Новые представления о природе сил, под действием которых возникают землетрясения и образовались тектонические структуры Земли: общность и отличия
Констатується єдність природи джерел сил, під дією яких відбувалося утворення тектонічних структур Землі в попередні геологічні епохи і виникають сучасні землетруси. Відзначається неспроможність сучасних уявлень про ендогенні джерела цих сил. Обгрунтовуються нові уявлення, згідно з якими джерелом си...
Saved in:
| Published in: | Доповіді НАН України |
|---|---|
| Date: | 2011 |
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2011
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/38691 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Новые представления о природе сил, под действием которых возникают землетрясения и образовались тектонические структуры Земли: общность и отличия / К.Ф. Тяпкин, А.В. Анциферов, М.М. Довбнич, М.Г. Тиркель // Доп. НАН України. — 2011. — № 9. — С. 111-115. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-38691 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Тяпкин, К.Ф. Анциферов, А.В. Довбнич, М.М. Тиркель, М.Г. 2012-11-19T16:08:46Z 2012-11-19T16:08:46Z 2011 Новые представления о природе сил, под действием которых возникают землетрясения и образовались тектонические структуры Земли: общность и отличия / К.Ф. Тяпкин, А.В. Анциферов, М.М. Довбнич, М.Г. Тиркель // Доп. НАН України. — 2011. — № 9. — С. 111-115. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/38691 550.3:551.24 Констатується єдність природи джерел сил, під дією яких відбувалося утворення тектонічних структур Землі в попередні геологічні епохи і виникають сучасні землетруси. Відзначається неспроможність сучасних уявлень про ендогенні джерела цих сил. Обгрунтовуються нові уявлення, згідно з якими джерелом сил, що ініціює розглядувані геодинамічні процеси, є глобальне поле напружень, яке виникає у тектоносфері Землі внаслідок взаємодії нашої планети з навколишніми космічними полями. The generality of the nature of the force sources inducing the development of tectonic structures of the Earth in the past geological epochs and the modern earthquakes is stated. The inability of the modern ideas of endogenous sources of these forces is underlined. The new notions are substantiated. In accordance with them, these force sources are the global stress fields appeared in the Earth tectonosphere as a result of the interaction between our planet with the surrounding space fields. ru Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Доповіді НАН України Науки про Землю Новые представления о природе сил, под действием которых возникают землетрясения и образовались тектонические структуры Земли: общность и отличия New ideas of the nature of forces inducing earthquakes and the development of tectonic structures of the Earth: generality and differences Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Новые представления о природе сил, под действием которых возникают землетрясения и образовались тектонические структуры Земли: общность и отличия |
| spellingShingle |
Новые представления о природе сил, под действием которых возникают землетрясения и образовались тектонические структуры Земли: общность и отличия Тяпкин, К.Ф. Анциферов, А.В. Довбнич, М.М. Тиркель, М.Г. Науки про Землю |
| title_short |
Новые представления о природе сил, под действием которых возникают землетрясения и образовались тектонические структуры Земли: общность и отличия |
| title_full |
Новые представления о природе сил, под действием которых возникают землетрясения и образовались тектонические структуры Земли: общность и отличия |
| title_fullStr |
Новые представления о природе сил, под действием которых возникают землетрясения и образовались тектонические структуры Земли: общность и отличия |
| title_full_unstemmed |
Новые представления о природе сил, под действием которых возникают землетрясения и образовались тектонические структуры Земли: общность и отличия |
| title_sort |
новые представления о природе сил, под действием которых возникают землетрясения и образовались тектонические структуры земли: общность и отличия |
| author |
Тяпкин, К.Ф. Анциферов, А.В. Довбнич, М.М. Тиркель, М.Г. |
| author_facet |
Тяпкин, К.Ф. Анциферов, А.В. Довбнич, М.М. Тиркель, М.Г. |
| topic |
Науки про Землю |
| topic_facet |
Науки про Землю |
| publishDate |
2011 |
| language |
Russian |
| container_title |
Доповіді НАН України |
| publisher |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
New ideas of the nature of forces inducing earthquakes and the development of tectonic structures of the Earth: generality and differences |
| description |
Констатується єдність природи джерел сил, під дією яких відбувалося утворення тектонічних структур Землі в попередні геологічні епохи і виникають сучасні землетруси. Відзначається неспроможність сучасних уявлень про ендогенні джерела цих сил. Обгрунтовуються нові уявлення, згідно з якими джерелом сил, що ініціює розглядувані геодинамічні процеси, є глобальне поле напружень, яке виникає у тектоносфері Землі внаслідок взаємодії нашої планети з навколишніми космічними полями.
