Тектонические движения и деформации горных пород

17.1. Вертикальные и горизонтальные движения

Земная кора постоянно испытывает движения, чаще всего очень медленные, но при землетрясениях очень быстрые, почти мгновенные. Это явление было подмечено еще в далекой древности Пифагором. Известно много мест на земном шаре, где целые города оказались на дне моря, а некоторые портовые сооружения — на суше. Примерами служат поселения древнегреческих колоний на Черноморском побере­жье: Созополь в Болгарии, Диоскурия в районе современного Сухуми и др. На Коринфском перешейке, соединяющем материковую Грецию с полуостровом Пелопоннес, храм, выстроенный в I в. п. э. на суше, ныне покрыт водами моря. На Новой Земле причалы, построенные помора­ми еще в XVIII в., сейчас находятся выше уровня моря и довольно далеко от берега. Скандинавия медленно поднимается, а горное соору­жение Большого Кавказа каждый год «вырастает» почти на 1 см. Очень медленные поднятия и опускания испытывают и равнинные участки Русской плиты, Западно-Сибирской низменности, Восточной Сибири и многих других районов. Земная кора испытывает не только верти­кальные, но и горизонтальные перемещения, причем их скорость со­ставляет десяток сантиметров в год. Иными словами, земная кора как бы дышит, постоянно находясь в медленном движении.

В чем причины таких перемещений земной коры? Необходимо раз­личать кажущиеся движения, связанные с колебаниями уровня моря, и реальные, обусловленные собственно перемещениями земной коры. На побережьях океанов и морей уже давно устанавливались специальные приборы: мореографы и рейки-футштоки для измерения уровня моря. Впервые такие наблюдения стали проводиться в Швеции, а с 1731 г. — в Финляндии. Уровень моря может испытывать собственные колеба­ния — эвстатические, обусловленные разными причинами, как уже от­мечалось в главе 12 о деятельности океанов.

Таяние ледников, образование поднятий в океанах, увеличение сред­ней температуры воды, уменьшение ее плотности и т. д. — все это вы­зывает повышение уровня океана, но это не означает, что то место на побережье, где происходят измерения, опускается. Необходима обра­ботка длинного ряда наблюдений за десятки лет, чтобы выявить дей­ствительные вертикальные колебания земной коры.

Резко усиливают колебания земной коры гляциоизостатические движения, связанные с таянием ледников и «всплыванием» их после снятия нагрузки. Так поднимаются Балтийский и Канадский щиты.

Для изучения деформаций, обусловленных тектоническими или вулка­ническими процессами, используют наклонометрыи деформографыс погрешностями измерений до 0,001 мм. Перед извержением вулканов под­нимающаяся магма вызывает деформацию — подъем вулканической пост­ройки, что улавливается приборами. Вообще, в вулканических областях зем­ная кора испытывает быстрые и значительные колебания. В Италии, недалеко от Неаполя, есть городок Поццуоли. В нем на древней рыночной площади сохранились колонны так называемого храма Сераписа, которые, правда, к храму не имеют отношения. На некоторой высоте от своего основания колонны изъедены сверлящими моллюсками, а ниже них поверхность ко­лонн ими не повреждена. Поццуоли находится вблизи еще недавно действо­вавших вулканов, например Сольфатары, где происходит выделение сернис­тых газов. Сооружение, выстроенное на суше в начале нашей эры, частично оказалось засыпанным вулканическим пеплом на высоту 2-3 м. Затем оно опустилось ниже уровня моря, и моллюски-камнеточцы «обработали» по­верхность мраморных колонн. После этого опять наступило поднятие. И так происходило несколько раз. Все это свидетельствует об активности тектоно- магматических движений в районе действующих вулканов (рис. 17.1).

Для выявления вертикальных движений используют повторное высоко­точное нивелированиевдоль определенных профилей, например через Боль­шой Кавказ. Такие профили, измерения на которых проводились несколько раз с интервалом 10-15 лет, дают весьма любопытные материалы о скорости и направленности современных тектонических движений (рис. 17.2).

Измерение горизонтальных движений на небольших площадях произ­водится геодезическим способом повторной триангуляции, а перемещение литосферных плит сейчас надежно установлено с помощью методов косми­ческой геодезии, точность которых весьма велика и составляет несколько миллиметров на тысячи километров. Также широко используется геодези­ческая спутниковая система GPS.

Для многих регионов мира составлены карты современных верти­кальных движений (рис. 17.3). Неоднократно такие карты составля­лись для Русской плиты и ее обрамления. Карты, учитывающие де­формацию земной коры за последние несколько миллионов лет, так называемые неотектонические карты, составлены для территории СНГ под руководством Н. И. Николаева, а кроме того, есть много регио­нальных неотектонических карт для Кавказа, Карпат, Урала и др.

200 О

zoo чоо 600 800 woo то иоо то то 2000

Время, г

Рис. 17.1.Изменение высоты поверхности и основания храма Сераписа в Поццуоли (Италия, Неаполитанский залив) с 79 г. н. э. и до настоящего времени (по А. А. Никонову): а — вертикальные движения поверхности; б — изменение скорости движения. Колонны храма Сераписа (фото Н. В. Короновского)