Мои основные научные интересы сейчас лежат в области реальной глобальной тектоники, положения которой могут быть прямо выведены из бесспорной фактуры и без выдумывания лишних сущностей.
Чем-то похожим сейчас является регмагенная тектоника - свод концепций о глобальных сетях линеаментов и разрывных нарушений (планетарной трещиноватости).

Ниже приводится текст основных результатов десятилетних исследований региональных сетей линеаментов и разломов, из которых выросла работа по глобальной сети дизъюнктивов.

Текст:

Геологическая среда максимально концентрирует и свою пользу для человека, и свою опасность для него в своих линейных структурах – разрывных нарушениях, зонах повышенной проницаемости. Глубинные расплавы, поднимающиеся к поверхности по разрывам, формируют подавляющее большинство эндогенных месторождений полезных ископаемых. Вдоль разрывных нарушений происходят подвижки, вызывающие катастрофические землетрясения, цунами и прочие опаснейшие последствия, приводящие к массовым разрушениям и жертвам. Следовательно, и распространение месторождений рудных полезных ископаемых, и положение районов сейсмической и прочих эндогенных опасностей подчиняются тем же закономерностям, что и расположение разрывных нарушений. Таким образом, изучение закономерностей расположения разрывных нарушений является основой для поиска рудных месторождений и определения геологически-опасных районов, и актуальность такого изучения является очевидной.

Впервые в объект исследования включена площадь всех океанов, что только и дает право делать глобальные выводы.

Источниками географической, геоморфологической информации служили географические и батиметрические карты различных масштабов.

В качестве источников геолого-геофизической информации использовались данные батиметрических, сейсмических, сейсмоакустических, магнито- и гравиметрических работ ВСЕГЕИ, МАГЭ, BGR, ВНИИОкеангеология, ГНЦ “Южморгеология”, ОАО "Дальморгеология", “Аэрогеология”.
Автор лично участвовал в морских и сухопутных полевых работах, где был получен фактический материал по районам Кларион-Клиппертон, Магеллановы горы (Тихий океан), Баренцево море, архипелаг Новая Земля, Финский залив, озеро Ильмень. Автор лично обрабатывал фактический материал по Баренцеву морю, принимал участие в обработке материала по районам Кларион-Клиппертон, Магеллановы горы, архипелаг Новая Земля, Финский залив, озеро Ильмень, Лаптевоморской континентальной окраине и в целом по Северной полярной области Земли. Автор лично, частично в сотрудничестве с учеными и студентами Санкт-Петербургского Горного института производил массовые замеры азимутов линейных структур, построение всех роз-диаграмм, математическую обработку и интерпретацию результатов (последнее – частично в сотрудничестве с учеными из ВНИИОкеангеология). Все розы-диаграммы, использованные в данной работе, построены автором лично.

I. ИСТОРИЯ ВОПРОСА

Одной из первых попыток выявить геометрические закономерности расположения линейных элементов рельефа – в данном случае горных цепей – были работы Л. Буха и Эли де Бомона в первой половине XIX века. Впоследствии, основываясь на космогонической гипотезе Канта – Лапласа (о происхождении Солнечной Системы из облака горячего вещества с последующим его охлаждением) Э. де Бомон выдвинул гипотезу контракции (1852 г.). В ней складко- и горообразование в земной коре – и, соответственно, плановый рисунок складок и горных хребтов объяснялись сжатием коры вследствие остывания и уменьшения объема Земли.

Далее до конца XIX века проблемы изучения структурных сетей так или иначе касались У. Хопкинс, Д. Филлипс, А.П. Карпинский и др. Были выделены многие новые крупные линейные геологические объекты, и их субпараллельные совокупности, в качестве причин их образования назывались тангенциальные усилия.

На рубеже XX века в космогонии восторжествовали концепции образования Солнечной Системы из холодного вещества, что положило конец гипотезе контракции и многим связанным с ней построениям. В это время Э. Зюсс, исследуя расположение эпицентров землетрясений в Нижней Австрии и Южной Италии, выделил «сейсмотектонические линии», на основании чего У. Хоббсом были заложены основы современных представлений о систематичных линеаментных и разломных сетях. В своих работах 1901 – 1911 гг. этот исследователь сформулировал многие главные положения современной концепции регмагенеза, в частности, понятия линеамента и планетарной трещиноватости, направленность главных систем трещин Европы по четырем направлениям: С-Ю, В-З, СВ-ЮЗ, СЗ-ЮВ, и др. Идеи Хоббса получили развитие в работах И.И. Седерхольма (1911), А.П. Карпинского (1919) и многих других.
В 30-е годы для объяснения существования закономерностей в распределении систем трещин стали привлекать ротационные силы (Ф. Летце, Н. Арабю).

