Материал: геотектоника
71
Индийского
океана
,
а
также
широтного
океана
опоясывающего
Ан
-
тарктиду
.
К
середине
мела
это
привело
к
сокращению
Тетиса
,
началу
формирования
Альпийско
-
Гималайского
складчатого
пояса
.
Это
фор
-
мирование
резко
усилилось
в
конце
эоцена
.
Панталасса
сокращалась
,
превращаясь
в
современный
Тихий
океан
.
На
рубеже
эоцена
и
олигоцена
завершилось
формирование
основ
-
ных
черт
структуры
и
рельефа
Земли
.
Это
позволяет
выделить
особую
неотектоническую
стадию
развития
земной
коры
в
рамках
позднеме
-
зозойского
-
кайнозойского
этапа
.
Общая
тенденция
в
развитии
Земли
выражается
в
неуклонном
снижении
теплового
и
флюидного
потоков
,
направленных
к
ее
поверх
-
ности
.
В
архее
тепловой
поток
был
в
3–4
раза
больше
современного
,
а
его
снижение
не
было
плавным
.
Происходило
периодическое
нако
-
пление
и
сброс
этого
эндогенного
тепла
.
На
фоне
охлаждения
и
сжатия
планеты
происходило
ее
разделение
на
оболочки
.
Периодичность
раз
-
вития
Земли
выражается
и
циклами
создания
и
разрушения
суперкон
-
тинентов
,
образования
океанов
(
циклов
Вилсона
).
Литература
к
разделу
5: [1, 6, 10]
6.
ОСНОВНЫЕ
ИСТОЧНИКИ
ЭНЕРГИИ
И
МЕХАНИЗМЫ
ТЕКТОНИЧЕСКИХ
ПРОЦЕССОВ
Земля
постоянно
испытывает
сложное
силовое
воздействие
,
обу
-
словленное
наложением
и
кооперацией
многообразных
процессов
,
про
-
текающих
как
за
ее
пределами
,
так
и
внутри
нее
самой
на
самых
раз
-
личных
иерархических
уровнях
.
6.1.
Ротационный
и
космический
факторы
в
геодинамике
При
анализе
сил
внешнего
воздействия
на
планету
необходимо
вы
-
делить
две
стороны
этого
явления
:
собственное
вращение
Земли
вокруг
своей
оси
и
то
воздействие
,
которое
оказывает
окружающая
среда
на
это
вращение
,
обусловливая
неоднородность
его
скорости
.
Силовые
поля
,
обусловленные
ротационными
силами
,
возника
-
ют
в
связи
с
тем
,
что
Земля
испытывает
осевое
вращение
,
скорость
ко
-
торого
нестабильна
и
в
целом
убывала
во
времени
из
-
за
тормозящего
влияния
приливов
.
При
вращении
возникает
центробежная
сила
,
вели
-
чина
которой
определяется
из
соотношения
:
72
F
=
m
ω
²
R
,
где
,
m
–
масса
элементарного
объема
,
ω
–
угловая
скорость
вращения
Земли
,
R
–
радиус
окружности
,
соответствующей
широтному
положе
-
нию
элементарного
объема
.
Одним
из
следствий
вращения
является
эллипсоидальная
форма
планеты
.
Происходят
периодические
изменения
параметров
враще
-
ния
–
наклона
оси
к
плоскости
эклиптики
(
период
40
тыс
.
лет
),
прецес
-
сии
(
период
20
тыс
.
лет
),
эксцентриситета
орбиты
(
период
100
тыс
.
лет
).
Инструментальными
наблюдениями
,
кроме
того
,
установлена
периодич
-
ность
изменения
скорости
вращения
трех
порядков
;
суточная
,
сезонная
,
декадная
.
С
помощью
спутниковой
локации
установлено
,
что
с
этой
периодичностью
согласуется
периодичность
изменения
фигуры
Земли
.
А
.
Л
.
Яншин
предполагает
,
что
продолжительность
суток
на
границе
си
-
лура
и
девона
не
превышала
18
час
,
а
скорость
вращения
Земли
в
нача
-
ле
рифея
была
в
два
раза
больше
современной
.
