных наследий.

Особую опасность представляет расположение многих городов в зонах потенциально высоких планетарных деструкций и неучет влияния геофизических аномалий при строительстве.

В числе этих городов — Москва, находящаяся в месте:

— крестообразного пересечения двух мощных глубинных разломов:

Показателен разлом Сан-Андреас, который находится в движении. Он считается одним из самых опасных в мире. Сейсмологи заметили, что там происходят подъемы и опускания.

Какие движения характерны для разлома Сан-Андреас? Хотя эти движения достаточно малы и не будут замечены большинством людей, живущих вдоль разлома, исследователи отмечают, что они последовательны и постоянны. Каждые 200 километров разлома сдвигаются на 2 мм в год. Движения происходят вверх или вниз. Эти изменения были обнаружены с помощью GPS-измерений.

Эти движения, несомненно, были вызваны хаотичными, скачкообразными движениями Тихоокеанской и Североамериканской тектонических плит. Небольшие выбросы накопленного напряжения заставляют землю вокруг разлома подниматься и опускаться. Следовательно, лос-анджелесский бассейн опускается, в то время как часть Сан-Бернардино растет, и это происходит с одинаковой скоростью.

Высвобождение давления

Эти незначительные сдвиги не представляют никакой непосредственной опасности для населения. Но они действительно демонстрируют, насколько динамичным и активным оказался разлом. Хотя движение и позволяет освободить давление в Сан-Андреас, этого недостаточно, чтобы уменьшить следующий удар. Массивные участки разлома сместились незначительно за последние 150 лет, а другие секции накапливали давление на протяжении более чем трех столетий. После того как происходит землетрясение, вся эта энергия высвобождается. Понимание того, как разлом ведет себя каждый раз, когда он опускается и поднимается, высвобождая давление, помогает геологам оценить, какое воздействие окажет на окружающий регион следующее землетрясение, которое может здесь произойти.

Возможность землетрясения

Но, к сожалению, невозможно сказать наверняка, когда в следующий раз это произойдет. Одно из самых мощных землетрясений в 20 веке произошло в 1906 году. Его сила достигла 7,8 балла, что погубило 3 тысячи человек в Сан-Франциско, когда северная часть разлома начала скользить. Тем не менее сейчас все внимание обращено на южный участок. Последний раз землетрясение там произошло в 1857 году, когда 360-километровый отрезок был разрушен магнитудой 7,9 балла. С тех пор вдоль южного участка накопилось огромное давление

Общее правило заключается в том, что чем больше времени проходит между землетрясениями, тем более мощными и разрушительными будут повреждения. Хотя никто не желает того, чтобы вдоль разлома Сан-Андреас произошло землетрясение, каждый год, который проходит без него, увеличивает вероятность мрачного будущего Южной Калифорнии.

Авторские разделы

Открываем историю

Экстремальный мир

Инфо-справка

Файловый архив

Дискуссии

Услуги

Инфофронт

Информация НФ ОКО

Экспорт RSS

Полезные ссылки

Важные темы

В научной литературе, в публикациях в сети интернет, в блогах и форумах все чаще поднимается и обсуждается тема тектонических разломов. Правда, в записях они, чаще всего, фигурируют под названием геопатогенных зон, видимо потому, что это словосочетание чаще находится на слуху и имеет выраженный мистический оттенок. Между тем, большинству читателей почти ничего не известно о таком явлении, как тектонический разлом, т.к. корни его лежат не в мистике и эзотерике, а в общепризнанной, но не самой популярной на сегодняшний день науке - геологии.

Тектонический разлом - это зона нарушения сплошности земной коры, деформационный шов, разделяющий породный массив на два блока. Тектонические разломы присутствуют в любом горном массиве на любой территории и давно изучаются геологами. Именно к тектоническим разломам, чаще всего, приурочены месторождения полезных ископаемых - металлических руд, углеводородов, подземных вод и др., что делает их весьма полезным объектом для исследований.

До недавнего времени в геологии считалось, что земная кора, за исключением районов активного вулканизма и проявления сейсмических явлений (опасных в плане землетрясений), находится в состоянии покоя, т.е. неподвижна. Однако, на современном этапе с вводом в эксплуатацию новой измерительной техники стало очевидным, что земная кора постоянно находится в движении. Грубо говоря, земля ходит прямо у нас под ногами. Эти движения обладают незначительной амплитудой и не заметны глазу, однако, могут оказывать существенное воздействие, как на массивы горных пород, так и на инженерные сооружения.

Почему земная кора подвижна? В соответствие с первым законом Ньютона, движение происходит при условии воздействия силы. В земной коре постоянно действуют силы (одна из них - сила тяжести), вследствие чего геологическая среда всегда находится в напряженном состоянии. Поскольку горные породы всегда перенапряжены, они начинают деформироваться и разрушаться. Чаще всего это выражается в формировании тектонических швов (разрывов) или смещения блоков горных пород вдоль заложенных ранее активных разломов.

Современные смещения по активным разломам могут приводить к деформации земной поверхности и оказывать механическое воздействие на инженерные объекты. Известны случаи, когда в зонах активных разломов происходило разрушение зданий и сооружений, постоянные разрывы водонесущих коммуникаций, образование трещин в стенах и фундаментах. Подобные аварийные здания и сооружения есть практически в каждом городе. Но случаи деформации зданий, чаще всего, не придаются широкой огласке.

Достаточно часто обсуждается тема негативного воздействия тектонических разломов (геопатогенных зон) на здоровье человека. На сегодняшний день известен ряд научных исследований на данную тему. Как правило, авторы отмечают, что тектонические разломы действительно оказывают воздействие на живые организмы, причем, это воздействие может быть неоднозначным для различных видов растений и животных. В основном, в кругу исследователей сложилось мнение, что воздействие тектонических разломов на человека носит преимущественно негативный характер. Некоторые люди достаточно остро реагируют на тектонические зоны, в пределах которых их самочувствие резко ухудшается. Большинство людей переносят пребывание в разломных зонах достаточно спокойно, но отмечается некоторые ухудшения показателей их состояния. Небольшой процент людей практически не подвержен воздействию тектонических зон.

Объяснить принципы негативного воздействия зон тектонических нарушений на здоровье человека достаточно сложно. Процессы, протекающие в зонах тектонических нарушений сложны и разнообразны. Активный разлом - это зона концентрации тектонических напряжений и зона повышенных деформаций породного массива. Многие геологи и геомеханики считают, что перенапряженная зона разлома порождает электромагнитное поле. Точно также как, например, механическое воздействие на кристалл кварца в пьезоэлектрической зажигалке порождает разряд тока. Помимо этого, вследствие повышенной трещиноватости тектонический разлом, в большинстве случае, представляет собой водоносную зону. Совершенно очевидно, что движение подземных вод с растворенными в них солями (проводника) через толщу пород (которые отличаются по своим электрическим свойствам) может формировать и формирует электрические поля и аномалии. Именно поэтому в зонах тектонических разломов зачастую наблюдаются аномалии различных природных физических полей. Эти аномалии широко используются для поиска и выявления зон тектонических нарушений в современной геофизике. Вероятнее всего, указанные аномалии служат и основным источником воздействия на живые организмы, в т.ч. на человека.

На сегодняшний день проблема изучения влияния тектонических разломов на инженерные объекты и на здоровье человека изучается только по инициативе независимых исследователей. Никаких целенаправленных официальных программ в этом направлении не существует. Наличие активных тектонических нарушений никак не учитывается при выборе участков под строительство жилых зданий. Вопросами поиска и выявления зон смещений земной поверхности занимаются только в очень редких случаях при строительстве объектов повышенного уровня ответственности. В целом, очевидно, что в среде геологов, проектировщиков и строителей назрела необходимость целенаправленного изучения аномальных тектонических зон и обязательного учета геодинамической активности геологической среды в процессе ее освоения.

Геологический разлом , или разрыв — нарушение сплошности горных пород , без смещения (трещина) или со смещением пород по поверхности разрыва. Разломы доказывают относительное движение земных масс. Крупные разломы земной коры являются результатом сдвига тектонических плит на их стыках. В зонах активных разломов часто происходят землетрясения как результат выброса энергии во время быстрого скольжения вдоль линии разлома. Так как чаще всего разломы состоят не из единственной трещины или разрыва, а из структурной зоны однотипных тектонических деформаций, которые ассоциируются с плоскостью разлома, то такие зоны называют зонами разлома .

Две стороны невертикального разлома называют висячий бок и подошва (или лежачий бок ) — по определению, первое происходит выше, а второе ниже линии разлома. Эта терминология пришла из горной промышленности.

Типы разломов

Геологические разломы делятся на три основные группы в зависимости от направления движения. Разлом, в котором основное направление движения происходит в вертикальной плоскости, называется разломом со смещением по падению ; если в горизонтальной плоскости — то сдвигом . Если смещение происходит в обеих плоскостях, то такое смещение называется сбросо-сдвигом . В любом случае, наименование применяется направлению движения разлома, а не к современной ориентации, которая могла быть изменена под действием местных либо региональных складок либо наклонов.