The generality of the nature of the force sources inducing the development of tectonic structures of the Earth in the past geological epochs and the modern earthquakes is stated. The inability of the modern ideas of endogenous sources of these forces is underlined. The new notions are substantiated. In accordance with them, these force sources are the global stress fields appeared in the Earth tectonosphere as a result of the interaction between our planet with the surrounding space fields.
|
| issn |
1025-6415 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/38691 |
| citation_txt |
Новые представления о природе сил, под действием которых возникают землетрясения и образовались тектонические структуры Земли: общность и отличия / К.Ф. Тяпкин, А.В. Анциферов, М.М. Довбнич, М.Г. Тиркель // Доп. НАН України. — 2011. — № 9. — С. 111-115. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT tâpkinkf novyepredstavleniâoprirodesilpoddeistviemkotoryhvoznikaûtzemletrâseniâiobrazovalisʹtektoničeskiestrukturyzemliobŝnostʹiotličiâ AT anciferovav novyepredstavleniâoprirodesilpoddeistviemkotoryhvoznikaûtzemletrâseniâiobrazovalisʹtektoničeskiestrukturyzemliobŝnostʹiotličiâ AT dovbničmm novyepredstavleniâoprirodesilpoddeistviemkotoryhvoznikaûtzemletrâseniâiobrazovalisʹtektoničeskiestrukturyzemliobŝnostʹiotličiâ AT tirkelʹmg novyepredstavleniâoprirodesilpoddeistviemkotoryhvoznikaûtzemletrâseniâiobrazovalisʹtektoničeskiestrukturyzemliobŝnostʹiotličiâ AT tâpkinkf newideasofthenatureofforcesinducingearthquakesandthedevelopmentoftectonicstructuresoftheearthgeneralityanddifferences AT anciferovav newideasofthenatureofforcesinducingearthquakesandthedevelopmentoftectonicstructuresoftheearthgeneralityanddifferences AT dovbničmm newideasofthenatureofforcesinducingearthquakesandthedevelopmentoftectonicstructuresoftheearthgeneralityanddifferences AT tirkelʹmg newideasofthenatureofforcesinducingearthquakesandthedevelopmentoftectonicstructuresoftheearthgeneralityanddifferences |
| first_indexed |
2025-11-24T19:09:30Z |
| last_indexed |
2025-11-24T19:09:30Z |
| _version_ |
1850493971522912256 |
| fulltext |
УДК 550.3:551.24
© 2011
Член-корреспондент НАН Украины К.Ф. Тяпкин, А. В. Анциферов,
М. М. Довбнич, М. Г. Тиркель
Новые представления о природе сил, под действием
которых возникают землетрясения и образовались
тектонические структуры Земли: общность и отличия
Констатується єднiсть природи джерел сил, пiд дiєю яких вiдбувалося утворення тек-
тонiчних структур Землi в попереднi геологiчнi епохи i виникають сучаснi землетруси.
Вiдзначається неспроможнiсть сучасних уявлень про ендогеннi джерела цих сил. Об-
грунтовуються новi уявлення, згiдно з якими джерелом сил, що iнiцiює розглядуванi
геодинамiчнi процеси, є глобальне поле напружень, яке виникає у тектоносферi Землi
внаслiдок взаємодiї нашої планети з навколишнiми космiчними полями.
Землетрясения — колебания земной поверхности, обусловленные внезапным высвобожде-
нием энергии в относительно локализованных областях тектоносферы, обычно называемых
их очагами. Физическая природа сил, вызываемых эти геодинамические явления, до сих
пор остается гипотетической. Современное состояние наших представлений о них опреде-
лил известный американский сейсмолог B. Bolt, в частности он писал [1]: “Те же глобальные
силы геологические или тектонические, силы, которые создают горы и рифтовые долины,
срединно-океанические хребты и глубоководные желобы, те же самые силы представляют
собой первичную причину сильнейших землетрясений. Природа этих сил еще не совсем
ясна . . . ”. Это утверждение, по-существу, отражает мнения большинства сейсмологов мира
и авторы настоящего сообщения полностью разделяют его. Представлениям о физической
природе сил, участвующих в формировании тектонических структур Земли, и возникнове-
нии землетрясений, посвящена данная работа.