На
изменение
скорости
осевого
вращения
Земли
оказывают
влияние
особенности
ее
движения
по
орбите
вокруг
Солнца
,
ее
перемещение
вместе
с
Солнечной
системой
вокруг
ядра
Галактики
,
гравитационное
взаимодействие
с
Луной
.
Поскольку
при
перемещении
Земли
в
составе
Солнечной
системы
от
апогалактия
к
перигалактию
ее
скорость
и
масса
возрастают
,
плане
-
та
испытывает
сжатие
.
При
движении
от
перигалактия
к
апогалактию
она
расширяется
.
Такая
пульсация
объема
Земли
,
ее
среднего
радиуса
и
средней
плотности
приводят
к
изменению
скорости
осевого
вращения
.
Поскольку
в
ходе
геологической
истории
Земля
претерпевает
общее
гравитационное
сжатие
,
то
при
интерференции
этих
процессов
сжатие
преобладает
над
расширением
.
По
астрономическим
и
геофизическим
данным
скорость
векового
сжатия
планеты
в
среднем
за
столетие
со
-
ставляет
2,6
см
,
а
в
современную
эпоху
по
расчетам
А
.
Т
.
Асланяна
–
до
6,4
см
за
100
лет
.
Тем
не
менее
,
скорость
вращения
уменьшается
,
поскольку
приливное
вековое
замедление
в
три
раза
больше
векового
ускорения
.
Устанавливаемое
по
астрономическим
данным
увеличение
длины
суток
за
100 000
лет
(+2
с
) –
результат
сложения
приливно
об
-
условленного
роста
суток
(+3
с
)
и
уменьшения
периода
осевого
вра
-
щения
за
счет
векового
сжатия
(–1
с
).
М
.
В
.
Стовас
(1962),
а
затем
и
Г
.
Н
.
Каттерфельд
(2000)
показали
,
что
при
полярном
сжатии
планеты
,
которое
сопряжено
с
растяжением
в
экваториальной
плоскости
,
с
уче
-
том
трехосности
геоида
,
выделяются
экстремальные
и
критические
кру
-
ги
.
Экстремальные
круги
–
параллели
0°, 62°, 90°;
меридиан
105–75°.
Здесь
наиболее
велики
нормальные
радиальные
напряжения
.
Критиче
-
73
ские
круги
–
это
зоны
параллели
35°
и
меридианов
60–120°
и
150–30°,
где
максимального
значения
достигают
касательные
напряжения
.
При
этом
в
процессе
общего
замедления
скорости
вращения
и
связанного
с
ним
векового
уменьшения
полярного
сжатия
Земли
Северное
полуша
-
рие
опережает
Южное
и
возникает
полярная
асимметрия
фигуры
Зем
-
ли
.
На
севере
параллель
62°
ограничивает
Северный
Ледовитый
океан
,
а
на
юге
–
Антарктиду
.
Трехосность
Земли
,
ее
разделение
по
меридиану
малой
оси
эквато
-
ра
105–75°
на
океаническое
и
континентальное
полушария
,
объясняют
-
ся
развитием
системы
Земля
–
Луна
.
Большая
ось
трехосного
эллипсои
-
да
проходит
по
направлению
Тихий
океан
–
Африка
.
Асимметричный
трехосный
эллипсоид
стремится
к
устойчивой
сферической
форме
.
Следствием
этого
является
уменьшение
векового
экваториального
сжа
-
тия
в
восточно
-
западной
асимметрии
Земли
.
При
вращательном
движении
происходит
вековое
относительное
отставание
северных
зон
и
опережение
южных
,
нарастающее
от
эквато
-
ра
и
полюсов
к
параллелям
62°,
чем
объясняется
относительный
сдвиг
обоих
полушарий
по
указанным
параллелям
и
S-
образное
искривление
меридиональных
осей
Америки
,
Австралии
и
преобладание
на
большей
части
литосферы
разломов
северо
-
западного
простирания
.
Большое
значение
имеет
гравитационное
влияние
Луны
.
Ю
.
Н
.
Авсюк
(2001)
отметил
,
что
,
характеризуя
орбитальное
ускорение
небесного
тела
,
принято
выделять
невозмущенную
(
Кеплерову
)
часть
и
возмущения
.