Разлом Сан-Андреас Калифорния, США

Разлом в метаморфическом слое возле Аделаиды, Австралия

Разлом со смещением по падению

Разломы со смещением по падению делятся на сбросы , взбросы и надвиги . Сбросы происходят при растяжении земной коры, когда один блок земной коры (висячий бок) опускается относительно другого (подошвы). Участок земной коры, опущенный относительно окружающих участков сброса и находящийся между ними, называется грабеном . Если участок наоборот приподнят, то такой участок называют горстом . Сбросы регионального значения с небольшим углом называют срывом , либо отслаиванием . Взбросы происходят в обратном направлении — в них висячий бок движется наверх относительно подошвы, при этом угол наклона трещины превышает 45°. При взбросах земная кора сжимается. Ещё один вид разлома со смещением по падению — это надвиг , в нём движение происходит аналогично взбросу, но угол наклона трещины не превышает 45°. Надвиги обычно формируют скаты, рифты и складки . В результате образуются тектонические покровы и клиппы . Плоскостью разлома называется плоскость, вдоль которой происходит разрыв.

Сдвиги

Во время сдвига поверхность разлома расположена вертикально и подошва двигается влево либо вправо. В левосторонних сдвигах подошва движется в левую сторону, в правосторонних — в правую. Отдельным видом сдвига является трансформный разлом , который проходит перпендикулярно срединно-океаническим хребтам и разбивает их на сегменты шириной в среднем 400 км.

Горные породы разломов

Все разломы имеют измеримую толщину, которую вычисляют по величине деформированных пород, по которым определяют слой земной коры, где произошёл разрыв, типу горных пород, подвергшихся деформации и присутствию в природе жидкостей минерализации. Разлом, проходящий через различные слои литосферы, будет иметь различные типы горных пород на линии разлома. Длительное смещение по падению приводит к накладыванию друг на друга пород с характеристиками разных уровней земной коры. Это особенно заметно в случаях срывов или крупных надвигов.

Основными типами горных пород при разломах являются следующие:

• Катаклазит — порода, текстура которой обусловлена бесструктурным тонкозернистым веществом породы.
• Милонит — сланцевая метаморфическая горная порода, образовавшаяся при движении масс горных пород по поверхностям тектонических разрывов, при раздроблении, перетирании и сдавливании минералов исходных пород.
• Тектоническая брекчия — горная порода, состоящая из остроугольных, неокатанных обломков пород и соединяющего их цемента. Образуется в результате дробления и механического истирания горных пород в зонах разломов.
• Сбросовая грязь — несвязанная, богатая глиной мягкая порода, в добавление к ультрамелкозернистому катализиту, который может иметь плоский структурный рисунок и содержать < 30 % видимых фрагментов.
• Псевдотахилит — ультрамелкозернистая, стекловидная порода, обычно чёрного цвета.

Индикация глубинных разломов

Расположение глубинных разломов можно определять на поверхности Земли при помощи гелиевой съёмки. Гелий, как продукт распада радиоактивных элементов, насыщающих верхний слой земной коры, просачивается по трещинам, поднимается в атмосферу, а затем в космическое пространство. Такие трещины и особенно места их пересечения, обладают высокими концентрациями гелия. Это явление было впервые установлено российским геофизиком И. Н. Яницким во время поисков урановых руд, признано как научное открытие и занесено в Государственный реестр открытий СССР под № 68 с приоритетом от 1968 г. в следующей формулировке: "Экспериментально установлена неизвестная ранее закономерность, заключающаяся в том, что распределение аномальных (повышенных) концентраций свободного подвижного гелия зависит от глубинных, в том числе рудоносных, разломов земной коры".

Тектоника плит

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Карта литосферных плит

Текто́ника плит — современная геологическая теория о движении литосферы. Она утверждает, что земная кора состоит из относительно целостных блоков — плит, которые находятся в постоянном движении друг относительно друга. При этом в зонах расширения (срединно-океанических хребтах и континентальных рифтах) в результате спрединга (англ. seafloor spreading — растекание морского дна) образуется новая океаническая кора, а старая поглощается в зонах субдукции. Теория объясняет землетрясения, вулканическую деятельность и горообразование, большая часть которых приурочена к границам плит.

Впервые идея о движении блоков коры была высказана в теории дрейфа континентов, предложенной Альфредом Вегенером в 1920-х годах. Эта теория была первоначально отвергнута. Возрождение идеи о движениях в твёрдой оболочке Земли («мобилизм») произошло в 1960-х годах, когда в результате исследований рельефа и геологии океанического дна были получены данные, свидетельствующие о процессах расширения (спрединга) океанической коры и пододвигания одних частей коры под другие (субдукции). Объединение этих представлений со старой теорией дрейфа материков породило современную теорию тектоники плит, которая вскоре стала общепринятой концепцией в науках о Земле.

В теории тектоники плит ключевое положение занимает понятие геодинамической обстановки — характерной геологической структуры с определённым соотношением плит. В одной и той же геодинамической обстановке происходят однотипные тектонические, магматические, сейсмические и геохимические процессы.

История теории

Подробнее по этой теме см.: История теории тектоники плит .

Основой теоретической геологии начала XX века была контракционная гипотеза. Земля остывает подобно испечённому яблоку, и на ней появляются морщины в виде горных хребтов. Развивала эти идеи теория геосинклиналей, созданная на основании изучения складчатых сооружений. Эта теория была сформулирована Джеймсом Даной , который добавил к контракционной гипотезе принцип изостазии. Согласно этой концепции Земля состоит из гранитов (континенты) и базальтов (океаны). При сжатии Земли в океанах-впадинах возникают тангенциальные силы, которые давят на континенты. Последние вздымаются в горные хребты, а затем разрушаются. Материал, который получается в результате разрушения, откладывается во впадинах.

Против этой схемы выступил немецкий учёный-метеоролог Альфред Вегенер . 6 января 1912 года он выступил на собрании Немецкого геологического общества с докладом о дрейфе материков. Исходной посылкой к созданию теории стало совпадение очертаний западного побережья Африки и восточного Южной Америки. Если эти континенты сдвинуть, то они совпадают, как если бы образовались в результате раскола одного праматерика.

Вегенер не удовлетворился совпадением очертаний побережий (которые неоднократно замечались до него), а стал интенсивно искать доказательства теории. Для этого он изучил геологию побережий обоих континентов и нашёл множество схожих геологических комплексов, которые совпадали при совмещении, так же, как и береговая линия. Другим направлением доказательства теории стали палеоклиматические реконструкции, палеонтологические и биогеографические аргументы. Многие животные и растения имеют ограниченные ареалы, по обе стороны Атлантического океана. Они очень схожи, но разделены многокилометровым водным пространством, и трудно предположить, что они пересекли океан.

Кроме того, Вегенер стал искать геофизические и геодезические доказательства. Однако в то время уровень этих наук был явно не достаточен, чтобы зафиксировать современное движение континентов. В 1930 году Вегенер погиб во время экспедиции в Гренландии, но перед смертью уже знал, что научное сообщество не приняло его теорию.

Изначально теория дрейфа материков было принята научным сообществом благосклонно, но в 1922 году она подверглась жёсткой критике со стороны сразу нескольких известных специалистов. Главным аргументом против теории стал вопрос о силе , которая двигает плиты. Вегенер полагал, что континенты двигаются по базальтам океанического дна, но для этого требовалось огромное усилие, и источника этой силы никто назвать не мог. В качестве источника движения плит предлагались сила Кориолиса, приливные явления и некоторые другие, однако простейшие расчёты показывали, что всех их абсолютно недостаточно для перемещения огромных континентальных блоков.

Критики теории Вегенера поставили во главу угла вопрос о силе, двигающей континенты, и проигнорировали всё множество фактов, безусловно подтверждавших теорию. По сути, они нашли единственный вопрос, в котором новая концепция была бессильна, и без конструктивной критики отвергли основные доказательства. После смерти Альфреда Вегенера теория дрейфа материков была отвергнута, получив статус маргинальной науки, и подавляющее большинство исследований продолжали проводиться в рамках теории геосинклиналей. Правда, и ей пришлось искать объяснения истории расселения животных на континентах. Для этого были придуманы сухопутные мосты, соединявшие континенты, но погрузившиеся в морскую пучину. Это было ещё одно рождение легенды об Атлантиде. Стоит отметить, что некоторые учёные не признали вердикт мировых авторитетов и продолжили поиск доказательств движения материков. Так дю Туа (Alexander du Toit ) объяснял образование гималайских гор столкновением Индостана и Евразийской плиты.

Вялотекущая борьба фиксистов, как назвали сторонников отсутствия значительных горизонтальных перемещений, и мобилистов, утверждавших, что континенты всё-таки двигаются, с новой силой разгорелась в 1960-х годах, когда в результате изучения дна океанов были найдены ключи к пониманию «машины» под названием Земля.