Природа сил, под действием которых образовались тектонические структу-
ры. Абсолютное большинство геологов во всем мире полагает, что тектогенез Земли и,
в частности, ее тектонические активизации происходят под действием эндогенных сил, об-
условленных внутриземными спонтанно развивающимися физико-геологическими и геохи-
мическими процессами. В опубликованной монографии [2] показана несостоятельность этих
предположений и обосновываются новые представления, суть которых сводится к следую-
щему. Тектоническое развитие Земли определяется ее взаимодействием с окружающими
космическими полями. Одним из результатов этого взаимодействия является изменение
ротационного режима Земли: угловой скорости и положения оси вращения относительно
поверхности геоида. Вследствие изменения ротационного режима нашей планеты происхо-
дит деформация земного эллипсоида, приводящая к нарушению равновесного состояния
вращающейся Земли (геоизостазии). Если деформация земного эллипсоида происходит без
нарушения его сплошности, то в нем должны возникать соответствующие механические
напряжения. Будем называть их ротационными. Возникающее таким образом глобальное
поле ротационных напряжений в тектоносфере Земли является основным источником
сил, под действием которых происходят тектонические активизации Земли и формиро-
вание ее тектонических структур.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2011, №9 111
Пользуясь условиями геоизостазии, сформулированными и озвученными на XXVII сес-
сии Международного геологического конгресса [3], М.М. Довбнич решил ряд фундамен-
тальных задач геомеханики. В результате этих решений получены алгоритмы для расчета
полей ротационных напряжений, обусловленных вариациями ротационного режима для не-
которых моделей тектоносферы упругой и упруговязкой Земли. Насколько нам известно,
такие алгоритмы получены впервые в мировой практике. Детально они описаны в моно-
графии [2]. Там же приведены алгоритмы для расчета напряжений в тектоносфере, обус-
ловленные лунно-солнечными приливами в твердой Земле, которые потребуются в даль-
нейшем.
Результаты анализа полей ротационных напряжений в тектоносфере Земли, рассчитан-
ных по названным выше алгоритмам, позволяют сделать следующие важные для наших
целей выводы.
1. Основной вклад в глобальное поле ротационных напряжений вносит изменение по-
ложения оси вращения Земли относительно поверхности геоида. Эта компонента поля
может достигать величины, равной пределу прочности пород тектоносферы (107 Па),
а следовательно, служить причиной возникновения тектонических активизаций Земли.
2. Вклад в глобальное поле ротационных напряжений, обусловленный вариациями угло-
вой скорости вращения Земли, более скромен — максимальные значения напряжений этой
компоненты достигают величин порядка 10
5 Па.
Тектонические активизации Земли возникают в областях тектоносферы, в преде-
лах которых ротационные напряжения достигают величины, равной пределу прочности
слагающих их пород. Результатом каждой тектонической активизации является образо-
вание определенной системы разломов тектоносферы, состоящей из иерархически сопод-
чиненных разломов двух взаимно ортогональных направлений. Пересечение этих разло-
мов образует соответствующую систему блоков. Относительные вертикальные перемещения
блоков, происходящие под действием того же поля ротационных напряжений, инициируют
денудационно-седиментационный процесс. Проникновение крупных разломов вглубь текто-
носферы вызывает декомпрессию пород на этих глубинах, приводящую в конечном итоге
к активизации магматической деятельности с появлением магм преимущественно основно-
го состава. Магмы кислого состава, как правило, являются продуктом палингенеза пород
в областях соприкосновения верхних частей крупных блоков тектоносферы при их отно-
сительных перемещениях, происходящих в режиме сжатия за счет энергии трения. Сово-
купность перечисленных выше процессов образует определенную осадочно-вулканогенную
толщу, свойственную только данной активизации. Породы этой толщи участвуют в обра-
зовании всех поверхностных структур, формируемых на основе разломов, разделяющих
разноранговые блоки тектоносферы.
