Загадки океана

Рифтовые зоны относятся к числу наиболее изученных районов срединных хребтов. Они — в центре внимания ученых разных специальностей. Как устроен гигантский механизм, заставляющий плиты перемещаться? По этому поводу высказано много различных гипотез и сделано большое количество экспериментов, но число вопросов не уменьшилось. Например: почему в низкоспрединговых хребтах наблюдается боковое поднятие сбросовых ступеней по краям рифта? Почему их нет там, где происходит быстрый спрединг?

Что такое субдукция и что она может? Если две литосферные плиты движутся навстречу друг другу, т. е. сходятся, то настает момент, когда они сталкиваются. Развивается процесс поддвига и погружения одной из плит под другую. Такой процесс называется субдукцией. Зоны, где она происходит, интересны с точки зрения поиска полезных ископаемых.

Схема «бульдозерного» эффекта.

Край плиты, оказавшийся сверху, сгребает осадки с поверхности плиты, идущей вниз. Верхняя плита работает как нож бульдозера. В результате на поверхности уходящей вниз плиты появляются мощные складки осадочных пород. Складки эти образуют структурные ловушки, где могут скапливаться большие количества нефти и газа (см. рис. на с. 86). Нефть и газ легче воды. Поэтому они стремятся всплыть. Если этому препятствует достаточно плотный слой осадков, то нефть и газ будут скапливаться в самом высоком месте, т. е. в складках под куполами. Предполагается, что подобный механизм способствовал образованию нескольких крупных месторождений нефти и газа в разных частях земного шара.

Но субдукция дает не только положительный эффект. Столкновение литосферных плит приводит к землетрясениям. Иногда очень сильным, когда погибает много людей. Пример — землетрясение в Мексике в 1985 г.

Плита Кокос движется в восточном направлении. Она поддвигается под Северо — Американскую плиту у западного побережья Мексики. Плиты движутся со средней скоростью 6 см/год навстречу друг другу. Поддвиг Кокосовой плиты происходит под ту часть Северо — Американской плиты, которая является участком дна Тихого океана в этом районе. При переме щении плит возникают большие механические напряжения, сосредоточенные на наиболее прочных отрезках.

19 сентября 1985 г. в 7 ч 18 мин на глубине 15 км под г. Ласаро — Карденас произошло вспарывание одного из наиболее напряженных участков на границе между двумя плитами. В этом месте края плит разошлись в течение нескольких секунд почти на 2 метра! Сила подземного толчка достигла 8,1 балла по шкале Рихтера. Но разрушения, как сообщала печать, были сравнительно небольшими. Ускорение движения вблизи эпицентра было в пределах 15 % от ускорения силы тяжести (g). Известно, что при землетрясениях, происшедших раньше в других районах, ускорение достигало единицы g, т. е. 9,81 м/с². В следующую минуту импульс распространился на 170 км вдоль разлома, через 2 мин с небольшим он прошел 360 км и достиг г. Мехико.

В Мехико живет около 18 млн. человек. Здесь колебания Земли вызвали разрушение многих сотен больших зданий и гибель тысяч жителей. Наиболее сильные колебания были отмечены в плотно застроенном высокими домами центре города. Трагический эффект был особенно велик из‑за неожиданного механического резонанса, возникшего в глинистом грунте, на котором стоит город.

Большая часть города расположена на территории высохшего древнего озера, от которого остался толстый слой глины. Собственный период механических колебаний этого слоя оказался близким к 2 с. Примерно тот же период имели сейсмические колебания, возникшие при вспарывании. В результате под городом возник резонанс, значительно усиливший катастрофу.

Особенно пострадали те здания, собственный период колебаний которых был близок к резонансному.

Каждый этаж дает период колебаний примерно в ОД с, поэтому здания в 20 этажей теоретически имели резонансный период в 2 с. Разрушилось 300 зданий высотой от 6 до 15 этажей. Это свидетельствует о размытости кривой резонанса, что наблюдается всегда при недостаточно добротном резонаторе.

Ученые пока еще не научились точно предсказывать землетрясения. Если бы удалось контролировать механические напряжения в месте контакта двух плит, то, вероятно, можно было бы получить полезную информацию, предупреждающую о надвигающейся катастрофе.

Однако проникнуть в глубину коры океана на полтора десятка километров очень трудно. Ученые еще только осваивают технику сверхглубокого бурения (скважина на Кольском полуострове).

Недавно установлено, что столкновение литосферных плит не только грозит землетрясением, но и влияет на климат. Влияние это обнаруживается за несколько месяцев до катастрофы. В районах, где ожидалось сильное землетрясение, наблюдались резкие аномалии погоды. Над очагами будущих катастроф была задолго отмечена максимальная солнечная радиация, наибольшее количество ясных дней, самая высокая температура воздуха и скорость ветра, минимальная облачность, влажность и наименьшее количество осадков.