Служба земных недр

01 октября 1970 года, 00:00

Служба земных недр

Море не раз брало приступом города, волны заливали еще недавно многолюдные площади и улицы, под воду медленно, но неотвратимо уходили гордые башни дворцов, исчезало все, даже память о некогда кипучих центрах торговли и культуры. Об этих катаклизмах мы знаем из легенд и преданий, скупых строк летописей и исторических хроник. Но в наши дни море точно так же наступает, теснит многомиллионные Бомбей и Токио, грозит затянуть в свои пучины жемчужину мировой культуры — Венецию...

Чтобы успешно бороться с врагом, его надо знать.

Наука, стартовавшая в СССР

Двадцать два года тому назад выдающийся советский геолог В. А. Обручев ввел в научный обиход новое слово — неотектоника. Новая наука, изучающая современные движения земной коры, получила имя и права гражданства.

Наука эта имеет долгую предысторию, но то, что «крестным отцом» неотектоники стал видный представитель нашей отечественной науки, не было делом случая.

В 20-х годах XVII века финский епископ Эрик Соролайнен занялся делами, с точки зрения религиозных догматов не совсем похвальными: в течение нескольких лет он замерял на береговых скалах уровень моря, а затем заявил, что земля под нашими ногами далеко не «вечная твердь».

Подобные же измерения в первой половине XVIII века привели знаменитого шведского исследователя Цельсия к выводу об усыхании океана, на что его современник Михаил Ломоносов возразил: «...Произошел вопрос от некоторых ученых, куда вода морская убывается и теряется? Однако, напрасно: ибо в других местах, напротив того, берега со временем уходят под воду...»

Медленные изменения лика Земли, впервые замеченные на берегах морей, были метко названы Ломоносовым «нечувствительными землетрясениями».

В XIX веке ближе всех к разгадке тайн развития земной поверхности подошел русский сейсмолог Александр Орлов. Им были разработаны первые в России программы широких исследований «динамических явлений твердого земляного черепа»; он доказал, что наблюдать за жизнью земной коры надо не только на побережье, но и на территории материков, что и землетрясения, и медленные колебания земной поверхности имеют общую природу. (Для новых точных измерений Орлов предлагал, в частности, наклономерные наблюдения и повторное нивелирование — методы, которыми широко пользуются современные исследователи.)

Но, несмотря на работы А. Орлова и австрийского геолога Э. Зюсса, который высказывал сходные взгляды, до самого конца прошлого века существовало мнение о четвертичном — современном с геологической точки зрения — периоде как о времени планетарного тектонического покоя. Планета как бы отдыхала после создания Гималаев, Кавказа, Тянь-Шаня, Альп, Анд, Кордильер.

На рубеже нашего века произошло еще одно очень важное в предыстории неотектоники событие. Русские геологи, работавшие на изыскании Транссибирской магистрали, и прежде всего

В. А. Обручев, обратили внимание на странные тектонические нарушения, «разрывы» горных пород. Характер их показывал, что они произошли с точки зрения геологии совсем недавно, хотя бытовало твердое убеждение, что весь район сформирован в весьма отдаленную эпоху. В. А. Обручев продолжил исследования в других районах Азии и накопил огромный фактический материал, доказывающий тектоническую «молодость» Сибири. Это открытие заинтересовало геоморфологов и геологов разных стран. Следы новейших движений земной коры стали находить и изучать на всех материках. Были высказаны предположения о сильном влиянии процессов неотектоники на формирование современного рельефа, многих месторождений, бассейнов подземных вод. Были даже замечены первые признаки влияния современных неторопливых подвижек земной коры на хозяйственную деятельность человека.

Известный средневековый арабский путешественник и географ Аль Бируни в книге «Индия» писал, что жители островов Ад-Дабаджат «покидают этот остров, который дряхлеет и начинает погибать, и переселяются на молодой и свежий, час поднятия которого над океаном приблизился».

Люди все более освобождались от представлений, будто пространства равнин и древних гор из века в век остаются неподвижными, коль скоро в их глубинах не стучит молот землетрясений. Факты и примеры современных движений земной коры вошли даже в школьные учебники. Точку над «и» поставил все тот же В. А. Обручев. Как уже говорилось, в 1948 году он предложил выделить неотектонику как самостоятельную науку.

Но масштаб влияния неотектонических процессов стал ясен только в последние два десятилетия, после того как сформировалась изучающая их наука.

Растущие горы

К пятилетию своего существования молодая наука пришла с открытием повсеместности неотектонических движений. Планета в сознании людей как бы вдруг ожила. Дряхлые горы оказались совсем не такими уж дряхлыми, устойчивые равнинные платформы оказались далеко не столь уж незыблемыми.

Образцом дряхлой и разрушающейся горной системы всегда считался Урал. Только недавние исследования показали, что в течение всех последних двадцати пяти миллионов лет (именно этот отрезок времени находится под наблюдением неотектоники) Урал растет со средней скоростью два миллиметра в столетие, что в геологических масштабах очень немало. В некоторых же местах скорость современного поднятия Урала достигает четырех-пяти миллиметров в год.

Еще более впечатляющими оказались результаты исследования Памира. На Памире, в районе долины реки Маркансу, на высоте 4200 метров специальный отряд по изучению каменного века под руководством душанбинского археолога В. А. Ранова открыл следы поселений людей каменного века. Там, где сейчас скалы и снег, десять тысяч лет назад росли деревья и зеленели травы, водились медведи, кабаны и рыси. Комплексные исследования вскрыли причину: всего десять тысяч лет назад долина реки Маркансу находилась на высоте всего лишь трех тысяч метров. Горы, можно сказать, на глазах человека выросли самое меньшее на километр!

