The words you are searching are inside this book. To get more targeted content, please make full-text search by clicking here.
Discover the best professional documents and content resources in AnyFlip Document Base.
Search
Published by sto.chelovek, 2022-05-06 03:51:55

2018_05

2018_05

ИКФ9З0Р-лАеНтию



Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Научно-популярный журнал
Российской академии наук
Издается под руководством
Президиума РАН
Выходит с января 1965 года
6 раз в год
Москва

Новости науки В номере:
и другая информация:
Запуск "открывателя" экзопланет [15]; 3    ТИХОЦКИЙ С.А. Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта
Рождение черной дыры [41]; Самая      Российской академии наук: из прошлого в будущее
древняя Галактика [54]; КТХ: галак- 18   ТРУБИЦИН В.П. Уникальная тектоника Земли
тическое скопление [80];"Юнона": 29   ГУДКОВА Т.В. Тайны планетных недр
Юпитер крупным планом [93]; За- 42   ШЕВЧЕНКО В.И., ЛУКК А.А. Автономное складко-надвиго-
пуск и посадка на Марс АМС "Ин-      образование в земной коре
сайт" [105]. 55   СОБИСЕВИЧ А.Л., СОБИСЕВИЧ Л.Е. Тайны Эльбрусской
     вулканической области
66   ЗАВЬЯЛОВ А.Д. Прогноз землетрясений: проблема и пути
     ее решения
81   ШАЛИМОВ С.Л. Ионосферный след от землетрясений и цунами

СЛУЖБА СОЛНЦА
96   ИШКОВ В.Н. Солнце в апреле–мае 2018 г.

ЛЮДИ НАУКИ
99   Памяти Азария Григорьевича Гамбурцева

ЛЮБИТЕЛЬСКАЯ АСТРОНОМИЯ
108  ЩИВЬЕВ В.И. Небесный календарь: ноябрь–
     декабрь 2018 г.

© Российская академия наук, 2018
© Редколлегия журнала
«Земля и Вселенная». Составление, 2018

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Zemlya i Vselennaya (Earth and Universe); Moscow, Profsoyuznaya str., 90, f. 1965, 6 a year; Joint edition of
the Russian Academy of Science; popular, current hypotheses of the origin and development of the Earth and
Universe; astronomy, geophysics and space research; Deputy Editor V.M. Kotlyakov; Deputy Editor S.P. Perov

На стр. 1 обложки: Вид Земли со стороны In this issue:
Индийского океана. Сни­мок сделан в июне
2018 г. рос­сийским метеорологическим ИСЗ 3    TIKHOTSKY S.A. Schmidt Institute of Physics of the
“Электро-Л” № 2 (GOMS-3; запущен 11 декабря      Earth of the Russian Academy of Sciences: From the
2015 г.) из точки стояния 77,8° в.д. с расстояния      Past to the Future
35 424 км. Научный центр оперативного мони- 18   TRUBITSYN V.P. Unique Tectonics of Earth
торинга Земли Госкорпорации “Роскосмос”. 29   GUDKOVA T.V. Mysteries of Planetary Bowels
На стр. 2 обложки: вверху – Северная область 42   SHEVCHENKO V.I., LUKK A.A. Autonomous Folding and
Юпитера от 34,01° до 71,43° широты. Изобра-      Thrust Formation in Earth’s Crust
жение составлено из снимков, полученных 1 ап­- 55   SOBISEVICH A.L., SOBISEVICH L.E. Mysteries of
реля 2018 г. в течение 32 мин во время сближе-      Elbrus Volcanic Region
ния АМС “Юнона” с Юпитером с расстояния от 66   ZAVYALOV A.D. Prediction of Earthquakes: Problem
17 329 км до 68 959 км. Фото NASA/JPL; внизу –      and Ways of Solving
Фрагмент северной област­ и Юпитера в районе 81   SHALIMOV S.L. Ionospheric Trace of Earthquakes
32,9° широты. Снимок сделан 24 мая 2018 г. с      and Tsunamis
помощью АМС “Юнона” с расстояния 5 659 км
до Юпитера. Фото NASA/JPL (к стр. 93 ). SOLAR MONITORING SERVICE
На стр. 3 обложки: вверху – Космическая об- 96   ISHKOV V.N. The Sun in April – May 2018
серватория “TESS” на орбите. Рисунок NASA
(к стр. 15); внизу – Американская АМС “InSight” PEOPLE OF SCIENCE
проводит сейсмические исследо­вания на по- 99   Memory of Azariy Grigorievich Gamburtsev
верхности Марса. Рисунок NASA/JPL
(к стр. 105). AMATEUR ASTRONOMY
На стр. 4 обложки: Скопление галактик (на 108  SHCHIV'YOV V.I. Celestial Calendar: November–
заднем плане), находящееся на расстоянии      December 2018
160 Мпк; известно под названием SDSS
J0333+0651, в Сверхскоплении Девы. Эффекты
гравитационного линзирования проявляются в
виде дуг, одну из которых можно наблюдать в
верхней левой части изображения. Снимок по-
лучен в мае 2018 г с помощью КТХ. Фото NASA/
ESA/JPL/STScI (к стр. 80).

Редакционная коллегия

главный редактор академик Л.М. ЗЕЛЁНЫЙ
зам. главного редактора доктор физ.‑ мат. наук С.П. ПЕРОВ,

зам. главного редактора академик В.М. КОТЛЯКОВ,
летчик - космонавт П.В. ВИНОГРАДОВ,

зам. главного редактора кандидат филологических наук О.В. ЗАКУТНЯЯ,
доктор исторических наук К.В. ИВАНОВ,

летчик-космонавт А.Ю. КАЛЕРИ, кандидат физ.- мат. наук О.Ю. ЛАВРОВА,
доктор физ.- мат. наук А.А. ЛУТОВИНОВ, зам. главного редактора доктор физ.- мат. наук О.Ю. МАЛКОВ,

доктор физ.- мат. наук И.Г. МИТРОФАНОВ, академик И.И. МОХОВ,
член-корр. РАН И.Д. НОВИКОВ, доктор физ.- мат. наук К.А. ПОСТНОВ,

доктор физ.- мат. наук М.В. РОДКИН,
научный директор Московского планетария Ф.Б. РУБЛЁВА,
член-корр. РАН А.Л. СОБИСЕВИЧ, член-корр. РАН В.А. СОЛОВЬЁВ,
академик А.М. ЧЕРЕПАЩУК, доктор физ.- мат. наук В.В. ШЕВЧЕНКО,

член-корр. РАН Б.М. ШУСТОВ

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Институт физики Земли
им. О.Ю. Шмидта РАН:
из прошлого – в будущее

И они приняли рабочую гипотезу,
что счастье – в непрерывном познании неизвестного

и смысл жизни – в том же.

А.и Б. Стругацкие

По традиции, историю ческом инс­титуте АН СССР, циях, целью которых бы-­
нашего Института мы ве-­ участие в многочислен- ло исследование, в част-­
дем от 1928 года, когда ных сейсмических и гра- ности, Курской магнитной
в составе Академии наук виметрических экспеди-­ аномалии, желе­зорудных
СССР на основании Пос- месторождений Криво­
тановления Совета на­ рожья, трассы Туркес­
родн­ ых комиссаров от танской железной доро-
13 марта был образован ги. Им уже были созданы
Сейсм­ ол­ огический инс­ новые, передовые для того
титут (СИАН). Инициати­ времени, компактные сейс-­
ва его создания принад-­ мографы и гравитацио­ н­
лежала первому дирек- ные вариометры и раз-
тору Павлу Михайловичу работаны теоретичес­-
Никифорову. За плечам­ и кие ос­новы гравиметри­
33-летнего П.М. Никифо- ческ­ ого и сейсмического
рова к этому моменту мет­ одов изучения недр;
уже был опыт руководс­ проведены их полевые
тва отделом сейсмоло- испытания и практичес­
гии в Фи­зико-математи-­ кое внедрение1.

1 Козенко А.В. П.М. Никифоров – основатель сейсмологического института АН СССР
(к 125-летию со дня рождения) // История наук о Земле, 2009. Т. 2. № 2. С. 5–20.

© С.А. Тихоцкий DOI: 10.31857/S004439480002484-3 3

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Круг задач вновь соз- тельства и были разра-
данного института был об-­ ботаны первые в нашей
ширен: и развитие геоф­ и-­ стране соответствующие
зических методов поиск­ а нормы и правила. Как пи-
полезных ископаемых, и сал в 1933 г. П.М. Ники-
оценка сейсмической опас-­ форов в статье в газете
ности. Еще свежа была “Вечерняя Москва”: «Ни
память о крымском земле­ одно сколько-нибудь от-
трясении 1928 г., блес­тяще ветственное строительст­
описанном Ильфом и Пет-­ во в сейсмических райо-
ровым. Это собы­тие сде-­ нах СССР не обходится
лало оче­видными необхо­- без более или менее обс­
димость систематического тоятельной консультации
изучения сейсмичности тер- со стороны СИАН». От-
р­ итории СССР и важность радно отметить, что и в
развития сейсм­ ическ­ их се-­ Первый директор Сейсмоло- наши дни ИФЗ РАН явля-
тей. Рас­тущ­ ая промышлен- гического института АН СССР ется наиболее авторитет-
ность молодог­ о гос­ ударст­- член-корреспондент АН СССР ной организацией в облас­
ва, развитие инф­растр­ ук- П.М. Никифоров. 1930-е гг. ти оценки сейсмической
туры, в том числе в сейс-­ опасности, услуги кото-
мически опасных райо­ нах рой при проектировании
Средней Азии, Кавказа, ответственных объектов
Дальнего Востока – требо-­ Суланской ГЭС, Транскав­ востребованы не только в
вали как разведки и ос-­ казской железной дороги. России, но и за рубежом.
воения минеральных ресур-­ Эти работы заложили ос-
сов, так и обеспечения новные принципы техно- П.М. Никифоров пони-
сейсмической безопаснос-­ логии оценки комплексной мал важность развития
­ти возводимых объектов. сейсмической опасности: фундаментальных физико-
Ес­ли в 1928 г. в СССР нас-­ развертывание временных математических основ как
читывалось только три локальных сейсмических сейсмологии, так и гео-
сейсмологические обсер- сетей для уточнения фоно- физической разведки. В
ватории, то к 1941 году вой сейсмичности и опре-­ СИАН был создан весьма
стараниями сотрудников деления реакции грунта; сильный теоретический от-­
Инст­ итута их стало уже геолого-тектонические ра-­ дел под руководством за­
двадцать2. В эти годы в боты для поиска следов мечательного математика
СИАН были заложены ос-­ сильных землетрясений Владимира Ивановича Смир-­
новы сейсм­ ического райо-­ прош­лого и инженерно- нова, в котором трудил-
нирования: общего (пер- геофизические изыскания – ся, в частности, молодой
вая карта ОСР была соз­ для уточнения грунтовых Сергей Львович Соболев,
дана в 1937 году; на тот условий. Эти же элемен- впос­ледствии ставший од-
момент она не имела ми-­ ты, только в современной ним из крупнейших мате-
ровых аналогов), деталь- модификации, успешно ис-­ матиков ХХ в. В.И. Смир-
ного и микрорайонир­ ова­ пользуются в ИФЗ РАН и в новым и С.Л. Соболевым
ния. Работы по сейсмо-­ других организациях и по- была разработана теория
районированию были вы- ныне. Мало того, в СИАН функционально-инвариант­
полнены, в частности, при развивались и основы ных решений, она позво-
проектировании Турксиба, сейсмостойкого строи- лила разрешить важней-
шие практические проб­

2 Институт физики Земли имени О.Ю. Шмидта – М. : Наука, 1978. 92 с.

4

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Основатель и первый дирек-
тор ИФЗ АН СССР академик
О.Ю. Шмидт. 1931 г.

лемы сейсмического ме-­ физики Земли был и дру- кой теорией, которой суж­
тода, а затем нашла ши- гой “родитель”, на 9 лет дено было стать одним из
рокое применение в ма- моложе: в 1937 г. по пред- крупнейших достижений
тематической физике и ложению Отто Юльевича мировой науки5. Одновре­
различных разделах гео- Шмидта был создан Инс­ менно О.Ю. Шмидт не за-
физики. Работы теорети- титут теоретической гео­ бывал и о практических при-­
ков СИАН позволили дать физики АН СССР (ИТГ; ложениях геофизики – как
обоснование лучевому ме-­ Земля и Вселенная, 2011, народнохозяйственных, так
тоду сейсмики, что вывело № 4). Необычайная много­ и оборонных. При этом, по
на принципиально новый гранность личности и ши-­ воспоминаниям современ-­
уровень сейсморазведку и рота интересов О.Ю. Шмид­ ников и документальным
сейсмологию3. Продолжа- та хорошо известны: за- свидетельствам, фундамен­
лись в СИАН разработка и дачей нового Института он тальная и прикладная гео­
мелкосерийное производс­ видел всестороннее изу- физика в ИТГ не разделя-­
тво геофизической аппа- чение Земли, включая ее лись – исследования строи-­
ратуры. твердые оболочки, атмос- лись на одних и тех же
феру и океан4. В эти же теоретических подходах и
С момента рождения Инс-­ годы он начинал и работу экспериментальных набл­ ю­-
титут, с одной стороны, над своей космогоничес­ дениях6. Это совершенно
был непосредственно свя-
зан с решением насущных
задач научно-техническо-
го развития страны, с дру-
гой, – проводимые иссле-
дования отличала фунда-
ментальность, внимание к
экспериментальным наб­
людениям и теоретичес­
ким основам. Этот стиль
работы и сейчас – визит-
ная карточка ИФЗ РАН.

Необходимо помнить, что
у современного Института

3 Соболев С.Л. Функционально-инвариантные решения волнового уравнения // Тр. Физико-ма-
тематического института им. В.А. Стеклова, 1934. Т. 5. С. 259–264.

4 Отто Юльевич Шмидт в истории России XX века и развитие его научных идей / Под ред.
академика А.О.Глико. - М.: Физматлит, 2011. 680 с.

5 Цицин Ф.А. К истории шмидтовской космогонии: истоки и горизонты / В кн. Отто Юльевич
Шмидт в истории России XX века и развитие его научных идей / А.О. Глико (ред.). М.: Физмат-
лит, 2011. С. 56–109.

6 Козенко А.В. Развитие теоретической гравиметрии в Институте теоретической геофизики и
геофизическом институте АН СССР // История наук о Земле, 2009. Т. 2. № 3. С. 5–19.

