Современные геотектонические движения и методы их изучения

Современные тектонические движения. Их можно непосредственно наблюдать и изучать инструментально, а также на них основан актуалистических подход к изучению более древних движений.

Методы изучения современных тектонических движений:

Метод водомерных наблюдения (футштоков) - позволяет судить о вертикальных перемещениях уровня Мирового океана. График впервые был установлен в пределах изостатического свода Скандинавии (Питеа).

Эвстатические колебания уровня океана - собственные его колебания. Сейчас скорость подъема уровня Мирового океана оценивается в 1,8±0,1 мм/год - эвстатическая поправка. Сам подъем уровня связан с таянием ледников в результате глобального потепления. Причины эвстатических изменений уровня Мирового океана:

-Гляциоэвстазия - глобальные потепления и похолодания. За поздний кайнозой уровень Мирового океана поднялся на 80 м.

-Тектоноэвстазия - в общем, это изменение емкости Мирового океана, что вызывает в первую очередь отток или приток вод шельфа. На самом деле это результат вариации скорости спрединга в океане, а также вариации длины/ширины спрединговых хребтов. Срединно-Атлантический хребет (узкий и высокий, с рифтовыми долинами) - малая скорость спрединга, Восточно­Тихоокеанское поднятие (широкое вздутие, лишенное рифтовых долин) - высокая скорость спрединга. Т.е., если скорость спрединга резко увеличится, то емкость океана сразу уменьшится и произойдет поднятие уровня.

Сейчас построена эвстатическая кривая для фанерозоя: выявлено несколько порядков поднятий и опусканий, на которые наложены более мелкие колебания.

Рост коралловых рифов (по годичным кольцам лидо радиоуглеродным методом) - естественный аналог футштока.

2.Метод повторных нивелировок. Этим методом определяются уровни поднятия/опускания за промежуток времени между нивелировками - вертикальные колебательные движения земной поверхности.

Тектонический шум - "дрожание" земной коры, что отражает упругие характеристики верхней коры в состоянии непрерывного колебания на фоне вертикальных движений того или иного знака.

Лазерная геодезия сейчас позволяет делать трилатерацию - измерение не только углов между точками треугольника, но и длин сторон треугольников (с помощью лазера).

Сан-Андреас

3.Космическая геодезия. Дает возможность измерить возможность смещения континентальных единиц относительно друг друга. Впервые методы космической геодезии заработали в 70-х годах.

-Метод лазерного отражателя (SLR - Satellite Laser Ranging) - с какой-то точки на поверхности суши посылается лазерный луч на отражатель спутника, а отраженный луч принимается в удаленной точке (на 1000 и более км).

Многократное измерение одного и того же расстояния дает хорошую точность. Первый эксперимент был проведен с 1971 по 1982 г.

Побережье Калифорнии: -61-65 мм/год

-Метод длиннобазовой интерферометрии (VLBI - Very Lang Base Interferometry) - работает, если точки находятся на удалении не более 1000 км, иначе снижается точность. С 1979 по 1984 год было выполнено 57 тыс. измерений между взятыми точками. Суть методы: удаленные радиотелескопы, принимающие радиосигналы из квазаров (бесконечности), встроенные атомные часы способны с достаточной точностью уловить разницу хода между фиксацией сигнала разными радиотелескопами. Были установлены 3 радиотелескопа: в Северной Америке, Южной Америке и Скандинавии. Для Сан-Андреас получили результаты -40-48 мм/год.

-Система глобального позиционирования GPS (Global Positioning System) - американская система из 24 спутников, подвешенных так, чтобы в любой точке можно было фиксировать сигнал хотя бы от 6 спутников. По данным GPS калифорнийский полигон дает -50,4±3,; мм/год. Это самый эффективный метод. В комбинации с акустическими наблюдениями можно измерять горизонтальные перемещения дна при работе в акваториях.

-ГЛОНАСС (Глобальная Навигационная Спутниковая Система) - отечественный аналог. Из недостатков: мало спутников и низкая точность. Для геологии эта система не подходит.

- DInSAR (дифференциальная интерферометрия) - нужно, чтобы со спутника было сделано хотя 2 радарных снимка интересующего нас участка с необходимым временным интервалом, радиоволны длиной 56,67 мм. Метод позволяет обнаружить горизонтальные и вертикальные смещения с точностью до см долей см. Полученные 2 снимка составляют интерферометрическую пару, далее совмещаются в одной точке, а любое изменение перемещения точки по-вертикали и по- горизонтали выражается на снимках в радужной расцветке (дифференциальная интерферограмма). Недостатки: сложно сделать два одинаковых снимка из одной и той же точки космоса. Хорошо, если между съемками произошло землетрясение или извержение вулкана, тогда интерферограмма получается очень четкая, и появляется материал для кучи статей.

Зона Беньофа

Зо́на Заварицкого-Вада́ти-Беньо́фа – неровная, криволинейная зона концентрации гипоцентров землетрясений, наклоненная в сторону от океанских желобов под активные островные дуги или континентальные окраины на глубину до нескольких сотен километров, по которой происходит погружение одной плиты под другую. Иногда состоит из двух зон, расположенных сверху и снизу погружающейся пластины.

Такая зона является глубокой активной сейсмической зоной в зоне субдукции^[1]. Дифференциальное движение вдоль зоны производит глубинные землетрясения, очаги которых могут быть на глубине около 700 километров. Зоны Вадати-Бениофа развиваются под вулканическими островными дугами и активными континентальными окраинами. Глубоко расположенные очаги землетрясений вдоль зоны позволяют сейсмологам создавать трехмерную модель поверхности погружающейся плиты, строение висячего края плиты и мантии, в т. ч. мантийного клина. Угол наклона зоны такой же, что и погружающейся плиты.

Землетрясения возникают при резком скольжении разлома в зоне субдукции или скольжении по разломам в нисходящей плите в результате изгиба и расширения плиты, втягивающейся в мантию.

Сечение сейсмичности зоны субдукции Курильских островов, землетрясение 15 ноября 2006 года силой 8,3 M_w