При
оценках
приливных
сил
необходимо
учитывать
влия
-
ние
не
только
Луны
(
невозмущенная
составляющая
),
но
и
Солнца
(
воз
-
мущенная
составляющая
).
Масса
Луны
составляет
1/81
долю
от
массы
Земли
.
Она
вместе
с
Землей
образует
единую
планетную
систему
(
двой
-
ную
планету
),
центр
(
барицентр
)
которой
расположен
на
расстоянии
0,8
земного
радиуса
(
глубина
примерно
1270
км
от
поверхности
Земли
).
Эклиптика
Земли
–
это
плоскость
орбиты
барицентра
.
Система
Земля
–
Луна
,
вращаясь
вокруг
барицентра
,
сообщает
Земле
приливную
силу
как
со
стороны
Луны
0,000056
см
/
с
²,
так
и
со
стороны
Солнца
0,00002
см
/
с
².
Отно
-
шение
лунной
части
гравитационного
влияния
к
солнечной
составляет
0,34.
Угловая
скорость
планеты
существенно
больше
угловой
скорости
движения
спутника
по
орбите
.
Под
воздействием
приливов
гидросфе
-
ра
деформировалась
и
приобрела
форму
эллипсоида
,
большая
полуось
которого
из
-
за
разницы
угловых
скоростей
оказалась
смещенной
отно
-
сительно
линии
,
соединяющей
центры
Земли
о
Луны
на
угол
ε
.
При
положительном
значении
этого
угла
гравитационное
взаимодействие
ускоряет
орбитальное
движение
спутника
и
замедляет
вращение
пла
-
74
неты
.
Если
угол
отрицательный
,
то
замедляется
орбитальное
движение
спутника
и
ускоряется
вращение
планеты
.
Для
структурно
неоднородной
Земли
,
состоящей
из
атмосферы
,
гидросферы
,
коры
,
мантии
,
жидкого
внешнего
ядра
,
внутри
которого
«
взвешено
»
твердое
ядро
,
по
модулю
приливной
силы
,
действующей
в
центре
планеты
,
с
учетом
коэффициента
жесткости
связи
ядра
,
мож
-
но
оценить
смещения
внутреннего
ядра
для
разных
расстояний
Земля
–
Луна
(
в
диапазоне
от
127 400
км
до
509 600
км
)
и
соответствующие
смещениям
изменения
силы
тяжести
на
поверхности
.
Оценки
показы
-
вают
,
что
изменение
силы
тяжести
на
поверхности
играют
определен
-
ную
роль
в
формировании
динамической
фигуры
гидросферы
.
Можно
установить
расстояние
r
между
Луной
и
Землей
,
при
котором
прямое
приливное
воздействие
станет
равным
соответствующему
изменению
силы
тяжести
из
-
за
смещения
внутреннего
ядра
.
На
этом
расстоянии
Луна
будет
продолжать
удаляться
,
но
с
уменьшением
скорости
по
ради
-
усу
орбиты
,
пока
скорость
не
изменит
знака
,
и
не
начнется
возвратное
движение
.
При
возвратном
движении
Луна
пройдет
рубеж
r
с
макси
-
мальной
скоростью
,
и
будет
продолжать
приближаться
к
Земле
,
но
уже
затормаживаясь
прямым
приливным
воздействием
,
пока
не
достигнет
наибольшего
сближения
,
где
скорость
вновь
изменит
знак
.
Диапазон
«
ухода
–
прихода
»
зависит
от
кинетической
энергии
вращения
плане
-
ты
,
и
поэтому
он
ограничен
величиной
8
радиусов
Земли
(50 960
км
).
Современное
расстояние
Земля
-
Луна
равно
60
радиусам
– 380 000
км
.
Исходя
из
этих
данных
,
можно
оценить
изменение
периода
вращения
Земли
,
продолжительность
сидерического
месяца
.
Флуктуация
энер
-
гии
в
цикле
достигает
нескольких
процентов
от
кинетической
энергии
вращения
Земли
.
При
ее
изменении
на
1 %
и
постоянном
значении
мо
-
мента
инерции
,
период
вращения
планеты
вокруг
оси
увеличивается
или
уменьшается
в
диапазоне
10
минут
,
что
влечет
за
собой
изменения
центробежного
ускорения
в
пределах
0,02
см
/
с
².