5

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

естественное отношение к Академик А.Н. Тихонов – соз­ ромагнитных исследова-­
единой по существу сво- датель факультета Вычисли- ний ИФЗ РАН. В ИТГ сло-
ему науке позволило уче- тельной математики и кибер- жилась чрезвычайно силь-­
ным ИТГ достичь поисти- нетики МГУ, основоположник ная гравиметрическая шко-­
не выдающихся успехов теории регуляризации при ре- ла, в нее входили Ю.Д. Булан-
как в изучении глубоких шении некорректных обратных же, А.А. Заморев, Е.Н. Люс-­
недр и физических полей задач, в 1937–1953 гг. – заве- тих, Н.И. Идельсон.
Земли, так и в создании дующий отделом математичес­
современных геофизичес­ кой геофизики ИТГ АН СССР и В предвоенные и воен-
ких методов разведки. ГЕОФИАН. 1960-е гг. ные годы ИТГ совместно с
Несмотря на то что в про- СИАН внес определяющий
шедшие годы неоднократ- нетарными, региональны- вклад в разведку Волго-
но предпринимались по- ми и прикладными иссле- Уральской нефтегазонос-
пытки противопоставить дованиями. ной провинции – “второго
“чистую” и “прикладную” Баку”. Это стало возмож-
геофизику, отличительной В числе ведущих сот­ ным благодаря разрабо-
чертой современного Инс-­ рудников ИТГ были круп-­ танным в ИТГ под руко-
титута физики Земли РАН нейший магнитолог П.П. Ла­- водством Г.А. Гамбурцева
по-прежнему можно наз­ зарев – руководитель ра- способам гравиметричес­
вать совместное развитие бот по изучению Курской кой разведки и сейсмо-
и взаимное обогащение иде-­ магнитной аномалии; соз­ разведки методами пре-
ями и методами между пла-­ датель современной сейс-­ ломленных волн и отра
моразведки Г.А. Гамбурцев женных волн. В 1941 г. за
(впоследствии директор ИФЗ разработку принципов сейс­-
АН СССР; Земля и Вселен­ мической разведки и ап-­
ная, 1979, № 1). Так же, как паратуры для ее осущест-
и в СИАН, в ИТГ был соз- вления Г.А. Гамбурцеву бы-­
дан сильнейший отдел ма-­ ла присуждена Государст­
тематической геофизики, венная премия. В 1941–
который возглавил Андрей 1942 гг. группа Григория
Николаевич Тихонов – впос-­ Александровича вела раз-
ледствии создатель тео- ведку нефти в Ишимбайс­
рии некорректных обрат- ком районе Башкирии, в
ных задач, имеющей са- 1943–1944 гг. – в районе
мое широкое применение Апшеронского полуостро-
во всех разделах геофи- ва в Азербайджане. В эти
зики. Под его руководс­ же годы были проведены
твом в стенах ИТГ были, первые сейсморазведоч-
в частности, разработаны ные работы на Каспийс­
основы магнитотеллури- ком море, тем самым по-
ческих методов изучения ложено основание морс­
внутреннего строения Зем-­ кой сейсмике7. С 1941 г.
ли. В наши дни развитие под руководством В.А. Ка-
электромагнитных мето­ ­зинского в ИТГ ведутся
дов изучения Земли ве- работы по измерениям
дется в Центре геоэлект­ силы тяжести на море.

7 Г.А. Гамбурцев: Воспоминания, очерки, статьи – М. : ОИФЗ РАН. 1998 / Под ред. В.Н. Стра-
хова и др. 268 с.

6

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Академик Г.А. Гамбурцев – созда- В 1949 г. по предложе­ кое ашхабадское земле-­
тель основ современной сейсмо- нию О.Ю. Шмидта дирек­ трясение 1948 г. (как когда-
разведки, в 1938–1949 гг. – за- тором ГЕОФИАН был наз-­ то крымское) вновь прив­
ведующий отделом физических начен Г.А. Гамбурцев. С са-­ лекло внимание к этой
методов разведки ИТГ АН СССР, мых первых дней работы проблеме. Г.А. Гамбурце-­
в 1949–1955 гг. – директор ИФЗ на новом посту Григорию вым был разработан весь-
АН СССР. 1941 г. Александровичу пришлось ма подробный план исс­
возглавить новую для него ледований, в котором ока-­
В 1946 г. произошло объе-­ и чрезвычайно ответствен­ зались предусмотренными
динение двух геофизичес-­ ную работу по изысканию практически все те зада-
ких институтов: СИАН и ИТГ. методов прогноза земле- чи, над которыми и поныне
Объединенный институт по­- трясений. Катастрофичес­ трудятся поколения сейс-­
лучил название Геофизи-­ мологов. Принципиальн­ о
ческого института АН СССР новым был переход от
(ГЕОФИАН), его первым ди-­ описательного подхода в
ректором стал академик сейсмологии к экспери-
О.Ю. Шмидт. Освобож­ ментальному, теоретичес­
денный в 1942 г. от обя- кое изучение очага земле-
занностей вице-президен- трясения. В 1949 г. также
та АН СССР О.Ю. Шмидт была заложена основа
получил возможность вновь Гармского прогностичес­
посвятить себя фундамен- кого полигона в Таджикис­
тальной науке: в 1949 г. тане.
вышла его знаменитая кни-­
га “Четыре лекции о тео- Начиная с 1945 г., исто-
рии происхождения пла- рия Института тесным об-­
нет”. Идеи Отто Юльеви- разом была связана с атом-­
ча были восприняты не ной промышленностью.
сразу, но впоследствии В 1946–1951 гг. под руко-
нашли полное подтверж- водством Г.А. Гамбурцева
дение наблюдательными создавались методы поис-­
данными. Развитие идей ков радиоактивных руд и
О.Ю. Шмидта, работы по велась их разведка; в 1951 г.
происхождению и ранней
эволюции Земли и планет
продолжаются в ИФЗ РАН
и в настоящее время.

Сотрудники Ташкентской сейс-
мической станции ГЕОФИАН
изучают реакцию грунтов на
сейсмические воздействия при
сейсмическом микрорайонирова-
нии территории Ташкента. 1964 г.

7

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Директор ИФЗ АН СССР ака-
демик М.А. Садовский (в цент-­
ре) среди коллег-сейсмоло-
гов.1970-е гг.

директор ГЕОФИАН внес действию геосфер про- лись под непосредствен-
в Правительство страны должились в Институте ным руководством ди-
предложение об организа­ физики Земли АН СССР, ректора ИФЗ академика
ции службы наблюдений за которому было присвоено Михаила Александровича
ядерными взрывами8. В Инс-­ имя О.Ю. Шмидта. Садовского (Земля и Все-
титуте была организована ленная, 2004, № 5); при его
специальная сейсмометри­ В 1960-х гг. в спецсекто­ непосредственном учас­
ческая лаборатория с дву- ре и в ОКБ ИФЗ АН СССР тии велась подготовка к
мя сейсмическими стан- была разработана высо- заключенному в 1962 г. До-
циями. Широкое развитие кочувствительная сейсми­ говору о запрещении ис-
работы по контролю за ческая аппаратура для ее пытаний ядерного оружия
ядерными испытаниями по-­ применения в составе в трех средах: в воздухе,
лучили в институте уже службы контроля за ядер- воде и в космосе. С это-
после его реорганизации ными испытаниями. Комп­ го момента сейсмический
в 1956 г., когда из соста- лексная сейсмологичес-­ метод стал основным ме-
ва ГЕОФИАН выделились кая экспедиция (КСЭ ИФЗ) тодом контроля за под-
институты Физики атмос- под руководством И.Л. Нер-­ земными испытаниями; в
феры (ИФА) и Прикладной сесова работала, в част его создание и внедре-
геофизики (ИПГ). Работы ности, над отысканием на-­ ние определяющий вклад
по изучению твердой обо- иболее эффективных мест внесли работы сотрудни-
лочки Земли и взаимо­ для установки этой аппа­ ков ИФЗ АН СССР9.
ратуры. Все работы ве-
В это же время в ИФЗ
также были возобновлены
работы по физике взрыва
(такие исследования про-
водились М.А. Садовским
в СИАН еще в довоенные
годы), создана базовая ка-­
федра МФТИ по этому нап-
равлению10. Проводились
экспериментальные исс­
ледования на полигонах и
в лаборатории, разраба-

8 Гамбурцев А.Г., Гамбурцева Н.Г. Григорий Александрович Гамбурцев, 1903–1955/ Из сер.
«Научно-биографическая литература». – М. : Наука, 2003. 300 с.

9 Васильев А.П. Атомный проект СССР и развитие отечественной геофизики // История наук о
Земле, 2009. Т. 2. № 3. С. 20–133.

10 Калмыков А.А., Писаренко В.Ф. Краткий научно-биографический очерк о М.А. Садовс-
ком /В кн.: Михаил Александрович Садовский: очерки, воспоминания, материалы / отв. ред.
А.В. Николаев. М. : Наука, 2004. С. 7–24.

8

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Геофизическая обсерватория
“Борок” ИФЗ РАН. Лабора-
торный корпус.

тывались математические фов и зарядов. В 1966 и результаты имели прин-
модели. В частности, была 1967 гг. в результате про- ципиальное значение для
создана модель образо- изведенных двух направ- понимания важнейших воп-­
вания взрывной воронки ленных взрывов – на ле- росов строения глубоких
от крупных взрывов. Поз- вом и правом берегу уще- недр: ядра и мантии Зем-
же эти работы нашли лья – с ювелирной точнос­ ли. Работы М.П. Воларо-
свое применение при мо- тью было передвинуто три вича и его учеников за-
делировании импактного миллиона кубометров гор-­ ложили основы механики
воздействия астероидов и ной породы на заплани- горных пород при высо-
метеоритов на поверх- рованное место. Через ких давлениях.
ность планет. Помимо ре- шесть лет – в 1973 г. –
шения задач оборонного плотина спасла город от Крупной вехой в исто-
назначения, велись рабо- катастрофы, остановив рии ИФЗ стал Междуна-
ты по мирному использо- се­левой поток объемом родный геофизический год.
ванию энергии взрыва, в 5,3 млн м3. Позже мето- В ИФЗ под руководством
том числе – ядерного. дом направленного взры- В.А. Троицкой были раз-
ва были созданы плотины вернуты широкие иссле-
Зримым результатом этой на реках Вахш, Бурлук, дования по физике ионос-
работы стала, в частнос­ Уч-Терек, а также другие феры и магнитосферы, ли-­
ти, селезащитная плоти- объекты11. тосферно-ионосферным и
на в Медео. До ее возве- солнечно-земным связям.
дения городу Алма-Ата, Как всегда, потребность Для изучения электромаг­
расположенному у под- в решении важнейших нитных полей в 1957 г. бы-­
ножия северных отрогов практических задач при- ла создана Геофизичес-­
Тянь-Шаня, постоянно уг-­ вела к необходимости кая обсерватория “Борок”;
рожала опасность от гря­ изучения фундаменталь- она расположилась в рай­
зекаменных потоков – се- ных вопросов: в частнос­ оне с низким уровнем ант-­
лей, устремляющихся от ти, была создана лабо- ропогенного электромаг-
ледников вниз по уще- ратория физики высоких нитного шума, на берегу
льям. В 1963 г. такой по- давлений. Полученные в Рыбинского водохранили­
ток уничтожил часть по- лаборатории под руко- ща в Ярославской облас­
селка Есик, неподалеку от водством В.А. Калинина ти. Изучение результатов
города; погибло множес­
тво людей, отдыхавших
на горном озере. Поныне
старые алмаатинцы пом-
нят, как специалисты ИФЗ
АН СССР изучали строе-
ние урочища Медео, пла-
нировали закладку шур-

11 Адушкин В.В. Творческий путь со взрывом / В кн.: Михаил Александрович Садовский: очер-
ки, воспоминания, материалы / отв. ред. А.В. Николаев. М. : Наука, 2004. С. 62–77.

9

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

наблюдений за коротко- тяжения” не только для совокупное влияние на
периодными и низкочас­ советских сейсмологов, но среду практически невоз­
тотными пульсациями гео­ и для специалистов со можно. Кроме того, из-
магнитного поля привело всего мира. В разные вестно, что иногда под-
к разработке фундамен- годы работы также про- готовленное продолжи-
тальных вопросов физики водились на Ашхабадском тельным накоплением нап-­
магнитосферы и ионосфе- и Ленинабадском полиго- ряжений сильное земле-
ры. Ныне обсерватория нах, на Камчатке и на Ку- трясение “отменяется”:
“Борок” ИФЗ РАН – уни- рилах, в других сейсмоак- вместо катастрофическо-
кальная комплексная сред-­ тивных регионах страны. го события происходит
неширотная геофизичес­ Землетрясения не зна- относительно медленная
кая обсерватория, в ко- ют межгосударственных “криповая” деформация,
торой ведутся исследо- границ, поэтому сейсмо- которая приводит к раз-
вания по ряду междуна- логические наблюдения рядке упругой энергии
родных программ и про- стали областью активного без видимых последствий
ектов: здесь, в частности, международного сотруд- для людей. Работы по фи-­
расположилась одна из ничества. В 1973 г. было зике землетрясения, ко-
станций международной заключено советско-аме- торые должны прояснить
системы INTERMAGNET. В риканское соглашение об закономерности наблюда­
обсерватории так же сло- исследованиях в области емых сейсмических явле­
жилась уникальная школа физики землетрясений и ний, продолжаются в Инс-­
в области изучения атмос- их прогноза. титуте, как и во всем мире,
ферного электричества хо-­ и сейчас.
рошей погоды. Несмотря на то что уда-
лось обнаружить ряд яв- Однако накопление и
С 1950-х гг. и до настоя­ лений, которые можно ха- обобщение наблюдатель-
щего времени одним из рактеризовать в качестве ных данных позволило
важнейших направлений предвестников землетря­ достичь весьма сущест­
работы ИФЗ АН стали ис-­ сений, надежды, возник- венного прогресса в дол-
следования природы сейс-­ шие в 1950–1960-х гг. на госрочном и среднесроч-
мичности, работы по оцен-­ создание надежных мето­ ном прогнозах землетря-­
ке сейсмической опаснос­ дов краткосрочного прог­ сений. Долгосрочный прог-­
ти и прогнозу землетрясе- ноза, не оправдались во ноз, по существу, предс-­
ний. В 1960-е гг. в Инсти- всем мире. По мнению тавляет собой задачу сейс-­
туте закладывались осно- сейсмологов, главная при-­ мического районирования,
вы физики очага земле- чина заключается в том, которая состоит в том,
трясения и была создана что землетрясение – ка- чтобы указать на веро-
модель лавинно-неустой- тастрофическое событие, ятность возникновения в
чивого трещинообразова- возникающее в системе, конкретной области на
ния, признанная в настоя- находящейся в состоянии про­тяжении продолжи-
щее время во всем мире. весьма далеком от рав- тельного (десятки или сот-
Исследования по поиску новесного. К нарушению ­ни лет) периода времени
предвестников землетря- устойчивости могут при- землетрясения определен-
сений были развернуты, вести весьма малые воз- ной силы.
в частности, на Гармском действия – например, три-
сейсмопрогностическом ггеры; даже колебания Как уже упоминалось,
полигоне в Таджикиста- атмосферного давления первая карта общего сейс-­
не, который на долгие или изменение уровня мического районирования
годы, вплоть до распада грунтовых вод. Отследить (ОСР) была создана в СИАН
СССР, стал “местом при- их все и предугадать их в 1937 г. С тех пор Инсти-
тут неизменно является

10

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Карта общего сейсмического районирования Российской Федерации “ОСР-97”, созданная в
ИФЗ РАН. 1997 г.

