Рухи земної кори
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
Здається, що немає нічого стійкіше «земної тверді» – поверхні землі, на якій ми будуємо будинки, по якій ходимо, прокладаємо дороги. Однак це не зовсім так. Встановлено, що поверхня твердої землі, так само як і поверхня океанів і морів, випробовує коливання під впливом тяжіння Місяця і Сонця. Різниця лише в тому, що висоти приливних коливань поверхні морів досягають декількох метрів, а коливання поверхні твердої землі вимірюються сантиметрами або дециметрами.
Амплітуда таких припливів в твердій землі доходить, наприклад, на широті Києва майже до 30 сантиметрів. Оскільки приливні коливання охоплюють відразу дуже великі ділянки земної кулі, ми їх не помічаємо, а уловлюються вони тільки точними приладами. Але є й такі прояви «занепокоєння» земної кори, які помітні без всяких приладів. Це, перш за все, землетруси, порівняно рідко катастрофічні і дуже часто слабкі. Так, наприклад, сейсмічні станції реєструють в середньому через кожні п’ять хвилин один землетрус.
Зсуви і зміщення земної кори, викликані дією внутрішніх сил, відбуваються і в таких районах, де землетрусів немає або вони дуже рідкісні і слабкі. Це так звані вікові коливання земної кори, тобто повільні, поступові підняття одних ділянок земної поверхні і опускання інших.
Ознаки вікових коливань земної кори найбільш виразно проявляються на узбережжях морів. В областях, де прибережна суша піднімається, море поступово відступає. Наприклад, на Скандинавському півострові (узбережжя Ботнічної затоки) це явище настільки інтенсивно, що місцеві рибалки помічають, як протоки між островами міліють, групи дрібних островів зливаються в один великий острів, а потім приєднуються до материка.
У Голландії, навпаки, земна поверхня опускається. Для того, щоб оберегти свою країну від затоплення, жителям доводиться споруджувати спеціальні дамби і греблі і час від часу нарощувати їх висоту.
Ще в XVIII столітті була зроблена спроба визначити швидкість підняття Скандинавського півострова. Для цього на прибережних скелях, розташованих на рівні моря, були зроблені горизонтальні мітки. В даний час ці мітки знаходяться вже на висоті до 1,5-2 метрів над водою. Такі мітки наносилися і надалі. Знаючи рік, коли вони були вибиті, і їх теперішню висоту над рівнем моря, можна розрахувати середньорічну швидкість підняття суші. Саме таким способом було встановлено, що швидкість її підняття на цьому півострові досягає одного сантиметра на рік.
Природно, що зараз примітивні мітки замінені точними приладами – футштоком і мореографами. У районах же, віддалених від берегів морів, для цієї мети застосовують нівелювання, тобто визначення висот окремих пунктів над рівнем моря. Якщо порівняти результати двох нівеліровок одних і тих же надійно закріплених пунктів, виконаних з інтервалом 20-30 років, можна дізнатися про зміни, що відбулися в результаті вікових рухів земної кори.
Отримані дані дозволяють вже скласти точні карти сучасних рухів земної кори. Такі карти створені для територій Японії, Нідерландів, Італії, Великобританії, Фінляндії, частини території США та інших країн.
Дослідженню сучасних рухів земної кори приділяється зараз велика увага. Спостереження над цим всеземним процесом вимагають міжнародного співробітництва. Саме з цією метою при Міжнародному Геофізичному і геодезичному Союзі (МГГС) створена спеціальна комісія. Дані про розподіл підняттів і опускань земної кори і їх інтенсивність мають велике наукове і практичне значення.
Недооцінка цього чинника призводить іноді до серйозних наслідків. В американському журналі «Surveying and Mapping» якось повідомлялося, що в Каліфорнії в роки війни була побудована велика верф, спорудження якої обійшлося в 170 мільйонів доларів. Однак будівельники не врахували, що низинна ділянка узбережжя, на якій була розташована ця верф, інтенсивно опускається. У результаті через кілька років довелося зводити спеціальну дамбу для захисту верфі від затоплення. Лише за останній час боротьба з затопленням верфі коштувала 6 мільйонів доларів. Відомо також, що інтенсивні нерівномірні зрушення земної кори в окремих районах Каліфорнії викликають перекіс сталевих опор ліній електропередач, порушення нормальної роботи газопроводів. А викликане цією ж причиною падіння рівня ґрунтових вод в посушливому районі долини Сан-Хоакін призвело до необхідності поглиблювати зрошувальні колодязі, на що щорічно витрачається близько 1,5 мільйона доларів.
Відомості, що іноді з’являються про нібито виявлені взаємні переміщення цілих материків, великих островів мало достовірні. А ось на обмежених площах взаємні зміщення окремих ділянок земної кори можливі. Так, наприклад, на заході США відбувається як би наповзання однієї брили земної кори на іншу (зі швидкістю приблизно 1 сантиметр на рік).
Повторні геодезичні вимірювання в Японії дали можливість скласти для деяких районів карти, на яких горизонтальні зрушення показані у вигляді векторів. Порівняння цих векторів з даними про швидкості вертикальних рухів дає цікаві результати. Виявляється, там, де вертикальне підняття найбільш інтенсивно, горизонтальні зрушення слабкіше, і навпаки. Створюється враження, що тут хіба що відбувається розповзання величезної брили земної кори. Інші брили земної кори опускаються і стискаються. Можна укласти, що підрозділ на вертикальні і горизонтальні зрушення умовний; насправді вони являють собою лише окремі складові складних рухів брил земної кори.
Автор: Ю. А. Мещеряков.