Физическая теория гравитации

Сообщение №10121 от Апанович 16 апреля 2003 г. 14:08
Тема: Физическая теория гравитации

Геодинамические особенности формирования структур земной коры и литосферы в поле тяготения Земли

Рассмотрение двухполюсных гравитирующих систем позволяет более обоснованно по-дойти к изучению тектонической активности Земли, ставя во главу угла существование источ-ника глубинной энергии (для планет, главным образом, тепловой, однако все той же энергии движения) в виде сжимающегося вещества в слое Е. Насколько обосновано такое допущение?
Идея концентрации вещества в окружающем нас мире, как уже отмечалось, не нова. Мысль о том, что все тела притягиваются друг к другу, приходила в голову не только Исааку Ньютону и Роберту Гуку. Похожая идея была высказана почти на 150 лет раньше знаменитым польским ученым Николаем Коперником, считавшим, что «тяжесть есть не что иное, как есте-ственное стремление, которым отец Вселенной одарил все частицы, а именно, соединяться в одно общее целое, образуя тела шаровидной формы».
Поэтому, вполне обоснованно считая, что тяготение есть мера концентрации вещества и превращения его в энергию излучения (в любых видах), определим, в каком случае согласно закону всемирного тяготения силы гравитационного сжатия эквивалентны массам в интере-сующем нас интервале глубин? Очевидно, в расчетах должна участвовать гравитационная по-стоянная. Расчеты показывают, что квадрат расстояния, составляющего примерно 2600 (точнее 2583 км), равен числовому выражению гравитационной постоянной (они сокращаются). Это означает, что силы тяготения эквивалентны массам (определяющим ускорение) на глубине 2583 км (Rэкв).
Таким образом, мы имеем относительную независимость сил тяготения (от различных по порядку объемов вещества) и наличие энергетического слоя на глубине около 2600 км – ис-точника тектонической активности планеты. Вероятно, эти особенности должны каким-либо образом быть зафиксированы в существующих структурах литосферы?
Рассчитанное количество вещества (16,36٪), ответственное за все 9,8 м/с2, составляет шестую часть всего вещества планеты. Количество мегаплит, выделенных в литосфере также равно шести. Подчеркнем, что здесь мы не будем касаться особенностей перемещений лито-сферных плит под влиянием тангенциальных ротационных сил, а ограничимся рассмотрением радиальных гравитационных воздействий.
Особая роль раздела (слоя Е) внешних и внутренних масс в формировании верхних обо-лочек планеты очевидна. Это наглядный пример существования жесткой покрышки (геосферы), воспринимающей изменения формы и объема верхних горизонтов жидкого вещества внешнего ядра. Системы глобальных разломов (границ литосферных плит) являются контактами участ-ков-доменов с различными вещественными и температурными характеристиками. По совре-менным данным температура на глубине 100-200 км под океанами выше, чем под континентами на 100-200˚ [11].
При изучении особенностей глубинного строения северной части Средней Сибири, а также регионального размещения кимберлитов на территории России, автором выделены сис-темы трансрегиональных зон разломов (ТЗР) с шагом примерно 1300 км [2,3]. Двойное рас-стояние, равное 2600 км, хорошо соответствует глубине кровли слоя Е (интервал 2500-2700 км). Расхождения в глубинах до кровли слоя Е (как и расхождения поверхностей геоида и сфероида) следует рассматривать как закономерность, свидетельствующую об активности планеты и от-сутствии строгой физической симметрии реальных космических тел.
Анализируя тектонические нарушения на геологической карте докембрия континентов [10], в пределах Евразии также можно уверенно выделить систему зон разломов с шагом 2600-2800 км, несколько деформированную в соответствии со сжатием вращающейся планеты [5].
Просматривается четкая связь между аномальными по плотности объемами вещества и тектоническими структурами, формирующимися в областях воздействия аномальных сил тяго-тения. Даже незначительные по интенсивности, но проявляющиеся в течение миллионов лет, изменения сил тяготения приводят к образованию значительных по масштабам депрессий или воздыманий земной коры (в частности). Важным моментом здесь является то, что размеры структур соответствуют глубине и объемам вещества – источника деформаций. Многим из нас приходилось наблюдать, как слабый росток или небольшой гриб в течение одной – двух недель взламывает прочный асфальт городской улицы.
Рассматривая литосферу, как оболочку определенной мощности и вязкости, подвержен-ную во вращающемся объекте постоянным колебательным движениям [20], можно представить механизм образования и развития тектонических структур под влиянием изменения радиаль-ных сил тяготения. Возможность связи образования глобальных тектонических структур (океа-нических впадин и континентальных поднятий) с состоянием верхних горизонтов слоя Е подра-зумевалась и ранее. Еще в 1988 г. Ю.А. Косыгин отмечал, что «тектоническая нерегулярная структура Земли, сосуществующая со сферически-концентрической ее структурой, может снизу ограничиваться некоторой поверхностью выравнивания, об уровне которой нельзя пока даже догадываться: возможно, что он достигает подошвы нижней мантии» [17].
Механизм образования депрессий и поднятий удобно рассмотреть на примере структур более высокого порядка – региональных прогибов (геосинклиналей) и инверсированных мегаб-локов (рис. 3).