Начиная с середины 40-х годов множество исследователей пришли к выводу о преобладании в различных областях Земли одних и тех же направлений линейных структур: С-Ю, В-З, СЗ-ЮВ, СВ-ЮЗ.
40-е годы отмечены работами Р. Зондера, Дж. Умбгрове, Г. Штилле. Были сформулированы понятия «регмагенез» и «регматическая решетка», выделены три главных тектонических направления для различных континентов: субширотное В-направление и два диагональных D-направления («В-тектоника» и «D-тектоника»).

Из работ 50-х годов следует отметить работы Е.Н. Пермякова, Н. Бутакова, П. Бланше, Дж.Д. Муди и М. Хилла, Г.Н. Каттерфельда. Были выделены 3 типа трещиноватости: локальная, региональная и планетарная; выделялись все новые «главные» системы линеаментов (обычно диагональные); продолжилось изучение ротационных сил как возможной причины образования планетарной трещиноватости; сопоставлялись структурные сети различных планет.

В 60-е годы XX в. с началом применения космических методов исследования Земли количество работ по планетарной трещиноватости резко возросло.

В 1962 г. Г.Н. Каттерфельд развил идеи ротационной гипотезы, связав с ротационными силами не только возникновение регматической сети, но и многие другие характерные черты глобального рельефа Земли, им же сформулировано понятие “критических параллелей” на широтах 35°, 62°, 71°.

Г. Джеффрис в 1963 г. при сопоставлении фигуры равновесия Земли с ее наблюденной фигурой обнаружил, что расхождение в полярных сжатиях этих фигур обеспечивает напряжения планетарного ротационного поля 107 - 108 дин/см2, что достаточно для весьма напряженного состояния литосферы.

В 1968 г. А.И. Суворов пришел к выводу о преимущественной унаследованности тектонических структур, об общепланетном меридиональном сжатии как об основной причине разломообразования по четырем основным направлениям (субмеридиональное, субширотное, СВ и СЗ).

Массовые измерения направленности линеаментов рельефа по мелкомасштабным картам провел в 60-е годы П.С. Воронов (1968) в соавторстве с С.С. Незаметдиновой. Построенная в результате роза-диаграмма линейных структур для всей суши Земли отражает симметричность сети этих структур относительно оси вращения планеты, а также наличие четырех диагональных систем.

В 60-е – 70-е годы ряд ученых продолжали исследования планетарной трещиноватости, из работ этого периода следует отметить работы П.С. Воронова, И.И. Чебаненко, К.Ф. Тяпкина, С.С. Шульца (старшего), А.Н. Ласточкина.

В 1975-76 гг. У. Кэрри обосновывает идею об увеличении радиуса Земли за последние 2,75 млрд. лет почти на 2 000 км - с 4 400 км до современных 6 378 км.

Ротационная гипотеза получила дальнейшее развитие в работах М.В. Стоваса (1975), где автор обосновал многие тектонические явления на Земле и других планетах изменением их формы вследствие долговременного замедления вращения, вызванного приливными силами.

Е. Канасевич с соавторами (1978) показали высокую степень пространственной организации лика планеты для всего фанерозоя.

В 70-х - 80-х годах был осуществлен ряд сопоставлений планового расположения линеаментов с распространением месторождений полезных ископаемых. Здесь следует отметить работы И.Н. Томсона, М.А. Фаворской, И.К. Волчанской, С.С. Шульца-младшего, Дж. Кутина и др.

В 1983 г. выходит книга «Космическая информация в геологии», в которой коллективом авторов приводятся многочисленные структурные построения в различных регионах мира на основе данных космического фотографирования.

Особо стоит отметить работы А.В. Долицкого (1985), где утверждается существование в земной коре планетарной сети разрывов 4-х фиксированных направлений – С, СВ, В, СЗ; выделяются разновозрастные варианты этой сети, ориентированные относительно разных положений перемещающихся полюсов.

В 1985-86 гг. в работах Я.Г. Каца, А.И. Полетаева, Э.Ф. Румянцева помимо описания региональных линеаментных сетей было высказано предположение о том, что линеаменты являются природными индикаторами линий делимости земной коры.

В 80-е годы многие исследователи пришли к выводу о существенно симметричном строении Земли. Был описан ряд особенностей строения Земли, говорящих о ее симметрии, например, равномерное, примерно через 90°, распределение срединноокеанических хребтов, островных дуг и других крупных форм рельефа субмеридионального простирания. В связи с этим необходимо отметить работы Ч. Пана (1985), В.Н. Шолпо (1986), Е.Е. Милановского, А.Л. Никишина, (1988), Г.Ф. Уфимцева (1988).

