Геотектоника с основами геодинамики - Хаин В.Е.
Скачать (прямая ссылка):
Рис. 4.3. Схема, поясняющая высокоточное измерение расстояний между удаленными радиотелеско-пами методом радиоинтер-ферометрии, и результат определения этим методом скорости субдукции Тихоокеанской плиты под Японскую островную дугу. По К. Хэки, 1989. На схеме: А - атомные часы; t - время опоздания радиосигнала
Результаты изучения горизонтальных движений показывают, что скорость их не уступает скорости вертикальных движений, а часто превосходит последнюю. При этом горизонтальные движения имеют не колебательный, а направленный характер, чем и объясняется то, что их суммарная амплитуда за определенный интервал времени намного превышает амплитуду вертикальных движений. Так, на Гармском полигоне, расположенном на стыке Памира и Тянь-Шаня, за последние 40 лет смещение Памира в сторону Тянь-Шаня происходило со скоростью около 2 см/год.
Однако заключение об устойчивом однонаправленном знаке горизонтальных движений не должно абсолютизироваться. В отношении ряда сдвигов установлено, что знак перемещения по ним изменялся во времени. Но такие изменения происходили через значительные промежутки времени, на несколько порядков превосходящие период наблюдений за современными движениями. Тем не менее следует отметить, что во время некоторых крупных землетрясений, например Токийского 1923 г., наблюдались кратковременные обращения знака горизонтальных движений земной поверхности.
Особый интерес представляет выявление относительных смещений литосферных плит. Прежние попытки измерения этих смещений путем повторного определения географических координат для пунктов, расположенных на разных континентах, обычным астрономическим методом были признаны недостаточно надежными. В настоящее время используются два других, значительно более точных метода повторного измерения расстояния между отдаленными пунктами: 1) с помощью лазерных отражателей, установленных на Луне или на искусственных спутниках Земли; 2) с помощью регистрации радиосигналов от квазаров (длиннобазовый радиоинтерферометрический метод). Точность определения относительного смещения плит этими методами достигла порядка сантиметров в год. Поскольку скорость смещения плит составляет обычно несколько сантиметров в год (для некоторых плит более 1 (см/год; см рис. 5.1), то данные, накопленные за несколько лет измерений, уже по крайней мере на порядок превосходят возможную ошибку этих измерений. Такие данные уже получены (наблюдения ведутся с 1979 г.), и результаты их обработки приведены на рис. 4.2 и 4.3. Как видно из их сопоставления с кинематикой литосферных плит, определенной по новейшим линейным магнитным аномалиям в океанах, между ними наблюдается хорошая сходимость, подтверждающая реальность горизонтальных перемещений плит, предполагаемых в теории тектоники литосферных плит, и достоверность определения их направления и скорости по океанским магнитным аномалиям.
На основании изучения современных вертикальных и горизонтальных движений установлено, что вся поверхность Земли охвачена этими движениями, первые носят колебательный, а вторые - направленный характер. Поскольку скорость вертикальных движений, замеренная в подвижных поясах и на континентальных платформах, оказывается соизмеримой, можно предполагать, что на платформах колебательный характер этих движений проявлен более отчетливо, чем в подвижных поясах, т.е. здесь они являются более короткопериодическими. В подвижных поясах вертикальные движения также более дифференцированы по площади, т.е. сопряженные волны поднятий и опусканий хуже, чем на платформах, а градиент движений, т.е. изменение скорости движений на единицу расстояния, - на порядок или два выше.
Помимо изучения вертикальных и горизонтальных смещений земной поверхности проводится изучение изменения ее наклонов специальными приборами - наклономерами, а также деформаций - деформографами. Последние представляют собой закрепленные с двух концов кварцевые стержни, изменение длины которых и регистрируется.
4.3. Изучение современного напряженного состояния земной коры и литосферы
В последние годы справедливо придается большое значение изучению современного напряженного состояния земной коры и всей литосферы, и соответствующие исследования ведутся в международном масштабе. Существует три основных метода определения знака и ориентировки напряжений в земной коре (литосфере): 1) метод определения характера смещений в очагах землетрясений (сейсмофокальный механизм); 2) изучение ориентировки и знака перемещений по геологическим индикаторам - сколовым трещинам, штрихам и бороздам на зеркалах скольжения и т.д.; 3) изучение напряженного состояния пород в буровых скважинах и горных выработках (штольнях, шахтах).
Рис. 4.4. Решение фокального механизма землетрясений по первым вступлениям продольных сейсмических волн, которое широко используется в тектонике, начиная с работ Л.Р. Сайкса (1967), Д.П. Мак Кензи (1969). На диаграмме двойного диполя нодальные (узловые) плоскости разделяют квадранты, где первые вступления выражены сжатием ("плюс") и растяжением ("минус"). Главные оси напряжений: ?1, ?3 - оси максимального и минимального сжимающего напряжений (в русской геологической литературе встречается и обратная их нумерация); ?2 - ось промежуточного напряжения. Для сдвигов, и взбросов и сбросов то же дано в виде стереографических проекций (квадранты сжатия заштрихованы); разрывные смещения - по одной из двух плоскостей максимальных касательных напряжений (совпадающих с нодальным плоскостями).