К началу 1960-х годов была составлена карта рельефа дна Мирового океана, которая показала, что в центре океанов расположены срединно-океанические хребты, которые возвышаются на 1,5—2 км над абиссальными равнинами, покрытыми осадками. Эти данные позволили Р. Дицу и Гарри Хессу в 1962 —1963 годах выдвинуть гипотезу спрединга. Согласно этой гипотезе, в мантии происходит конвекция со скоростью около 1 см/год. Восходящие ветви конвекционных ячеек выносят под срединно-океаническими хребтами мантийный материал, который обновляет океаническое дно в осевой части хребта каждые 300—400 лет. Континенты не плывут по океанической коре, а перемещаются по мантии, будучи пассивно «впаяны» в литосферные плиты. Согласно концепции спрединга, океанические бассейны структуры непостоянные, неустойчивые, континенты же — устойчивые.

Возраст дна океанов (красный цвет соответствует молодой коре)

В 1963 году гипотеза спрединга получает мощную поддержку в связи с открытием полосовых магнитных аномалий океанического дна. Они были интерпретированы как запись инверсий магнитного поля Земли, зафиксированная в намагниченности базальтов дна океана. После этого тектоника плит начала победное шествие в науках о Земле. Всё больше учёных понимали, что, чем тратить время на защиту концепции фиксизма, лучше взглянуть на планету с точки зрения новой теории и, наконец-то, начать давать реальные объяснения сложнейшим земным процессам.

Сейчас тектоника плит подтверждена прямыми измерениями скорости плит методом интерферометрии излучения от далёких квазаров и измерениями с помощью спутниковых навигационных систем GPS. Результаты многолетних исследований полностью подтвердили основные положения теории тектоники плит.

Современное состояние тектоники плит

За прошедшие десятилетия тектоника плит значительно изменила свои основные положения. Ныне их можно сформулировать следующим образом:

• Верхняя часть твёрдой Земли делится на хрупкую литосферу и пластичную астеносферу. Конвекция в астеносфере — главная причина движения плит.

• Современная литосфера делится на 8 крупных плит, десятки средних плит и множество мелких. Мелкие плиты расположены в поясах между крупными плитами. Сейсмическая, тектоническая и магматическая активность сосредоточена на границах плит.

• Литосферные плиты в первом приближении описываются как твёрдые тела, и их движение подчиняется теореме вращения Эйлера.

• Существует три основных типа относительных перемещений плит

1. расхождение (дивергенция), выражено рифтингом и спредингом;
2. схождение (конвергенция) выраженное субдукцией и коллизией;
3. сдвиговые перемещения по трансформным геологическим разломам.

• Спрединг в океанах компенсируется субдукцией и коллизией по их периферии, причём радиус и объём Земли постоянны с точностью до термического сжатия планеты (в любом случае средняя температура недр Земли медленно, в течение миллиардов лет, уменьшается).

• Перемещение литосферных плит вызвано их увлечением конвективными течениями в астеносфере.

Существует два принципиально разных вида земной коры — кора континентальная (более древняя) и кора океаническая (не старше 200 миллионов лет). Некоторые литосферные плиты сложены исключительно океанической корой (пример — крупнейшая тихоокеанская плита), другие состоят из блока континентальной коры, впаянного в кору океаническую.

Более 90 % поверхности Земли в современную эпоху покрыто 8 крупнейшими литосферными плитами:

• Австралийская плита
• Антарктическая плита
• Африканская плита
• Евразийская плита
• Индостанская плита
• Тихоокеанская плита
• Северо-Американская плита
• Южно-Американская плита

Среди плит среднего размера можно выделить Аравийский полуостров, а так же плиты Кокос и Плиту Хуан де Фука, остатки огромной плиты Фаралон, слагавшей значительную часть дна Тихого океана, но ныне исчезнувшую в зоне субдукции под Северной и Южной Америками.

Сила, двигающая плиты

Сейчас уже нет сомнений, что горизонтальное движение плит происходит за счёт мантийных теплогравитационных течений — конвекции. Источником энергии для этих течений служит разность температуры центральных областей Земли, которые имеют очень высокую температуру (по оценкам, температура ядра составляет порядка 5000 °С) и температуры на её поверхности. Нагретые в центральных зонах Земли породы расширяются (см. термическое расширение ), плотность их уменьшается, и они всплывают, уступая место опускающимся более холодными и потому более тяжёлым массам, уже отдавшим часть тепла земной коре. Этот процесс переноса тепла (следствие всплывания лёгких-горячих масс и погружения тяжёлых-более холодных масс) идёт непрерывно, в результате чего возникают конвективные потоки. Эти потоки — течения замыкаются сами на себя и образуют устойчивые конвективные ячейки, согласующиеся по направлениям потоков с соседними ячейками. При этом в верхней части ячейки течение вещества происходит почти в горизонтальной плоскости, и именно эта часть течения увлекает плиты в горизонтальном же направлении с огромной силой за счёт огромной вязкости мантийного вещества. Если бы мантия была совершенно жидкой — вязкость пластичной мантии под корой была бы малой (скажем, как у воды или около того), то через слой такого вещества с малой вязкостью не могли бы проходить поперечные сейсмические волны. А земная кора увлекалась бы потоком такого вещества со сравнительно малой силой. Но, благодаря высокому давлению, при относительно низких температурах, господствующих на поверхности Мохоровичича и ниже, вязкость мантийного вещества здесь очень велика (так что в масштабе лет вещество мантии Земли жидкое (текучее), а в масштабе секунд — твёрдое).

Движущей силой течения вязкого мантийного вещества непосредственно под корой является перепад высот свободной поверхности мантии между областью подъёма и областью опускания конвекционного потока. Этот перепад высот, можно сказать, величина отклонения от изостазии, образуется из-за разной плотности чуть более горячего (в восходящей части) и чуть более холодного вещества, поскольку вес более и менее горячего столбов в равновесии одинаков (при разной плотности!). На самом же деле, положение свободной поверхности не может быть измерено, оно может быть только вычислено (высота поверхности Мохоровичича + высота столба мантийного вещества, по весу эквивалентного слою более лёгкой коры над поверхностью Мохоровичича).

Эта же движущая сила (перепада высот) определяет степень упругого горизонтального сжатия коры силой вязкого трения потока о земную кору. Величина этого сжатия мала в области восхождения мантийного потока и увеличивается по мере приближения к месту опускания потока (за счёт передачи напряжения сжатия через неподвижную твёрдую кору по направлению от места подъёма к месту спуска потока). Над опускающимся потоком сила сжатия в коре так велика, что время от времени превышается прочность коры (в области наименьшей прочности и наибольшего напряжения), происходит неупругая (пластическая, хрупкая) деформация коры — землетрясение. При этом из места деформации коры выдавливаются целые горные цепи, например, Гималаи (в несколько этапов).

При пластической (хрупкой) деформации очень быстро (в темпе смещения коры при землетрясении) уменьшается и напряжение в ней — сила сжатия в очаге землетрясения и его окрестностях. Но сразу же по окончании неупругой деформации продолжается прерванное землетрясением очень медленное нарастание напряжения (упругой деформации) за счёт очень медленного же движения вязкого мантийного потока, начиная цикл подготовки следующего землетрясения.

Таким образом, движение плит — следствие переноса тепла из центральных зон Земли очень вязкой магмой. При этом часть тепловой энергии превращается в механическую работу по преодолению сил трения, а часть, пройдя через земную кору, излучается в окружающее пространство. Так что наша планета в некотором смысле представляет собой тепловой двигатель.

Относительно причины высокой температуры недр Земли существует несколько гипотез. В начале XX века была популярна гипотеза радиоактивной природы этой энергии. Казалось, она подтверждалась оценками состава верхней коры, которые показали весьма значительные концентрации урана, калия и других радиоактивных элементов , но впоследствии выяснилось, что содержания радиоактивных элементов в породах земной коры совершенно недостаточно для обеспечения наблюдаемого потока глубинного тепла. А содержание радиоактивных элементов в подкоровом веществе (по составу близком к базальтам океанического дна), можно сказать, ничтожно. Однако это не исключает достаточно высокого содержания тяжёлых радиоактивных элементов, генерирующих тепло, в центральных зонах планеты.

Другая модель объясняет нагрев химической дифференциацией Земли. Первоначально планета была смесью силикатного и металлического веществ. Но одновременно с образованием планеты началась её дифференциация на отдельные оболочки. Более плотная металлическая часть устремилась к центру планеты, а силикаты концентрировались в верхних оболочках. При этом потенциальная энергия системы уменьшалась и превращалась в тепловую энергию.

Другие исследователи полагают, что разогрев планеты произошёл в результате аккреции при ударах метеоритов о поверхность зарождающегося небесного тела. Это объяснение сомнительно — при аккреции тепло выделялось практически на поверхности, откуда оно легко уходило в космос, а не в центральные области Земли.

