Движения земной коры
Статья написана Павлом Чайкой, главным редактором журнала «Познавайка». С 2013 года, с момента основания журнала Павел Чайка посвятил себя популяризации науки в Украине и мире. Основная цель, как журнала, так и этой статьи – объяснить сложные научные темы простым и доступным языком
Кажется, что нет ничего устойчивее «земной тверди» — поверхности земли, на которой мы строим дома, по которой ходим, прокладываем дороги. Однако это не совсем так. Установлено, что поверхность твердой земли, так же как и поверхность океанов и морей, испытывает колебания под влиянием протяжения Луны и Солнца. Разница лишь в том, что высоты приливных колебаний поверхности морей достигают нескольких метров, а колебания поверхности твердой земли измеряются сантиметрами или дециметрами.
Амплитуда таких приливов в твердой земле доходит, например, на широте Киева почти до 30 сантиметров. Поскольку приливные колебания охватывают сразу очень большие участки земного шара, мы их не замечаем, а улавливаются они только точными приборами. Но есть и такие проявления «беспокойства» земной коры, которые заметны без всяких приборов. Это, прежде всего, землетрясения, сравнительно редко катастрофические и очень часто слабые. Так, например, сейсмические станции регистрируют в среднем через каждые пять минут одно землетрясение.
Сдвиги и смещения земной коры, вызванные действием внутренних сил, происходят и в таких районах, где землетрясений нет или они очень редки и слабы. Это так называемые вековые колебания земной коры, то есть медленные, постепенные поднятия одних участков земной поверхности и опускания других.
Признаки вековых колебаний земной коры наиболее отчетливо проявляются на побережьях морей. В областях, где прибрежная суша поднимается, море постепенно отступает. Например, на Скандинавском полуострове (побережье Ботнического залива) это явление настолько интенсивно, что местные рыбаки замечают, как проливы между островами мелеют, группы мелких островов сливаются в один большой остров, а затем присоединяются к материку.
В Голландии, наоборот, земная поверхность опускается. Для того, чтобы предохранить свою страну от затопления, жителям приходится сооружать специальные дамбы и плотины и время от времени наращивать их высоту.
Еще в XVIII веке была предпринята попытка определить скорость поднятия Скандинавского полуострова. Для этого на прибрежных скалах, расположенных на уровне моря, были сделаны горизонтальные метки. В настоящее время эти метки находятся уже на высоте до 1,5—2 метров над водой. Такие метки наносились и в дальнейшем. Зная год, когда они были выбиты, и их теперешнюю высоту над уровнем моря, можно рассчитать среднегодовую скорость поднятия суши. Именно таким способом было установлено, что скорость ее поднятия на этом полуострове достигает одного сантиметра в год.
Естественно, что сейчас примитивные метки заменены точными приборами — футштоками и мореографами. В районах же, удаленных от берегов морей, для этой цели применяют нивелировки, то есть определения высот отдельных пунктов над уровнем моря. Если сравнить результаты двух нивелировок одних и тех же надежно закрепленных пунктов, выполненных с интервалом 20—30 лет, можно узнать об изменениях, происшедших в результате вековых движений земной коры.
Полученные данные позволяют уже составить точные карты современных движений земной коры. Такие карты созданы для территорий Японии, Нидерландов, Италии, Великобритании, Финляндии, части территории США и других стран.
Исследованию современных движений земной коры уделяется сейчас большое внимание. Наблюдения над этим всеземным процессом требуют международного сотрудничества. Именно с этой целью при Международном Геофизическом и геодезическом Союзе (МГГС) создана специальная комиссия. Данные о распределении поднятий и опусканий земной коры и их интенсивности имеют большое научное и практическое значение.
Недооценка этого фактора приводит иногда к серьезным последствиям. В американском журнале «Surveying and Mapping» как то сообщалось, что в Калифорнии в годы войны была построена крупная верфь, сооружение которой обошлось в 170 миллионов долларов. Однако строители не учли, что низменный участок побережья, на котором была расположена эта верфь, интенсивно опускается. В результате через несколько лет пришлось возводить специальную дамбу для защиты верфи от затопления. Лишь за последнее время борьба с затоплением верфи стоила 6 миллионов долларов. Известно также, что интенсивные неравномерные сдвиги земной коры в отдельных районах Калифорнии вызывают перекос стальных опор линий электропередач, нарушение нормальной работы газопроводов. А вызванное этой же причиной падение уровня грунтовых вод в засушливом районе долины Сан-Джоакин привело к необходимости углублять оросительные колодцы, на что ежегодно затрачивается около 1,5 миллиона долларов.
Появляющиеся иногда сведения о якобы выявленных взаимных перемещениях целых материков, больших островов мало достоверны. А вот на ограниченных площадях взаимные смещения отдельных участков земной коры возможны. Так, например, на западе США (по так называемому сбросу Сан-Андреас) происходит как бы наползание одной глыбы земной коры на другую (со скоростью примерно 1 сантиметр в год).
Повторные геодезические измерения в Японии дали возможность составить для некоторых районов карты, на которых горизонтальные сдвиги показаны в виде векторов. Сравнение этих векторов с данными о скоростях вертикальных движений дает интересные результаты. Оказывается, там, где вертикальное поднятие наиболее интенсивно, горизонтальные сдвиги слабее, и наоборот. Создается впечатление, что здесь как бы происходит расползание огромной глыбы земной коры. Другие глыбы земной коры опускаются и сжимаются. Можно заключить, что подразделение на вертикальные и горизонтальные сдвиги условно; в действительности они представляют собой лишь отдельные составляющие сложных движений глыб земной коры.
Автор: Ю. А. Мещеряков.