Коливання земної кори це

Коливні рухи проходять повсюдно і постійно. Найважливішою їх властивістю є те, що вони являють собою складний процес, який об’єднує в собі рухи багатьох порядків, накладених один на одного.

Багатопорядковість коливних рухів проявляється як в часі, так і в просторі. При цьому середні швидкості сучасних і молодих рухів майже на порядок перевищують середні швидкості новітніх рухів, а середні швидкості новітніх рухів приблизно на порядок вищі середніх швидкостей давніх рухів.

Вивчення послідовності відкладання осадів вказує на те, що в геологічній історії Землі довгоперіодичні рухи прогинання, які існували протягом 170-200 млн. років, змінювались короткотривалими коливаннями другого, третього і т. д. порядків, в результаті яких могло проходити підняття і опускання окремих ділянок земної кори. Цикли таких порядків можуть тривати 40-60 млн. років.

Великі цикли коливних рухів з періодом до 200 млн. років відіграють надзвичайно важливу роль в закономірності зміни тектоносфери. Їх проявлення позначається на розвитку цілих континентів і навіть всієї континентальної кори. Цикли другого і більш високого порядків мають локальний характер і не до кінця вивчені.

Коливні рухи мають певну багатопорядковість в просторі. Вивчення сучасних і молодих рухів вказує на те, що розміри ділянок піднять і опускань (довжина хвилі) в різних місцях різна. На Східноєвропейській платформі вона складає 600-800 км, а на Японських островах – 180-250 км.

Хвильові коливання проходять на фоні загальних коливань. На Східноєвропейській платформі хвильові коливання проявляються у тривалому розвитку Московської синеклізи, Воронезької антеклізи, Дніпровської синеклізи, підняттях Балтійського і Українського щитів.

Розташовані поряд підняття і прогини з’єднуються між собою по-різному. Перехід може бути плавним, флексурним або різким, вираженим розломом. На границях між западинами і підняттями різко змінюються товщини і фації відкладів.

Важливим в цьому відношенні є встановлення спадковості тектонічних коливних рухів. Вивчення давніх коливних рухів показало складну картину у цьому відношенні. Балтійський щит на протязі багатьох мільйонів років продовжує підніматися, а Московська синекліза опускатися. Поряд з цим багато піднять, розташованих в ранньому і середньому палеозої між Волгою і Уралом, в пізньому палеозої зникли.

Сучасні тектонічні рухи в одних випадках співпадають з новітніми і давніми, а в інших випадках такого співпадіння не існує.

В гірських областях спостерігається досить закономірне співпадіння. Однак і тут бувають винятки. Наприклад, Апенніни та Південні Карпати зараз не піднімаються, а опускаються. За даними Ю.А. Мещерякова на Східноєвропейській платформі спадковий характер сучасних рухів встановлено на 70% площі, а на решті 30% сучасні рухи неузгоджено накладені на давню структуру.

Одночасно слід мати на увазі, що при тих швидкостях, які характерні для сучасних коливних рухів (мм в рік), якщо би ці рухи на протязі тривалого часу зберегли свою швидкість і напрямок, то вже через мільйон років на Східноєвропейській платформі повинні виникнути гори і западини з перепадом висот в кілометри. Оскільки такого рельєф немає, то слід вважати, що сучасні швидкості відображують короткоперіодичні складові коливного процесу, вплив яких в перспективі геологічного часу нейтралізується зустрічними коливаннями.

На перший погляд земна кора здається абсолютно стійкою і нерухомою. В дійсності земна кора постійно переміщається, але більша частина змін відбувається повільно і не сприймається органами почуттів людини. Деякі наслідки зсуву земної кори носять руйнівний характер, наприклад, землетруси, виверження вулканів.

Причинами тектонічних рухів земної кори є переміщення речовини мантії, яке обумовлено внутрішньою енергією Землі. У прикордонному шарі між літосферою і мантією температура складає більше 1500 ° C. Сильно нагріті породи знаходяться під тиском вищерозміщених шарів літосфери, що викликає появу ефекту «парового казана» і провокує переміщення земної кори. Розрізняють такі види рухів земної кори: коливальні, розривні, складкоутворюючі.

