Читать книгу Природа земли и жизни - Вадимир Голубев - Страница 17

Космические составляющие геодинамической (сейсмической) активности проступают как в ритмике Земли, так и в структуре ее коры, то есть во времени и пространстве. С сетью планетарной трещиноватости совмещаются центральные линии солнечных и лунных затмений, а их знаковые точки проецируются на узлы сети и сопровождаются землетрясениями и извержениями вулканов [Голубев, 1993 б, г; 1994 б, е]. Линии затмений, как рубцы от кнута, «секут» Землю, вздрагивающую и изменяющую скорость вращения. Но «рубцы» означают дуговые траектории теневого круга, который движется в целом против вращения Земли и проходит в среднем треть ее окружности (рис. 17).

Рис. 17. Траектории солнечных затмений и эпицентры землетрясений

Центральные линии некоторых солнечных затмений за 1976–1988 годы: а – полных; б – кольцеобразных; в – точки кульминации. Катастрофические землетрясения и извержения вулканов (г): 1 – 28.07.1976 землетрясение в Таньшане, Китай (М 8,2); 2 – 19.09.1985 землетрясение в Мехико, Мексика (М 8,1); 3 – 7.12.1988 землетрясение в Спитаке, Армения (М 7,2); 4 – 21.12.1988 землетрясение в Киргизии (М 6,0); 6 – узел разломов, антиподальный эпицентру в Киргизии; 5 – 25.12.1988 извержение в Чили; 7 – 26.12.1988 извержение в Японии.

Землетрясения бывают только в узлах сети планетарной трещиноватости, выказывая своей силой их ранг. Показательны землетрясения в Северном Китае за три тысячелетия, по данным Тан Тьонг-ки, они прорисовывают решетку дугообразных сейсмических зон, узлы которых отмечены землетрясениями магнитудой 7,0 и выше. В плане ротационных напряжений показательны сильнейшие землетрясения XX века магнитудой 8,0 и выше: они сосредоточены, по данным Ш. А. Губермана, на широтах, кратных 2,81°, что объясняется деформационными волнами, бегущими от полюсов при колебаниях скорости вращения Земли. Размещение активных вулканов в семи зонах: 55–60°, 35–40°, 5–10° с. ш. и 5–10°, 20–25°, 35–40°, 55–60° ю. ш., по данным И. И. Гущенко, отмечает критические широты, где сменяется тип ротационных напряжений.

Прохождение затмения по сети планетарной трещиноватости тоже объяснимо за счет поворота Земли относительно остронаправленной гравитомагнитной волны (луча), которая генерируется при схождении на прямой линии и резонансных взаимодействиях центров масс Земли, Луны и Солнца. Волна несколько подвигает земное ядро, усиливая его дрожание и вызывая микроколебание скорости вращения Земли, что выливается в избирательную разгрузку в сети разломов упругих ротационных напряжений, дошедших до критических. Так небесная механика посредством многокомпонентной цикличности движения Земли и Луны определяет шаг перескока по сети разных по полноте (точности) затмений. Они поочередно активизируют узлы геоматрицы, обновляя ее.

Наиболее активизируются разломные зоны глобальной сети, которые покрываются конусом лунной тени при солнечном затмении или проекцией на Землю лунного ядра при лунном затмении. Узлы разломов на траектории затмения становятся (или станут в другое экстремальное время) эпицентрами сильных землетрясений. Они по большей части происходят в знаковых точках начала, кульминации и окончания затмения как на подлунной, так и на противоположной стороне Земли. Магнитуда землетрясений зависит от точности резонанса (линейного схождения центров масс Земли, Луны и Солнца), что выражается в степени затмения от в разной мере частного до полного.

Ширина полосы лунной тени при полном солнечном затмении не превышает 270 км, а чаще составляет от 40 до 100 км. При максимальном удалении Луны от Земли полоса тени кольцеобразного затмения расширяется до 380 км, а диаметр полутени до 7340 км. Параметры тени соотносятся с интервалами сети планетарной трещиноватости: 42, 105, 225, 450 и 7740 км. С разломами сети также совмещаются линии равной фазы затмения и ортогональные им линии равного времени затмения, которые вкупе размечают зональное ослабление затменного воздействия в обе стороны от центральной линии.

Под контролем сети изофаз и изохрон и расходятся по Земле длинные сейсмические волны в виде неприметных плавных колебаний земной коры – «медленных землетрясений». Недостаточные для разрывной деформации упругие напряжения коры пополняются при микроколебаниях скорости вращения Земли, в том числе при следующем затмении, а в итоге разряжаются землетрясениями в экстремальные дни месячных георитмов. В первую очередь в лунные фазы, следующие за затмением.