головной организацией, ве-­ ностный подход к построе- и иных характеристиках
дущей разработку карт нию карт “ОСР”. Работы по сейсмических воздейст­
ОСР. Они являются нор- созданию карт “ОСР-97” вий, необходимых для про-­
мативным документом, ко-­ в 2002 году были удос­ ектирования сейсмостой-
торый утверждается ор- тоены Государственной ких зданий и сооружений
ганами государственной премии Российской Феде­ с использованием совре-
власти и обязателен к рации. В 2015 г. издана менных методов расчета.
применению при проек- новая редакция карты “ОСР”, Эти работы ведутся в тес-
тировании любых зданий в ней были учтены некото- ном взаимодействии со
и объектов. В 1997 г. в рые новые данные о прои­ строителями и проектиров-­
ИФЗ РАН был создан комп-­ зошедших сильных зем- щиками.
лект карт “ОСР-97”, в ос- летрясениях последнего
нову которого была по- времени. В настоящее вре-­ В ИФЗ РАН недавно
ложена принципиально но-­ мя в ИФЗ РАН ведется разработан метод оценки
вая методическая основа, работа по подготовке но-­ вероятности возникнове­
предполагающая не прос­ вого комплекта карт сейс- ния сильных землетрясе­
то обобщение информации мического районирования, ний на основе анализа
по произошедшим земле­ в основу которых положе- дол­говременных записей
трясениям, а количествен- ны современные методо- сейсм­ ического шума. Ис-
ный расчет сейсмических логические принципы: в пользуются компьютер-
воздействий от сейсмо- них включена не только ные методы обработки
генерирующих структур – оценка интенсивности (в больших данных с исполь-
активных разломов. Впер- баллах), но и данные о пи- зованием высокопроизво-
вые был применен вероят- ковых ускорениях грунта дительных вычислений, поз-­
волившие, в частности,

11

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

дать предварительный сред-­ Институт оснащен но- Института необходимо вы-­
несрочный прогноз разру­
шительного землетрясе- вейшим магнитометричес­ делить исследования по
ния Тохоку, произошед-
шего в 2011 г. ким оборудованием – глобальной и региональ-

Необходимо отметить сверхпроводящим магни- ной геодинамике; они
важнейший вклад, кото­
рый ученые Института фи-­ тометром и иными при- проводятся с использо-
зики Земли вносят в изу­
чение магнитного поля борными комплексами, ванием разных методов,
Земли. В 1960–1970-х гг.
под руководством С.И. Бра­- которые позволяют с вы- начиная с середины XX в.
гинского в ИФЗ была раз-
работана теория магнит- сокой точностью получать Широкое признание в ми­
ного динамо, функциони-
рующего в жидком внеш- из образцов горных пород ре получили работы по мо-
нем ядре Земли и “отвеча-
ющего” за формирование информацию об истории делированию мантийной
Главного магнитного поля
нашей планеты. В работах магнитного поля Земли. конвекции: в частнос­ти –
Брагинского был разре-
шен ряд принципиальных Результаты этих иссле- достижения в отношении
трудностей формирования
магнитного поля в потоке дований используются, в роли континентальныхли-­
проводящей жидкости. Эти
исследования затем полу- частности, для того, чтобы тосферных плит в регу-
чили признание и широкое
развитие во всем мире. усовершенствовать тео-­ ляции конвективных те-

Важнейшей задачей со- рию магнитного динамо  чений. Важнейшее значе-
временных моделей ге-
одинамо является восп- работы в этом направле- ние имеют результаты в
роизведение в матема-
тической модели факти- нии в ИФЗ РАН продолжа- области физико-химичес­
ческих закономерностей
эволюции магнитного по­ ются. ких преобразований ве-­
ля нашей планеты. Для
того чтобы найти эти Другим фундаменталь- щества в земной коре и в
закономерности, ученые
Института изучают маг- ным результатом палео- мантии и их роли в фор-
нитные свойства горных
пород, образовавшихся в магнитных исследований мировании вертикальных
различные геологические
эпо­хи: изверженные и является реконструкция движений, они находят
осадочные породы (при
их формировании) фик- ис­тории движений литос- применение в обоснова-
сируют информацию о
величине и направлении ферных плит, которые при- нии принадлежности час­
магнитного поля в этот
период. в­ одили к формированию ти Арктического шельфа

и распаду континентов, го-­ Российской Федерации.

рообразованию и форми- Известны достижения

рованию океанских впа- ученых ИФЗ в области изу-­

дин. Чрезвычайно важным чения глубинного строе-

является изучение веро- ния Земли с использова-

ятного будущего магнит- нием методов сейсмоло-

ного поля Земли: оценка гии: в стенах Института

вероятности смены полю­ был создан, в частности,

сов (инверсии) и иных от-­ метод “приемных функ-

носительно быстрых изме-­ ций”, который позволяет

нений конфигурации поля, устанавливать с высокой

которые могут ослабить точностью рельеф глубин-

защиту планеты от косми­ ных сейсмических границ.

ческого излучения. Эти Разработан SKS-метод изу-

направления на протяже­ чения сейсмической ани-

нии многих лет (и ныне) зотропии (которая связа­

активно развиваются в на с упорядоченной ори-

Институте, а полученные ентировкой зерен мине­

результаты имеют широ- ралов) возникающей как

кое международное при- следствие течений в ман-

знание. тии. Применение этих ме-­

Среди фундаментальных тодов позволило устано-

направлений исследований вить многие важные осо-

12

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Разработанный в ИФЗ РАН са-
молет-лаборатория для про-­
ведения аэрогравиметричес­
кой съемки.

бенности строения и эво- ной космической станции. метрии, позволяет специ-
люции литосферы и ман- Институт продолжает ак-­ алистам ИФЗ РАН решать
тии Земли. как фундаментальные, так
тивно развиваться. Жизнь, и прикладные задачи. В
Учеными ИФЗ развиты потребности общества и частности, оказывается воз-­
новые модели деформи- гос­ ударства, внутренняя можным по спутниковым
рования горных пород логика развития фунда- данным не только следить
различного генезиса; они ментальной науки ставят за перемещениями литос-
позволяют объяснить на- перед учеными ИФЗ РАН ферных плит и уточнять
блюдаемые закономерно- новые задачи. механизмы очагов силь-
сти в формировании ре- ных землетрясений, но и
гиональных и локальных Необходимость точного вести мониторинг ополз-
структур. В стенах Инсти- изучения гравитационного ней, оценивать просадку
тута зародилось и актив- поля Земли привела спе­ зданий и сооружений, а
но развивается тектоно- циалистов Института к соз-­ также обнаруживать тех-
физическое направление данию современного при- ногенные деформации зем-­­
исследований, ведутся ис-­ борно-методического комп-­ ной поверхности в облас­
следования в области вул­ лекса для аэрогравимет­ тях разработки полезных
канологии. рических измерений, с его ископаемых.
помощью мы можем по-
Со времени опублико- лучать карты поля зем- Истощение традицион-
вания работ академика ной силы тяжести (в том ных запасов нефти требу-
О.Ю. Шмидта по космо- числе – над акваториями) ет разрабатывать трудно
гонической теории в Инс­ с точностью и масштабом, извлекаемые ресурсы: слан-­
титуте не прекращались которые были ранее до- цевую нефть, месторож­
исследования планет и их ступны только при прове- дения арктического шель-
спутников. Пионерские ра-­ дении наземных съемок. фа, а также повышать эф-
боты в области уравнения Эти работы были удосто- фективность извлечения
состояния вещества пла- ены в 2005 г. Премии Пра- углеводородов из старых
нет-гигантов были выпол- вительства Российской Фе-­ месторождений. Для этого
нены в ИФЗ в 1960–1970-е дерации. Использование требуется не только со-
годы. Фундаментальные ре-­ современных методов кос-­ вершенствование методов
зультаты получены при изу-­ мической геодезии, вклю- геофизической разведки,
чении глубинного строе­ ­- чая системы ГЛОНАСС и но и разработка способов
ния Луны, Марса и Вене­ GPS и данные радарной повышения нефтеотдачи,
ры. В Институте создают-­ спутниковой интерферо-
ся приборы, которыми ос-­
нащаются исследовательс-­
кие космические аппараты.
Комплексы, разработанные
в ИФЗ РАН, установлены, в
частности, на Международ-­

13

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Установка автономной сейс-
мической станции в Респуб­
лике Бангладеш с использо-
ванием солнечных панелей
для обеспечения длительной
работы.

а также снижение эколо- ями нефтегазовой отрас- том числе – покрытых
гических и иных техно- ли и по их заказам. льдом. В сотрудничестве
генных рисков при разра- с предприятиями про-
ботке. Для решения этих Важность изучения Арк­ мышленности ведется раз-­
задач необходимо глубо- тического шельфа России работка соответствующих
кое понимание физики и побудила ученых Институ- приборов и оборудова-
механики горных пород та создать ряд новых ме- ния.
и процессов, происходя- тодов сейсмических исс-­
щих в процессе освоения ледований акваторий, в Ограниченный объем
месторождений. В ИФЗ РАН юбилейной статьи не по-
развернуты широкие экс- зволяет по достоинству
периментальные и теоре- охарактеризовать все нап-­
тические исследования в равления работы Инсти-
области нефтегазовой и тута, многое осталось за
прикладной геофизики, рамками этого текста.
они ведутся в тесном взаи-­ Статьи ученых ИФЗ РАН,
м­ одействии с предприяти- помещенные в этом вы-
пуске журнала, призва-
ны дать более широкое и
полное представление о
масштабах работы и за-
дачах, стоящих перед на-
шим коллективом.

Сейсмоакустические экспери-­
менты, инициированные ИФЗ
РАН и АО Концерн «МПО
“Гидроприбор”», выполняют
П.Д. Груздев и А.Л. Собисе-
вич на Ладоге. 2017 г.

14

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Институт устремлен в чи – все это привлекает России, расширяем меж-
будущее. Тесное сотруд- молодых людей. В последние дународное сотрудничест­
ничество с МГУ, Московс­ годы увеличивается прием во. Но и остаемся верны
ким физико-техническим в аспирантуру ИФЗ РАН, в нашим традициям, сфор-
институтом, с другими ве- диссертационном совете мировавшимся за 90 лет
дущими вузами, где уче- защищают все больше не истории Института: тради-
ные ИФЗ РАН читают лек- только кандидатских, но и циям научной честности,
ции и руководят научной докторских диссертаций. ответственности и предан­
работой студентов, обе- ности нашему делу.
спечивает приток молоде- Институт меняется: мы
жи в стены ИФЗ. Возмож- адаптируемся к новым реа-­ С.А. ТИХОЦКИЙ,
ность проводить исследо-­ лиям, внедряем современ-­ член-корреспондент РАН
вания на современном обо-­ ные технологии, развива-
рудовании, романтика по- ем обсерваторскую сеть, директор
левой и экспедиционной активно включаемся в реа- Института физики Земли
жизни, интересные зада- лизацию Стратегии научно-
технологического развития им. О.Ю. Шмидта РАН

Информация

Запуск “открывателя”
экзопланет

18 апреля 2018 г. со стар- Рабочая орбита космической обсерватории “TESS”. Рисунок NASA.
товой площадки SLC-40 кос-­
модрома Канаверал с помо- пытаний приборов снимки восходящий тестовый. В се-
щью РН “Фалькон-9” (при- “TESS” будут охватывать редине июня 2018 г., после
надлежит частной компании участок неба, в 400 раз пре- двух месяцев орбитальных
“SpaceX”) запущена амери-
канская космическая обсер-
ватория “TESS” (Transiting
Exoplanet Survey Sa­tellite –
спутник наблюдения за экзо-
планетами транзитным ме-­
тодом). 18 мая 2018 г. с по-
мощью одной из четырех
камер обсерватории сделан
тестовый снимок 200 тысяч
звезд. После завершения ис-

15

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Процесс сборки космичес­
кой обсерватории “TESS” в
Массачусетском технологи­-
ческом институте. Рисунок
NASA/JPL.

маневров и проверки рабо­ты вышел на высокоэллипт­ ичес­- делает два витка за 27,3 су-
систем, обсерватория прис-­ кую околоземную орбиту вы­ ток (за это время Луна де-
тупила к выполнению своей сотой в перигее 108 тыс. км, лает полный оборот вокруг
научной программы. Аппа­рат в апогее – 375 тыс. км. “TESS” Земли). Этот тип орбиты наи-­
более удобен: он позволит об-­
серватории проводить боль-
шую часть своего времени
в темноте, и легко обмени-
ваться данными с наземными
службами с минимальными
помехами от солнечного све-­
та – в отсутствии космическо-

Устройство космической обсерватории "TESS" и ее научная аппаратура. Рисунок NASA.
16

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Две полусферы небосвода с способны работать в спект- ря на то, что открыла более
полосами, их сканируют с помо- ральном диапазоне – от 600 2600 экзопланет, проводила ис-
щью телескопов космической до 1000 нм. Обсерватория соз-­ ­следования объектов на уда-
обсерватории "TESS" (слева), и дана Массачусетским техно­ лении до 3 тыс. св. лет. По
Южное полушарие неба с сек- логическим институтом по плану, “TESS” в течение года
торами, которые наблюдали с программе “Explorer” NASA; будет сканировать сначала
ее помощью в течение первого руководитель программы ис­ Южное полушарие неба (оно
года работы (справа). Каждые следований – Дж. Рикер (Ин- поделено на 26 секторов пло-
два витка орбиты сдвигается ститут астрофизики и кос- щадью 24º × 96º); каждый сек-­
поле обзора телескопов. Спра- мических исследований им. тор будет исследован в тече-
ва приведена шкала времени: Кавл­ и, США). ние 27 суток; на следующий
показано, в какой из периодов с год – та же работа в Север-
помощью телескопов будет об- Обсерватория “TESS” явля-­ ном полушарии неба. Дан-
следован определенный сектор ется продолжением успешной ные, полученные с помощью
неба. Рисунок NASA. работы (в 2009–2016 гг.) кос-­ обсерватории “TESS”, будут
мической обсерватории NASA не только содержать резуль-
го мусора и сильного излуче- “Кеплер” (Земля и Вселен- таты измерения яркости це-
ния – которые способны вы- ная, 2011, № 6; 2014, № 5). левой звезды (в течение двух
вести аппаратуру из строя. Однако, в отличие от обсер- минут), но и изображения
Каждые 13,7 дней “TESS” ватории “Кеплер”, новая мис-­ полного неба (каждые пол-
сближается с Землей и пере- сия сосредоточится на звез- часа), захватывающие более
дает собранные данные (см. дах, в 100 раз более ярких; 20 млн звезд и 10 млн галак-
стр. 3 обложки, вверху). Ра- отберет наиболее подходящие тик. Предполагается, что с
бота обсерватории рассчита- из них для детального изу- помощью обсерватории уче-
на на два года, но экономно чения и определит цели для ные откроют более 20 тыс.
расходуя топливо, она может будущих программ. Главная экзопланет, из которых от
быть продлена на несколько цель программы, названной 500 до 1000, возможно, будут
десятилетий. “Миссия века”, – находить эк-­ планетами земного типа, с
зопланеты размером с Землю ор­битальными периодами до
Обсерватория “TESS” дли- (попадающие в обитаемую 2 месяцев; 70 планет – в оби-
ной 1,5 м, диаметром 1,2 м зону), удаленные от нас не таемой зоне, все они будут
(размах двух панелей солнеч-­ более чем на 200 св. лет. Об- вращаться вокруг красных
ных батарей – 3,9 м, мощность – серватория “Кеплер”, несмот­ карликов, а 11 из этих 70-ти
433 Вт) и массой 350 кг ос- будут иметь радиус не более
нащена четырьмя широко- 2 R3. Для этого будут иссле-
угольными оптическими те­ дованы ближайшие к Земле
лес­копами-рефракторами с 500 тыс. звезд спектральных
апертурой 10 см и полем зре- классов G, K и M ярче 12m и
ния 24° × 24°; они охватывают около 1000 ближайших крас-­
участок неба в виде вытяну- ных карликов. В итоге “TESS”
той полосы площадью около за два года должна исследо-
10 тыс. полных лун. В рабо- вать 85% небосвода.
чее тело каждого телескопа
встроены ПЗС-камеры с раз- Пресс-релиз NASA,
решением 67,2 Мп; которые 19 апреля 2018 г.