Коливальні рухи дуже повільні і невідчутні для людства. В результаті таких рухів кора зміщується у вертикальній площині – на одних ділянках піднімається, на інших – опускається. Протікання таких процесів можна визначити за допомогою спеціальних пристроїв. Так, було виявлено, що Придніпровська височина щорічно піднімається на 9,5 мм, а північно-східна область Східноєвропейської рівнини опускається на 12 мм в рік. Вертикальні коливальні рухи земної кори виступають провокуючим чинником наступу морів на сушу. Якщо земна кора опускається нижче рівня моря, то спостерігається трансгресія (наступ моря), якщо піднімається вище – регресія (відступ моря). У наш час в Європі регресія відбувається на Скандинавському півострові, в Ісландії. Трансгресія спостерігається в Голландії, на півночі Італії, на півдні Великобританії, на території Причорноморської низовини. Характерна риса опускання суші – формування морських заток в гирлах річок (лиманів). При піднятті земної кори морське дно перетворюється на сушу. Так відбулося утворення первинних морських рівнин: Туранської, Західно-Сибірської, Амазонської, тощо.

Розривні рухи земної кори відбуваються, якщо гірські породи не мають достатню міцність, щоб витримати вплив внутрішніх сил Землі. У цьому випадку в земній корі з’являються розлами (тріщини) із вертикальним зсувом гірських порід. Ті ділянки, які опустилися, називають грабенами, що піднялися – горстами. Їх чергування обумовлює появу брилових (відроджених) гірських систем, наприклад, Саянські, Алтай, Аппалачі, ін. Відмінності брилових гір від складчастих маються в зовнішньому вигляді і внутрішній будові. Для таких гір характерні стрімкі схили і широкі, плоскі долини. Пласти гірських порід зміщуються одна відносно одної. Деякі грабени в таких гірських масивах можуть заповнюватися водою з утворенням глибоких гірських озер (Байкал, Таньганьіка, ін.).

Складкоутворюючі рухи земної кори відбуваються, коли пласти гірських порід пластичні, і внутрішні сили Землі сприяють зминанню їх в складки в результаті зустрічних переміщень гірських порід в горизонтальній площині. Якщо напрям сили стискання вертикальний, то породи можуть зміщуватися, якщо горизонтальний – то формуються складки. Форма і розміри складок різні. Складки в земній корі утворюються на великій глибині, пізніше вони можуть бути підняті на поверхню під впливом внутрішніх сил. Так з’явилися складчасті гори: Альпи, Кавказькі, Гімалаї, Анди. У таких гірських системах складки чітко помітні в тих місцях, де вони виходять на земну поверхню.

Здається, що немає нічого стійкіше «земної тверді» – поверхні землі, на якій ми будуємо будинки, по якій ходимо, прокладаємо дороги. Однак це не зовсім так. Встановлено, що поверхня твердої землі, так само як і поверхня океанів і морів, випробовує коливання під впливом тяжіння Місяця і Сонця. Різниця лише в тому, що висоти приливних коливань поверхні морів досягають декількох метрів, а коливання поверхні твердої землі вимірюються сантиметрами або дециметрами.

Амплітуда таких припливів в твердій землі доходить, наприклад, на широті Києва майже до 30 сантиметрів. Оскільки приливні коливання охоплюють відразу дуже великі ділянки земної кулі, ми їх не помічаємо, а уловлюються вони тільки точними приладами. Але є й такі прояви «занепокоєння» земної кори, які помітні без всяких приладів. Це, перш за все, землетруси, порівняно рідко катастрофічні і дуже часто слабкі. Так, наприклад, сейсмічні станції реєструють в середньому через кожні п’ять хвилин один землетрус.

Зсуви і зміщення земної кори, викликані дією внутрішніх сил, відбуваються і в таких районах, де землетрусів немає або вони дуже рідкісні і слабкі. Це так звані вікові коливання земної кори, тобто повільні, поступові підняття одних ділянок земної поверхні і опускання інших.

Ознаки вікових коливань земної кори найбільш виразно проявляються на узбережжях морів. В областях, де прибережна суша піднімається, море поступово відступає. Наприклад, на Скандинавському півострові (узбережжя Ботнічної затоки) це явище настільки інтенсивно, що місцеві рибалки помічають, як протоки між островами міліють, групи дрібних островів зливаються в один великий острів, а потім приєднуються до материка.