В этом случае определяющей будет более высокая гармоническая составляющая единого волнового процесса во вращающемся объекте. Действительно, увеличение сил тяготе-ния (подъем участка высокоплотных толщ – образование выступа мантийно-базальтового слоя) приведет к втягиванию (погружению) пород вышележащих горизонтов (вариант V на рис. 2). Образуется депрессия, а выжимаемые породы периферийных участков формируют борта про-гиба, разрушаемый материал которых заполняет отрицательную структуру (компенсация дефи-цита масс). Мощности компенсационных отложений могут достигать 10-15 км (Енисей-Хатангский, Худосейский прогибы Сибири, предгорные прогибы Северного Кавказа, Прикас-пийская синеклиза и др.). Прогибание земной коры приводит к образованию разломов, складча-тости, проработке пород магматическим материалом. Близость выступа мантийно-базальтового слоя определяет основной и ультраосновной состав интрузий, характерный для геосинклина-лей.
Однако поступление магматического материала в верхние толщи приводит к выравнива-нию аномальных плотностей выступа, перераспределению сил тяготения (уменьшению) и нача-лу стадии инверсии – орогенной (вариант VI на рис. 2). Вероятно, непосредственно перед оро-генной стадией, остаточный ультраосновной быстро остывающий расплав может быть выжат по наклонным разломам, и при смене нисходящих движений восходящими оторван от «мате-ринской» породы. Дополнительной причиной подъема гипербазитовых масс может служить серпентинизация оливинсодержащих пород, когда при увеличении объема периферийных (в зонах разломов) частей массива происходит выдавливание блоков-пластин соответствующей формы. Так происходит образование протрузий. Изменение сил тяготения в локальных облас-тях на глубинах 5-10 км приводит к изменению давления и частичному плавлению вещества – гранитоидному магматизму орогенного развития структуры (рис. 3, вариант «б»).
Локальные изменения сил тяготения, приводящие к образованию областей разуплотне-ния, есть необходимое условие перемещения не только вещества вообще, но и транспортировки рудоносных растворов – формирования месторождений полезных ископаемых. Наличие или отсутствие аномально высоких пластовых давлений при проведении буровых работ – прямое следствие существования таких областей. При бурении Кольской сверхглубокой скважины зона разуплотнения уверенно выделена в интервале 5-9 км [16]. Геофизическими исследованиями особенности строения литосферы, фигурирующие как тектоническое расслоение [17], фикси-руются достаточно давно. Волноводы (области уменьшения вязкости пород), причиной образо-вания которых, кроме тангенциальных напряжений, служит изменение сил тяготения в локаль-ных областях геосфер, зафиксированы до глубин 250 км во многих районах Земли [22].
В основе относительно новой методики поисков месторождений углеводородов (УВ), базирующейся на изучении вариаций силы тяжести во времени в зависимости от склонения нашего естественного спутника Луны, также лежит явление относительности сил тяготения, создаваемых разнопорядковыми объемами вещества.
В качестве пробного объекта рассматривается залежь УВ массой 200 млн. тонн на глу-бине 4 км, перекрытая породами осадочного чехла с плотностью 2350 кг/м3. Средняя плотность объема пород в пределах гранитно-метаморфического, «базальтового» и мантийного слоев принята равной 3050 кг/м3. При расчетах не учитывается (считается постоянной величиной) не-сколько большее влияние сил тяготения Луны на осадочные породы (менее жесткие по сравне-нию с нижележащими), перекрывающие месторождение.
