д.ф.-м.н, в.н.с.,
683006, Петропавловск-Камчатский, б-р Пийпа, 9
Doctor of Physics and Mathematics, Lead Researcher,
9 Boulevard Piip, Petropavlovsk-Kamchatsky 683006
В работе развивается концепция блоковой геосреды применительно к геодинамическому (сейсмическому и вулканическому) процессу. Работу, в целом, можно представить в виде четырех частей: введения, шести разделов, кратко описывающих разработанную ранее автором ротационную модель сейсмотектонического процесса, трех разделов, посвященных развитию блоковой концепции применительно к вулканическому процессу, и обсуждения результатов.
Во введении на примере анализа исследований, проводимых в течение последних десятилетий сотрудниками Института земной коры СО РАН, показывается, что концепция тектонофизического процесса Байкальской рифтовой зоны, разрабатываемая в рамках разломной тектоники на региональном уровне, не позволяет видеть всю картину в целом. Региональные концепции существенным образом опираются на представления о разломах, представления о блоковой среде используются чисто формально. И, несмотря на большие успехи [Sherman, 2014], уже на первых этапах построения региональной модели ученые вынуждены вводить взаимосвязи между ее параметрами, тем самым резко ограничивая возможности интерпретации модели на заключительных этапах исследования. Отмечается, что принцип Сен-Венана в применении к задачам сейсмологии и геодинамики не может рассматриваться как фундаментальный.
В разделе «Напряжения с моментом силы» проводится построение механически очевидной модели движения блока, являющегося частью вращающейся среды – геосреды. Показывается (рис. 1), что в блоковой вращающейся и передвигающейся вдоль поверхности Земли геосреде генерируется упругое поле с моментом силы, которое действует на блоки через их поверхности. Такие свойства упругого поля являются следствием закона сохранения момента количества движения. Движение блока во вращающейся системе координат ме- ханически эквивалентно движению блока в невращающейся (инерциальной) системе координат под действием собственного момента силы (спина), который в окружающем блок пространстве создает упругое поле с моментом силы. Такие напряжения в геосреде накапливаются, что и может объяснить ее известное свойство – энергонасыщенность [Ponomarev, 2008].
В разделе «Близкодействие и дальнодействие ротационного упругого поля» показывается, что поле упругих напряжений с моментом в геосреде описывается симметричным тензором напряжений. Оно характеризуется близкодействием – «моментным» взаимодействием рядом расположенных блоков, и дальнодействием – «энергетическим» взаимодействием всех блоков сейсмического пояса, протягивающегося на десятки тысяч километров, что может являться отражением общего физического принципа – корпускулярно–волнового дуализма. В ротационной концепции не требуется привлекать модель Коссера, которая является математической, не физической.
В разделах «О ротационных волнах в блоковых вращающихся геосредах»и «Новый тип геодинамических колебаний» описывается разработанная ранее автором в рамках блоковой концепции геосреды модель ротационного сейсмотектонического процесса [Vikulin, 2011]. Характерными скоростями волновой модели являются Сo =
The geomedium block concept envisages that stresses in the medium composed of rotating blocks have torque and thus predetermine the medium's energy capacity (in terms of [Ponomarev, 2008]). The present paper describes the wave nature of the global geodynamic process taking place in the medium characterized by the existence of slow and fast rotation strain waves that are classified as a new type of waves. Movements may also occur as rheid, superplastic and/or superfluid motions and facilitate the formation of vortex geological structures in the geomedium.
Our analysis of data on almost 800 strong volcanic eruptions shows that the magma chamber’s thickness is generally small, about 0.5 km, and this value is constant, independent of the volcanic process and predetermined by properties of the crust. A new magma chamber model is based on the idea of 'thermal explosion’/‘self-acceleration' manifested by intensive plastic movements along boundaries between the blocks in conditions of the low thermal conductivity of the geomedium. It is shown that if the solid rock in the magma chamber is overheated above its melting point, high stresses may occur in the surrounding area, and their elastic energy may amount to 1015 joules per 1 km3 of the overheated solid rock. In view of such stresses, it is possible to consider the interaction between volcano’s magma chambers as the migration of volcanic activity along the volcanic arc and provide an explanation of the interaction between volcanic activity and seismicity within the adjacent parallel arcs.
The thin overheated interlayer/magma chamber concept may be valid for the entire Earth's crust. In our hypothesis, properties of the Moho are determined by the phase transition from the block structure of the crust to the nonblock structure of the upper mantle.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.