Второстепенные силы

Сила вязкого трения, возникающая вследствие тепловой конвекции, играет определяющую роль в движениях плит, но кроме неё на плиты действуют и другие, меньшие по величине, но также важные силы. Это — силы Архимеда , обеспечивающие плавание более лёгкой коры на поверхности более тяжёлой мантии. Приливные силы, обусловленные гравитационным воздействием Луны и Солнца (различием их гравитационного воздействия на разноудаленные от них точки Земли). А также силы, возникающие вследствие изменения атмосферного давления на различные участки земной поверхности — силы атмосферного давления достаточно часто изменяются на 3 %, что эквивалентно сплошному слою воды толщиной 0,3 м (или гранита толщиной не менее 10 см). Причём это изменение может происходить в зоне шириной в сотни километров, тогда как изменение приливных сил происходит более плавно — на расстояниях в тысячи километров.

Дивергентные границы или границы раздвижения плит

Это границы между плитами, двигающимися в противоположные стороны. В рельефе Земли эти границы выражены рифтами, в них преобладают деформации растяжения, мощность коры пониженная, тепловой поток максимален, и происходит активный вулканизм. Если такая граница образуется на континенте, то формируется континентальный рифт, который в дальнейшем может превратиться в океанический бассейн с океаническим рифтом в центре. В океанических рифтах в результате спрединга формируется новая океаническая кора.

Океанические рифты

Схема строения срединно-океанического хребта

Подробнее по этой теме см.: Срединно-океанический хребет.

На океанической коре рифты приурочены к центральным частям срединно-океанических хребтов. В них происходит образование новой океанической коры. Общая их протяжённость более 60 тысяч километров. К ним приурочено множество гидротермальных источников, которые выносят в океан значительную часть глубинного тепла, и растворённых элементов. Высокотемпературные источники называются чёрными курильщиками , с ними связаны значительные запасы цветных металлов .

Континентальные рифты

Раскол континента на части начинается с образования рифта. Кора утончается и раздвигается, начинается магматизм. Формируется протяжённая линейная впадина глубиной порядка сотен метров, которая ограничена серией сбросов. После этого возможно два варианта развития событий: либо расширение рифта прекращается и он заполняется осадочными породами , превращаясь в авлакоген, либо континенты продолжают раздвигаться и между ними, уже в типично океанических рифтах, начинает формироваться океаническая кора.

Конвергентные границы

Подробнее по этой теме см.: Зона субдукции.

Конвергентными называются границы, на которых происходит столкновение плит. Возможно три варианта:

1. Континентальная плита с океанической. Океаническая кора плотнее, чем континентальная и погружается под континент в зоне субдукции.
2. Океаническая плита с океанической. В таком случае одна из плит заползает под другую и также формируется зона субдукции, над которой образуется островная дуга.
3. Континентальная плита с континентальной. Происходит коллизия, возникает мощная складчатая область. Классический пример — Гималаи.

В редких случаях происходит надвигание океанической коры на континентальную — обдукция. Благодаря этому процессу возникли офиолиты Кипра, Новой Каледонии, Омана и другие.

В зонах субдукции поглощается океаническая кора, и тем самым компенсируется её появление в срединно-океанических хребтах. В них происходят исключительно сложные процессы, взаимодействия коры и мантии. Так океаническая кора может затягивать в мантию блоки континентальной коры, которые по причине низкой плотности эксгумируются обратно в кору. Так возникают метаморфические комплексы сверхвысоких давлений, один из популярнейших объектов современных геологических исследований.

Большинство современных зон субдукции расположены по периферии Тихого океана, образуя тихоокеанское огненное кольцо. Процессы, идущие в зоне конвегенции плит, по праву считаются одними из самых сложных в геологии. В ней смешиваются блоки разного происхождения, образуя новую континентальную кору.

Активные континентальные окраины

Активная континентальная окраина

Подробнее по этой теме см.: Активная континентальная окраина.

Активная континентальная окраина возникает там, где под континент погружается океаническая кора. Эталоном этой геодинамической обстановки считается западное побережье Южной Америки, её часто называют андийским типом континентальной окраины. Для активной континентальной окраины характерны многочисленные вулканы и вообще мощный магматизм. Расплавы имеют три компонента: океаническую кору, мантию над ней и низы континентальной коры.

Под активной континентальной окраиной происходит активное механическое взаимодействие океанической и континентальной плит. В зависимости от скорости, возраста и мощности океанической коры возможны несколько сценариев равновесия. Если плита двигается медленно и имеет относительно малую мощность, то континент соскабливает с неё осадочный чехол. Осадочные породы сминаются в интенсивные складки, метаморфизуются и становятся частью континентальной коры. Образующаяся при этом структура называется аккреционным клином . Если скорость погружающейся плиты высока, а осадочный чехол тонок, то океаническая кора стирает низ континента и вовлекает его в мантию.

Островные дуги

Островная дуга Подробнее по этой теме см.: Островная дуга.

Островные дуги — это цепочки вулканических островов над зоной субдукции, возникающие там, где океаническая плита погружается под океаническую. В качестве типичных современных островных дуг можно назвать Алеутские, Курильские, Марианские острова, и многие другие архипелаги. Японские острова также часто называют островной дугой, но их фундамент очень древний и на самом деле они образованы несколькими разновременными комплексами островных дуг, так что Японские острова являются микроконтинентом.

Островные дуги образуются при столкновении двух океанических плит. При этом одна из плит оказывается снизу и поглощается в мантию. На верхней же плите образуются вулканы островной дуги. Выгнутая сторона островной дуги направлена в сторону поглощаемой плиты. С этой стороны находятся глубоководный желоб и преддуговый прогиб.

За островной дугой расположен задуговый бассейн (типичные примеры: Охотское море, Южно-Китайское море и т.д.) в котором также может происходить спрединг.

Коллизия континентов

Столкновение континентов

Подробнее по этой теме см.: Коллизия континентов.

Столкновение континентальных плит приводит к смятию коры и образованию горных цепей. Примером коллизии является Альпийско-Гималайский горный пояс , образовавшийся в результате закрытия океана Тетис и столкновения с Евразийской плитой Индостана и Африки. В результате мощность коры значительно увеличивается, под Гималаями она составляет 70 км. Это неустойчивая структура, она интенсивно разрушается поверхностной и тектонической эрозией. В коре с резко увеличенной мощностью идёт выплавка гранитов из метаморфизованных осадочных и магматических пород. Так образовались крупнейшие батолиты, напр., Ангаро-Витимский и Зерендинский.

Трансформные границы

Там, где плиты двигаются параллельным курсом, но с разной скоростью, возникают трансформные разломы — грандиозные сдвиговые нарушения, широко распространённые в океанах и редкие на континентах.

Трансформные разломы

Подробнее по этой теме см.: Трансформный разлом.

В океанах трансформные разломы идут перпендикулярно срединно-океаническим хребтам (СОХ) и разбивают их на сегменты шириной в среднем 400 км. Между сегментами хребта находится активная часть трансформного разлома. На этом участке постоянно происходят землетрясения и горообразование, вокруг разлома формируются многочисленные оперяющие структуры — надвиги, складки и грабены. В результате, в зоне разлома нередко обнажаются мантийные породы.

По обе стороны от сегментов СОХ находятся неактивные части трансформных разломов. Активных движений в них не происходит, но они чётко выражены в рельефе дна океанов линейными поднятиями с центральной депрессией.

Трансформные разломы формируют закономерную сетку и, очевидно, возникают не случайно, а в силу объективных физических причин. Совокупность данных численного моделирования, теплофизических экспериментов и геофизических наблюдений позволила выяснить, что мантийная конвекция имеет трёхмерную структуру. Кроме основного течения от СОХ, в конвективной ячейке за счёт остывания верхней части потока, возникают продольные течения. Это остывшее вещество устремляется вниз вдоль основного направления течения мантии. В зонах этого второстепенного опускающегося потока и находятся трансформные разломы. Такая модель хорошо согласуется с данными о тепловом потоке: над трансформными разломами наблюдается его понижение.

Сдвиги на континентах

Подробнее по этой теме см.: Сдвиг.

Сдвиговые границы плит на континентах встречаются относительно редко. Пожалуй, единственным ныне активным примером границы такого типа является разлом Сан-Андреас, отделяющий Северо-Американскую плиту от Тихоокеанской. 800-мильный разлом Сан-Андреас — один из самых сейсмоактивных районов планеты: в год плиты смещаются относительно друг друга на 0,6 см, землетрясения с магнитудой более 6 единиц происходят в среднем раз в 22 года. Город Сан-Франциско и большая часть района бухты Сан-Франциско построены в непосредственной близости от этого разлома.

Внутриплитные процессы

Первые формулировки тектоники плит утверждали, что вулканизм и сейсмические явления сосредоточены по границам плит, но вскоре стало ясно, что и внутри плит идут специфические тектонические и магматические процессы, которые также были интерпретированы в рамках этой теории. Среди внутриплитных процессов особое место заняли явления долговременного базальтового магматизма в некоторых районах, так называемые горячие точки.

