Александр Гангнус - Тайна земных катастроф

Эффект возбужденной тектоники... О нем мы говорили в главе "Соленый хребет". Напряжения, вызывающие землетрясения, копятся долго. И иногда, чтобы вызвать это готовящееся землетрясение раньше, чем оно созрело, достаточно просто подкачать воды в геологическую структуру. Возрастет поровое давление, "эффект смазки" уменьшит монолитность массива, и вот происходит землетрясение — тоже своего рода эффект возбужденной тектоники...

И тут возникает вопрос: а есть ли уверенность, что верна на сто процентов сдвиговая модель очага? То есть какую-то часть реальности она, конечно, отражает, но какую именно — сорок, шестьдесят процентов? И тогда в разных местах соотношение этой сдвиговой, тектонической, и несдвиговой компоненты (назовем ее "фактором X") может быть разным при абсолютно одинаковой сдвиговой внешности их всех...

Маскарад в мире сейсмотектоники... И чаще всего вопрос о несдвиговой модели очага возникает в связи с проблемой глубоких, мантийных землетрясений, механизмы которых ведут себя зачастую крайне загадочно и необъяснимо, с нашей "поверхностной" точки зрения.

Вот что писали об этом видные сейсмологи Б. Айзеке, Дж. Оливер и Л. Сайке:

"У островных дуг, где холодный экзотический материал погружается в мантию, природа ставит эксперимент, показывающий, как ведут себя нормальные близповерхностные материалы при высоких температурах и давлениях, действующих в астеносфере".

Когда физика обращалась к странному миру микрокосма, а астрофизики еще оставались в старом, ньютоновском пространстве, надо было обладать яркой нетривиальностью, вплоть до чудачества в глазах даже близких коллег, чтобы подобно Лобачевскому и Риману заговорить о метрике иных, искривленных пространств и подобно Эйнштейну увидеть черты неньютоновской механики и неевклидовых геометрий в реальном мире.

Биологам и геологам, возможно, порой очень не хватает той пространственной раскованности, какую позволили себе физики и математики. Межатомные, межмолекулярные силы, может быть, не просто создают причудливые кристаллы и странной пространственной конфигурации большие молекулы, которые обеспечивают жизненные процессы. Эти силы по-своему перекраивают, перестраивают пространство в своих масштабах. И может быть, на этом фундаментальном допущении будет построена "обобщенная кристаллография", о которой грезил Джон Бернал, наднаука, объединяющая биологию и кристаллографию, наука, которая объяснит наконец геологический феномен возникновения жизни на пустой Земле. Ведь теория вероятностей дает нулевой шанс на случайное создание одной, первой молекулы ДНК, с которой могло бы все начаться. Тогда найдут объяснение и многие другие загадки эволюционного прогресса, которые нельзя объяснить простым действием естественного отбора.

На пространственной ограниченности мы вдруг ловили себя, когда силились понять, откуда по окраине Тихого океана, этой цитадели мобилизма, столько глубоких землетрясений с необычными для всего остального мира типами механизмов. Тип "б 1". По меньшей мере наполовину этот тип означает вертикальный сброс, вертикальное движение по вертикальной поверхности разрыва. А ведь в мелких коровых землетрясениях этого типа почти нет! Почему в Тихом океане так, а в фокальной зоне Памиро-Гиндукуша иначе? В диаграмме типов подвижек, идущих в очагах глубоких землетрясений Памира, главное место занимает тип "в", чистый надвиг — тот же, что и в поверхностных землетрясениях. Пока однажды не пришло в голову: все дело в координатах, в системе отсчета. Верхние коровые землетрясения идут вблизи свободной поверхности Земли, они происходят, как говорят физики, в "полупространстве", ограниченном, срезанном сверху земной поверхностью. Вся многолетняя практика географии, а затем и геологии приучила ученых все отсчеты производить от горизонтальной поверхности. Именно относительно этой поверхности все типы геологического движения в очагах землетрясения становятся сбросом, надвигом, сдвигом и т. д. Правильно ли с той же (географической по сути) системой отсчета подходить к глубоким недрам — триста, шестьсот километров от поверхности?

Конечно, в некоторых случаях пространство и там сохраняет черты сходства с нашим, географическим. И там есть верх и низ, поскольку не отменяется сила тяжести. И там есть поверхность равного давления, параллельная дневной поверхности. Но гравитация играет там неизмеримо меньшую роль: ведь и аквалангист не чувствует своего веса в воде, и порой лишь всплывающие пузыри подсказывают ему, где верх, а где низ.

В каком же пространстве идут глубокие землетрясения? Что принять там за поверхность отсчета?

И такая поверхность есть в зонах глубоких землетрясений. Это — сама наклонная плоскость повернувшей в мантию литосферы. Привязавшись к этой плоскости, мы получаем новую "горизонталь", от которой можно по привычной схеме строить все углы. Остается, правда, решить еще, от какого направления на этой плоскости отсчитывать новый азимут. У нас азимут отсчитывался по часовой стрелке от линии перегиба плиты, поворота из горизонтального положения в наклонное, то есть от истинного протяжения в этом месте островной дуги, или (если речь идет о Памиро-Гиндукуше) от самой осевой линии вытянутой с запада-юго-запада на восток-северо-восток полосы эпицентров глубоких землетрясений. Причем за 90 градусов на этом циферблате было принято то направление, откуда плита движется, за 270 — куда она погружается (если считать, что она действительно погружается).

Пришлось вспомнить тригонометрию и выводить формулы пересчета механизмов землетрясений в новое конкретное пространство погруженной плиты, и потом был месяц кропотливого, как сказал бы раньше про кого-нибудь, а на самом деле весьма нудного труда.

Было пересчитано почти полтораста землетрясений. Сто японских глубоких землетрясений и 49 наших, памиро-гиндукушских. Только после этого можно было заняться сравнением и размышлениями.

Что же увидели мы, когда перед нами развернулось в цифрах черное, относительно холодное (литосферная плита, погруженная в мантию, намного холоднее окружающей среды) пространство литосферы, попавшей в плен к Плутону? Мы увидели, что плиты японских островных дуг сдавлены вдоль оси своего падения на всем своем прослеживаемом по глубоким землетрясениям протяжении. Ибо и в верхних частях погруженной, например, под Японское море плиты, и в нижних, обрывающихся на бездонной глубине где-то уже под уссурийской тайгой, господствовало сжатие, направленное по оси этого падения. Выходило, что японские плиты тонут не совсем охотно, сила подступающей сзади, от центра Тихого океана, литосферы буквально заталкивает плиту, и она движется быстрее, чём это было бы только под действием ее собственного веса.