Вся электронная библиотека      Поиск по сайту

 

Гипотезы о расширении Земли

ПУЛЬСАЦИОННАЯ ГЕОТЕКТОНИЧЕСКАЯ ГИПОТЕЗА В.А.ОБРУЧЕВА И МОБИЛИЗМ

 

Смотрите также:

 

Гипотеза расширяющейся Земли...

 

науки о земле 

НАУКИ О ЗЕМЛЕ

 

ГЕОЛОГИЯ

 

Палеонтология

 

Палеогеография 

 

космический вулканизм планет

 

Вегенер. Происхождение континентов и океанов

 

Океан Тетис и гипотеза дрейфа материков

 

метеориты и кометы

 

СЛЕДЫ КОСМИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА ЗЕМЛЮ

 

Камни и геология

 

ПРИЧИНЫ ГОРО-ОБРАЗОВАНИЯ. Гипотеза Вегенера

 

Плейт-тектоника - новая глобальная тектоника

 

Причины вымирания организмов

 

Метеоритная и вулканическая гипотезы вымирания организмов ...

 

 

 

П.Н. Кропоткин

 

Знакопеременные вариации размеров Земли как первопричина тектонических процессов.

 

Наблюдаемую картину напряженного состояния, по-видимому, можно объяснить, считая, что тангенциальные напряжения связаны с контракцией — сокращением радиуса Земли в новейшее время. По расчетам М.П. Рудзкого и Е.Н. Люстиха [Лю- стих,1951] контракционный механизм теоретически мог бы дать напряжения до 600 тыс. кгс/см2. Однако достаточно 0,5% этой величины, чтобы объяснить наблюдаемые в фундаменте сжимающие напряжения. На вековое сокращение радиуса (0,5 мм/год) уже давно указал Мейерман, основывавшийся на сопоставлении древнеегипетских и ассирийских данных о затмениях с величиной приливного торможения. Недавно это подтвердили более точно Н.Н. Парийский и М.В. Кузнецов (Парийский и др., 1972).

 

Однако процесс изменения радиуса Земли является несомненно переменным по своему знаку. Палеомагнитные данные указывают, что в девоне радиус составлял 98— 99% современной величины, а в пермском периоде он был меньше — около 95%. Таким образом в мезозое и кайнозое (главным образом в палеогене; в неогене предполагается сжатие) имело место расширение Земли со скоростью +1,6 мм/год за 200 млн. лет. О кратковременных вариациях величины радиуса Земли (/?) сейчас можно говорить достаточно определенно, так как хорошо изученные вариации угловой скорости вращения Земли вокруг своей оси (^обнаруживают явную корреляцию с вариациями ускорения силы тяжести о (Буланже. 1981; Парийский, 1982). Как со, так и д зависят от величины радиуса R: д = GM/R2, u>= Q/J = ОД),33 MR2, где Q — момент количества движения Земли, J = 0,33 MR' — момент инерции, М — масса Земли. Фактически наблюдается соотношение Дд/д 12Доо/оз.

 

Тот факт, что корреляция имеет характер Ад <Лд  Дсо = const, а не д/со = const (как можно было ожидать), получает объяснение в теории В. Кануто [Canuto, 1981), предполагающей вариации гравитационной константы G. По существу, как следует из этой теории, при вариациях радиуса Земли происходит превращение части потенциальной гравитационной энергии в энергию электромагнитного поля (в широком смысле, включая упругие силы, которые возникают вследствие отталкивания электронных оболочек соседних атомов).

 

Попытки объяснить вариации угловой скорости со влиянием атмосферы (Н.С. Си- доренков) или магнитосферы (Ю.А. Калинин) уже и раньше казались неудачными, так как любой из этих механизмов не обеспечивает наблюдаемого изменения кинетической энергии вращения Земли вокруг своей оси. Так, например, она изменилась на 10"8 эрг — количество, равное тепловыделению из всей Земли за год, — в течение всего лишь трех лет, с 1973 по 1975 г. Теперь же, когда выяснилась корреляция со с ускорением силы тяжести д, такие гипотезы могут быть отброшены.