17

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Науки о Земле

Уникальная тектоника Земли

В.П. ТРУБИЦЫН,
член-корреспондент РАН
Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН
Институт теории прогноза землетрясений РАН

Только на Земле верх- от них. Континенты вре- ции на всех тектониче-
няя холодная жесткая ли­ мя от времени объеди- ски активных планетах
тосфера течениями теп-­ няются в суперконтинен- горячие восходящие по-
ловой конвекции предс­ ты, а затем расходятся. токи тепловой конвек-
тавляет собой систему ции приобретают форму
жестких литосферных При высокой интенсив- узких струй – плюмов.
плит, которые участвуют ности тепловой конвек- Однако, только на Зем-
в конвективном круго- ле плюмы, прорываясь
обороте вещества ман- на поверхность движу-
тии. Плиты сцеплены меж­- щихся плит, образуют на
ду собой, а при их “сры- них цепочки застываю-
ве” возникают землетря­ щих вулканов. В насто-
сения. На Земле кора не ящее время глобальная
сплошная, она состоит тектоника литосферных
из нескольких континен­ плит, плавающих конти­
тов, плавающих на по- нентов и мантийных плю-­
верхности среди литос- мов может быть восп-­
ферных плит, которые то роизведена в процессе
“примерзают” к конти- численного моделирова­
нентам, то отрываются ния.

СИЛИКАТНЫЕ ПЛАНЕТЫ щества первичного соста- циация вещества облака
ва сконцентрировалась в по химическому составу.
Солнечная система об- Солнце; из остатка обла- В Солнечной системе воз-
разовалась в результате ка возникли планеты. До никли две группы планет:
гравитационной неустой- их образования в грави- близкие к Солнцу планеты
чивости газопылевого об-­ тационном поле Солнца земной группы, состоя-
лака. Большая часть ве- происходила дифферен- щие из силикатных ман-

18 DOI: 10.31857/S004439480002474-2 © В.П. Трубицын

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

тий и железных ядер, и хожими на жидкость, но активности и показали,
дальние планеты-гиганты, не затвердевают. Доктор что он равен трем – для
состоящие в основном из физико-математических Земли и Венеры, двум –
легких элементов (водо- наук В.Н. Жарков и автор для Марса, Ио и Европы,
род, гелий, вода, метан, статьи рассчитали форму одному – для Меркурия и
аммиак). Вначале, после и гравитационное поле гид-­ нулю – для Луны. Благо-
образования планет, их ростатически равновесно­ даря малым размерам в
недра были очень горя- го вращающегося Юпите­ Меркурии тепловая кон-
чими, а затем в процессе ра. Измерения, выполнен- векция затухает, а Луна
эволюции остывали; при ные при пролетах АМС “Пи-­ почти затвердела.
этом быстрее остывали онер-10” 4 декабря 1973 г.
менее массивные плане­ и “Пионер-11” 3 декабря Холодная твердая обо-
ты. Температуры поверх- 1974 г., подтвердили со- лочка силикатных текто-
ности планет земной груп- ответствие газожидкому нически активных планет –
пы варьируют, примерно состоянию Юпитера. Эта литосфера – состоит из
от –50º С до +500º С; пос­ концепция о газожидком двух частей: легкой коры,
кольку они ниже темпера- состоянии всех планет-ги- выплавленной из силикат-
туры плавления силикат- гантов стала общеприня- ной мантии, и верхнего
ных пород, то все плане- той. хо­лодного слоя мантии.
ты земной группы имеют Вследствие этого толщи-
твердые оболочки-литос- Кроме “силикатных” пла-­ на и прочность литосфе-
феры. нет земной группы и Луны ры двояко зависят от тем-
в Солнечной системе есть пературы недр. В недрах
Температуры поверхнос-­ еще два больших спутника менее горячей планеты
ти планет-гигантов варьи- Юпитера – Ио, состоящий возникает более толстый
руют в пределах от –100 из силикатов, и Европа, у мантийный слой литосфе-
до –200º С. До середины которого поверх силикат- ры; в слишком горячей –
1950-х гг. предполагалось, ной мантии плещется ано- наиболее толстая кора. В
что недра планет-гигантов мально глубокий водный результате на всех плане-
успели остыть, и при очень океан, покрытый 100-ки- тах земной группы (кроме
высоком давлении вещест-­ лометровым слоем льда. Земли) литосфера покры-
во недр этих планет могло вает всю поверхность в
стать твердым; поэтому дол- Несмотря на вековое ос-­ виде цельной плиты и
г­ ое время планеты-гиган- тывание (благодаря выде-­ представляет собой теп­
ты считались ледяными, лению тепла радиоактив­ ловую и механическую
имеющими толстую газо- ных изотопов недр) сили- “крышку”. Например, в нед-­
вую атмосферу. Однако из-­ катные планеты и спутни- рах Марса горячее вещест-­
мерения показали, что из ки до сих пор горячие и во прорывается через ли-­
недр Юпитера поступает размягченные; в их ман- тосферу только в виде от-
небольшой поток тепла. тиях продолжается тепло-­ дельных мощных струй,
На основании этих дан- вая конвекция, она и явля­ порождающих большие вул-­
ных в ИФЗ РАН в 1966 г. ется движущей силой всех каны. На Венере – тепло
автором статьи определе- тектонических проявлений долгое время накаплива­
на температура в центре на этих планетах. ется под литосферой; за-­
Юпитера: 20 000 К. При та-­ тем горячее вещество
ких температурах (даже Для характеристики тек-­ взрывается и перемешива-­
при очень высоких дав- тонической активности си-­ ется (это происходит лишь
лениях) водород и гелий ликатных планет и спут- эпизодически). Поскольку
хотя по своим свойствам ников Р. Штерн (США), вещество, находящееся
и становятся более по- Т. Геря и П. Такли (Швей- на поверхности Венеры,
цария) в 2018 г. ввели по-
нятие условного индекса

19

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

имеет возраст около тию, в результате дно оке- морожено” к континен-
0,5 млрд лет, то предпола­ анов перемещается подоб-­ там Северной и Южной
гается, что таков же ин- но конвейерным лентам, Америки, Евразии и Аф-
тервал между “перестрой- движущимся со скоростя­ рики (такие окраины кон-
ками” ее литосферы. ми порядка 1–10 см в год тинентов называют пас-
и обновляющимся в сред- сивными). Поскольку пли-
ОСОБЕННОСТИ нем через 60 млн лет. ты расходятся в разные
Земля составлена из семи стороны (каждая со ско-
ТЕКТОНИКИ ЗЕМЛИ крупных плит, нескольких ростью около 1,5 см в год),
средних и множества мел- то в результате Атланти-
Мантия Земли нагрева- ких. На шести крупных ческий океан расширяет-
ется снизу потоком тепла, плитах находятся конти- ся со скоростью около 3 см
идущего из ядра, и изну- ненты, и только одна, боль-­ в год. Горячее вещество,
три – при распаде ради- шая, не имеет континен- выходящее из мантии в
оактивных элементов. По-­ та – Тихоокеанская плита. хребте Тихого океана, так-­
этому в мантии при пере- Границы между плитами же “расходится” в сторо­
паде температур около могут быть трех видов: ди-­ ны и “примерзает” к пли-
4000º С происходит интен- вергентные, трансформные там. Самая большая на
сивная тепловая конвек- и конвергентные; в них Земле Тихоокеанская пли-­
ция. плиты, соответственно, рож-­ та движется на северо-за-
даются, смещаются друг пад со скоростью около
Только на Земле (в част- относительно друга и по- 10 см в год, охлаждает-
ности, благодаря размяг- гружаются в мантию. ся, становится тяжелой и
чению водой) литосфера погружается в мантию в
под океанами (состоит из Рождаются плиты в сре- зонах субдукции под Ку-
коры толщиной 6 км и хо- динно-океанических хреб- рильские острова, Камчат-­
лодного слоя мантии тол- тах. Система этих хребтов ку и Японию. Вещество
щиной в среднем 60 км) представляет собой ги- хребта, движущееся на
оказалась относительно не гантскую трещину в литос-­ восток, также наращивает
такой толстой и непроч- фере, опоясывающую всю плиты Наска и Кокос, ко-
ной; благодаря этому те- Землю. С севера она идет торые погружаются в зо-
чения тепловой конвекции через Атлантический оке- нах субдукции, соответст­ ­-
постоянно “раскалывают” ан, далее огибает с юга венно, под континенты;
литосферу на части – ли- Африку, проходит с запа- Южная Америка и Север-
тосферные плиты. Они, по- да на восток через Индийс­ ная Америка. Такие окра-
добно ледоходу на реке, кий океан, огибает с юга ины континентов называ-
мантийными течениями пе-­ Австралию, идет с юга – на ют активными.
ремещаются по поверхнос-­ север через Тихий океан,
ти. уходит под Северную Аме-­ Благодаря силе трения,
рику, поворачивает под Ев-­ движущиеся с разными
Главное отличие литос-­ разию. В будущем она скоростями плиты, посто­
ферных плит от льдин может “замкнуться” через янно деформируясь, дол-­
состоит в том, что лед Северный Ледовитый оке- гое время остаются сцеп­
легче воды и не тонет; а ан. В эту трещину снизу ленными. Когда же напря-
вещество плит имеет сос­ из мантии постоянно пос­ жения достигают критиче-
тав, близкий к мантийно- тупает горячее вещество, ского значения, то возни-
му, но оно более холодное оно расталкивает плиты и кают локальные разрывы
и, следовательно, более “примерзает” к ним. Со сто-­ между плитами, вызыва-
тяжелое. По этой причи- роны молодого Атланти­ ющие землетрясения. При
не плиты, подобно листам ческого океана дно “при-­ этом раздробленность ли-
фанеры на воде, с одного
края погружаются в ман-

20

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Американская Австралийская
Американская

Карта современной поверхности Земли. Толстой красной линией показана система средин-
но-океанических хребтов, в которых горячее вещество выходит из мантии и, застывая, “на-
ращивает” плиты. Красными кружками отмечены горячие точки Земли – места выхода на по-
верхность мантийных плюмов – горячих конвективных струй, поднимающихся со дна мантии
(Schubert et al., 2014).

тосферы на плиты не дает местами – образуя шесть тоники литосферных плит.
возможности накапливать-­ континентов и несколько “Легкие” континенты пла-
ся катастрофическим нап-­ крупных островов. вают на вязкой мантии,
ряжениям, которые могут среди океанических плит,
спровоцировать катаклизм. В 1912 г. немецкий гео­ которые временно “при-
физик и метеоролог, соз-­ мерзают” к континентам,
Океаны на Земле зани- датель теории дрейфа ма-­ но потом, охлаждаясь и
мают только 70% земной териков Альфред Вегенер, утяжеляясь, погружаются
поверхности, остальная еще на примере Пангеи в мантию. В мантии ве-
часть занята континента- (суперконтинента, сущест-­ щество плит нагревается,
ми, состоящими из коры вовавшего в конце палео­ размягчается, размешива­
средней толщиной 50 км зоя и начале мезозоя, ется и выходит на поверх-
и нижележащей холодной объединявшего практичес-­ ность в срединно-океани-
части мантии, с “корнями” ки всю сушу Земли 335– ческих хребтах. За время
толщиной до 200 км. Вто- 175 млн лет назад) пока­ дрейфа континента в те-
рой особенностью текто- зал, что континенты дрей- чение нескольких милли-
ники Земли является то, фуют, объединяются в су-­ ардов лет океанические
что континентальная кора, перконтиненты и затем плиты “примерзают” к нему
выплавившаяся из мантии, опять расходятся. Эти про-­ и отрываются от него мно-
покрывает поверхность цессы были поняты только го раз. В настоящее вре-
Земл­ и не сплошь (как на после открытия конвек- мя основные физические
других планетах), а только ции в мантии Земли и тек-

21

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Модель конвекции в мантии с вязко-пластической реологией (расчет автора). Распределения
вязкости (а) и температуры (б), возникающие при конвекции; показаны цветом, шкалы при-
ведены справа. Скорость течений показана стрелками, с максимальным значением 15 см в
год. Вверху приведено распределение горизонтальных скоростей движения возникших плит.
Верхняя, холодная высоковязкая литосфера, мантийными течениями была разбита на шесть
плит: с тремя хребтами и двумя зонами субдукции.

процессы глобальной тек-­ ферных плит были сфор- векции в жидкости, вяз-
тоники Земли поняты, в час-­ мулированы зарубежными кость которой в значи-
тности, благодаря матема-­ учеными в 1950-х гг. на тельной степени зависит
тическому моделированию. основании данных, полу- от температуры и возни-
ченных в результате наб­ кающих в жидкости напря-­
ЧИСЛЕННЫЕ МОДЕЛИ, ВОС- людений дна Мирового жений, продолжает уточ-
ПРОИЗВОДЯЩИЕ ТЕКТОНИКУ океана. Количественная тео­- няться по настоящее вре-
ЗЕМЛИ рия участ­вующих в кон- мя.
векции литосферных плит
Литосферные плиты. Предс­- основана на решении Для того, чтобы проиллюст­-
тавления тектоники литос-­ уравнений тепловой кон- рировать процесс “разб­ и-­
вания” океанической ли-

22

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

тосферы на отдельные плит, каждая из которых никает тепловая конвек-
плиты, в 2012 г. автором движется со своей ско- ция с несколькими кон-
в ИФЗ РАН были прове- ростью, утолщается по вективными ячейками; кон-­
дены численные экспери- мере удаления от хребта вективные течения приво-
менты. Рассмотрен нагре- и погружается в мантию в дят в движение пластины.
ваемый слой жидкости с зонах субдукции. Рассчи- Поскольку пластины “тор-
вязкостью, зависящей от танный рельеф дна океа- мозят” выход тепла из
температуры и давления, на показывает глубоковод-­ мантии, то они изменяют
соответствующей силикат-­ ные впадины и области распределение темпера-
ному веществу мантии. В подъема дна в хребтах. туры в мантии и вызыва-
слое возникает тепловая ют перестройку во всей
конвекция. При этом вяз- Рассчитанные в этой мо-­ структуре мантийных те-
кость верхнего, более хо- дели поля температур и чений. Результаты этого
лодного слоя оказывается вязкости в мантии, а так- численного эксперимента,
очень высокой, порядка же скорости конвектив- выполненного на прос­
1026 Пас, что соответст­ ных течений, скорости плит тейшей модели, подтверж­
вует вязкости литосферы. и рельеф дна океана очень дают и иллюстрируют от-
Далее было учтено свойст­ ­ хорошо соответствуют на- крытые А. Вегенером (и
во эффективной плас­ блюдаемым проявлениям затем развитые Т. Виль-
тичн­ ости вещества Земли тектоники литосферных соном) закономерности
(с учетом микротрещин и плит на Земле (Schubert et дрейфа континентов и вы-
содержания воды), при al., 2014). являют ряд их новых за­
которой вязкость вещест­ кономерностей.
ва зависит не только от Эволюция плавающих кон­-
температуры и давления, тинентов. Основы тектони-­ Для моделирования бу­
но и от напряжений. Это ки плавающих континен- дущего дрейфа конти-
приводит к тому, что в мес­ тов были разработаны в нентов автором в 2008 г.
тах повышенного напря- ИФЗ РАН в 2000-х годах. была рассмотрена сфери-
жения повышается кон- Для описания взаимодейст­ ческая модель конвекции,
центрация микротрещин вия конвективных течений максимально приближен­
и эффективная вязкость и континентов и выявле- ная по параметрам к сов­
вещества значительно па- ния закономерностей их ременной мантии Земли.
дает. Наибольшие напря- дрейфа решалась взаи-­ Сейсмическая томография
жения при конвекции воз- мосвязанная система урав-­ позволяет получить про-
никают над нисходящими нений конвекции в жидкос-­ странственное распреде-
конвективными течениями ти и уравнений движения ление скоростей сейсми-
в утолщенной части ли- твердых тел Эйлера. ческих волн в мантии. Из-
тосферы. вестно, как эти скорости
Понять физические про-­ зависят от температуры.
В процессе моделиро- цессы, проявляющиеся при В результате пересчета
вания было показано, что взаимодействии конвек- было найдено пространст-­
в слое нагретой жидкос­ тивных течений с плаваю­ венное распределение тем-­
ти с вязко-пластической щими континентами, мож- пературы в недрах сов-­
реологией вещества, со- но с помощью численно­ ременной Земли. Такое
ответствующей веществу го эксперимента, выпол- расп­ ределение темпера-
мантии Земли, возникает ненного автором в 2005 г. туры было определено на-
конвекция. При этом верх- Был рассмотрен слой вяз-­ чальным состоянием. Та-
ний высоковязкий слой – кой нагреваемой жидкос­ ким образом, рассчиты-
литосфера – разбивается ти, на который помещены валась не абстрактная
на несколько жестких две легкие твердые плас­ модель конвекции, а
тины. В жидкости воз-­

23

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

‒1

Модель эволюции конвекции с двумя плавающими континентами (расчет автора). Показа-
но положение континентов и температура в мантии в последовательные моменты времени,
в млн лет. Красной линией очерчен рассчитанный относительный тепловой поток Nu, зеле-
ной линией – рельеф h, в км. Пластины (континенты) сначала объединяются над нисходящим
конвективным потоком. Благодаря теплоэкранированию мантия под возникшим суперконти-
неном прогревается, суперконтинент поднимается и разрывается. Весь цикл занимает при-
мерно 0,5 млрд лет.

соответствующая совре­ нений Эйлера для пере- Благодаря механичес­
менному состоянию Зем- мещения и вращения кон- кому сцеплению конвек-
ли. Затем на жидкость тинентов под действием тивные течения привели в
наложено шесть тепло- сил вязкого сцепления с движение все континенты
проводных жестких пла- мантийными течениями, с и острова. Однако благо­
вучих пластин, соответст­ учетом обратного теплово- даря тепловому взаимо-
вующих по форме совре- го и механического влия­ -­ действию континенты неп-­
менным континентам, и ния континентов на кон- рерывно влияют на поле
восемь меньших пластин, векцию. температуры в мантии.
соответствующих по тому Поскольку модель пост­
же параметру большим Расчеты показали, как роена с учетом всех ме-
островам. Далее реша- холодные области мантии ханических и тепловых
лась система уравнений стали опускаться, а горя- взаимодействий вязкой
тепловой конвекции сов­ чие – подниматься и как в мантии и твердых конти-
местно с системой урав- мантии возникла тепловая нентов (и при этом – для
конвекция.

24

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Расположение континентов в будущем (расчет автора), время исчисляется в млн лет; мак-
симальная длина стрелки соответствует скорости 12 см в год. Контуром показаны рассчи-
танные положения континентов и островов, а стрелками – скорость мантийных течений в
последовательные промежутки времени в будущем, на 100 млн лет вперед. Согласно модели,
Южная Америка будет двигаться к Антарктиде, а Евразия, Австралия и Африка объединятся
в суперконтинент.

параметров вещества, со- тийной конвекции со все- модели конвекции стали
ответствующего современ-­ ми шестью плавающими рассчитываться также за
ному состоянию Земли), то континентами и крупны- рубежом. Однако в этих
она позволила рассчитать ми островами, форма ко-­ моделях пока учитывают-
будущий дрейф континентов. торых соответствует дан- ся только четыре конти-
ным наблюдений для нента, при этом они упро-
Численные модели, рас- современной Земли. В по- щенно представляются в
считанные в ИФЗ РАН, по- следнее время подобные виде квадратов.
казывают эволюцию ман-

25

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Мантийные плюмы. Предс­- Наибольшее извержение “добить” динозавров. Од-
тавления о мантийных плю-­ вулкана возникает при про-­ нако все эти события,
мах были введены в 1971 г. рыве через литосферу на возможно, лишь “сдвину-
Дж. Морганом для объяс­ поверхность Земли “го- ли” процесс во времени,
нения происхождения це-­ ловки” плюма. После зас­ поскольку биологическая
почек вулканических ост­ тывания магмы образует- эволюция всегда сопро-
ровов типа Гавайской. ся большая магматичес­ вождается вымиранием и
Предположили, что в ман-­ кая провинция. На суше рождением новых видов.
тии Земли существуют ее называет траппом, на
горячие узкие вертикаль- дне океана – базальтовым После прохождения “го-
ные долговременные струи- плато. Наибольшие на Зем-­ ловки” плюма за ним оста-
плюмы, которые “прожи- ле – сибирские траппы – ется и постоянно действу-
гают” движущиеся плиты образовались 250 млн лет ет в течение до 200 млн
непосредственно над плю-­ на­зад в результате посто- лет “ножка” плюма. Она
мом. В мировой научной янного извержения вулка- создает цепочку вулканов
литературе о природе плю-­ на в течение нескольких на движущей литосфер-
мов долгое время шли лет. Существует гипотеза ной плите. Современное
дискуссии: высказывались о том, что именно эта ка- место выхода горячего ве-
предположения о том, что тастрофа привела к вы- щества плюма на поверх-
плюмы зарождаются толь-­ миранию первичных пре- ность литосферной плиты
ко благодаря химическим смыкающихся, освободив называют горячей точкой.
примесям легкого вещест­ место для распростране- На приведенной в нача-
ва и поднимаются в ман- ния динозавров на Земле. ле статьи карте рельефа
тии, не завися от конвек- При этом, в отсутствие Земли “горячие точки”
тивных течений. Однако межвидовой борьбы, пре- были показаны красными
в последнее время было имущество получили ги- кружками; в частности, на
установлено определен- гантские особи. ней можно видеть Гавайс­
но, что плюмы представ- кую “горячую точку” и
ляют собой обычные вос- Другое грандиозное из­ вулканическую цепоч-
ходящие конвективные по-­ вержение вулкана, выз­ ку ранее образованных
токи, которые возникают ванное выходом на по- островов. По направлению
при высокой интенсивно- верхность “головки” мантий-­ движения этой цепочки,
сти тепловой конвекции и ного плюма, было 67 млн учитывая возраст остро-
при подъеме приобретают лет назад в Индии, в ре- вов, можно рассчитать
грибовидную форму с “го- зультате образовались Де-­ скорость движения плит.
ловкой” и “ножкой”. Также канские траппы (крупная В частности, на геогра-
выяснилось, что содержа- магматическая провинция, фических картах рельефа
щиеся в плюмах химичес­ расположенная на пло- видно, что Тихоокеанская
кие примеси не ускоряют, скогорье  Декан  в запад- плита ранее двигалась на
а, наоборот, тормозят плю-­ ной и центральной частях север, а 65 млн лет изме-
мы. Погружающиеся пли- Индии, это одно из круп- нила свое направление на
ты и поднимающиеся ман- нейших вулканических об-­ северо-восточное.
тийные плюмы приводят разований на Земле). Воз-
в циркуляционное движе- можно, что это изверже- В 2016 г. в ИФЗ РАН
ние все вещество мантии, ние погубило большую были построены числен-
при этом плиты и плюмы часть динозавров. Нес­ ные сферические моде-
сложным образом взаи- колько позднее, после на- ли интенсивной тепловой
модействуют между со- чала этого извержения, конвекции в вязкой жид-
бой. на Землю упал мексиканс-­ кости с параметрами, со-­
кий астероид, который мог ответствующими вещест­
ву современной мантии.

26

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Т

ТТ

Модель эволюции интенсивной тепловой конвекции в мантии (расчет автора с сотрудниками).
Показана температура в мантии и поднимающиеся плюмы в последовательные моменты вре-
мени с интервалом в 2,5 млн лет. При высокой интенсивности восходящие потоки становятся
нестационарными; они отмирают и вновь зарождаются. Справа вверху в большем масштабе
показано, что плюм (1) при подъеме имеет головку и ножку; у плюмов (2) и (3) “головки” уже
достигли поверхности и остались только пульсирующие “ножки”, внутри которых горячее ве-
щество поднимется вверх порциями.

Эти модели показывают рячее вещество в “нож- подъемами порций горя-
не только, как зарожда- ке” плюма может подни- чего вещества в “ножке”
ются плюмы, но и как они маться не непрерывно, а плюма в течение 10 млн
“поднимаются” и почему порциями. При этом ока- лет согласуются с перио-
заканчивают эволюцию. залось, что рассчитанное дами между извержения­
Новым стало обнаруже- время подъема “головки” ми вулканов в горячих
ние явления пульсации плюма (15 млн лет) и вре- точках Земли (Schubert et
плюмов, при котором го- мя между последующими al., 2014).

27

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Ранее Земля была более ки, геохимии и геологии, а двигались при построе-
нии структуры мантийных
горячей. Она остывает со также данные лаборатор- течений для объяснения
причины различия в хими-
скоростью примерно на ных измерений вещества. ческом составе магм сре-
динно-океанических хреб-
50 К за млрд лет. Пос­ Поэтому, в частности, ста- тов и горячих точек. Пред-
полагалось, что эти магмы
кольку вязкость веществ­ а ло понято, почему в ман- поступают, соответствен-
но, или из верхней, или из
мантии значительно зав­ и­ тии при температуре ни- нижней мантии. Однако в
настоящее время твердо
сит от температуры, то же солидуса возможна кон- установлено, что главной
движущей силой проявлений
интенсивность тепловой векция; почему холодные тектоники Земли является об-­
щемантийная тепл­ овая кон-
конвекции ранее была каменные плиты толщиной векция. Погружающиеся хо-
лодные высок­ овязкие плиты,
еще выше. Рассчитанные 50 км могут изгибаться при а также поднимающиеся го-
рячие узкие плюмы приводят
в ИФЗ РАН модели ман- погружении в мантию и при в циркуляционное движение
все вещество мантии, взаи­
тийной конвекции пока- этом не ломаться. Оказа- модействуя между собой.

зывают, что в более ран- лось, что это обусловлено Более подробно модели,
воспроизводящие различн­ ые
ней Земле “ножки” плю- большой длит­ ельностью про- этапы эволюции Земл­ и, и тек-
тонические процессы изло-­
мов разрывались и вместо цессов, при которых диф- жены в приве­денных в ссылке
статьях1. Процессы зарожде-
плюма поднимался кон- фузия успевает эффектив- ния, подъема и отмирания
плю­мов можно детально по-
вейер “головок” плюмов, но “придавать” твердым смотреть также в виде филь-
ма на сайте: http://rjes.wdcb.
называемых “термиками”. телам вязкие свойства. ru/v16/2016ES000569/plumes-
hr.html.
Плюмовый режим тепловой На пути создания тео-­

конвекции фактически яв-­ рии тектоники Земли были

ляется переходным от ста-­ периоды выдвижения ги-

ционарной конвекции к потез, некоторые из ко-

турбулентной. Представлен-­ торых оказались ошибоч-

ная численная модель мо- ными. Так, долгое время

жетслужитьдоказательст-­ полагали, что конвекция в

вом того, что мантийные мантии может быть двух-

плюмы всегда возникают слойной или перемежаю­

при интенсивной тепловой щейся (попеременно рас-­

конвекции. слоенная и общемантий­

К настоящему времени ная), а плюмы могут под-

теория глобальной тек- ниматься независимо от

тоники Земли в основном тепловой конвекции бла-

выстроена; при ее созда- годаря присутствию в них

нии использовались дан- легких химических при-

ные наблюдений геофизи- месей. Эти гипотезы вы-

1 Трубицын В.П. Основы тектоники плавающих континентов // Физика Земли, 2000. № 9. С. 3–40.
Трубицын В.П. Тектоника плавающих континентов // Вестник РАН, 2005. № 1. С. 10–21.
Трубицын В.П. Сейсмическая томография и дрейф континентов // Физика Земли, 2008. № 11. С. 3–19.
Трубицын В.П. Реология мантии и тектоника океанических литосферных плит // Физика Земли, 2012.
№ 6. С. 3–22.
Trubitsyn V. P., Evseev M. N. Pulsation of mantle plumes // Russian Journal of Earth Science, 2016. V. 16
(ES3005, doi:10.2205/2016ES000569).
Schubert G., Turcotte D.L., Olson P. Mantle convection in the Earth and Planets. Cambridge: University
Press, 2004.

28

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Сравнительная планетология

Тайны планетных недр

Т.В. ГУДКОВА,
доктор физико-математических наук
Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН

Одна из центральных академик О.Ю. Шмидт (Зем­- люции тесно взаимосвя­
проблем наук о Земле – ля и Вселенная, 2002, № 2). заны (Земля и Вселен-
геофизики, геохимии и Проблемы изучения внут-­ ная, 1973, № 5; 1974, № 1;
геологии – построение тео­- реннего строения Земли, 1992, № 4). С одной сто-
рии образования Земли, Луны и планет, их эво- роны, исследование про-­
ее начального состояния цессов, происходящих (и
и эволюции. Начиная с происходивших) на Зем-
Р. Декарта (начало XVII в.), ле невозможно рассмат­
вопрос о происхождении ривать без привлечения
и эволюции Солнечной данных о планетах и
системы привлекал к се­ спутниках. С другой – при
бе внимание крупнейших изучении планет наши ис-­
естествоиспытателей. На-­ следования опираются на
учная космогония ведет знания, полученные для
свое начало с работ И. Кан­- Земли. Внутреннее строе-­
та и П.-С. Лапласа (Зем- ние нашей планеты слу-
ля и Вселенная, 2009,№ 2). жит отправной точкой при
Большой вклад в теорию исследован­ ии недр дру-
образования планет внес гих планет.

СОСТАВ ПЛАНЕТ порядке их удаления от тероидов – в том, что из
Солнца), которые разде- них, по-видимому, образу-
По физическим свойст­ лены поясом астероидов, – ются метеориты, похожие
вам планеты делятся на тысячами малых планет (по-­ на состав Земли и планет.
две группы: планеты зем- перечником 1–100 км), мно-­­
ной группы – Меркурий, гие из них – глыбы непра- Планеты земной группы
Вене­ра, Земля, Марс и пла-­ вильной формы (Земля и состоят, в основном, из
нет­ ы-гиганты – Юпитер, Вселенная, 1985, № 3; 2008, силикатов и железа, а пла-­
Сатурн, Уран и Нептун (в № 6). Важное значение ас-­ неты-гиганты – из водо-
рода и гелия с примесью

© Т.В. Гудкова DOI: 10.31857/S004439480002475-3 29

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Схема расположения планет Солнечной системы.

воды, метана и аммиака. нетными телами в земной нова – газовая компонен-
Различие плотностей пла- зоне из-за сравнительно та (водород, гелий, Ne, N2,
нет связано с возрастани- больших температур. Поэ- CO) – составляет 78–82%,
ем температуры в туман- тому эти планеты “вычер- на втором месте – ледяная
ности по направлению к пали” в своих зонах лишь (H2O, CH4, NH3; 14–17%),
Солнцу. В результате это- каменистые и железистые на третьем – силикатная
го вблизи Солнца в виде вещества, а их малые раз- (железо, никель, сульфи-
твердых частиц могли су- меры не позволяли им ды железа, а также SiO2,
ществовать только наиме­ “удержать” водород и гелий. MgO, FeO, Al2O3, CaO, ко-
нее летучие элементы, а торые вместе с Fe и Ni об-
эти элементы имеют вы- Наоборот, протопланеты разовали различные си-­
сокую плотность. Послед- группы Юпитера из-за бо-­ ликаты и алюмосиликаты) –
няя стадия роста планет лее низких температур 1–5% (Земля и Вселенная,
земной группы отличалась быстро росли за счет ле- 1977, № 3). У Сатурна га-
от стадии формирования дяной компоненты лету­ зовая компонента сокра-
планет-гигантов. Дело в чих соединений, что поз­ щается до 70%, ледяная –
том, что летучие соедине­ волило им не только “удер- доходит до 23% (Земля
ния водорода и сами во- жать” водородно-гелиевую и Вселенная, 1972, № 1;
дород и гелий, а также не- компоненту, но и вобрать 1982, № 4). У Урана и Неп-
которые инертные газы не в себя большую массу туна увеличение ледяной
смогли быть “захваченны- этого газа из своей облас­ компоненты доходит до 70%,
ми” растущими протопла- ти (Земля и Вселенная, на втором месте – сили-
1982, № 3). У Юпитера ос-­

30

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Внутреннее строение Луны и
планет, а также спутника Юпи-
тера Ганимеда. Наибо­лее су-
щественным различи­ем меж-
ду планетами яв­ляется сред-
ний состав (соотношение меж-
ду газовой, ледовой и силикат-
ной компонентами). "Из работы
Жаркова В.Н. Внутренее строе-
ние Земли и планет. – М., Наука
и образование, 2013".

катная (около 20%; Земля которую глаз специалиста найденных в лаборатор-
и Вселенная, 1991, № № 2, 3). способен воспринять как ных экспериментах (диа-
структуру тела. Во многом пазон давлений и темпе-
Вопреки Жюлю Верну (на­- сходная картина наблю- ратур в Земле – 3,5 Мбар
учно-фантастический ро- дается и при землетрясе-­ и 6000º С), мы получаем
ман “Путешествие к цент­ нии (планетотрясении), ког-­ возможность приступить к
ру Земли”, 1864 г.), про- да из ограниченной об- подбору конкретного ве-
никнуть в глубокие недра ласти под поверхностью щественного состава зем-
Земли еще никому не уда- планеты излучаются упру- ных недр на количествен-
лось. Непосредственное гие колебания – сейсми- ной основе. Вещество в
проникновение в глубокие ческие волны. Сейсмичес­ недрах Земли, исключая
недра планет (так же, как кие волны проходят сквозь ее внешнее жидкое ядро,
и в недра Земли) невоз- Землю и регистрируют- состоит из смеси поли-
можно. Самые глубокие ся сейсмостанциями на кристаллов различных ми-­
скважины, пробуренные поверхности. Они содер- нералов. Реализовать из-­
на Земле, позволили заг­ жат информацию о среде, вестный средний химичес­
лянуть лишь на глубину через которую прошли; кий состав можно различ-
немногим более 12 км главная задача – расшиф- ными вариантами мине-
(Кольская сверхглубокая ровать записанные волны. ральных ансамблей и хи-
скважина, Россия; Земля Дальнейший анализ полу- мических соединений. Не-
и Вселенная, 1986, № 1). ченной информации поз­ однозначность подбора
Что же говорить о других воляет определить про- пропорций представляет
планетах, недра которых фили плотности и упругих одну из основных труднос­
вообще малодоступны для модулей: сжатия и сдвига тей проблемы.
прямых исследований? в недрах планеты. Срав-
нивая определенную за- С физико-химической
О Земле нам известно висимость плотности от точки зрения Земля раз-
намного больше, чем о давления с уравнениями деляется на две части:
других планетах. Источни­ состояния различных гор- силикатную оболочку (или
ком наиболее детальной ных пород и минералов, мантию) и металлическое
информации о недрах Зем-­ ядро. Земная кора имеет
ли служит сейсмология.
При медицинских обсле-
дованиях рентгеновские
луч­ и проходят “сквозь”
человеческое тело, и на
снимке возникает рисунок
из черных и белых тонов,

31

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

вторичное происхождение: и занимает около 80% переходы, в результате ко-­
она “выделилась” из обо- всего объема Земли. При торых происходит скач-
лочки при тепловой эво- первом приближении можно кообразное изменение ее
люции за счет гравитаци- считать, что химическ­ ий плотности; и эти границы
онной дифференциации. состав мантии не зависит также были подтвержде-
Под континентами зем- от ее глубины, где глав- ны сейсмическими данны-
ная кора простирается ным компонентом являет- ми. Внешнее ядро – жид-
до глубины около 40 км, ся перидотит, состоящий кое, оно состоит из железа
представляя собой тонкий из равных молекулярных с добавлением легких ве-
наружный слой. Конти- долей оливина (90% Mg2SiO4) ществ – таких, как кремний,
нентальная кора сложена и 10% (Fe2SiO4) и алюми- сера и кислород. Внутрен-
легким веществом: глав- ниевого пироксена 81% нее ядро – твердое, в ос-
ным образом гранитом. (Mg2SiO3),9%(Fe2SiO3),10% новном, содержит железо-
Давление в нижней части (Al2O3). Силикатная мантия – никелевый сплав.
коры достигает пример- твердая, но в геологичес­
но 10 кбар, а температу- ких масштабах времени ДИНАМИЧНАЯ ЗЕМЛЯ
ра – 700–800º С. Мантия ведет себя как вязкая
располагается от подошвы жидкость. Минералы ман- Землетрясения, изверже-­
коры до глубины 2900 км тии испытывают фазовые ния вулканов и изменения
уровня моря свидетельст­
0 вуют о том, что Земля не
только изменялась в прош-
6-15 TW лом, но и теперь остается
динамичной планетой. Все
Схема внутреннего строения Земли. эти явления обусловлены
процессами, происходя-
щими глубоко в Земле.

Температура и давление
являются важнейшими па­
раметрами земных недр,
они определяют состоя-
ние вещества. С глубиной
температура увеличива-
ется приблизительно на
10–30 К/км. Известно, что
температура плавления
растет с повышением дав-­
ления, возрастающего с
глубиной. Температура плав-­
ления силикатов при ат-
мосферном давлении сос-
тавляет порядка 1100–1200º С
и ее рост составляет в
среднем на 3 К/км. Легко
оценить глубину, на кото-­
рой температура пород
приближается к темпера-
туре плавления (за темпе-
ратуру плавления часто

32

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

График изменения темпера-­
туры пород. Температура по-­
род астеносферы близка к
температуре солидуса. Часть
легкоплавких минералов (еди-­
ницы процентов) находится в
расплавленном состоянии. Го-­
лубая линия – изменение тем-­
пературы пород с глубиной
погружения, красная – изме-
нение температуры плавления
пород с глубиной погружения.
По данным автора.

принимают температуру то можно выделить ин- В конце 1960-х гг. была
солидуса, то есть темпе- тервал глубин, где вяз- сформулирована теория
ратуру наиболее легко- кость породы минималь- тектоники плит (Земля и
плавкого минерала в сме- на. Этот наиболее плас­ Вселенная, 1974, № 5; 1980,
си), – 70–160 км. Ниже это- тичный слой называется № 6). Согласно ей, поверх-
го уровня порода долж- астеносферой. В геоло- ность Земли подвижна,
на была бы находиться в гическом масштабе вре- она разделена примерно
расплавленном (точнее – мени (миллионы лет) по- на 20 отдельных твердых
в пластичном) состоянии. роды астеносферы ведут (литосферных) плит, кото­
Согласно сейсмическим себя как вязкая жидкость. рые “плавают” в более
данным на глубине от Свойства астеносферы свя-­ плотном, но пластичном
100 до 300 км происходит зывают с тем, что темпе- мантийном веществе. Пли­-
снижение скорости расп­ ратура слагающих ее по- ты двигаются с различной
ространения сейсмичес­ род близка к температу- скоростью – от 2 до 20 см
ких волн и увеличивается ре солидуса и некоторая в год. К крупным литос-
скорость их затухания, часть легкоплавких мине- ферным плитам принадле-
что интерпретируется как ралов (единицы процен- жат Тихоокеанская (самая
частичное (3–7%) плавле- тов) находится в расплав- большая по размерам),
ние горных пород; пол- ленном состоянии. Выше- Северо-Американская, Юж-­
ного плавления пород не лежащие холодные твер- но-Американская, Афри­
наблюдается. Более того, дые породы называются канская, Евразийская, Ин-­
на больших глубинах нет литосферой. Она облада- дийская (или Индо-Авст-­
и частичного плавления. ет свойствами твердого ралийская), Антарктическая
Температура пород на глу-­ хрупкого тела даже в гео-­ и Наска (самая маленькая).
бине более 300–500 км уве-­ логических процессах, про-­ Иногда к крупным плитам
личивается со скоростью должающихся сотни мил- относятАравийскуюплиту,
порядка 1 К/км и разница лионов лет. к средним – Филиппинскую,
между температурой поро-­
ды и температурой плав-
ления возрастает. Пос­
кольку вязкость зависит
от того, насколько тем-
пература породы близка
к температуре плавления,

33

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Северо-Американская Карта расположения литосфер-
Южно-Американская ных плит на Земле, двигающих-
ся со скоростью 2–20 см/год.
Горизонтальные размеры плит
составляют порядка 1000 км.
Характерное время существо-
вания плиты – (10–100 млн лет)
мало по сравнению с возрастом
Земли (4,5 млрд лет).

Скотия и Карибскую. По ным образом, с границами ду собой, – континенталь-
площади с ними соизме­ плит, где можно наблю- ные или океанические.
римы плиты Кокос и Ара-­ дать их относительное
вийская; кроме этого, су- движение. Характер таких При раздвижении литос-­
ществует и ряд малых плит явлений, как землетрясе­ ферных плит между ними
(см. статью В.И. Шевченко ния, вулканизм, горообра­ возникает трещина разры-­
и А.А. Лукка в этом номе- зование зависит от того, ва, куда внедряется расп­
ре журнала). сходятся плиты или рас- лавленное мантийное ве-
ходятся и от того, какие щество. Поднимающееся
Все виды тектонической участки плит граничат меж-­ вещество охлаждается,
активности совпадают, глав- кристаллизуется; начина-
ется образование океани-
ческих литосферных плит,
которые являются дном
океана. Это явление носит
название спрединг. К наи-
более характерным сре-

Рифты Красного моря и залива Акабы, где происходит спрединг, – раздвижение литосферных плит.
Справа – схемы движения плит. По данным сайта: https://en.wikipedia.org/wiki/Great_Rift_Valley.

34

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Карта основных эпицентров зем-
летрясений. Их очаги связаны в
основном с зонами субдукции.
"Из работы Жаркова В.Н. Внут-
реннее строение Земли и пла-
нет. – М.: Наука и образование,
2013"

динно-океаническим воз- гом, край океанической Если посмотреть на кар-
вышенностям относится плиты опускается в ман- ту Тихого океана, то мы
Срединно-Атлантический тию, опускаясь под край увидим, что островные ду-­
хребет. В настоящее вре- континентальной плиты. В ги, окаймляющие Азиатс­
мя в науках о Земле расп­ результате мантия погло- кий материк с востока,
ространена точка зрения щает материал опускаю- прилегают к глубоковод­
о том, что 200 млн лет на- щейся (поддвигающейся) ным желобам. Это зоны
зад Атлантического океа- плиты и вдоль границ та- максимальной сейсмичес­
на не было, а суша Земли ких плит образуются глу- кой активности, где Тихо-
представляла собой еди- боководные желоба. Эта океанская плита погружа­
ный материк – Пангею, ко- зона называется зоной суб-­ ется под материковую Ев­
торая потом раскололась дукции. разийскую плиту. Очаги
вдоль этого хребта (Земля
и Вселенная, 1974, № 5;
1994, № 3).

Океанические плиты, дви-­
гаясь, достигают континен-­
тальных литосферных плит,
сталкиваются друг с дру-

Граница
разлома

Трансформный разлом Сан-Андреас в Калифорнии (США). Направление движения плит (справа) про-
тивоположны друг относительно друга, что приводит к разлому. По данным геологической службы
США.

35

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

глубоких и средней глуби- мощные горные системы – Схема движения литосферных
ны землетрясений в этом такие, как Альпы и Гима- плит. Его причинами являются
регионе в основном связа-­ лаи. астеносферные течения (кон-
ны с зоной субдукции. Раз-­ вективные потоки), имеющие оп­-­
мер Тихоокеанской плиты ПОЧЕМУ ЗЕМЛЯ ДИНАМИЧНА? ределенный характер – они рас-
постоянно уменьшается. падаются на устойчивые замк­
Теперь остановимся на нутые области (ячейки Бенара).
Существуют плиты, прод-­ причинах, вызывающих дви-­ В соседних ячейках жидкость
вигающиеся друг относи­ жение литосферных плит. движется в одну сторону. В то
тельно друга в горизон- Определяющее воздейст­ время, когда вещество движет-
тальной плоскости, но нап-­ вие на взаимодействие ли-­ ся горизонтально вблизи ниж-
равления их движения про­ тосферных плит оказыва- ней поверхности, – оно нагре-
тивоположны; такая граница ют конвективные потоки вается; затем горячее вещество
называется разломом. Они мантийного вещества. В поднимается вверх, отдает свою
также являются постоян­ настоящее время считает­ энергию холодной поверхности
ными источниками сейсми­- ся, что литосфера предс-­ и опускается вниз. Блок-схема
ческой активн­ ости. Наибо- тавляет собой тонкую сфе-­ составлена по данным: http://
лее характер­ный пример рическую оболочку, лежа- ru.wikipedia.org/; ячейки Бенара
такого движения плит – щую на охваченной кон- добавлены автором.
трансформный разлом Сан- вективными течениями ас-­
Андреас (США), распола- теносфере. Под влиянием астеносферные течения, в
гающийся между Тихооке-­ астеносферных течений воз­- зонах которых литосфер-
анской и Североамериканс-­ никают подвижки и взаим- ные плиты будут расхо-
кой пли­тами длиной 1300 км, ные перемещения литос- диться в стороны и меж-
проходящий вдоль побе- ферных плит относитель- ду ними могут возникать
режья по территории шта- но друг друга. Конвектив- рифтовые зоны. Над нис-
та Калифорния. ные процессы вызывают ходящими потоками ве-
астеносферные течения, щества мантии появятся
При движении двух кон- происходящие в мантии. сходящиеся астеносфер-
тинентальных плит, приб­ Над восходящими потока- ные течения, что, в свою
лизительно равных по мо-­ ми вещества в мантии об- очередь, вызывает напол-
щности, навстречу друг разуются расходящиеся зание одной литосферной
другу, происходит поддвиг плиты на другую и их де-
(или надвиг) и возникают формацию. Конвективные
ячейки в мантии (их рас-
положение, величина и
направление потоков) ме-
няются во времени.

Процесс дрейфа конти-­
нентов происходит и в
настоящее время. Он вы-
ражается в увеличении
площади растущих океа-­
нов (Атлантического и Ин-
дийского) и в уменьшении
площади Тихого океана
за счет дрейфа обоих
американских  матери-
ков на запад, а Евразии –

36

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Схемы внутреннего строения Луны и планет Солнечной системы.

на восток. По направле- они активны в последние зультате проявления та-
нию и скорости движения 10 млн лет и представля- кой вулканической актив-
основных литосферных плит ют собой куполообразные ности.
можно определить тен- возвышенности, из них во
денции в изменении кар- время извержения исте- ЗАГАДКИ ПЛАНЕТНЫХ НЕДР
тины расположения океа- кает лава. В океанах – это
нов и материков на нашей острова, цепочки остро- Наши знания о внут­
планете. вов или подводные горы реннем строении других
и их цепи диаметром до планет можно сравнить с
Подавляющая доля вул- 200 км. Так как тектони- представлением о внут­
канической деятельности ческие плиты движутся, реннем строении Земли,
Земли возникает в резуль- а плюмы остаются на тех которым мы располагали
тате активных тектоничес­ же местах, то каждый до регистрации сейсмичес­
ких процессов, происхо- вулкан со временем поту- ких волн и собственных ко-
дящих на границах плит. хает; а новые формируют- лебаний, распространяю-­
Изолированные вулканы, ся там, где плита прохо- щихся “в теле” планеты
не связанные с вулканиз- дит над “горячей точкой”. после землетрясения. Фи-­
мом плитовых границ, по- Возможно, Гавайские ос- зика планет земной груп-
лучили название горячих трова образовались в ре- пы и твердых спутников
точек (на Земле их 122),

37

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Карта магнитных аномалий на
поверхности Марса. Их “полоса-
тость”, а также наличие огром-
ного рифтового каньона указы-
вает на возможность тектоники
плит в начальный период фор-
мирования Марса, (по данным
АМС “MAVEN”). Справа – фраг-
мент участка одного из райо-
нов Марса Долины Маринера;
стрелками показаны рифтовые
зоны. Рисунок и фото NASA.

планет-гигантов мало чем следы процессов, проис- го на Землю с помощью
отличается от физики Зем-­ ходивших в недрах пла- межпланетных станц­ ий; из­
ли (так же, как и методы неты в прошлом. Большая мерение профиля внут­
их исследования). Разни- роль в получении уравне- ренней электропровод­
ца заключается в том, что ния состояния веществ, ности Луны по “отклику”
эти исследования не всег- слагающих недра планет, на внешние электромаг-
да доступны из-за удален- отводится лабораторным нитные возмущения (это
ности планет, а в случае данным по физике высо- позволило определить про-­
их реализации они – го- ких давлений и темпера- филь температуры в ее
раздо более дорогостоя- тур. недрах). В результате ана-
щие. Методы, применяе- лиза возмущений, исходя-
мые для диагностики пла- При изучении Луны мы щих от космического ап-
нетных недр, – это данные имеем возможность ис- парата, обращающегося
гравитационного поля, из-­ пользовать ряд таких же вокруг Луны, и регистра-
мерение теплового пото­ геофизических методов, ко- ции ее собственных дви-
ка и магнитного поля; при ­торые применяются для жений с помощью лазер-
этом принимаются во вни-­ изучения внутренн­ его стро-­ ного измерения рассто-
мание геологические ха- ­ения Земли. Анализ хими-­ яния до уголковых отра
рактеристики поверхнос­ ческого состава поверх­ жателей, установленных
ти; они могут отражать ности по образцам лун- на ее поверхности (“Апол-
ного грунта, доставленно-­ лон-11”, “Луноход-1” и
“Луноход-2”); были прове-­
дены детальные измерения
ее гравитационного пол­ я
(Земля и Вселенная, 1971,
№ 3; 1973, № 3; 1989, № 5).

В Солнечной системе
Луна является единствен-
ным космическим телом
(кроме Земли), для кото­
рого были получены сейс-­
мические данные. С 19 нояб-­
ря 1969 г. до сентября 1977 г.
выполнены измерения лу-­
нотрясений сейсмометра­

38

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Сравнение образований, имеющих вулканическое происхождение на Земле (вершина вулкана Мауна
Кеа, Гавайи), на Марсе (вулкан Олимп – 500 км в поперечнике, высота 27 км) и на Венере (вулкан Маат –
диаметр 400 км, высота 8 км). Фото геологической службы США и NASA.

ми, установленными в хо­ Марса (Земля и Вселен- планеты земной группы –
де полетов по программе ная, 1975, № 5). Построе­ одноплитовые планеты: на
“Аполлон” (Земля и Все- ние моделей внутреннег­ о них нет следов тектоники
ленная, 2009, № 5). Ученые строения планеты осно- плит. Однако “полоса-
до сих пор анализируют вывается на данных гео-­ тость” магнитных анома-
сейсмограммы, применяя химического анализа, ре­ лий на поверхности Мар-
новейшие методы обра­ зультатах изучения “по- са указывает на возмож-
ботки. Это позволило вы­ ведения” материалов при ность процесса тектоники
делить отраженные от яд-­ высоких давлениях и тем­ плит в начальные этапы
ра Луны волны; и тем са- пературе, а также на ин- эволюции планеты (4 млрд
мым определить радиус формации о гравитацион­ лет назад). Особенностью
ее внешнего жидкого ядра, ном поле планеты. В соот- Марса является наличие
а также обнаружить твер­- ветствии с этими данны- обширных сводовых под-
дое внутреннее ядро Луны. ми, кора Марса составля- нятий – таких, как вулкани-
ет 50–100 км; ядро Марса ческое нагорье Фарсида
После Луны из планет- находится в жидком сос­ (протяженность 6000 км,
ных тел земной группы тоянии, а радиус равен высота 7 км). Огромный
наиб­ ольшее число наблю- половине радиуса плане- щитовой вулкан Олимп
дательных данных имеет- ты. В отличие от Земли, на этом плато размером
ся о внутреннем строении

39

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

с Аризону возвышается глобальной тектоники плит. Схема механизма регистра-
над окружающим ланд- Из-за высокой температу­ ции сейсмических событий в
шафтом на 21 км. Для ры (около 500º С) и давле- атмосфере. Мелкофокусные
сравнения – самый круп- ния (около 90 бар) на ее планетотрясения порождают
ный вулкан на Земле Мау- поверхности технические волны сжатия, которые рас-
на-Лоа (Гавайские остро- условия для сейсмических пространяются и в атмосфе-
ва) имеет диаметр 200 км экспериментов на планете ре, достигая ионосферных
и высоту 9 км. Геоморфо- очень сложны – ни один из высот; при этом их амплитуда
логические характеристи- инструментов не сможет возрастает на несколько по-
ки огромного каньона До- проработать более двух рядков непосредственно над
лина Маринера на Марсе часов (например, работав- очагом сейсмического собы-
и картина напряженного шие ранее спускаемые ап-­ тия (на схеме слева). Поверх-
состояния под этой об- параты советских АМС ностные волны, возникающие
ластью могут говорить о “Венера-9” – “Венера-14” и при планетотрясении, вызы-
тектонических процессах. “Вега-1 и -2”). Альтернати­ вают поверхностные смеще-
вой для Венеры может ния – источники акустических
Венера по своим меха­ стать регистрация сигна- волн в отдалении от сейсми-
ническим параметрам (ра-­ лов, связанных с сейсми- ческого события (на схеме
диус, средняя плотность) ческой активностью, – в справа). По данным автора.
является планетой-близ- атмосфере.
нецом Земли (Земля и Все-­ гидромагнитного динамо
ленная, 1966, № 2; 1980, Меркурий – наименьшая (как и на Земле), что явля-
№ 4; 1986, № 4; 2012, № 3). среди планет земной груп- ется результатом цирку-
В отличие от Земли, у нее пы (Земля и Вселенная, ляции жидкого ядра пла-
нет собственного магнит- 1976, № 1; 2016, № 4). У него неты.
ного поля, это сухая пла- нет атмосферы, толщина
нета – ее наиболее сущест­ коры – 50 км, ядро состав- Все планеты Солнечной
венное отличие – молодой системы образовались в
возраст горных пород на ляет ¾ радиуса планеты результате единого про-
ее поверхности, которая цесса из общего прото-
носит яркие черты вулка- и окружено силикатной планетного облака. Выяв­
нической деятельности. На мантией 400 км. Меркурий ление закономерностей в
Венере отсутствуют следы обладает магнитным по- их формировании и разви-
лем, которое, возможно, тии, отличительных осо-­
образуется по принципу бенностей условий обра­
зования и эволюции про-
льет свет на историю рож-­
дения Земли и ее после-
дующую эволюцию. В нас-­
тоящее время ведется за­
вершающая фаза подго-
товки сейсмического экс-
перимента на Марсе. С
этой целью 5 мая 2018 г.
запущена АМС “InSight”
(Interior exploration using
Seismic investigations, geo-­
desy and heat transport –
исследование внутренне-
го строения с использова-

40

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

нием сейсмических иссле- сений, вызванных охлаж- возможной информации по
дований, данных геодезии дением литосферы, так и данным одного прибора.
и измерения теплового в результате метеоритных Кроме сейсмического экс-­
потока), созданная NASA ударов. Высокая чувстви- перимента, планируется
в сотрудничестве с ESA тельность сейсмометра на бур­ ение скважины глуби-
(см. стр. 105 в этом номе- низких частотах позволит ной до 5 м для измерения
ре журнала). На станции регистрировать периоды теплового потока из недр
установлен трехкомпо- собственных колебаний планеты. Сотрудники ИФЗ
нентный широкополосный планеты и поверхностные РАН входят в научную груп-­
сейсмометр. Ожидается, волны, генерируемые ат- ­пу по подготовке сейсми-
что в ноябре 2018 г. он бу- мосферными процессами. ческого эксперимента.
дет доставлен на поверх- Спецификой проведения
ность Марса для работы сейсмического экспери- Ученые с нетерпением
там в течение двух лет. мента на Марсе является ждут результатов новых
Прибор позволит запи- установка только одного сейсмических наблюдений
сать полный спектр сейс- сейсмометра; для этого на планетах; полученные
мических сигналов – как разрабатываются методы результаты помогут нам
от ожидаемых марсотря- получения максимально лучше понять внутреннее
устройство нашей планеты.

Информация ее месте был выявлен лишь лю процента и обусловило
источник инфракрасного из- ударную волну, которая “сор­
Рождение черной дыры лучения. Возникла версия, вала” оболочку звезды; это и
что ИК-излучение может по-­ повысило ее яркость. Если
В 2015 г. астрономы обна­ рождать материя, которая “па- это событие действительно
ружили внезапное исчезно- дает” на черную дыру. Пос­ отражает образование чер-
вение звезды N6946-BH1, ко-­ ледние наблюдения (в 2017 г.) ной дыры, то тогда это станет
торая словно растворилась за объектом N6946-BH1 с ис- первым фактом наблюдения
во Вселенной. Пропавшая пользованием наземного те- подобного процесса. Одна-
звезда представляла собой лескопа LBT, космической ко, уверенно говорить о та-
красный сверхгигант мас- обсерватории “Спитцер” и ком механизме исчезновения
сой 25 M, находящийся в КТХ не выявили никаких звезды пока преждевремен-
спиральной галактике, с пе- следов исчезнувшего свети­ но. Дальнейшие наблюдения
ремычкой NGC 6946, в соз­ ла. По предположению уче- за объектом планируется на-
вездии Лебедь (расстояние – ных, можно говорить о “не- чать с помощью космическо-
22 млн св. лет от нас). В 2009 г. удачном взрыве массивной го рентгеновского телескопа
звезда значительно увеличи- звезды” – когда светило тихо “Чандра”.
ла свою активность, а затем “схлопывается” в черную
исчезла из видимости; на дыру, без превращения в По материалам
сверхновую. Коллапс вещест­ интернет-сайтов,
ва вызвал вспышку нейтри-
но, что уменьшило массу 13 июня 2018 г.
N6946-BH1 на некоторую до­

41

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Науки о Земле

Автономное складко-
надвигообразование
в земной коре

В.И. ШЕВЧЕНКО,
кандидат геолого-минералогических наук
А.А. ЛУКК,
кандидат физико-математических наук
Институт физики Земли РАН

Земная кора разделяется ного пояса является горный пород земной коры являет-
на обширные стабильные пояс Альп, Карпат, Кавказа, ся увеличение объема сло-
плиты, платформы, в пре- Памира, Гималаев. В статье истых осадочных и других
делах которых горные по- рассмотрены геодинамика пород, не связанное с меха-
роды слабо или совсем не подвижных поясов Земли ническим внешним воздей-
деформированы, и узкие и механизм формирования ствием на них. Это позволя-
подвижные пояса, для кото- тектонических дислокаций ет говорить об автономности
рых характерна интенсивная (складок, разломов) пород процесса формирования
дислоцированность пород. земной коры, то есть на- складчато-разломной струк-
Примером такого подвиж- рушения залегания горных туры подвижных поясов.
пород под действием тек-
тонических процессов. При-
нято считать, что деформи-
рование пород подвижных
поясов вызвано давлением
более прочных платформ,
плит на менее прочные, пла-
стичные подвижные пояса,
то есть с внешним воздей-
ствием на них. Полученные
в течение последнего по-
лувека геологические, сей-
смологические и геодезиче-
ские данные позволяют нам
утверждать, что важнейшим
фактором деформирования

42 DOI: 10.31857/S004439480002476-4 © В.И. Шевченко, А.А. Лукк

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

ЭВОЛЮЦИЯ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ мичности некоторых тер- обширных приподнятых
риторий, результаты сов­ прочных платформ и про-
О МЕХАНИЗМАХ ТЕКТОГЕНЕЗА ременных измерений тек-­ тяженных глубоких про-
тонических движений зем-­ гибов земной коры (гео-
Породы осадочного и ной коры методами геоде- синклиналей), заполнен-
вулканического происхож-­ зии вынуждают предполо- ных различными слоис-
дения в земной коре во жить, что возможно прин- тыми отложениями. Эти
время своего образования ципиально иное решение прогибы впоследствии,
и на платформах, и в под- задачи. при сближении смежных
вижных поясах представ- платформ сдавливаются
ляют пакеты преимущест­ В истории изучения де- и преобразуются в гор-
венно пологозалегающих формаций коры/литосфе- ные подвижные пояса
пластов. Но потом в сос­ ры Земли за последние со сложной внутренней
таве подвижных поясов полтора века мы можем структурой. Предполага­
они оказываются смяты- выделить два основных лось, что упомянутое
ми в складки, рассечен- этапа. Первый продол- сближение платформ свя-­
ными различными разры- жался приблизительно зано с остыванием и со-
вами. Среди различных 100 лет – с середины XIX ответствующим сжатием,
проблем, которые возни­ до середины XX в. Гос-­ “усадкой” изначально рас-­
кают перед исследовате­ подствовавшая в геотек- плавленной мантии – час­
лями на всем протяжении тонике в это время гео- ти Земли, расположен-
существования наук о синклинальная концепция ной под корой. Прочно
Земле – вопрос о меха- была основана на геоло- связанная со сжимающей-
низме (или механизмах) гических данных о кон- ся мантией более холод-
формирования таких склад-­ тинентах. В ее основе – ная земная кора в резуль-
чато-надвигово-покров- представление о сущест- тате “сморщивается”, де-
ных дислокаций слоистых вовании на континентах формируется.
пород земной коры воз-
никает с завидным пос­ Немецкий геофизик Альфред В основе второго этапа
тоянством. Существует Вегенер. изучения геодинамики ле-
уверенность в том, что эта жит представление о сво-
задача давно решена – бодном плавании, дрей-
назв­ анные дислокации фе континентов по более
возникают как реакция пластичному вещест­ву
слоистых пород на боко- под корой. Одним из пер-
вое, в субгоризонтальном вых эта идея озарила в
направлении, сжатие в 1915 г. немецкого гео-
результате приложенного физика Альфреда Веге-
к ним внешнего давления. нера (1880–1930; Земля и
Остается только найти Вселенная, 1980, № 6).
источник такого давле- Мысль, что континенты мо-
ния. Предложены разные гут двигаться, выглядела в
варианты решения этого то время совершенно не-
вопроса. Однако тщатель- приемлемой. Эта идея бы-­
ное изучение морфологии ла возрождена в 1960-х гг.
тектонических дислокаций в виде уже более обос-­
разных масштабов, деталь­ нованной плейттектони-
нейшее изучение сейс- ческой концепции1. Она

1 Новая глобальная тектоника / М. : МИР, 1974. 472 с.

43

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

подразумевает, что земная дезические измерения го-­ но рассматривать как
кора/литосфера Земли раз-­ ризонтальных и верти- “истину в последней инс­
делена на литосферные кальных смещений гео­ танции”. Использование
плиты разного размера и дезических пунктов с ис­ результатов геодезичес­
что они движутся. Предс­ пользованием космичес­ ких измерений позволяет
тавление о существовании кой навигационной систе- в значительной степени
и дрейфе этих плит бази- мы GPS (глобальное опре- уточнить и в определен-
руется главным образом деление местоположения; ной, иногда весьма сущест-­
на геофизических мате- Земля и Вселенная, 2006, венной степени пересмот­
риалах, преимущественно № 1). Точность измерений реть ранее сформулиро-
относящихся к океанам скорости горизонтальных ванные представления,
(Земля и Вселенная, 1974, смещений пунктов GPS проверить различные су-
№ 5; 1975, № 2; 1976, № 2; и тем самым смещений ществующие реконструк-
1978, № 2; 1994, № 3). Воз- элементов тектонической ции. Это, возможно, озна-
никшие представления бы-­ структуры Земли, на кото- чает переход к третьему,
ли экстраполированы на рых эти пункты распола- пока не имеющему назва-
территории континентов. гаются, доходит до долей ния этапу геодинамиче-
Это привело к отрицанию миллиметра в год. ских построений.
за ненадобностью геосин­
клинальной концепции. До появления таких из- О НЕКОТОРЫХ ПОЛОЖЕНИЯХ
Подвижные пояса в плейт-­ мерений исследователи,
тектонической концепции работающие в области ПЛЕЙТТЕКТОНИЧЕСКОЙ
считаются результатом наук о Земле, могли за-­
деф­ ормирования нормаль-­ ниматься только анализом, КОНЦЕПЦИИ
ной океанической зем- реконструкцией, интерпре-­
ной коры при сближении, тацией, осмыслением дос-­ Согласно представле-
столкновении (конверген- тупных наблюдению ко- ниям плейттектонической
ции, коллизии) смежных нечных результатов тек- концепции, земная кора/
литосферных плит. тонических, геохимическ­ их, литосфера разделяется
геофизических и других на семь крупных литос-
Геосинклинальная и плейт­- процессов, происходив- ферных плит: Евразиатс-­
тектоническая концепции ших на Земле. Но сами кую, Африканскую, Ара-
формирование сложной процессы наблюдению бы-­ вийскую, Индо-Австра-
тектонической структуры ли недоступны. Ситуация лийскую, Северо- и Юж-
подвижных поясов Земли принципиально изменяет­ но-Американскую, Антарк-­
считают следствием сбли- ся в случае использова- тическую и Тихоокеанс­
жения смежных платформ, ния геодезических изме­ кую. Имеется серия плит
в одном случае, или литос- рений. Тектонические дви-­ меньшего размера: нап­
ферных плит – в другом, со жения элементов струк- ример, Наска, Анатолийс-­
сдавливанием, деформи- туры Земли наблюдаются кая, Зондская и некото­
рованием расположенных и измеряются непосред- рые другие, а также вы-
между ними менее жест- ственно, сами по себе. В деляются достаточно мно-­
ких, более податливых час-­ получаемых результатах гочисленные микроплиты.
тей земной коры. отсутствуют какие-либо Подвижные пояса конти-
элементы домысливания. нентов (например, Аль-
В последние 15–20 лет по-­ Решается не обратная, а пийско-Индонезийский),
лучили широкое примене­ прямая задача. Поэтому согласно плейттектони-
ние принципиально новые смещения земной коры, ческой концепции, предс­
методы исследования тек-­ устанавливаемые при пов- тавляют собой мозаичные
тонических процессов на торных измерениях, мож- области, состоящие из
Земле: высокоточные гео-­ изначально разрозненных

44

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Карта глобального распределения векторов скоростей горизонтальных (направлений и ве-
личин) горизонтальных смещений геодезических пунктов (показаны стрелками), располо-
женных на основных литосферных плитах: Na – Северо-Американской, Sa – Южно-Амери-
канской, Co – Кокос, Ca – Карибской, Pa – Тихоокеанской, Nz – Наска, An – Антарктической,
Sc – Шотландской, Eu – Евроазиатской, Ok – Охотской, Am – Амурской, Cs – Южно-Китай-
ской, Nu + So – Африканской (Нубийско-Сомалийская), At – Анатолийской, Ar – Аравийской,
In + Au – Индо-Австралийской, Su – Сундской, Ph – Филиппинской. Из работы Sella G.F.,
Dixon T., Mao A. REVEL: a model for resent plate velocities from space geodesy // Journ. Geoph.
Res., 2002. V. 107. № 4. P. 1–32.

самостоятельных блоков туры. Существенно, что веро-Атлантический) уст-­
и микроплит земной коры/ подвижные пояса при сбли-­ роены иначе2. Названный
литосферы, спрессован­ жении смежных плит дол­ пояс представляет собой
ных при сближении смеж- жны, согласно этой кон- самостоятельный, прост-­
ных крупных литосфер- цепции, деформироваться, ранственно замкнутый эле-­
ных плит. Иными слова- их ширина должна умень- мент структуры земной
ми, для земной коры/ли- шаться. коры/литосферы, обладаю-­
тосферы Земли в целом щий устойчивой осесим-
и подвижных поясов, в Однако, судя по сущест-­ метричной зональностью,
частности, с точки зрения вующим геологическим дан­- прослеживаемой практи­-
плейттектонической кон- ным, Альпийско-Индоне- чески непрерывно на всем
цепции, характерна диск-­ зийский и другие пояса его протяжении окол­ о
ретность элементов струк- тог­ о же типа (Уральский, 18 тыс. км: от Гибралтарского
Верхояно-Колымский, Се-­

2 Шевченко В.И., Лукк А.А., Гусева Т.В. Автономная и плейттектоническая геодинамики неко-
торых подвижных поясов и сооружений/ М. : ГЕОС, 2017. 612 с.

45

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

,

Западная (а) и восточная (б) части тектонической схемы Альпийско-Индонезийского подвиж-
ного пояса: 1 – внешняя граница покровно-надвиговых сооружений Альпийско-Индонезий-
ского подвижного пояса, Пиренейского и Бисмаркского малых подвижных поясов (в Гимала-
ях – внешняя граница горного пояса); 2 – Внешняя зона подвижного пояса; 3 – Внутренняя
зона; 4 – передовые прогибы; 5 – глубоководные желоба; 6 – Евразиатская литосферная плита;
7 – Африканская, Аравийская и Индо-Австралийская литосферные плиты; 8 – Северо-Аме-
риканская литосферная плита; 9 – Таджикская депрессия; 10 – Большой Кавказ; 11 – аква-
тории океанов и морей; 12 – Срединно-Атлантический хребет; 13 – крупные сдвиговые зоны;
14 – крупные разломные зоны. (Из работы Шевченко В.И., Лукка А.А., Гусевой Т.В. Автономная
и плейттектоническая геодинамики некоторых подвижных поясов и сооружений/ М. : ГЕОС,
2017. 612 с.)
46

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

перешейка на западе до ги упомянутых Внутрен­ ские элементы Земли в
Индонезии на востоке. ней и Внешней зон под- процессе формирования
Выделяются Внутренняя, вижных поясов в преде- их сложной внутренней
осевая зона, и окаймляю- лах океанов отсутствуют. структуры не сужаются,
щая ее с севера и с юга Это говорит о том, что под-­ как это подразумевает-
Внешняя зона. Разделе- вижные пояса континен- ся и геосинклинальной, и
ние на блоки в пределах тов изначально не были плейттектонической кон-
подвижного пояса отсутст-­ частями океанических бас- цепциями, а становятся
вует. Тектоническая струк-­ ­сейнов. Все это противо­ шире. Это свидетельству-
тура подвижного пояса речит точке зрения плейт- ет об одновременном и
образуется не блоками, а тектонической концепции параллельном существо-
чешуйчатыми надвигами, на подвижные пояса конти- вании на Земле геодина-
тектоническими покрова- нентов и заставляет вернуть-­ мических процессов двух
ми (по форме и располо- ся (применительно только типов – плейттектоничес­
жению те и другие напо- к подвижным поясам) к кого и автономного, со-
минают пластины рыбьей представлениям геосинк­ ответствующих упомяну-
чешуи) и сопряженными линальной концепции. тым тектоническим струк-
с ними складками. Они турам двух типов – диск­
не нарушают упомянутую Результаты высокоточных ретных плит и связных
общую зональность поя­ геодезических измерений подвижных поясов.
са. Следовательно, для современных горизонталь-­
подвижного пояса харак- ных смещений литосфер- АВТОНОМНАЯ ГЕОДИНАМИКА
терна не дискретность, а ных плит подтверждают в
связность тектонической глобальном масштабе ре- АЛЬПИЙСКО-
структуры, поэтому мож- конструкции таких смеще­
но утверждать, что одно- ний, сделанные в рамках ИНДОНЕЗИЙСКОГО ПОЯСА
временно (и параллель- плейттектонической кон-
но) на Земле существуют цепции. В частности, из- Подвижные пояса (Аль-
тектонические структуры мерено предполагавшееся пийско-Индонезийский,
двух типов: дискретные ранее сближение Афри- Ура­ло-Монгольский и дру-­
структуры (плиты, блоки, канской, Аравийской и Ин- гие) традиционно рассмат­
подразумеваемые плейт- до-Австралийской литос- риваются в рамках гео-
тектонической концепци- ферных плит с Евразиатс­ синклинальной и плейт-
ей) и континуальные, связ- кой плитой, расширение тектонической концепций
ные, целостные структуры Атлантического и Индийс­ как области латерального,
подвижных поясов. кого океанов, расшире-­ бокового сжатия, дефор-
ние срединно-океаничес­ мирования в результате
Ряд ученых (А.Л. Яншин, ких хребтов. Однако ана- сближения смежных плат-
А.Е. Шлезингер, И.В. Хво- логичные геодезические форм или литосферных
рова, Б.Г. Лутц и др.) пока- измерения, произведен- плит. Считалось (и счита-
зали, что состав и харак- ные в пределах подвиж- ется), что вследствие это-
тер изменчивости осадоч-­ ных поясов и некоторых го ширина, соответствен-
ных отложений Альпийск­ о- отдельных подвижных со- но, геосинклинальных или
Индонезийского подвиж- оружений (Пиренеи, сре- океанических бассейнов,
ного пояса и одновозраст­ диземноморская часть Аль- а затем и возникших на
ных отложений океанов, пийско-Индонезийского их месте подвижных поя-
продукты магматических пояса, Индонезия, Боль- сов в процессе их форми-
и вулканических процес­ шой Кавказ, Таджикская рования существенно – в
сов тех и других суще- депрессия, Урал) пока- полтора-два раза – умень-
ственно различны. Анало- зали, что эти тектониче- шается.

47

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

0° 10° 50° 20° 50° 30°

Евразиатская литосферная плита

Áèñêàéñêèé АВ Средиземноморская часть
çàëèâ
Альпийско-Индонезийского КВ
Àòëàíòè÷åñêîãî
îêåàíà подвижного пояса

Ип Пр Ап Апл ×åðíîå ìîðå
Ñðåäèçåìíîå ìîðå
40° 3 Знаки внемасштабные
12 смещения надвигов и покровов по геологическим данным
увеличение ширины подвижного пояса по геодезическим данным

4 56

Современное увеличение ширины Пиренеев–Апеннин–Альп–Карпат–Балканид, по результа-
там GPS-измерений: 1, 2 – внешние границы (1) покровно-надвиговых сооружений Альпийско-
Индонезийского подвижного пояса и Пиренеев (2); 3 – передовые прогибы; 4 – наложенные
впадины; 5, 6 – платформы древние (5) и эпигерцинские (6).
Обозначения: АВ – Альпы Восточные; Ап – Апеннины; Апл – Апулийский выступ Африканской
литосферной плиты; КВ – Карпаты Восточные; Пр – Пиренеи; Ип – Иберийская литосферная
плита. Рисунок авторов.

Однако существующие чешуйчатые надвиги и северном направлении
геологические, геофизи- тектонические покровы (то (это называется северной
ческие и геодезические есть дислокации, образую- вергентностью дислока-
материалы по Альпийско- щиеся при перемещении ций), а на южном крыле –
Индонезийскому и неко- пластин, чешуй слоистых в южном. В обоих случаях
торым другим подвижным пород поверх рядом рас- происходит удаление от
поясам и отдельным со- положенных аналогичных оси пояса. Установлено,
оружениям позволили прий­- отложений). При переме- что дислокации с такими
ти к иному выводу. По мне- щениях не поверх них, а направлениями перемеще-
нию авторов, их тектони- под ними возникают под- ний формировались здесь
ческая структура указы- двиги. И в том, и в другом в позднеюрское, ранне-
вает не на раздавливание случае могут также обра- и позднемеловое, палео­
сближающимися платфор­ зовываться сопряженные геновое, миоценовое и
мами или плитами, а на с ними складки. В пре- плиоценовое время, то
активное, силовое рас- делах пояса те и другие есть в течение последних
ширение самих поясов и характеризуются осесим- 160 млн лет. При таких –
сооружение в результате метричным, так называе- в противоположных нап­
процесса объемного рас- мым дивергентным (двус-­ равлениях – ориентиров-
ширения распора слагаю­ торонним) расположением. ках надвигов на “крыльях”
щих их слоистых пород. Это означает, что на се- пояса ширина соответст-­
верном крыле пояса дис- вующей части пояса долж­ ­-
Как уже упоминалось, локации указывают (по на увеличиваться. С по-
основным типом дислока­ геологическим данным) на зиций плейттектоничес­
ций (например, Альпийс­ перемещение материала кой концепции, указанные
ко-Индонезийского под- слоистых горных пород в надвиги и покровы – это
вижного пояса) являются

48


Click to View FlipBook Version