Долгое время казалось, что горы на Земле если и растут, то только вверх. Ничего подобного! Новейшие исследования показали, что напряжения — предвестники землетрясений — возникают в горных породах от воздействия не вертикальных, а горизонтальных сил. Это было так неожиданно и странно, что первым измерениям не хотели верить. Но поверить пришлось. Многие горные системы, судя по всему, ползут в небо, словно взбираясь по крутому склону.

Все это оказалось не просто интересным.

Почему тонет Венеция?

Сотни лет главной бедой Венеции считалась разрушительная сила приливов Адриатического моря. И начиная со средних веков строители возводили земляные и каменные набережные, специальные стены и волноломы, надеясь, что система заграждений «выстоит дольше, чем бронза», спасет город. И только в последние годы выяснилось, что главная опасность, угрожающая Венеции, — это погружение ее в воды Адриатики со скоростью три сантиметра в десятилетие.

По мнению многих итальянских исследователей, погружение города вызвано усиленной откачкой пресных подземных вод. К такому же выводу относительно Токио еще раньше пришли японские специалисты. В 1961 и 1963 годах японским парламентом были даже приняты специальные законы, ограничивающие бурение скважин и сооружение колодцев в некоторых районах Токио. Однако, несмотря на принятые меры, скорость опускания токийского побережья доходит сейчас до двадцати сантиметров в год!

В давнее время ацтеки, не выдержав наступления моря, перенесли свою тонущую столицу в глубь материка. Современные города с огромным населением и комплексом промышленных предприятий утратили способность к переездам. Да и нужды в этом нет, потому что современная техника может не только оградить город, как в свое время была ограждена Голландия, но даже и отвоевать у моря, если потребуется, изрядный кусок суши.

Спора нет, интенсивная откачка подземных вод может вызвать некоторое оседание поверхности,— человек в данном случае как бы воспроизводит неотектонические процессы опускания. Для Венеции сейчас разрабатывается проект нагнетания под землю морской воды. Но что, если, будучи осуществленным, он не даст ожидаемого результата? Ведь очень может быть, что главная причина опускания Венеции — это процесс общего движения Апеннинского полуострова на тот блок земной коры, который залит сейчас Адриатическим морем. Направленное к северо-востоку движение Апеннинских гор, их рост, быть может, и вызывает прогиб не только района Венеции, но и всей Венецианско-Падуанской низменности. Эту гипотезу подтверждает то, что размыв и выветривание Апеннин ускоряется: такое наблюдается именно при «росте» гор.

Если эта гипотеза верна, тогда закачка морской воды под землю не даст желаемого результата. В этом случае нужны другие меры.

Казалось бы, выяснить истину не так уж сложно. Но дело все в том, что неотектонические движения во многих случаях настолько замедлены, что соизмеримы с ошибками самых точных приборов, — в таких ситуациях замеры надо делать в течение многих лет. А для этого, в свою очередь, нужна специальная неотектоническая служба, сеть станций, непрерывно следящая за движениями земли. Службой, которая бы отвечала этим задачам, Италия не располагает.

Тектонический прогноз

Воздействие человека на природу становится все более значительным. Все, что сооружается, стоит на земле. На той самой земле, которая, как выяснилось, подвижна в каждой своей точке. Ее колебания, порой даже самые ничтожные, так или иначе отзываются на стоке рек, подземных бассейнах воды, городах, крупных гидросооружениях, водохранилищах. Не всегда эти изменения растягиваются на века, не всегда ими можно пренебречь. Тем более что, кроме медленных вековых движений, нередко происходит и мгновенное опускание или поднятие больших масс земли. Так более ста лет назад изменилось очертание Байкала: возник залив, в котором свободно бы уместилось государство Андорра.

От процессов неотектоники зависят и подземные выработки. Иногда думают, что кровлю выработок удерживает от падения рудничная крепь. Но это не так — крепь, в сущности, удерживает от падения лишь обнаженные проходкой глыбы рыхлой породы. Саму же толщу сковывают в основном горизонтальные тектонические силы. Измерения в скважинах, рудниках и шахтах свидетельствуют, что внезапные выбросы угля и газа являются своеобразными искусственными землетрясениями, возникшими при нарушении напряженного состояния горных массивов.

Знание истинных причин внезапных выбросов породы из стенок выработок позволяет искать и находить более надежные, чем прежде, методы борьбы с подземной стихией. В перспективе видится разработка месторождений не только с помощью машин и механизмов, но и с помощью самих тектонических сил, когда управляемые искусственные землетрясения будут выбрасывать, дробить нужные блоки пород. Такие исследования сейчас проводятся, они уже в недалеком будущем обещают удачные практические решения.

Сейчас, кроме обычной сети сейсмических станций, в нашей стране действуют свыше двадцати геофизических полигонов, оснащенных оборудованием, которое позволяет всесторонне и систематически наблюдать за движениями земной коры, за изменениями геофизических полей планеты. Очевидно, пройдет немного времени, и в один ряд со службой солнца и службой погоды встанет тектоническая служба. Под наблюдение будут взяты все движения земной коры, как быстрые, так и медленные. Данными этой службы будут пользоваться строители при проектировании новых крупных сооружений, геологи при поиске новых месторождений, метеорологи и климатологи при расчете долгосрочных прогнозов. Возможно, не так уж далеко и то время, когда заблаговременные сообщения о землетрясениях и вулканических извержениях станут столь же привычными и обоснованными, как прогнозы погоды.

Л. Баньковский,  В. Баньковский

Рубрика: Без рубрики
Ключевые слова: неотектоника
Просмотров: 6339