Горячие точки

На дне океанов расположены многочисленные вулканические острова. Некоторые из них расположены в цепочках с последовательно изменяющимся возрастом. Классическим примером такой подводной гряды стал Гавайский подводный хребет. Он поднимается над поверхностью океана в виде Гавайских островов, от которых на северо-запад идёт цепочка подводных гор с непрерывно увеличивающимся возрастом, некоторые из которых, например, атолл Мидуэй, выходят на поверхность. На расстоянии порядка 3000 км от Гавайев цепь немного поворачивает на север и называется уже Императорским хребтом . Он прерывается в глубоководном желобе перед Алеутской островной дугой.

Для объяснения этой удивительной структуры было сделано предположение, что под Гавайскими островами находится горячая точка — место, где к поверхности поднимается горячий мантийный поток, который проплавляет двигающуюся над ним океаническую кору. Таких точек сейчас на Земле установлено множество. Мантийный поток, который их вызывает, был назван плюмом. В некоторых случаях предполагается исключительно глубокое происхождение вещества плюмов, вплоть до границы ядра — мантии.

Траппы и океанические плато

Кроме долговременных горячих точек, внутри плит иногда происходят грандиозные излияния расплавов, которые на континентах формируют траппы, а в океанах океанические плато. Особенность этого типа магматизма в том, что он происходит за короткое в геологическом смысле время — порядка нескольких миллионов лет, но захватывает огромные площади (десятки тысяч км²); при этом изливается колоссальный объём базальтов, сравнимый с их количеством, кристаллизующимся в срединно-океанических хребтах.

Известны сибирские траппы на Восточно-Сибирской платформе , траппы плоскогорья Декан на Индостанском континенте и многие другие. Причиной образования траппов также считаются горячие мантийные потоки, но в отличие от горячих точек они действуют кратковременно, и разница между ними не совсем ясна.

С точки зрения кинематического подхода , движения плит можно описать геометрическими законами перемещения фигур на сфере. Земля рассматривается как мозаика плит разного размера, перемещающихся относительно друг друга и самой планеты. Палеомагнитные данные позволяют восстановить положение магнитного полюса относительно каждой плиты на разные моменты времени. Обобщение данных по разным плитам привело к реконструкции всей последовательности относительных перемещений плит. Объединения этих данных с информацией, полученной из неподвижных горячих точек, сделало возможным определить абсолютные перемещения плит и историю движения магнитных полюсов Земли.

Теплофизический подход рассматривает Землю как тепловую машину, в которой тепловая энергия частично превращается в механическую. В рамках этого подхода движение вещества во внутренних слоях Земли моделируется как поток вязкой жидкости, описываемый уравнениями Навье — Стокса. Мантийная конвекция сопровождается фазовыми переходами и химическими реакциями, которые играют определяющую роль в структуре мантийных течений. Основываясь на данных геофизического зондирования, результатах теплофизических экспериментов и аналитических и численных расчётах, учёные пытаются детализировать структуру мантийной конвекции, найти скорости потоков и другие важные характеристики глубинных процессов. Особенно важны эти данные для понимания строения самых глубоких частей Земли — нижней мантии и ядра, которые недоступны для непосредственного изучения, но, несомненно, оказывают огромное влияние на процессы, идущие на поверхности планеты.

Геохимический подход . Для геохимии тектоника плит важна как механизм непрерывного обмена веществом и энергией между различными оболочками Земли. Для каждой геодинамической обстановки характерны специфические ассоциации горных пород. В свою очередь, по этим характерным особенностям можно определить геодинамическую обстановку, в которой образовалась порода.

Исторический подход . В смысле истории планеты Земля, тектоника плит — это история соединяющихся и раскалывающихся континентов, рождения и угасания вулканических цепей, появления и закрытия океанов и морей. Сейчас для крупных блоков коры история перемещений установлена с большой детальностью и за значительный промежуток времени, но для небольших плит методические трудности много большие. Самые сложные геодинамические процессы происходят в зонах столкновения плит, где образуются горные цепи, сложенные множеством мелких разнородных блоков — террейнов. При изучении Скалистых гор зародилось особое направление геологических исследований — террейновый анализ, который вобрал в себя комплекс методов, по выделению террейнов и реконструкции их истории.

Подробнее по этой теме см.: Древние материки.

Подробнее по этой теме см.: История перемещения плит .

Восстановление прошлых перемещений плит — один из основных предметов геологических исследований. С различной степенью детальности положение континентов и блоков, из которых они сформировались, реконструировано вплоть до архея.

Из анализа перемещений континентов было сделано эмпирическое наблюдение, что континенты каждые 400—600 млн лет собираются в огромный материк, содержащий в себе почти всю континентальную кору — суперконтинент. Современные континенты образовались 200—150 млн лет назад, в результате раскола суперконтинента Пангеи. Сейчас континенты находятся на этапе почти максимального разъединения. Атлантический океан расширяется, а Тихий океан закрывается. Индостан движется на север и сминает Евразийскую плиту, но, видимо, ресурс этого движения уже почти исчерпан, и в скором геологическом времени в Индийском океане возникнет новая зона субдукции, в которой океаническая кора Индийского океана будет поглощаться под Индийский континент.

Влияние перемещений плит на климат

Расположение больших континентальных массивов в приполярных областях способствует общему понижению температуры планеты, так как на континентах могут образовываться покровные оледенения . Чем шире развито оледенение, тем больше альбедо планеты и тем ниже среднегодовая температура.

Кроме того, взаимное расположение континентов определяет океаническую и атмосферную циркуляцию.

Однако простая и логичная схема: континенты в приполярных областях — оледенение, континенты в экваториальных областях — повышение температуры, оказывается неверной при сопоставлении с геологическими данными о прошлом Земли. Четвертичное оледенение действительно произошло, когда в районе Южного полюса оказалась Антарктида, и в северном полушарии Евразия и Северная Америка приблизились к Северному полюсу. С другой стороны, сильнейшее протерозойское оледенение, во время которого Земля оказалась почти полностью покрыта льдом, произошло тогда, когда большая часть континентальных массивов находилась в экваториальной области.

Кроме того, существенные изменения положения континентов происходят за время порядка десятков миллионов лет, в то время как, суммарная продолжительность ледниковых эпох составляет порядка нескольких миллионов лет, и во время одной ледниковой эпохи происходят циклические смены оледенений и межледниковых периодов. Все эти климатические изменения происходят быстро по сравнению со скоростями перемещения континентов, и поэтому движение плит не может быть их причиной.

Из вышесказанного следует, что перемещения плит не играют определяющей роли в климатических изменениях, но могут быть важным дополнительным фактором, «подталкивающим» их.

Значение тектоники плит

Тектоника плит сыграла в науках о Земле роль, сравнимую с гелиоцентрической концепцией в астрономии, или открытием ДНК в генетике. До принятия теории тектоники плит, науки о Земле носили описательный характер. Они достигли высокого уровня совершенства в описании природных объектов, но редко могли объяснить причины процессов. В разных разделах геологии могли доминировать противоположные концепции. Тектоника плит связала различные науки о Земле, дала им предсказательную силу.

Многие смотрели фильм-катастрофу «10,5 баллов». Но не многие знают, то, что описывается в нём, может произойти на самом деле в любой момент. Город Тафт, центральной Калифорнии, один из многих городов, которые находится в зоне постоянных землетрясений.

На первый взгляд улицы Тафта, ничем не отличаются от улиц любого другого города Северной Америки. Дома и сады вдоль широких проспектов, автомобильные стоянки, уличные фонари через каждые несколько шагов. Однако более пристальный взгляд обнаруживает, что линия тех же фонарей не совсем ровная, а улица словно перекручивается, как будто ее взяли за концы и тянут в разных направлениях. Причина этих странностей в том, что Тафт, как и многие калифорнийские крупные городские центры, построен вдоль разлома Сан-Андреас - трещины в земной коре, 1050 км которой проходят по территории США.

Двенадцать тектонических плит, на каких расположены континенты и океаны Земли, соединяются между собой линией проходящей от Сан-Франциско до Калифорнийского залива, которая уходит в глубь планеты на шестнадцать километров.

Обычная толщина этих плит около сотни километров, они находятся в постоянном движении, перемещаясь по поверхности жидкой внутренней мантии и сталкиваясь друг с другом с чудовищной силой, когда изменяется их местоположение. Если они наползают одна на другую, в небо поднимаются большие горные хребты, такие, как Альпы и Гималаи. Однако обстоятельства, породившие разлом Сан-Андреас, абсолютно другие.

Здесь края Североамериканской (на которой покоится большая часть этого континента) и Тихоокеанской (поддерживающей большую часть калифорнийского побережья) тектонических плит похожи на плохо пригнанные зубцы шестеренки, которые не налезают один на другой, но и не входят аккуратно в предназначенные для них пазы. Плиты трутся одна о другую, а образующаяся вдоль их границ энергия трения выхода не находит. От того, в какой части разлома скапливается такая энергия, зависит, где произойдет и какой силы будет следующее землетрясение.