Это
значительно
пре
-
вышает
вариации
приливной
силы
(
современный
модуль
– 0,0002
см
/
с
²)
и
может
сказаться
на
динамическом
сжатии
Земли
и
отношении
эквато
-
риальной
и
полярной
оси
в
диапазоне
порядка
сотен
метров
.
Продолжительность
сидерического
месяца
для
крайних
орбиталь
-
ных
положений
Луны
составляет
(
в
сутках
):
для
350 350
км
– 24;
для
382 200
км
(
современное
) – 27,
для
414 050
км
– 30.
В
зависимости
от
этого
изменения
наклона
экватора
к
эклиптике
находится
в
пределах
10°.
Согласно
схеме
эволюции
системы
Земля
–
Луна
ось
вращения
из
-
меняет
свое
положение
,
изменяется
и
модуль
скорости
вращения
.
При
медленных
перемещениях
оси
и
малых
приращениях
скорости
время
75
изменения
напряженного
состояния
больше
времени
упруго
-
вязкой
ре
-
лаксации
напряжений
в
породах
,
и
ослабление
напряжений
реализуется
механизмами
пластической
деформации
.
При
быстром
изменении
ре
-
жима
вращения
Земли
(
прохождение
Луной
среднего
положения
),
ха
-
рактерное
время
меньше
времени
упруго
-
вязкой
релаксации
–
проис
-
ходит
разрушение
пород
.
Рассматриваемая
схема
предусматривает
цикличность
,
когда
пе
-
риоды
относительно
плавного
развития
сменяются
периодами
активи
-
зации
.
Существует
принципиальная
возможность
объяснить
инверсии
магнитного
поля
.
За
время
цикла
оболочки
находятся
то
в
режиме
уско
-
рения
,
то
в
режиме
торможения
,
а
значит
,
течение
в
жидком
ядре
будет
менять
свой
знак
.
Приливные
силы
приводят
к
вынужденному
перемещению
вну
-
треннего
ядра
Земли
,
в
результате
чего
смещается
центр
тяжести
пла
-
неты
.
Перемещение
центра
тяжести
приводит
к
смещению
полюсов
и
деформациям
поверхности
со
скоростью
до
2
см
/
год
.
Приливные
силы
и
скачки
скорости
вращения
служат
триггерами
разрядки
напряжений
,
влияя
на
суточную
и
более
крупную
периодичность
тектонической
ак
-
тивности
.
Луна
удаляется
в
непостоянном
режиме
и
причина
этого
заклю
-
чается
в
смещении
внутреннего
ядра
Земли
.
Сближение
ее
с
Землей
приводит
к
уменьшению
наклона
плоскости
экватора
к
эклиптике
,
что
изменяет
характер
распределения
солнечной
радиации
на
поверхности
планеты
.
Изменение
сжатия
Земли
при
изменении
скорости
вращения
порождает
дополнительные
напряжения
.
Крайне
слабые
,
но
постоянно
действующие
приливы
в
режиме
сжатия
–
растяжения
раскачивают
бло
-
ки
коры
,
увеличивая
проницаемость
зон
разломов
для
флюидов
,
водо
-
рода
,
гелия
.
Энергия
приливов
составляет
примерно
10
в
тридцатой
сте
-
пени
эргов
,
что
в
10
тысяч
раз
меньше
энергии
ротационных
сил
.
При
-
ливы
действуют
,
как
своеобразная
вибрация
.
Но
в
прошлом
их
влияние
было
более
существенным
.
Лунные
приливы
вызывают
напряжения
в
тонкой
поверхностной
оболочке
Земли
,
и
при
этом
амплитуда
вариаций
максимальна
на
экваторе
и
минимальна
на
полюсах
.
Кроме
центробежной
силы
,
большое
значение
имеет
сила
Кори
-
олиса
.
Она
проявляется
в
наблюдаемом
отклонении
пути
тела
,
пере
-
мещающегося
во
вращающейся
системе
координат
.
Таким
образом
,
Кориолисово
смещение
–
это
результат
движения
элементарного
объема
,
изменения
при
этом
его
широтного
положения
и
вращения
Земли
вокруг
своей
оси
.
Вектор
силы
Кориолиса
определяется
из
со
-
отношения
: