Сейсмическая активность Земли
Анатолий Рыков, зав. лабораторией сейсмометрии Института физики Земли РАН
Появление представителей Института физики Земли РАН на телевидении происходит нечасто. На прошедшей неделе: в телевизионной программе А.Гордона принимали участие член-корр. РАН Юрий Николаевич Авсюк и Виктор Николаевич Шолпо; на НТВ побывал ученый секретарь отделения катастроф Алексей Дмитриевич Завьялов, комментировавший землетрясение в Мексике; а также подробности катастрофы в 1952 году в г.Северо-Курильске.
Ю.Н.Авсюк: Еще Гюйгенс заметил, что ряд маятников на общей подставке и с разной длиной после совершения свободных колебаний отдает в конце концов остаток энергии колебаний маятнику с наибольшей длиной (с наибольшим периодом колебаний). Нечто подобное произошло с системой Луна-Земля-Солнце. Взаимное вращение Луны и Земли относительно общего центра тяжести (он находится на расстоянии 0,8R от центра тяжести Земли) приводит к двум разным колебаниям: с периодом «неделя», когда Лунно-Солнечный прилив на Земли меняется от минимума до максимума; с периодом «месяц» взаимного вращения Земля-Луна.
В этот циклический процесс вмешивается Солнце воздействием силой Ньютона на центр тяжести Земля-Луна. Расчеты показывают, что образуется сверхнизкочастотное колебание в системе Солнце-Земля-Луна, которое проявляется с медленным процессом периодического сближения и удаления Луны от Земли. Период такого движения порядка 200млн лет. Если взять один полный период такого колебания с началом в нуле ординат, то на оси абсцисс будет 5 разных точек: три нулевых, когда изменения происходят с максимальной скоростью и с разным знаком и две максимального и минимального удаления двух тел, когда проходит плавный и долгий по времени момент «противостояния» Земли и Луны. Все эти процессы сказываются на скорости вращения Земли. Изменения малы по амплитуде, но существенны для центробежных сил при линейной скорости вращения поверхности Земли на экваторе в 1666,6км/ч. Скорость составляет 2Маха для воздуха. Малейшее изменение этой скорости приводит к притоку или оттоку океанических вод на экватор или на полюса. Кроме климатических изменений, происходит заметное изменение среды обитания флоры и фауны Земли. В периоды оттока исчезали шельфы океанов, служившие местом процветания тяжелых ящеров, что привело к медленному угасанию их рода и процветанию мелких млекопитающих, которым такое изменение ничем не грозило. Таким образом, происходила медленная эволюция жизни на Земле, которая не могла быть полным исключением для вероятных, но редких, катастроф. В настоящее время Земля-Луна находятся в спокойном отрезке (минимум) синусоиды периодом в 200млн лет. На этот глобальный процесс накладываются значительно более частые вариации, например, соотношение оси наклона вращения Земли и точки афелия и перигелия на Солнечной орбите. Климат на Земле – многофакторный процесс и все факторы должны быть учтены при его анализе.
И последнее. Существуют два основных источника магнитного поля Земли: вращение жидкого слоя между мантией и ядром и вращение жидкого слоя между внешними и внутренними частями ядра. Они имеют разный знак и, в зависимости, от их соотношения, происходят процессы дрейфа или «переполюсовки» магнитных полюсов Земли, которые на обозримой истории Земли происходили сотни раз.
В.Н.Шолпо (геолог). Вся геологическая история Земли, которая прослеживается по сохранившимся органическим остаткам, может быть завязана с большой точностью на последних 1,5млрд лет. Она свидетельствует, в основном, об эволюционном характере всех изменений флоры и фауны.
На прошедшей неделе на НТВ побывал ученый секретарь отделения катастроф Алексей Дмитриевич Завьялов, комментировавший землетрясение в Мексике (см. статью Землетрясение в Мексике) и вообще – катастрофы на Земле, связанные с этими явлениями. Кроме того, на днях выступал член-корр. РАН Алексей Всеволодович Николаев, который занимается проблемой наведенной сейсмичности от антропогенной деятельности. В частности, он связал применение американцами вакуумных бомб, провоцировавших землетрясение на севере Афганистана.
А теперь перейдем к Вашему покорному слуге. Его на прошлой неделе не приглашали на ТВ. Однако, был американский фильм о цунами и его нашествии на Гавайи, на Японию и чуть-чуть на Южные Курилы, не упомянув про катастрофу в 1952 году в г.Северо-Курильске, где в ночь погибла не одна тысяча людей. Ваш слуга был в гос.комиссии, которая совершила научно-административную инспекцию в 1959г. от Камчатки до Кунашира. Лично разговаривал с очевидцем, который смог убежать от волны, прыгнув на снег в окно первого этажа в 3 часа ночи. Защитил кандидатскую диссертацию по теме «Аппаратура предупреждения о цунами» сейсмическим методом. Участвовал в аппаратурном обмене между США (Гавайи) и СССР (Сахалин), проведя 1 месяц в райском уголке Земли. И еще – обнаружил связь между собственными радиальными и крутильными колебаниями Земли с угловыми периодами равенства вертикальных и горизонтальных гравитационных и инерционных сил, действующих на сейсмометр, на которых происходит поворот частотной характеристики от ускорений к смещениям при росте периода колебаний. В частотах они равны:
F(z)=sqrt(2g/R)/2π=0,0002788Гц для радиальных (вертикальных) колебаний;
F(h)=sqrt(g/R)/2π=0,000198 Гц для крутильных (горизонтальных) колебаний.
Никто в мире не обнаружил подобной зависимости. Фирмы, выпускающие сейсмографы, продолжают ошибочно «рисовать» частотные характеристики без точек поворота.
Список литературы
Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.n-t.org/