В так называемых «плавающих зонах», где перемещение плит происходит относительно свободно, накапливающаяся энергия высвобождается в тысячах мелких толчков, практически не наносящих ущерба и регистрируемых лишь самыми чувствительными сейсмографами. Другие же участки разлома - их называют «замковыми зонами» - кажутся совершенно недвижимыми, там плиты прижаты одна к другой так плотно, что перемещений не происходит сотни лет. Напряжение постепенно нарастает, пока наконец обе плиты не сдвинутся, высвобождая в мощном рывке всю накопившуюся энергию. Тогда происходят землетрясения с магнитудой не менее 7 по шкале Рихтера, подобные разрушительному сан-францисскому землетрясению 1906 года.

Самое же сильное землетрясение в США за прошлое столетие произошло 18 апреля 1906 года. Тогда сила толчков по шкале Рихтера составила 8,3 балла. Бедствие унесло тогда 3000 жизней, а город Сан-Франциско был охвачен сильнейшими пожарами.

Между двумя описанными выше лежат промежуточные зоны, чья активность хотя и не столь разрушительна, как в замковых, но тем не менее значительна. Явление цикличности землетрясений уникально для данного региона. Город Паркфилд, расположенный между Сан-Франциско и Лос-Анджелесом, находится в такой промежуточной зоне. Землетрясений с магнитудой до 6 по шкале Рихтера можно ожидать здесь каждые 20-30 лет; последнее случилось в Паркфилде в 1966 году.

С 200 года н. э. в Калифорнии произошло 12 крупных землетрясений, но именно катастрофа 1906 года привлекла к разлому Сан-Андреас внимание всего мира. Это землетрясение, с эпицентром в Сан-Франциско, вызвало разрушения на колоссальной территории, протянувшейся с севера на юг на 640 км. Вдоль линии разлома в считанные минуты почва сместилась на 6 м - ограждения и деревья были повалены, дороги и системы коммуникаций разрушены, подача воды прекратилась, и последовавшие за землетрясением пожары забушевали по всему городу.

По мере того, как геологическая наука развивалась, появились более совершенные измерительные приборы, способные постоянно следить за перемещениями и давлением водных масс под земной поверхностью. В течение ряда лет перед крупным землетрясением сейсмическая активность несколько увеличивается, так что, вполне возможно, их удастся прогнозировать за многие часы или даже дни до начала.

Архитекторы и строительные инженеры учитывают возможность землетрясений и проектируют здания и мосты, которые могут выдержать определенную силу колебаний земной поверхности. Благодаря этим мерам сан-францисское землетрясение 1989 года уничтожило в основном постройки старой конструкции, не нанеся вреда современным небоскребам.

Тогда погибли 63 человека - большинство из-за крушения огромной секции двухъярусного моста Бей-Бридж. По прогнозам ученых, в ближайшие 50 лет Калифорнии грозит серьезная катастрофа. Предполагается, что землетрясение с магнитудой 7 по шкале Рихтера произойдет на юге Калифорнии, в районе Лос-Анджелеса. Оно может причинить ущерб на миллиарды долларов и унести 17 000-20 000 жизней, а от дыма и пожаров могут погибнуть еще 11,5 миллиона человек. А поскольку энергия трения, возникающего вдоль линии разлома, имеет тенденцию к накоплению, каждый приближающий нас к землетрясению год увеличивает его вероятную силу.

Разлом, активизированный при Спитакском землетрясении 1988 года в Северной Армении: при землетрясении по разлому произошла подвижка, выразившаяся в образовании уступа поверхности высотой до 1,8 м

ЧТО ТАКОЕ ЖИВОЙ РАЗЛОМ

Со школьной скамьи мы знаем, что земная кора нарушена многочисленными разломами. До недавнего времени геологи полагали, что имеют дело с образованиями далекого геологического прошлого, и, как правило, даже не искали способа убедиться в их современной активности.

Вместе с тем уже давно специалисты обратили внимание на трещины и смещения земной поверхности при катастрофических землетрясениях. Чаще всего их считали приповерхностными нарушениями грунта от сейсмических сотрясений. Но еще в конце XIX века И.В. Мушкетов предположил, что такого рода разрывы являются выходами на поверхность разлома, подвижка по которому и была причиной землетрясения. Впоследствии его догадка подтвердилась, и потребность прогнозирования мест возможных будущих землетрясений заставила обратить на живые разломы особое внимание.

Термин «живой» или «активный» разлом появился в геологической литературе в конце 40-х годов XX века для обозначения разломов, проявляющих подвижность сейчас и способных проявлять ее в ближайшем будущем. Однако понятие «сейчас» в геологии, имеющей дело с событиями, нередко длящимися миллионы лет, неоднозначно. По одним разломам, например на границе Памира и Тянь-Шаня или в Калифорнии, движения земной коры происходят почти непрерывно, сопровождаясь частыми, но относительно слабыми землетрясениями, и фиксируются смещениями стен, заборов и дорожных покрытий на сантиметры в несколько лет. Другие разломы могут не обнаруживать признаков активности сотни и даже тысячи лет, а затем при сильном землетрясении дать импульс смещения амплитудой в метры. Таковы крупнейшие разломы Монголии и отдельные сегменты гигантского разлома Сан-Андреас в Калифорнии. Наконец, есть живые разломы, и их большинство, которые совмещают сильные сейсмические импульсы с медленными движениями в промежутках между ними. Таков, например, Северо-Анатолийский разлом Турции.

Следовательно, необходимо исследовать определенный временной интервал жизни разлома, чтобы установить его активность и определить ее параметры: интенсивность (среднюю скорость, рассчитываемую по амплитуде смещения в установленный промежуток времени), направление и режим движений. К. Аллен посчитал таким интервалом последние 10-12 тыс. лет, а А.А. Никонов расширил его до сотен тысяч лет. Дальнейшие исследования показали, что в подвижных поясах Земли для оценки параметров активности разлома достаточно изучить его жизнь в течение позднего плейстоцена и голоцена, то есть последних 100-150 тыс. лет, а в равнинных областях с вялыми движениями и редкими землетрясениями следует принимать во внимание и среднеплейстоценовую активность разлома, то есть его поведение в последние 700 тыс. лет.

КАК ИЗУЧАЮТ ЖИВЫЕ РАЗЛОМЫ

Рис. 1. Примеры живых разломов: а — аэрофотоснимок Таласо-Ферганского разлома в Центральном Тянь-Шане, Кыргызстан: горизонтальное смещение мелких водотоков на величину до 35 м; б — ветвь Левантской зоны разломов на западном берегу Мертвого моря в Израиле: при землетрясении 31 г. до н.э. по разлому прошла подвижка, сместившая на величину до 0,3 м ступени водного бассейна в Кумране Для обнаружения активности разлома используют комплекс геолого-геоморфологических, геофизических и геодезических методов. Наиболее широко применяют геолого-геоморфологические методы – выявление смещений и деформаций в зоне разлома молодых отложений и форм рельефа: русел, морских и речных террас (рис. 1). Особенно надежно определять движения вдоль разломов по смещениям современных и древних сооружений (зданий, ирригационных систем), поскольку в таких случаях более точно устанавливаются возраст и соответственно скорость подвижки. Так, вдоль Главного Копетдагского разлома на юге Туркменистана обнаружены горизонтальные смещения на несколько метров древних подземных оросительных галерей и даже стены средневековой крепости. Длительность выявленных подвижек оценивается по возрасту геологических образований и сооружений, смещенных разломом и перекрывающих смещение. Хорошие результаты дают радиоизотопные методы (радиоуглеродный по отношению 14С / 12С и уран-иониевый по отношению изотопов урана), а также исторические и археологические оценки. Широко применяют методы геологической и геоморфологической корреляции смещений с удаленными датированными объектами.

Рис. 1. г — Дарваз-Алтайская зона разломов на северо-западной окраине Памира в Таджикистане: горизонтальное смещение на 50 км краевых морен последнего оледенения на левобережье р. Муксу О современных подвижках по разлому можно судить по изменению относительного положения пунктов повторных геодезических измерений, расположенных в его крыльях. Многолетние исследования показали, что более устойчивы горизонтальные перемещения вдоль разлома (сдвиги) и поперек к нему (надвиг одного крыла на другое или их раздвигание), тогда как вертикальная компонента перемещений подвержена частым вариациям, иногда намного превосходящим многовековой тренд. Поэтому наилучшие результаты дают космогеодезические наблюдения с помощью спутников, приемников и средств обработки данных так называемой GPS-системы, у которой точность измерений горизонтальных перемещений достигает первых миллиметров. Сущность системы в том, что спутник с точно определяемыми параметрами орбиты посылает сигналы, прием которых позволяет измерить координаты наземных пунктов наблюдений. Сравнение результатов измерений разных лет показывает относительное перемещение пунктов, то есть деформацию в зоне разлома, которая может сразу сниматься движением по нему, а может накапливаться и по прошествии многих лет реализоваться сильным землетрясением.