Расчеты показывают, что равенство сил F1 и F2 для масс шара и сегмента с заданными плотностями и одинаковым радиусом 30 км достигается в случае удаления центра шара на 28,8 км, а глубина центра масс сегмента составляет 2,8 км (рис. 4). В нашем случае F1=F2=5560·106 Н. Сила тяготения Луны (без учета склонения) по отношению к массе месторождения составля-ет 6,7·106 Н (на рисунке для наглядности соотношение длин векторов не соблюдено), т.е. при-мерно в тысячу раз меньше. Если поместить рассчитанную массу шара на глубину 20 км, это приведет к возрастанию силы F1 до 11500·106 Н, что резко уменьшит влияние лунных сил тяго-тения на залежь. Увеличение плотности перекрывающих пород на 100 кг/м3 (до 2450) потребу-ет, для соблюдения равенства сил, поднятия центра масс шара на 1,2 км (до 27,6 км).
Таким образом, рассматривая залежь УВ как горную выработку, учитывая влияние кров-ли и нижележащих масс (в радиусе не менее трех горизонтальных размеров залежи), можно сделать следующий вывод. Реакция УВ (включая воду), как вещества с минимальной жестко-стью, на изменение лунных сил тяготения неоднозначна и будет определяться (при одинаковом в среднем склонении Луны в данных широтах) массой и составом залежи (газ, нефть, вода), массой, плотностью (и жесткостью) покрышки и нижележащих пород. Очевидно, в областях выступов «базальтового» слоя, чаще всего соответствующих прогибам осадочного чехла, будут превалировать силы, направленные к слою Е. Существование поднятия (выступа) гранитно-метаморфического слоя (погружение поверхности Мохо и нивелирование выступов высоко-плотных пород) создаст более благоприятную ситуацию для увеличения сил F2 и F∑. Но только примерное равенство гравитационного воздействия объемов вещества кровли и подошвы будет определять максимальную дисперсию аномалий силы тяжести, как реакцию залежи на измене-ние тяготения Луны (своеобразные глубинные приливы и отливы).
Ситуация, представленная на рисунке 4, кажется невероятной, поскольку трудно вообра-зить одинаковое влияние сил тяготения со стороны масс сегмента и шара, тем более с различ-ными плотностями. Однако это еще раз доказывает относительную независимость гравитаци-онных воздействий разнопорядковых объемов вещества. Мы ведь не удивляемся факту прилив-ного воздействия нашего естественного спутника не только на водные массы, но и на жесткие породы земной коры. Максимальное влияние на залежь оказывают только близлежащие массы, а практически одинаковое притяжение залежи и окружающих пород удаленными массами сле-дует рассматривать как фон.
Влияние объемов разуплотненных пород, вмещающих месторождения УВ и создающих в сочетании с нормально уплотненными толщами на границах залежи различные по величине, а часто и разнонаправленные градиенты плотности рассматривается как главная причина сущест-вования локальных аномалий силы тяжести в методе ГОНГ (гравитационное обнаружение неф-ти и газа) [4]. Второй рисунок в следующем сообщении.


src="../../img/388.jpg">


Отклики на это сообщение:

где теория.. пока что одни только прогоны..

где описан МЕХАНИЗМ так называемого тяготения?..


> где теория.. пока что одни только прогоны..

> где описан МЕХАНИЗМ так называемого тяготения?..


Наполовину ответ уже есть (см. Архимеда). Тяготение - это движение-взаимодействие. Более конкретно в главе 6.


> > где теория.. пока что одни только прогоны..

> > где описан МЕХАНИЗМ так называемого тяготения?..

>
> Тяготение - это движение-взаимодействие.

Вы наверное философ.. раз вас удовлетворяют вот такие вот определения..


Физика в анимациях - Купить диск - Тесты по физике - Графики on-line

Реклама:
Rambler's Top100