Приливные волны и направленный перенос масс земли - Ревуженко А.Ф.
ISBN 978-5-02-019126-6
Скачать (прямая ссылка):
Вселенной, природе, сообществах животных, человеческом обществе, строении живых существ и т. д. Иерархичность необходима для самого существования сложных систем. Везде царит принцип иерархии и подчинения.
Работы последних десятилетий показывают, что эта общая закономерность простирается не только на горные породы, но также и на упруго-пластические тела, сыпучие и другие среды. Такое понимание (если говорить о современных публикациях, не касаясь истории вопроса) было достигнуто в результате работы научных школ академиков В.Е. Панина, М.А. Садовского, Е.И. Шемякина (Панин, Гриняев, Лихачев [144-146], Садовский, Болховитинов, Кочарян, Писаренко, Родионов, Сизов, Спивак, Цветков [147-156], Шемякин, Стажевский, Бобряков, Бушманова, Косых, Крамаренко, Лав-риков, Ревуженко [3-5], [157-166]).
В указанных работах не раз отмечалось, что для описания блочно-иерархической среды необходима разработка новых математических моделей, более адекватных, чем те, которые основаны на классической концепции сплошной среды. Попытки построения таких моделей, предпринятые в работах [167-171], привели к неожиданному результату. Оказалось, что для адекватного описания блочноиерархических сред необходимо наделять сами независимые переменные иерархией масштабных уровней. Это достаточно радикальный шаг, который означает, что иерархией масштабных уровней должны наделяться уже само пространство и время. Изменение структуры независимых переменных означает отказ от аксиомы Архимеда и приводит к необходимости соответствующих изменений в самом математическом аппарате*.
Вернемся теперь к реакции блочно-иерархической среды на приливные силы. Как отмечалось, наличие блоков приводит к неоднородностям в распределении локальных деформаций и наклонов земной поверхности. В статье А.А. Спивака, С.Б. Кишкиной [172] на основе натурных измерений описан новый тип движения в земной коре — прецессионное движение структурных блоков. Показано, что причиной движения блоков является приливное взаимодействие Земли, Луны и Солнца. Особо следует подчеркнуть следующий факт [172]: суточные движения на границах блоков могут достигать 1-5 мм/сут, что на три порядка превышает скорость вековых движений.
Как отмечалось, данные о деформациях и наклонах могут быть получены из непосредственных натурных измерений, поэтому здесь
* А.Ф. Ревуженко. Математический анализ функций неархимедовой переменной. — Новосибирск: Наука, 2012. — 327 с.
становятся возможными постановка и решение обратных задач — по измерениям отклика земной коры получать данные о ее локальном строении. В статье П.С. Матвеева [173] и обзоре И.А. Дычко,
Н.И. Панченко [174] даны ссылки на экспериментальный материал
о «значительном возмущении приливов в непосредственной близости от тектонических нарушений». Отмечается также, что ослабление земной коры разломами приводит к аномальному увеличению приливной деформации земной поверхности вблизи разломов. При этом возмущения с удалением от разлома затухают довольно быстро.
Исследование приливных наклонов в обвалоопасных зонах могут также использоваться при прогнозировании обвалоопасных ситуаций (Кутный [175]).
В общем случае, если геосистема находится в состоянии, близком к критическому, то факт неоднородного распределения ее приливных деформаций может иметь решающее значение для перехода системы в критическое состояние.
Если же говорить о возможности накопления эффектов, и в частности о направленном переносе масс, то здесь, как уже отмечалось, главным будет вопрос о неупругой составляющей в реакции горных пород. В настоящее время накоплен большой объем прямых экспериментальных данных о том, что горные породы могут проявлять пластические свойства даже при весьма малых деформациях. В ряде работ приведены данные о микропластичности образцов горной породы при их нагружении в диапазоне деформаций порядка 10-6, 10-5 - 10-3, т. е. речь идет о деформациях, приближающихся по порядку величин к приливным деформациям (Дьяков, Кокшаров, Кочегаров, Машинский, Чаплыгин [176-178], Машинский [179-188]).
Таким образом, есть основания считать, что приливная реакция даже внешней оболочки Земли может иметь неупругую составляющую. Данное обстоятельство имеет большое прикладное значение, прежде всего для горного дела, а также в связи с добычей нефти и газа. В первом случае речь идет о глубинах до 3 км, во втором — до 10 км. Нет необходимости говорить о чрезвычайной важности вопросов, связанных с горными ударами и землетрясениями (в том числе, и землетрясениями техногенного происхождения). В настоящее время накоплен обширный материал о том, что «спусковым крючком» данных явлений могут служить твердые земные приливы (триггерный эффект). Сошлемся на недавний семинар [189, 190], который был посвящен различным триггерным эффектам в геосистемах. Триггерный эффект исследовался в ряде работ. Отметим работу Varga [191], в которой даны результаты расчетов лунно-солнечных напряжений в рамках различных моделей мантии. Показано,
что данные напряжения увеличиваются в направлении от полюсов к экватору, и кроме того, триггерный эффект приливных напряжений существенно зависит от ориентации разломов. В статьях Б.Г. Тарасова, А.Н. Шабарова, Д.В. Яковлева [192-196] приведен обширный материал, показывающий, что с приливами связаны не только сейсмические события различных масштабов, включая горные удары и землетрясения, но также импульсные проявления конвергенции стенок подготовительных выработок. На связь тектонических процессов, которые происходят на Земле и Луне, указано в работе