В 90-е годы публикуют результаты своих исследований по данной тематике И.И. Чебаненко, М.Л. Копп, В.С. Рождественский, П.С. Воронов, Л.М. Расцветаев и многие другие. В их работах помимо региональных построений имеются и идеи глобального уровня (например, введенное П.С. Вороновым понятие о геофлюкции – тенденции «стекания» корового вещества к экватору под действием центробежных сил.

В 1991 – 1993 гг. выходит трехтомник «Разломообразование в литосфере» под редакцией Н.А. Логачева. Авторы трехтомника, в т.ч. С.И. Шерман, детально рассмотрели физические, структурные и прочие аспекты разломообразования под воздействием растяжения, сжатия и сдвигового усилия.

А.И. Полетаев в 1994 г. обосновывает значимость понятия «линеаментная делимость земной коры», доказывает существование разномасштабных сетей линеаментов по всей планете, связывает с ними развитие геологических процессов, распространение месторождений полезных ископаемых.
Е.Е. Милановский в 1995 г. дал новое развитие идее о расширении (пульсациях) Земли.

В 1996 г. вышел новый Геологический атлас России масштаба 1:10 000 000 под редакцией А.А. Смыслова, в котором среди большого количества карт геологического содержания имеется карта космогеологических объектов России, целиком посвященная линеаментам.

Богатый материал для сопоставления структурных планов Земли и других планет содержит книга Г.Н. Каттерфельда 2000 года издания, в которой представлены многочисленные фотоиллюстрации различных районов Земли и планет. Количественные сведения о направленности линейных структур сведены в довольно многочисленные розы-диаграммы, что существенно облегчает их сопоставление.

В 2004 г. ВСЕГЕИ выпустил том «Тектоника и геодинамика» энциклопедического справочника «Планета Земля» под ред. Л.И. Красного. На его страницах опубликован ряд статей, освещающих современный уровень научных знаний о строении Земли, в том числе в части глобальных тектонических концепций, в той или иной степени касающихся общепланетных структурных сетей. В числе авторов тома, опубликовавших статьи по тематикам, близким к теме настоящей работы, следует упомянуть Л.И. Красного, Б.А. Блюмана, Е.Е. Милановского, Г.Ф. Уфимцева, Ю.М. Пущаровского, Н.И. Павленкову, Ю.Н. Авсюка, С.И. Андреева, А.Х. Кагарманова, Э.М. Пинского, А.К. Худолея.

В течение последних 2 - 3 лет среди авторов, опубликовавших результаты близких по тематике исследований, следует отметить Б.И. Васильева, Д. Чоя, И.В. Мишкиной, И.А. Одесского, В.П. Филатьева, А.В. Долицкого, Ю.Н. Авсюка.

В последнее время заметно нарастание интереса зарубежных специалистов к идее планетарных линейных сетей. В частности, на прошедшем в 2003 году в Портсмуте конференции Международной Ассоциации Математической Геологии поднимались также и проблемы математической и статистической обработки характеристик направленности глобальных сетей линеаментов и разломов.

На прошедшем в 2004 г. во Флоренции 32-м Международном Геологическом Конгрессе помимо прочих, поднимались и проблемы, связанные с концепциями, альтернативными плейттектоническим. В частности, вышедший недавно специальный выпуск Бюллетеня Итальянского Геологического Общества «Динамика Земли вне плитной парадигмы» посвящен наиболее значительным работам геологов по данной тематике, представленных на Конгрессе-2004.

Таким образом, можно констатировать, что в настоящее время по поставленной проблеме накоплен не только достаточно представительный фактический материал, но и создана серьезная концептуальная база.

II. МЕТОДИКА

В исследовании использован довольно обширный фактический материал по нескольким регионам мира, в частности:

1. Данные многолучевых эхолотных промеров районов Южно-Кларионской впадины, ряда гайотов Магеллановых гор в Тихом океане (материал получен в процессе морских работ ГНЦ «Южморгеология» в 1985, в 2000-2001 и в 2004-2005 годах). Эхолотный промер частично дополнялся магнитометрическими и сейсмическими данными.

2. Сейсмоакустические данные по шельфу Баренцева моря и району Финского залива (получены в процессе морских работ ВСЕГЕИ в 1981-1995 годах).

3. Сейсмические данные по региону Лаптевоморской континентальной окраины (материалы МАГЭ, ВНИИОкеангеология, BGR).

