big-archive.ru

Большой информационный архив

                       

Медленные движения земной коры

Медленные поднятия и опускания участков земной коры играют большую роль в истории Земли: этими движениями созданы разнообразные геологические структуры, образованы главнейшие неровности земной поверхности. Возвышенности, горы несут следы создавших их медленных поднятий, крупные низменности, впадины — результат постепенных опусканий, развивавшихся в течение геологического времени.

Медленные (вековые) движения земной коры продолжаются и в современную эпоху. Они могут быть выявлены точными геодезическими, геофизическими, океанографическими и геоморфологическими методами. Изучение современных движений земной коры — одна из актуальных проблем науки о Земле, имеющая большое теоретическое и практическое значение. Сведения о медленных движениях земной коры (особенно в тектонически подвижных сейсмических областях) становятся все более необходимыми при создании опорных геодезических сетей, при проектировании крупных долговременных сооружений — портов, каналов, гидростанций, ускорителей элементарных частиц. Анализ характера современных деформаций земной поверхности дает ключ к пониманию природы сложных процессов, происходящих в верхней мантии и земной коре.

Русские естествоиспытатели давно проявляли интерес к рассматриваемому явлению. Еще М. В. Ломоносов в 1763 г. в трактате «О слоях земных» связывал многие изменения лика Земли с «нечувствительным и долговременным земной поверхности понижением и повышением».

Признаки векового поднятия или опускания земной коры наиболее отчетливо видны на побережьях морей и больших озер: в областях опускания нередко можно наблюдать затопленные постройки, леса; в областях поднятия, напротив, дно мелеет, появляются новые острова, береговая линия как бы отступает и возрастает площадь суши. По таким признакам уже в начале XIX в. было надежно установлено вековое поднятие Скандинавского полуострова (Фенноскандии) в виде огромного свода, включающего южное побережье Финского залива.

С целью установить движения земной коры в районе оз. Байкал выдающийся исследователь Сибири И. Д. Черский в 1878—1880 гг. сделал ряд засечек на прибрежных скалах. С тех пор высоты всех засечек над уровнем Байкала изменились, что позволило оценить знак и скорость движений земной коры отдельных участков побережья: по оценке В. В. Ламакина (1953), изучавшего многие годы современные движения и неотектонику этого озера, они составляют от 1,5 до 6,5 мм в год. В настоящее время вместо примитивных засечек на побережьях морей СССР установлены точные приборы (футштоки, мареографы). Систематические наблюдения с их помощью позволяют надежно оценивать изменения уровня морей и движение суши.

После разрушительного землетрясения 1887 г. в г. Верном (ныне Алма-Ата) по инициативе известного геолога И. В. Мушкетова было проведено точное нивелирование через Заилийский хребет от Алма-Аты до оз. Иссык-Куль. По мысли И. В. Мушкетова, повторные нивелирования этой трассы должны были послужить основанием для будущих определений изменений высоты гор, для изучения тектоники и сейсмичности района. Заметим, что в Японии систематическое проложение линий повторного нивелирования с целью изучения движений земной коры, приводящих к разрушительным сейсмическим толчкам, было начато лишь после катастрофического землетрясения 1891 г.

Геодезические методы изучения движений земной коры привлекли внимание советских ученых и инженеров вскоре после Великой Октябрьской социалистической революции. Повторное нивелирование на Апшеронском полуострове позволило Н. Н. Большакову (1930) выявить интенсивные смещения земной поверхности — опускания со скоростью более 3 см в год, вызванные как тектоническими процессами, так и эксплуатацией нефтяных месторождений. Сложные деформации земной поверхности, связанные с вековым опусканием земной коры и оползневыми явлениями, были изучены в конце 30-х гг. в районе Одессы. Метод повторного нивелирования был оценен как новый, весьма перспективный путь изучения движений земной коры, однако в предвоенные годы объем повторных геодезических измерений высокой точности был еще недостаточен.

Первые опыты изучения результатов повторного точного нивелирования для выявления современных движений земной коры обширных территорий были предприняты после Великой Отечественной войны. Продолжающееся развитие тектонических структур складчатой области Кавказа было установлено А. А. Изотовым (1949) по результатам повторного нивелирования трассы Махачкала — Баку. Первые же повторные нивелировки большой протяженности, проведенные на Русской платформе, показали, что и ъ тектонически «спокойных» областях платформ повсеместно продолжаются движения земной коры, связанные с развитием разнообразных тектонических структур. Результаты соответствующих исследований опубликованы Л. Н. Розановым (1949), Ю. А. Мещеряковым и М. И. Синягиной (1951).

Повышение точности и накопление материалов геодезических и океанографических наблюдений позволило сделать дальнейший шаг в изучении современных движений земной коры. Он был связан с разработкой комплексной методики их изучения, основанной на совместном использовании геодезических, океанографических и геолого-геоморфологических наблюдений. Этот новый подход позволил перейти от выявления характера современных движений земной коры на сравнительно небольших участках или по отдельным профилям к составлению сводных карт движений для больших территорий. В 1958 г. силами Центрального научно-исследовательского института геодезии, аэросъемки и картографии (ЦНИИГАиК) и Института географии АН СССР под руководством И. П. Герасимова и Ю. В. Филиппова была составлена карта современных движений для западной половины Европейской части СССР. Карта базировалась на сети повторных нивелировок общей протяженностью около 20 тыс. км. Повторные нивелировки были увязаны с футштоками на побережьях Балтийского, Черного и Азовского морей.