Косвенными признаками активности разломов являются расположенные вдоль них цепочки эпицентров землетрясений, вулканов, термальных источников. О поведении разлома на глубине удается судить по результатам сейсмопрофилирования, показывающего смещения поверхностей глубинных слоев, отражающих и преломляющих сейсмические волны. На характер подвижек по разлому могут указывать особенности происходивших вдоль него землетрясений. Совместное применение перечисленных методов выявляет сложную картину жизни разлома с изменениями его параметров вдоль разлома и на глубину, а также с временными вариациями их проявлений.

ТЕКТОНИЧЕСКАЯ ПОЗИЦИЯ И ГЕОДИНАМИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ЖИВЫХ РАЗЛОМОВ

Большое значение, которое имеют живые разломы прежде всего для оценки сейсмической опасности, побудило Международную комиссию по литосфере инициировать в 1989 году проект «Карта крупных активных разломов мира». Этот проект, послуживший вкладом Международной программы «Литосфера» в объявленное ООН десятилетие уменьшения опасности природных бедствий, возглавлял автор настоящей статьи, проект объединил усилия 70 ученых из 50 стран. Сейчас он близок к завершению. Созданы компьютерные базы данных и карты крупнейших активных разломов континентов, а в наиболее подвижных и жизненно важных регионах выполнены и более детальные исследования. Их результаты использованы при составлении карт сейсмической опасности различных регионов.

Проведенные в рамках этого проекта исследования выявили общие закономерности активного разломообразования. Живые разломы распределены на поверхности Земли неравномерно. Большая их часть находится в подвижных поясах, отличающихся контрастностью рельефа и высокой сейсмичностью. Эти пояса разграничивают крупные литосферные плиты, охватывающие земную кору и самую верхнюю часть мантии. В зависимости от направлений относительного перемещения плит в таких поясах могут происходить их раздвигание (рифтовые системы на срединно-океанических хребтах), их сближение (островные дуги, активные континентальные окраины и области коллизии, то есть столкновения континентальных частей плит) или сдвиг вдоль их границ (например, между Анатолийской и Евразийской плитами по Северо-Анатолийской зоне разломов). На территории Евразии и Африки расположены два крупнейших подвижных мегапояса: Притихоокеанский и Альпийско-Гималайский. Первый приурочен к границе Евразийской плиты с Тихоокеанской и на севере с Северо-Американской плитами, а второй охватывает область сближения Евразийской плиты с плитами южного ряда: Австралийской, Индийской, Аравийской и Африканской.

Рис. 2. Карта активных разломов Евразии и Африки

Подвижки по активным разломам подвижных поясов отражают направления современного относительного перемещения плит. Вместе с тем они охватывают не только границы плит, но и обширные смежные области шириной в сотни, а в Центральной Азии более 1000 км (рис. 2), разделяя микроплиты и блоки земной коры, расположенные между главными плитами. Их рисунок напоминает картину ледохода на реке, когда между крупными льдинами возникает крошево более мелких кусков льда. Перемещения между блоками иногда лишь немногим уступают перемещениям на границах главных плит, хотя в целом убывают с удалением от них. Так, средние скорости сдвига на западном и северо-восточном флангах Аравийской плиты достигают 7-10 мм/год, а по расположенным севернее крупнейшим межблоковым разломам Малого и Большого Кавказа близки к 5 мм/год. На флангах Индийской плиты скорости современных движений составляют 10-30 мм/год, а по крупнейшим разломам более северных и восточных областей Альпийско-Гималайского пояса – в Южном Тибете, на его северной и восточной границах, в Тянь-Шане и Монголии – они местами достигают и иногда превосходят 10 мм/год. Таким образом, распределение смещений внутри пояса оказывается сложным и неравномерным. Давление, первоначально возникшее на границе сближающихся главных плит, вызвало последовательное дробление все более удаленных от нее участков, и сейчас все они вовлечены в относительное перемещение. При этом большинство крупных активных разломов Евразии имеют сдвиговую компоненту движений, которая равна или чаще больше вертикальной компоненты. Сдвигами являются почти все разломы со скоростями движений более 10 мм/год. Обусловлено это тем, что горизонтальный сдвиг – наиболее энергетически экономная форма перемещения континентальных масс, поскольку не требует преодоления силы тяжести.

Сложность современного развития подвижных поясов и относительного перемещения плит не исчерпывается подвижками по разломам. Так, вдоль Северо-Анатолийской зоны разломов между Евразийской и Анатолийской плитами скорость современного сдвига составляет, по геологическим и космогеодезическим данным, 13-20 мм/год, но, по тем же космогеодезическим данным, общая величина относительного перемещения этих плит достигает 30 мм/год, прирастая за счет деформации приразломной полосы шириной более 100 км. Иначе говоря, плиты (по крайней мере, в тех их частях, где перемещения особенно велики и контрастны) ведут себя не как бетонные монолиты, а как куски вара, способные медленно течь в результате давления друг на друга. Такое крупномасштабное течение особенно ярко выражено на Тибете, который под давлением Индийской плиты, движущейся к северо-востоку, укорачивается в поперечном направлении, вздымается и одновременно выдавливается на восток и юго-восток.

Совместный анализ геологических и геофизических данных о поведении активных разломов на глубине и современных деформациях глубинных горизонтов литосферы показал, что в разрезе литосферы подвижных поясов наблюдается тектоническая расслоенность – столь же сложное зонально-ячеистое распределение деформаций и смещений, как и на поверхности Земли. Разные горизонты литосферы могут деформироваться в разной степени, смещаться по зонам нарушений разных направлений и даже местами двигаться с разными скоростями. Литосферная плита в подвижном поясе более напоминает деформированный с боков торт «наполеон», чем монолитную пластину. В слабо подвижных равнинных областях потенциальные возможности тектонического расслоения сохраняются, но реализуются в существенно меньшей степени.

АКТИВНЫЕ РАЗЛОМЫ И ЖИЗНЬ ЛЮДЕЙ

Треть человечества живет в сейсмически активных областях, где время от времени случаются разрушительные и изредка катастрофические землетрясения и где сосредоточено большинство крупных живых разломов. Для обеспечения безопасности населения, планирования землепользования, подходящих мест для возведения тех или иных сооружений и средств их защиты важное, а возможно, и решающее значение имеет не столько предупреждение отдельного сейсмического события в конкретном месте и в конкретное время, сколько определение уровня сейсмических воздействий от возможных будущих сильных землетрясений. Чтобы рассчитать этот уровень, надо знать места, максимальную возможную энергию (магнитуду Mmax) и повторяемость будущих землетрясений. Места и максимальная магнитуда определяют комплексным анализом параметров уже случившихся в регионе землетрясений и активных разломов. Связь этих явлений очевидна, поскольку подавляющее большинство землетрясений земной коры приурочено к зонам живых разломов.

Изучение живых разломов дает возможность, во-первых, уточнить сейсмические характеристики региона, по которым определяются места, Mmax и повторяемость будущих землетрясений максимальной магнитуды, и, во-вторых, получить эти характеристики независимым путем. Важность активных разломов как источника сейсмологической информации обусловлена тем, что для оценки Mmax нужно знать сейсмическую историю региона за максимально длительный срок, в течение которого случались землетрясения больших магнитуд и проявилась их повторяемость. Но инструментальная регистрация землетрясений проводится немногим более 100 лет, а исторические сведения о более ранних сейсмических событиях прерывисты и во многих местах отсутствуют. Изучение живых разломов восполняет этот пробел.

На рис. 3 представлен разрез канавы, прорытой поперек зоны активного Казерунского разлома в горах Загроса (Иран). Видно, что зона имеет сложное строение. Отдельные разрывы нарушают некие слои речных наносов, но перекрыты другими слоями, то есть возникли после первых и до вторых. По крупнейшему разрыву более молодые слои смещены по вертикали на меньшее расстояние и менее деформированы, чем более древние. Следовательно, было несколько импульсов движений – сильных землетрясений. По соотношению отдельных разрывов со смещенными и перекрывающими слоями, возраст которых, как удалось установить, охватывает последние 12 тыс. лет, выявлено шесть таких землетрясений, то есть они повторялись в среднем через 2000 лет.

Независимый способ оценки мест и Mmax землетрясений по данным об активных разломах основан, во-первых, на самом факте приуроченности большинства сильных землетрясений к таким разломам и, во-вторых, на их длине и амплитудах выявленных сейсмогенных подвижек. Хотя очаги современных сильных землетрясений могут располагаться в любой части зоны живого разлома, выявлены места, где они возникают особенно часто. Это пересечения и сочленения разнонаправленных разломов и участки, где кулисно расположенные сегменты разломов надстраивают друг друга. Именно там непрерывное движение по разлому затормаживается и происходит накопление упругой деформации, приводящее к сейсмогенерирующему срыву.

