Напряженное состояние земной коры

В Центральной и Восточной Азии наблюдается весьма сложная картина распределения полей сжимающих и растягивающих напряжений, выявленная китайским геологом Х.С. Лю и связанная с взаимодействием разных по размерам плит земной коры, что вызывает образование сдвиговых нарушений, при которых края плит скользят друг относительно друга. По расчетам П.Н. Кропоткина, участки земной коры, охваченные растя

жением, не превышают 2% общей площади, а вся остальная ее часть находится в состоянии сжатия.

Выявленная усилиями исследователей разных стран в последние десятилетия глобальная картина напряженного состояния земной коры дала очень много для понимания тонуса литосферы, как образно заметили С.И. Шерман и Ю.И. Днепровский (1989 год). Этот тонус оказывает непосредственное влияние на геологические процессы, происходящие в настоящее время, и прежде всего на сейсмологические, что позволяет ставить вопрос о долгосрочных прогнозах землетрясений.

В чем кроется причина практически повсеместного сжатия, наблюдаемого в земной коре? Одно из возможных объяснений заключается в признании кратковременного уменьшения радиуса Земли, что обеспечивает возникновение эффекта сжатия. Для того чтобы доказать изменение радиуса Земли, необходимы точные данные по вариациям силы тяжести, флуктуациям скорости вращения Земли и чэндлеровским колебаниям полюса. Удовлетворительные данные по этим вопросам в настоящее время недостаточны, и, следовательно, возможность сокращения радиуса Земли пока рассматривается как гипотеза.

Существуют методы выявления не только современных, но и древних полей напряжений, что дает возможность понять многие геологические закономерности, например размещение рудных залежей, почти всегда связанных с участками растяжения. Зная положение таких зон в прошлые эпохи, можно прогнозировать поиски рудных полезных ископаемых. То же касается и сейсмичности. Например, американские геологи М.Д. Зобак и М.Л. Зобак доказали, что палеосейсмические зоны внутри Северо-Американской плиты еще в историческое время были очень активными, хотя сейчас находятся в состоянии покоя. Изменение поля напряжений может вызвать новую активизацию и возобновление землетрясений.

Усилия ученых сейчас направлены на составление специальных карт с показом на них ориентировки осей главных напряжений, кроме того, важно вычленить составляющие разного ранга поля напряжений. Энергичная техногенная деятельность человека: создание огромных водохранилищ, откачка колоссальных объемов газа, нефти, воды из земных недр, разработка глубоких карьеров – все это нарушает естественные поля напряжений и существующее динамическое равновесие в земной коре, особенно ее верхней части. Поэтому необходимо наблюдать за современными полями напряжений, в том числе и точными инструментальными методами.

В настоящее время, в России идут масштабные эксперименты по изучению напряженного состояния земной коры сейсмоактивных регионов. Ведутся работы по наращиванию каталога механизмов очагов землетрясений и включения новых данных в обработку полей напряжений. Эти изучения необходимы в том числе и для планирования хозяйственной деятельности человека в этих регионах. В регионах России в которых присутствует напряженное состояние земной коры находятся большие залежи природных ископаемых, разработка которые представляет большой коммерческий интерес. В этом плане представляется очевидной высокая практическая значимость подобного рода исследований.

Заключение

Выскажем несколько основных выводов по результатам наших изысканий.

Все действующие тектонические процессы на земле связаны с действующим в каждый момент времени полем напряжения в земной коре.

Напряженное состояние земной коры характеризует не только сами поверхностные слои, которые можно наблюдать непосредственно, но и более глубинные части земной коры, причем величина напряжения составляет несколько сот мегапаскалей.

Изучение напряженного состояния земной коры на всю ее глубину в целом и массивов горных пород имеет не только важное научное, но и практическое значение. Знание напряженного состояния массивов горных пород позволяет в несколько раз увеличить надежность подземных сооружений. Поскольку все тектонические процессы связаны с действующим в каждый момент времени полем напряжения в земной коре, знание этого поля в настоящее время и геологическом прошлом необходимо для понимания геологических явлений.

Источники напряжений в земной коре можно разделить на три группы:

1-я группа – это факторы, связанные с эндогенными, то есть внутренними, процессами, происходящими не только в земной коре, но также и в мантии Земли. Именно эти процессы генерируют как глобальное поле напряжений Земли, так и тектонические движения в земной коре;

2-я группа источников напряжений связана с экзогенными факторами, такими, например, как покровные оледенения, нагрузка искусственных водохранилищ и т.д. В формировании глобального поля напряжений эта группа факторов играет меньшую роль;

3-я группа факторов связана с космическими источниками, например с ротационными силами Земли или силами, возникающими при быстром, практически скачкообразном изменении скорости вращения планеты, а также с приливным воздействием Луны.

В настоящее время, в России идут масштабные эксперименты по изучению напряженного состояния земной коры сейсмоактивных регионов. Ведутся работы по наращиванию каталога механизмов очагов землетрясений и включения новых данных в обработку полей напряжений. Эти изучения необходимы в том числе и для планирования хозяйственной деятельности человека в этих регионах. В регионах России в которых присуствует напряженное состояние земной коры находятся большие залежи природных ископаемых, разработка которые представляет большой коммерческий интерес. В этом плане представляется очевидной высокая пракитическая значимость подобного рода исследований.

Список использованной литературы

1. Артюшков Е.В. Геодинамика. М.: Наука, 1979. 216 с

2. Короновский Н.В. Напряженное состояние земной коры // Соровский образовательный журнал. 1997, №1. С. 50–56

3. Кропоткин П.Н. Тектонические напряжения в земной коре // Геотектоника. 1996. №2. С. 3–5.

4. www.vicipedia.org

 Скачать реферат