Составление карты позволило проследить современные движения земной коры от Скандинавского полуострова до Черного моря, так как на прилагаемой схеме отражены результаты исследований на территории СССР вместе с материалами по Фенноскандии и новыми наблюдениями ученых Польши и Болгарии. Оказалось, что поднятие Фенноскандии не затухает к югу от Финского залива, как предполагали некоторые ученые, а широкой полосой продолжается на юг, до Карпат. К востоку и к западу от этой Эстонско-Карпатской полосы современного поднятия были выявлены области опускания земной коры. Были обнаружены также самостоятельные участки современного поднятия Русской платформы, связанные со структурами Воронежского и Украинского массивов и структурой Донбасса. Скорость движений земной коры, как оказалось, составляет в среднем 2—4 мм в год, при максимальных значениях до 1 см в год. Например, район Таллина испытывает поднятие со скоростью около 2 мм в год, район Москвы понижается примерно на 3 мм в год.

Впервые современные движения земной коры были выявлены для столь обширной территории. Результаты исследований советских ученых, доложенные на конгрессах Международного геодезического и геофизического союза (МГТС) и Международного географического союза (МГС), вызвали большой интерес и, несомненно, способствовали развитию аналогичных исследований в других странах.

С 1960 г. в составе МГГС активно работает созданная по инициативе советских ученых постоянная Международная комиссия по изучению современных движений земной коры, объединяющая ученых более 30 стран Европы, Азии, Африки и Америки. В 1963 г. МГГС одобрил

Схематическая карта современных движений земной коры Восточной Европы и Фенноскандии

международную исследовательскую программу «Современные движения земной коры», разработанную Ю. Д. Буланже и автором этих строк и поддержанную учеными многих стран на специальном симпозиуме в Лейпциге в 1962 г. Международная программа предусматривает составление сводных карт современных движений крупных территорий, в первую очередь Европы и Северной Америки.

В создании такой карты для Европы вместе с советскими учеными — инициаторами международного сотрудничества в изучении современных движений земной коры — активное участие принимают ученые социалистических стран. Для территорий Польши, Болгарии, Германской Демократической Республики, Венгрии и Чехословакии уже составлены карты движений земной коры. Задачей для советских специалистов (ЦНИИГАиК, Институт географии АН СССР) на ближайшие годы является расширение такой карты на восток и на запад. В районах Сибири, Дальнего Востока и Средней Азии характер современных движений освещается отдельными, хотя и весьма протяженными, линиями повторного нивелирования (Новосибирск — Алма-Ата, Красноводск — Ашхабад и др.).

Советские ученые (Ю. Д. Буланже, А. А. Изотов и др.) выступили инициаторами создания мировой сети специальных полигонов для наблюдения за ходом движений земной коры. Полигон — это участок, где систематически проводятся геодезические, геофизические, океанографические и геоморфологические наблюдения за ходом движений земной коры. Если составление сводных карт направлено на изучение движений земной коры в пространственном (географическом) аспекте, то работы на полигонах преследуют цель выявить закономерности изменения характера движений во времени, как бы прощупать «пульс» Земли. Пока еще почти не известно, как изменяются знак и интенсивность движений год от года, какова периодичность этих изменений. Сеть полигонов позволит, в частности, выявить связь между медленными движениями земной коры и сейсмическими толчками, приблизит нас к решению сложной задачи прогноза деформаций земной поверхности, сейсмических явлений и вулканических извержений.

В Советском Союзе уже ведутся наблюдения на нескольких полигонах, расположенных от Эстонии до Камчатки. Полигоны созданы в Крыму, в районе оз. Баскунчак, в горах Средней Азии, в районе Ашхабада и других местах. Работы Института физики Земли АН СССР, институтов академий наук союзных республик на полигонах уже позволили выявить интересные новые закономерности формирования соляных куполов, вулканов, развития сейсмоактивных структур. Наряду с изучением вертикальных движений, на полигонах ведется изучение горизонтальных смещений блоков земной коры. Значительные горизонтальные смещения обнаружены, например, в районе Ашхабада.

Большие перспективы в изучении современных движений земной коры связаны с конструированием новых, чувствительных геофизических приборов — деформографов, наклономеров. Разработанные в Советском Союзе, эти приборы дают возможность в короткие сроки и с большой точностью определять характер движений земной коры в любой точке. Успехи в повышении точности гравиметрических наблюдений позволяют считать, что со временем метод повторных измерений силы тяжести будет играть важную роль при исследовании движений земной коры. Много усовершенствований вносится также в геоморфологические методы изучения этих движений (Институт географии АН СССР). В результате достигается возможность количественного прогноза движений по сумме данных о рельефе и особенностях ландшафта. Новые методы выявления движений земной коры будут иметь важное значение для поисков полезных ископаемых, наблюдения за ходом эксплуатации месторождений нефти, газа, угля, для прогноза землетрясений и решения других научно-практических задач.

 

Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава

 

                       

  Рейтинг@Mail.ru    

Внимание! При копировании материалов ссылка на авторов книги обязательна.