Использование для оценки Mmax данных о длине разлома L и величине сейсмогенных подвижек D основано на уравнениях регрессии типа M = a + b lg L и M = c + + d lg D, где a, b, c и d – коэффициенты, эмпирически определенные по данным о подвижках при современных землетрясениях, а M – их амплитуды. При разделении разлома на отдельные сегменты, развивающиеся сейсмически независимо, L – не общая длина разлома, а длина сегмента. Изучение палеоземлетрясений показывает, что границы сегментов устойчивы во времени. Следует иметь в виду разную сейсмическую активность живых разломов подвижных поясов и равнинных областей, а также направления движений по разломам и возможный вклад медленных движений в общее смещение, вводя на это поправку в соотношения L, D и Mmax . Внеся такие поправки в величины смещений, установленные в канаве (см. рис. 3), мы определили магнитуды вызвавших их палеоземлетрясений величинами 7-7,3, то есть оценили эти землетрясения как катастрофические.

Влияние активных разломов на жизнь людей не исчерпывается сейсмическими воздействиями, причем это влияние может быть не только отрицательным, но и положительным. На рис. 4 представлена карта активных разломов Ближнего Востока, на которую нанесены пункты, где археологи обнаружили следы зарождения древнейшего земледелия – важнейшего шага в истории человечества, называемого неолитической революцией и ознаменовавшего переход к производящей экономике. Древнейшее земледелие возникло в так называемом плодородном полумесяце, протягивающемся дугой от Израиля через Ливан, Сирию, Южную Турцию к пограничной полосе между Ираком и Ираном.

Рис. 4. Живые разломы и места находок следов древнейшего земледелия на Ближнем Востоке. Типы разломов те же, что на рис. 2. Синие точки — места находок следов древнейшего земледелияВсякий минимально знакомый с земледелием знает, что для него нужны: 1) простейшая инфраструктура (постоянное жилище, коммуникации); 2) средства для возделывания земли и хранения урожая; 3) благоприятные климатические условия; 4) хорошая почва на подходящих землях; 5) полив; 6) посевной материал. Первые два условия были подготовлены социально-техническим развитием населения региона на стадии собирательства диких растений. Улучшение климатических условий было связано с окончанием ледниковой эпохи. А три последних условия обеспечили… живые разломы. И это видно уже из того, что почти все пункты со следами древнейшего земледелия находятся в зонах живых разломов и связанных с ними структур (см. рис. 4). Именно их активностью в течение последних 1-3 млн лет обусловлено сочетание горных хребтов с долинами и предгорными равнинами, покрытыми речными наносами, где и сейчас почвы наиболее благоприятны для земледелия. Хребты задерживали средиземноморские влажные тучи, обеспечивая выпадение дождей. С них в долины и на равнины сбегали мелкие речки, орошая почву. Вдоль живых разломов тогда, как и сейчас, выходили родники пресной воды, обеспечивая потенциальных земледельцев водой в засушливые сезоны и годы. И это не все: раздробленные породы в зонах разломов создавали пониженные прямые участки местности, которые использовались реками или представляли удобные места для прокладки троп и караванных путей, то есть становились трассами древнейших коммуникаций. Так было в прошлом на Ближнем Востоке, и так же, кстати, было в Древней Руси. Вероятно, именно с этим проявлением живых разломов связано то, что к них и особенно к их пересечениям приурочено большинство городов Русской равнины, возникших до 1300 года и достигших сейчас численности населения не менее 100 тыс.

Однако вернемся к последней предпосылке древнейшего земледелия – наличию посевного материала. Великий русский ботаник и генетик академик Н.И. Вавилов установил, что ближневосточный центр зарождения земледелия попадает в юго-западно-азиатский ареал распространения диких предков культурных растений, в котором произрастали пшеница-однозернянка, эммер, ячмень, горох, чечевица в сочетании с миндалем и фисташкой как потенциальными источниками масла. Вместе с тем Н.И. Вавилов отметил в этом ареале участки, где указанные растения встречались совместно, давая большое количество разновидностей, что позволяло первым земледельцам выбрать формы наиболее продуктивные и пригодные для воспроизведения. Такие участки, как оказалось, приходятся на зоны активных разломов. В чем дело?

Н.Н. Воронцов и Е.А. Ляпунова обнаружили в высоко сейсмически активной зоне разломов на границе Памира и Тянь-Шаня у Ellobius talpinus, одного из надвидов слепушей (мелкие грызуны), характерные изменения набора хромосом – так называемые робертсоновские транслокации. Подобные мутагенные изменения были выявлены у слепушей в зонах живых разломов Болгарии, Югославии, Сирии, Ливана и Израиля, а у других мелких грызунов, в частности полевок и домовой мыши, – также в активных зонах Апеннин, Альп, Пиренеев, Динарид, Малого Кавказа, Тянь-Шаня, Алтая, Байкала, Курил, Японии и запада США. Можно полагать (и сейчас появились тому доказательства), что подобные мутагенные воздействия оказывали активные разломы и на диких предков культурных растений, обусловив их разнообразие, использованное первыми земледельцами.

Причиной мутагенных изменений могли быть химически своеобразные эмонации активных зон. В ходе аэро-космо-геологического эксперимента «Тянь-Шань-Интеркосмос-88» нам удалось установить выделение в зонах живых разломов радона и некоторых тяжелых металлов (рис. 5). Особенно показательным было изучение однотипных полей люцерны в зоне Файзабадского разлома на южном фланге Тянь-Шаня и вне ее. В зоне разлома люцерна оказалась обогащенной в три раза и более железом, марганцем, мышьяком, цирконом, ниобием и другими тяжелыми металлами.

Итак, наша планета до сих пор сохраняет тектоническую активность, наиболее наглядно проявляющуюся в динамике живых разломов. Их большая часть и почти все разломы со скоростями движений $?1 мм/год сосредоточены в подвижных поясах. Однако и равнинные территории типа Восточно-Европейской и Сибирской платформ также нарушены живыми разломами, заметное дыхание которых дополняется лишь ничтожными направленными движениями. Исключение среди «вялых» регионов составляют Фенноскандия и другие подобные области, 10-12 тыс. лет назад покрывшиеся мощным ледником. Здесь снятие ледовой нагрузки привело к общему воздыманию и некоторому ускорению подвижек по разломам.

Живые разломы оказывали и продолжают оказывать влияние на жизнь и деятельность людей. Это влияние бывало и отрицательным и положительным. Живые разломы были и остаются источником природных бедствий, иногда катастрофических. Таковы прежде всего сильные землетрясения, а также извержения связанных с разломами вулканов, аварии скважин и трубопроводов, выделение радиоактивных элементов и соединений тяжелых металлов, некоторые вредные для здоровья геофизические аномалии, в частности электромагнитные. С вертикальными смещениями по разломам связаны изменения береговых линий, нарушающие эксплуатацию портовых и других прибрежных сооружений, усиление эрозии воздымающихся территорий, концентрация оползней и обвалов вдоль разломных уступов. Особенно опасны, хотя порой и незаметны при жизни одного поколения, многолетние эпохи усиления активности, проявляющиеся более частыми сильными землетрясениями. Крупнейшие социально-политические кризисы в истории Средиземноморья и Ближнего Востока (XIII-XI вв. до н.э., IV-VII вв. н.э. и вторая половина XVI-XIX столетие) совпадают с эпохами ухудшения климата и частых сильных землетрясений.

Вместе с тем активность разломов определяла создание ландшафтов, благоприятствовавших становлению и развитию земледелия. Зоны разломов были источниками водоснабжения и естественными трассами речных и сухопутных коммуникаций. Двойственно воздействие разломов на живые организмы. С одной стороны, их мутагенный эффект обеспечил разнообразие диких предков культурных растений, позволившее древним земледельцам выбрать формы, наиболее продуктивные и пригодные для воспроизводства. С другой стороны, даже более слабые воздействия живых разломов равнинных территорий могут оказывать патогенное влияние на человека и биоту. Так, в зонах молодых разломов района Санкт-Петербурга работами Е.К. Мельникова, В.А. Рудника и Ю.И. Мусийчука выявлены повышенные выделения радона, увеличение числа раковых заболеваний и болезненные изменения деревьев, причем разломы влияют больше, чем промышленное загрязнение.

Мы не можем изменить активность живых разломов и связанных с ней землетрясений и других опасных явлений, но можем и обязаны уменьшить их отрицательные воздействия путем разумного планирования строительства и землепользования и обеспечения защитных мероприятий. Следует использовать и положительные эффекты активного разломообразования как источников подземных вод, в частности минеральных, а также мест организации заповедников и национальных парков.

Владимир Георгиевич Трифонов, доктор геолого-минералогических наук, профессор, лауреат Государственной премии, действительный член РАЕН, руководит Лабораторией неотектоники и современной геодинамики в Геологическом институте РАН, возглавляет проект «Карта крупных активных разломов мира» Международной программы «Литосфера». Область научных интересов – общая геотектоника, неотектоника, современная геодинамика, сейсмотектоника, геоэкология, влияние геодинамических процессов на историю. Автор 220 научных работ, в том числе 14 монографий.