У Голландії, навпаки, земна поверхня опускається. Для того, щоб оберегти свою країну від затоплення, жителям доводиться споруджувати спеціальні дамби і греблі і час від часу нарощувати їх висоту.

Ще в XVIII столітті була зроблена спроба визначити швидкість підняття Скандинавського півострова. Для цього на прибережних скелях, розташованих на рівні моря, були зроблені горизонтальні мітки. В даний час ці мітки знаходяться вже на висоті до 1,5-2 метрів над водою. Такі мітки наносилися і надалі. Знаючи рік, коли вони були вибиті, і їх теперішню висоту над рівнем моря, можна розрахувати середньорічну швидкість підняття суші. Саме таким способом було встановлено, що швидкість її підняття на цьому півострові досягає одного сантиметра на рік.

Природно, що зараз примітивні мітки замінені точними приладами – футштоком і мореографами. У районах же, віддалених від берегів морів, для цієї мети застосовують нівелювання, тобто визначення висот окремих пунктів над рівнем моря. Якщо порівняти результати двох нівеліровок одних і тих же надійно закріплених пунктів, виконаних з інтервалом 20-30 років, можна дізнатися про зміни, що відбулися в результаті вікових рухів земної кори.

Отримані дані дозволяють вже скласти точні карти сучасних рухів земної кори. Такі карти створені для територій Японії, Нідерландів, Італії, Великобританії, Фінляндії, частини території США та інших країн.

Дослідженню сучасних рухів земної кори приділяється зараз велика увага. Спостереження над цим всеземним процесом вимагають міжнародного співробітництва. Саме з цією метою при Міжнародному Геофізичному і геодезичному Союзі (МГГС) створена спеціальна комісія. Дані про розподіл підняттів і опускань земної кори і їх інтенсивність мають велике наукове і практичне значення.

Недооцінка цього чинника призводить іноді до серйозних наслідків. В американському журналі «Surveying and Mapping» якось повідомлялося, що в Каліфорнії в роки війни була побудована велика верф, спорудження якої обійшлося в 170 мільйонів доларів. Однак будівельники не врахували, що низинна ділянка узбережжя, на якій була розташована ця верф, інтенсивно опускається. У результаті через кілька років довелося зводити спеціальну дамбу для захисту верфі від затоплення. Лише за останній час боротьба з затопленням верфі коштувала 6 мільйонів доларів. Відомо також, що інтенсивні нерівномірні зрушення земної кори в окремих районах Каліфорнії викликають перекіс сталевих опор ліній електропередач, порушення нормальної роботи газопроводів. А викликане цією ж причиною падіння рівня ґрунтових вод в посушливому районі долини Сан-Хоакін призвело до необхідності поглиблювати зрошувальні колодязі, на що щорічно витрачається близько 1,5 мільйона доларів.

Відомості, що іноді з’являються про нібито виявлені взаємні переміщення цілих материків, великих островів мало достовірні. А ось на обмежених площах взаємні зміщення окремих ділянок земної кори можливі. Так, наприклад, на заході США відбувається як би наповзання однієї брили земної кори на іншу (зі швидкістю приблизно 1 сантиметр на рік).

Повторні геодезичні вимірювання в Японії дали можливість скласти для деяких районів карти, на яких горизонтальні зрушення показані у вигляді векторів. Порівняння цих векторів з даними про швидкості вертикальних рухів дає цікаві результати. Виявляється, там, де вертикальне підняття найбільш інтенсивно, горизонтальні зрушення слабкіше, і навпаки. Створюється враження, що тут хіба що відбувається розповзання величезної брили земної кори. Інші брили земної кори опускаються і стискаються. Можна укласти, що підрозділ на вертикальні і горизонтальні зрушення умовний; насправді вони являють собою лише окремі складові складних рухів брил земної кори.

Автор: Ю. А. Мещеряков.

P. S. О чем еще думают британские ученные: А еще иногда такие движения земной коры даже приводят некоторому смещению различных географических объектов. Например, есть некая Река Неман, которая, оказывается много тысяч лет тому назад, была на несколько километров западнее, но вследствие движения тектонических плит немножко изменила свое положение. Проследить подробную карту данной реки можно на сайте https://mapsoid.ru