Вероятность и сила землетрясений и вулканических извержений возрастает при соединении или противостоянии в момент затмения какой-либо планеты, нахождении Земли и планеты в поворотных точках орбит и крайнем сближении Луны с Землей. Схождение на прямой линии центров масс Земли и планеты (планет) только с Луной или с Солнцем выходит в самостоятельную причину сейсмической и вулканической активизации при условии достаточно напряженного состояния земной коры в зоне вектора взаимодействия. По данным Э. И. Несмянович, землетрясения сравнительно часты при соединении (противостоянии) Юпитера, Меркурия и Марса, при их покрытии Луной, а также при разности гелиоцентрических координат планет кратной 90°.

Влияние планет, как видно, обусловлено резонансами в их обращении, которые усиливают амплитуду 28-, 23- и 33-суточного георитмов за счет резонансов во вращении эксцентрических центров масс. Причем кратность георитмов периодам обращения планет в отношении 1/4, 1/8, 1/12 и 1/24 подразумевает динамическую разметку их эллиптических орбит на секторы, характеризующиеся зеркальной симметрией.

Базовый 28-суточный георитм соразмерен с 1/8 сидерического периода Венеры, 1/24 сидерического периода Марса и 1/4 синодического периода Меркурия (28,09, 28,64 и 28,97 суток). В свою очередь 23-суточный георитм соразмерен с 1/4 сидерического периода Меркурия и 1/24 сидерического периода Венеры (22 и 24,33 суток). 33-суточный георитм соразмерен с 1/12 сидерических периодов Юпитера и Сатурна (33,24 и 31,51 суток) и 1/24 синодического периода Марса (32,50 суток). Синодические периоды показательны в плане резонансного движения планет и Солнца, тогда как сидерические периоды наглядны в плане резонансных взаимодействий центров их масс с Землей.

Сила сейсмического возбуждения Земли зависит от точности линейного схождения центров масс планет, которая возрастает пропорционально рангу георитмов и геоциклов геологического масштаба времени. Выдающееся влияние Венеры и Марса, а также Меркурия обусловлено их близостью к Земле и переменным тяготением из-за сравнительно быстрого обращения по вытянутым орбитам. Эти планеты чаще сходятся с затменными Луной или Солнцем и выступают посредниками для далеких и медлительных планет-гигантов, усиливая их взаимодействия. Вообще тяготение сильнее у Юпитера (0,06 % гравитации Солнца), а у Венеры, Сатурна, Марса, Меркурия, Урана и Нептуна оно слабее соответственно в 2, 16, 50, 190, 580 и 1150 раз. Их движение осложняет и периодически резонансно усиливает лунно-солнечные георитмы.

Космогенная сейсмичность не есть отличие Земли. На Луне известна спорадическая вулканическая активность и за год регистрируется от 600 до 2000 слабых лунотрясений. Самые сильные из них повторяются в ритме приливов Земли и активности Солнца: 13,6; 27,2; 206 суток и 6 лет, а в спектре коротких селеноритмов (часы и минуты) заметны собственные колебания Земли и пульсации Солнца [Хаврошин, Циплаков, 2001].

На ближайшем к Юпитеру спутнике Ио тоже установлена тектоническая активность и более 400 действующих вулканов, что объясняется гравитационным и магнитным влиянием планеты. Однако исходным фактором тектонической активизации предстают точные динамические взаимодействия по-разному группирующихся центров масс при резонансах периодов вращения эксцентрического Юпитера и обращения его 67 спутников, прежде всего крупнейших четырех галилеевых (рис. 18). Ганимед обращается примерно за 7 дней и участвует в орбитальном резонансе 1:2:4 с Европой и Ио.

Рис. 18. Семейство спутников Юпитера (NASA)

Приливные колебания поверхностей планет и спутников и производят длинные сейсмические волны, которые объясняют феномен спонтанного перемещения камней на Луне, Марсе и Земле. Так, зарегистрированы перемещения камней весом до 350 кг по дну высохшего озера в Долине Смерти в штате Калифорния, относящейся к активному гигантскому сдвигу Сан-Андреас на западной окраине Северо-Американской плиты. Камни приходят в движение раз в 2 или 3 года, то есть в ритме многолетних георитмов, что облегчается ровной и гладкой поверхностью глинистого дна озера и не зависит от ее пологого уклона. Под действием сейсмических волн камни движутся на Земле, Луне и Марсе скачками, могут переворачиваться и изменять направление движения (рис. 19).

При всем том космогенные факторы сейсмичности остаются научной экзотикой, а в лучшем случае признаются спусковым механизмом разгрузки напряжений земной коры. Потому пессимистически звучат резюме научных конференций по сейсмическому прогнозу и практически сворачиваются дорогостоящие программы поиска геофизических предвестников, не способные выдавать предупреждения о сильных землетрясениях.

Рис. 19. Движущиеся камни Долины Смерти, Калифорния

Между тем для начала достаточно исследования глобального распределения землетрясений во времени и пространстве в контексте актуальной геодинамики и прикладной геотектоники и в связи с тектоническим строением и сейсмической историей того или иного региона. Новое понятие многокомпонентного георитма даст объяснение столь значимому влиянию на динамику Земли слабых космофизических воздействий.