 

Все это позволяет подойти к вопросу о геодинамике с новых позиций, а именно искать причину геодинамических процессов в таких явлениях, которые, во-первых, обнаруживают отчетливую корреляцию во времени с интенсивностью современного тектонического процесса (определяемой по суммарной годовой энергии землетрясений, которая варьирует в 40 раз, если сравнивать ее за разные годы), и, во-вторых, обладают значительно большей энергетической мощностью, чем тепловая конвекция или гравитационная дифференциация.

 

Такими процессами являются семь квазипериодических изменений различных величин, обнаруживающих отчетливую корреляцию между собой [Сидоренков, 1982; Манк, Макдонольд, 1964; Кропоткин. 1964, 1970; Stoyko, 1952; Stoyko, 1970; Press, Briggs,

 

1. Вариации скорости вращения Земли вокруг своей оси Uui/u) за 1800—1980 гг., изменение амплитуды чэндлеровских колебаний полюса (0!'04 = 123,4 см), суммарной за год энергии землетрясений £ (эрг) и суммарного сейсмического момента М0 (дин • см) [по Stoyko, 1970; Anderson, 1974, с дополнениями по Kanamori, 1977; Xanthakis, 1982; Сидоренкову, 1982).

 

Максимальное количество энергии землетрясений (осредненной по пятилетним интервалам) освобождается в те годы (пунктир), когда расширение Земли сменяется сокращением земного радиуса. Вверху слева и справа указан масштаб изменений поверхности S (в км2) и радиуса R (в см) Земли, рассчитанных по вариациям угловой скорости вращения и1975; Anderson, 1974; Morrison, 1979; Kanamori, 1977]. Это: 1. Вариации угловой скорости вращения Земли вокруг своей оси со. 2. Вариации ускорения силы тяжести д. Эти два процесса связаны с изменением радиуса Земли и соответственно — с очень большими изменениями потенциальной гравитационной энергии Земли (8,3-Ю30 — 2,5-1031 эрг/год) . 3. Вариации годовой энергии землетрясений Е. 4. Вариации скорости западного дрейфа магнитного поля Земли, которые интерпретируются как вариации скорости v проскальзывания оболочки по магнитному ядру Земли; она составляет около 20 км в год, т.е. приблизительно в миллион раз больше, чем скорость дрейфа материков [Le Mouel и др., 1981]. 5. Вариации напряженности магнитного поля Земли [Stoyko, 1951]. 6. Вариации амплитуды чэндлеровских колебаний полюса, т.е. колебаний, происходящих с периодом около 433 суток. 7. Вариации периода чэндлеровских колебаний полюса.

 

Весь этот комплекс разнообразных явлений хорошо связывается в единый узел (1) и, по крайней мере качественно, объясняется в предположении о флуктуациях гравитационной константы [Дикке, 1965; Кропоткин, 1970; 1980; Кропоткин, Трапезников, 1963; Canuto, 1981].

 

Следствия переменных изменений радиуса уже давно были намечены В.Бэчером, М.А. Усовым и В.А. Обручевым [Обручев, 1940; Милановский, 1978]. Это, во-первых, смена глобальных периодов сжатия и складчатости периодами относительного тектонического покоя, растяжения коры и углубления или расширения бассейнов. Во-вторых, важнейшим следствием накопления — от фазы к фазе, эффектов разрастания поверхности коры в одних зонах и эффектов сокращения поверхности — в других, является горизонтальный дрейф промежуточных блоков коры от зон разрастания поверхности коры к областям сокращения площади коры. Здесь происходят надвиги и поддвиги, смятие слоев осадочных отложений в складки, утолщение коры с образованием складчатых хребтов и соответствующих "корней гор". Импульсный характер таких движений доказывается тесной корреляцией между интенсивностью подвижек по сейсмичным поддвигам (или надвигам), которая выражается в количестве энергии, освобождаемой в виде упругих волн при землетрясениях, и вариациями угловой скорости вращения Земли, указывающими на изменения ее радиуса R и поверхности S = А-пR2.