Опыт наших исследований свидетельствует о том, что в докембрийских породах на
территории Евразии геолого-геофизическими методами достаточно четко фиксируются
шесть систем разломов, характеризующихся следующими азимутами простирания: 0 и 270◦;
17 и 287◦; 35 и 305◦; 45 и 315◦; 62 и 332◦; 77 и 347◦. Менее четко фиксируются системы раз-
ломов с азимутами простирания, промежуточными по отношению к названным выше. Сле-
довательно, в докембрии было не менее шести крупных тектонических активизаций Земли,
не считая более мелких — фаз активизаций.
В фанерозое описываемый процесс активизаций Земли продолжался с той только раз-
ницей, что новых систем разломов как правило не возникало, а обновлялись (активизиро-
вались) разломы ранее возникших докембрийских систем. Свидетельством справедливости
112 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2011, №9
Рис. 1. Карта-cхема расположения эпицентров землетрясений в пределах земного шара, по [4]
последнего утверждения могут служить известные примеры формирования фанерозойских
структур на основе докембрийских разломов [2].
Землетрясения представляют собой проявление определенных фаз современных тек-
тонических активизаций Земли. Общность природы источника сил, вызывающих эти геоди-
намические явления и определявшего закономерности образования структур тектоносферы
в геологическом прошлом, несомненна. Таким источником сил является описанное выше
глобальное поле ротационных напряжений, возникающее в тектоносфере Земли вслед-
ствие вариаций ее ротационного режима.
Эпицентры землетрясений располагаются на земной поверхности не произвольно, а укла-
дываются в определенные линейные пояса, которые совпадают с современными активными
зонами горообразования и вулканизма (рис. 1). Особо следует отметить два пояса концент-
рации эпицентров землетрясений, в которых наблюдается пространственная взаимосвязь
с возникновением горных хребтов и вулканизмом: Средиземноморский и Тихоокеанский.
В пределах Тихоокеанского пояса происходит более 80% всех землетрясений, в том числе
большая часть катастрофических. Здесь сосредотачивается большое число землетрясений
с подкоровыми очагами. Со Средиземноморско-Трансазиатским поясом связано около 15%
всего числа землетрясений. Здесь случается много землетрясений с промежуточной глуби-
ной их очагов и тоже — достаточно часто разрушительные землетрясения [4].
Выше было подчеркнуто единство природы возникновения тектонических активизаций
Земли и современных землетрясений, в то же время эти явления все-таки отличаются друг
от друга. С целью установить причины отличий ниже приведены основные особенности
землетрясений по сравнению с ранее происходившими активизациями Земли.
1. Современные землетрясения представляют собой проявление определенных фаз сов-
ременных тектонических активизаций Земли.
2. Современные землетрясения значительно менее энергоемки тектонических активи-
заций Земли — даже самые крупные из них высвобождают энергию, величина которой
на несколько порядков меньше энергии, затрачивавшейся на осуществление тектонических
активизаций. Об этом свидетельствуют результаты сопоставления последствий рассматри-
ваемых явлений.
3. Современные землетрясения происходят несоизмеримо чаще тектонических активи-
заций. Следовательно, на их подготовку требуется значительно меньше времени. Наблю-
даемая повторяемость крупных землетрясений происходит через интервалы времени, на-
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2011, №9 113
чиная от нескольких десятков до нескольких тысяч лет. Результаты наших вычислений
свидетельствуют о том, что этих интервалов времени недостаточно для накопления рота-
ционных напряжений, соизмеримых по величине с принимаемой ныне прочностью пород
(107 Па). Тем не менее землетрясения все-таки происходят.
Возникает естественный вопрос: какие условия способствуют этому? Ответ на него
вытекает из описанных выше особенностей тектонического развития Земли. Землетрясения
возникают не в любых областях тектоносферы, а только в ее ослабленных зонах, в которых
прочность слагающих пород 6 10
7 Па. Такими зонами могут быть ранее возникшие крупные
разломы тектоносферы.
Прямым подтверждением приведенного выше заключения могут быть результаты, по-
лученные известным сейсмологом С.Н. Назаретяном, проводившим целенаправленные ис-
следования этой проблемы на территории Армении. Детально изучив пространственное
распределение очагов крупных землетрясений и сопоставив их с картой систем разломов
Армении, составленной по геолого-геофизическим данным, он установил: 1) основная часть
эпицентров сильных землетрясений (M > 4) приурочена к зонам глубинных разломов;
2) наиболее сейсмоактивными участками изучаемой территории являются тектониче-
ские узлы — области пересечения разломов разных направлений.