Показательно изменение динамики Земли на протяжении XVIII–XX веков, отчасти показанное на рис. 20: Б. Геодинамическая кривая получена при графическом сложении последовательностей 22-летних циклов солнечной активности и 18,61-летних циклов лунных приливов. Для этого четные и нечетные 11-летние солнечные циклы развернуты симметрично оси абсцисс, на которой находятся минимумы активности. Симметрично оси также развернуты экстремумы лунного цикла (склонения Луны в кульминациях: ±28,6° и ±18,3°), причем точки среднего склонения (±23,45°) находятся на оси абсцисс.

Поскольку переполюсовка магнитного поля Солнца обусловлена инверсией скорости вращения и гравитационного поля, то полный солнечный цикл сходен по динамике с лунным циклом. Меньшая в 2,2 раза по сравнению с Луной гравитация Солнца значимо не влияет на структуру георитма, которая больше определяется эффектом резонанса.

Геодинамическая кривая обрисовала череду многолетних георитмов, а огибающая их мегакривая очертила три вековых георитма с разделами на рубежах веков. Как видно, вековой (и двухвековой) циклы солнечной активности отражаются в динамике Земли. Период многолетнего георитма составляет в среднем 19–21 год, но сжимается до 9–13 лет к рубежу веков в результате наибольшего расхождения (десинхронизации) солнечных и лунных циклов по фазе и рельефного обособления их полупериодов.

Георитм делится на четыре неравные фазы точками перегиба кривой, которые часто совмещены с экстремумами 11-летнего солнечного и 18,61-летнего лунного циклов. Из-за попятного сдвига лунного цикла относительно солнечного цикла многолетний георитм осложняется боковыми экстремумами, обозначающими менее экстремальные годы.

Проявление солнечного и лунного циклов в сейсмичности известно с середины XX века, но без участия георитма дает немногое. Сильные землетрясения XX века (до 80-х годов), по данным О. М. Барсукова и А. Д. Сытинского, учащались у экстремумов 11-летнего солнечного цикла, а также через 3–4 года после его максимума, что объяснялось геомагнитными возмущениями и изменениями скорости вращения Земли или сбоями атмосферной циркуляции. Вулканическая активность с середины XIX века, по данным Ш. Ф. Мехтиева и Э. Н. Халилова, тоже возрастала в годы экстремумов этого цикла.

Рис. 20. Геодинамический ритм XIX–XX веков

А. Энергия землетрясений магнитудой 7,0 и выше за 1897–1976 годы (в 1025 эрг); Б. Геодинамика: С – активность Солнца (в числах Вольфа), Л – приливы Луны (в отн. ед.), З и МЗ – геодинамическая кривая и мегакривая; В. Засухи в Северном полушарии за 1880–1968 годы; Г. Скорость вращения Земли за 1880–1981 годы (отклонение продолжительности суток от эталона в 10–3 с); Д. Температура воздуха в Северном полушарии за 1880–1975 годы (в °С)

Наряду с этим землетрясения магнитудой 8,3 и выше, по данным Г. П. Тамразяна, чаще происходили при минимальном (18,3–23,5°) склонении Луны в кульминациях, то есть в связи с 18,61-летним лунным циклом. Землетрясения и извержения на Камчатке, по данным В. А. Широкова, тоже контролируются 18,61-летним лунным циклом, который размечается двухлетними периодами сейсмовулканической активизации через 5–7 лет.

Кроме того, в глобальной вулканической активности за 750–1981 годы И. И. Гущенко выявлена 1-, 5–6-, 23-, 60–90-, 180-летняя и многовековая цикличность, находящая аналог в цикличности активности Солнца и вращения Земли. В ряду землетрясений магнитудой 7,0 и выше за ХХ век (в целом за четыре столетия) выявлена 28-летняя цикличность, осложняемая 44–49-летней. Также выявлена 2100-, 1050- и 300 (200–400) – летняя цикличность активности Трансазиатского сейсмического пояса [Чипизубов, 2001].

Сейсмическая активность в XX веке в целом соответствует ходу векового георитма (рис. 20: А, Б, Г), причем взрывное извержение Кракатау в 1883 году символизировало завершение предыдущего векового георитма. Всплеск землетрясений в начале XX века олицетворил крайнюю десинхронизацию 11-летних солнечных и 18,61-летних лунных циклов, тогда как снижение сейсмической активности (с кратким повышением в 30–40-х годах) олицетворило синхронизацию этих циклов, которая продолжалась до 70-х годов.

Цикличность затмений отразилась в 40–50-летних колебаниях скорости вращения Земли и сейсмической активности, притом контролировавшихся 28-летним Кругом солнца. Сейсмическая активность немного зависит от абсолютной скорости вращения, но чутко реагирует на градиент ее изменения, возрастая при замедлении или ускорении.