 

Как легко убедиться из сравнения этой формулы с формулой для скорости вращения со= Q/J = Q/0,33 MR2, где М — масса Земли и Q = J со— момент количества движения являются величинами почти постоянными, произведение Sco = const. Следовательно, если речь идет о геологических непродолжительных изменениях S и со площадь земной коры изменяется обратно пропорционально скорости вращения Земли вокруг своей оси. Наблюдаемые вариации со показывают, что продолжительность импульсов сжатия или расширения составляет несколько лет или несколько десятков лет.

 

В фазы расширения Земли и уменьшения со суммарная поверхность коры возрастает, причем в зонах растяжения (рифтах) мантийный материал заполняет промежутки между раздвинувшимися блоками. В фазы сжатия избыток поверхности должен быть скомпенсирован. Это происходит путем проталкивания литосферных плит (главным образом океанической коры) под островные дуги, складчатые хребты, материки и возникновения соответствующих подкоровых течений. Таким образом, по-видимому, работает механизм, похожий на вращение храповика. Он вызывает вынужденную конвекцию (псевдоконвекцию) в мантии как спошной среде, контракцию в складчатых поясах и непрерывное, в геологическом смысле, поддвигание рамы складчатости под эти пояса с двух сторон.

 

Подсчет, основанный на величине изменений cj в 1822—1980гг., показывает, что этот механизм обеспечивает сейчас нарастание площади океанической коры в среднем на 0,81 км:/год. По расчетам Штейнера [Steiner, 1977) и Л.А. Савостина [Савостин, 1981), в позднем кайнозое, т.е. за последние 10 млн. лет, скорость нарастания океанической коры составляла, в среднем, около 3 км2 /год, но в середине мелового периода она была равна 1,2 км2/год, в олигоцене — 1,8 км2/год. Скорость погружения коры в зонах субдукции, по оценкам М.Токсёза, основанным на сейсмологических данных, составляет величину того же порядка.

 

К этим выводам мы теперь можем добавить новые, пока что качественные заключения. Изменение общей динамической обстановки при вариациях R позволяет включить в рассмотрение, кроме поднятия легких, более нагретых масс и гравитационной дифференциации внутри мантии, т.е. процессов, идущих с освобождением потенциальной гравитационной энергии, процессы перемещения материала в зависимости от вязкости. Можно доказать математически, что в фазы сжатия более легкий и пластичный материал мантии будет выдавливаться вверх, как паста из тюбика (механизм, разработанный Г. Клоосом применительно к интрузиям магмы). Таким образом, перераспределение масс в зависимости от реологических свойств при попеременном сжатии и расширении должно стимулировать "псевдоконвекцию" — подъем более нагретых масс, поскольку при прочих равных условиях горячие массы в мантии являются наиболее пластичными и обладают пониженной плотностью (вследствие теплового расширения).

 

Отклонения геоида и других эквипотенциальных поверхностей от идеальной поверхности сфероида ("ундуляции геоида"), положительные и отрицательные аномалии силы тяжести в изостатической редукции и соответствующие им аномалии изобарии на глубине 40—100 км от уровня океана согласуются с такой гипотезой лучше, нежели с обыч- нымисхемами конвекции. Например, положительные аномалии во впадинах внутренних морей (Средиземное, Черное, Японское моря) указывают на поднятие их поверхности на 500—1000 м выше уровня равновесия. Это, вероятно, связано с тем, что массы мантии под ними выдавлены вверх под действием общего сжатия.

 

 

 

К содержанию книги: Проблемы расширения и пульсаций Земли

 

 

Последние добавления:

 

ВЛАДИМИРО-СУЗДАЛЬСКАЯ РУСЬ

 

ВНЕШНЯЯ ПОЛИТИКА ДРЕВНЕЙ РУСИ

 

Владимир Мономах

 

Летописи Древней и Средневековой Руси

 

Бояре и служилые люди Московской Руси 14—17 веков