Причиной разупрочнения пород в зонах разломов, разделяющих крупные сегменты тек-
тоносферы, является длительная систематическая вибрация границ соприкасающихся сег-
ментов тектоносферы под действием лунно-солнечных приливов в твердой Земле. Впервые
на этот механизм ослабления прочности пород тектоносферы Земли обратили внимание
Ю.А. Косыгин и Л.А. Маслов [6].
Таким образом, приведенные нами данные позволяют не только констатировать един-
ство источников сил, под действием которых происходило образование тектонических струк-
тур на Земле и возникают современные землетрясения, но и раскрывают физическую при-
роду этих сил, а полученные ранее алгоритмы — вычислять поле этих сил в тектоносфере
Земли. Установленные особенности землетрясений и наличие алгоритмов для вычисления
инициирующих их полей напряжений открывают новые возможности для разработки ме-
тодики прогноза этих катастрофических явлений.
К этому следует добавить, что есть достаточно оснований полагать, что наблюдаемые
в угольных бассейнах геодинамические явления типа внезапных выбросов в горных выра-
ботках [7–9] инициируются полем тех же самых ротационных напряжений. Следовательно,
методика прогнозирования обоих этих геодинамических явлений должна быть во многом
сходна.
Разработка методики прогнозирования обеих сходных по природе геодинамических
явлений является одной из насущных проблем современности. Ее решение планируется
осуществлять совместными усилиями сотрудников Национального горного университета
и УкрНИМИ НАН Украины в ближайшую пятилетку.
1. Болт Б.А. Землетрясения (пер. с англ.). – Москва: Мир, 1981. – 256 с.
2. Тяпкин К.Ф., Довбнич М.М. Новая ротационная гипотеза структурообразования и ее геолого-мате-
матическое обоснование. – Донецк: Изд-во Ноулидж, 2009. – 342 с.
3. Tyapkin K. F. A new model isostasy of the Earth // Abstracts XXVII GEOLOGORUM CONVENTUS. –
Moscow, 1984. – V. 3. – P. 438–439.
4. http://www.physicalgeography.net.
5. Назаретян С.Н. Глубинные разломы территории Армянской ССР. – Ереван: Изд-во АН АрмССР,
1984. – 138 с.
114 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2011, №9
6. Косыгин Ю.А., Маслов Л.А. Роль твердых лунных приливов в тектоническом процессе // Геотекто-
ника. – 1986. – № 6. – С. 3–7.
7. Пiвняк Г. Г., Шашенко О.М., Сдвижкова О.О. и др. Моделювання геотехнiчних систем / За ред.
Г. Г. Пiвняка. – Днiпропетровськ: Нац. гiрн. ун-т, 2009. – 252 с.
8. Анциферов А. В. Прогноз горно-геологических условий отработки угольных пластов методами шахт-
ной геофизики. – Киев: УкрГГРИ, 2003. – 48 с.
9. Анциферов А. В., Майборода А.А., Тиркель М.Г. Шахтная геофизика в условиях Донбасса // Ком-
плексирование геофизических методов. – Донецк: Вебер, 2008. – 336 с.
Поступило в редакцию 14.02.2011ГВУЗ “Национальный горный университет”,
Днепропетровск
Украинский научно-исследовательский
и проектно-конструкторский институт
горной геологии, геомеханики
и маркшейдерского дела, Донецк
Corresponding Member of the NAS of Ukraine K.F. Tyapkin, A. V. Antsiferov,
M.M. Dovbnich, M.G. Tirkel
New ideas of the nature of forces inducing earthquakes and the
development of tectonic structures of the Earth: generality and
differences
The generality of the nature of the force sources inducing the development of tectonic structures
of the Earth in the past geological epochs and the modern earthquakes is stated. The inability
of the modern ideas of endogenous sources of these forces is underlined. The new notions are
substantiated. In accordance with them, these force sources are the global stress fields appeared
in the Earth tectonosphere as a result of the interaction between our planet with the surrounding
space fields.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2011, №9 115
|