4. Комплексные данные по дну озера Ильмень и его окрестностям (получены в процессе Геологической съемки шельфа ВСЕГЕИ масштаба 1:200 000 в 1994-2001 годах).

5. Картографические материалы по ряду регионов мира (географические, геологические, тектонические карты мира, а также архипелага Новая Земля, Филиппинского архипелага, Таймыра, Камчатки, Африканского континента и других регионов).

В результате первичной обработки фактического материала, собранного по регионам посредством различных методов исследования, были получены региональные карты (схемы) расположения линейных структур: разрывных нарушений – для Баренцевского и Лаптевоморского регионов, Тихого океана, Филиппин; линейных форм рельефа – для района озера Ильмень и других.

Для представления результатов в наглядном и сопоставимом виде автор широко использовал розы-диаграммы, построение которых значительно облегчилось применением пакета программ EXEL.
Собственно технология работы с картографическим материалом предельно проста: ручное измерение транспортиром углов линейных структур к меридиану с занесением угловых значений в компьютерную таблицу EXEL с последующей сортировкой данных и построением роз-диаграмм. В некоторых случаях потребовались дополнительные построения на картографическом материале – рисовка структурных линий, дополнительных линий координатной сетки и т.п.

Вслед за этапом региональных исследований последовал этап исследований в масштабе всей планеты по единым картам.

При измерениях направленности линеаментов в качестве главной фактографической основы были использованы географические карты мира масштабов 1:10 000 000 и 1:25 000 000, а также карты Антарктиды и Северного полушария масштабов соответственно 1:10 000 000 и 1:25 000 000.

При измерениях направлений разрывных нарушений фактографической основой служили Тектоническая карта мира масштаба 1: 45 000 000, Металлогеническая карта Мирового океана масштаба 1:15 000 000 и Геологическая карта мира масштаба 1:15 000 000.

В работе использовались следующие приёмы:
- вся поверхность земного шара была разделена на широтные пояса шириной в 2-730, всего 90 поясов, в пределах которых выполнялись массовые замеры азимутов простирания линейных элементов рельефа континентов и океанов. На суше раздельным замерам подвергались речная сеть, береговая линия и протяженные горные хребты. В океанах замерялись подводные желоба (долины), протяженные хребты, бровка и подножие континентального склона, оси срединно-океанических хребтов и трансформные структуры. На тектонических картах раздельно замерялись азимуты разрывов по различным континентами океанам, а также по разрывным нарушениям разного генезиса – возникшим преимущественно в результате растяжения или сжатия, трансформным разломам и разломам, связанным со срединно-океаническими хребтами;

- единичный замер представлял собой определение азимута разлома в пределах широтного пояса; в случае, если длина объекта превышала 2 широтных градуса, по нему производился следующий замер, если же длина объекта не достигала 1-730, его существование игнорировалось – т.е. длина одного элемента замера колебалась в пределах 60-120 морских миль, или 110-220 км, составляя в среднем 165 км;

- все замеры производились в двух восточных квадрантах и группировались по секторам азимутального круга с раствором 10-730; для придания матрице данных удобной для математической обработки формы, уменьшения массива до разумных пределов и лучшего выделения глобальных направлений;

- в пределах длины одного замера измеряемая структура принималась за прямолинейную.

Розы-диаграммы были построены отдельно по различным типам линейных форм рельефа и дизъюнктивов, по разным континентам и океанам. Розы-диаграммы были построены также для всех широтных поясов по суше. Результаты замеров заносились в электронную таблицу EXEL, чем формировался массив данных в форме двумерных матриц вида направление – широта. Далее на основе этих матриц следовало создание с помощью пакета EXEL роз-диаграмм направлений линейных структур. В дальнейшем тот же массив данных был подвергнут статистической обработке – анализу методом главных компонент и факторному анализу, техниками R и Q, в соответствии со стандартной методикой.



III. РЕГОНАЛЬНЫЕ СЕТИ ЛИНЕАМЕНТОВ И РАЗРЫВНЫХ НАРУШЕНИЙ

Изучая геологическое строение различных регионов мира, рано или поздно практически везде обнаруживаются элементы регулярных структурных сетей – проявляются главные направления морфологических и разрывных структур, очень часто соответствующих широтным, меридиональным и диагональным направлениям; обнаруживаются системы трещиноватости одного направления, чередующиеся с постоянным шагом и т.д. Регулярные сети линейных структур в различных регионах весьма часто имеют сходные характеристики на разных масштабных уровнях.
Ниже рассмотрен ряд примеров таких региональных сетей в регионах, по которым автор располагает собственными данными. Азимуты разрывов или линеаментов в каждом из регионов отражены на розах-диаграммах (рис. 1).

1. Континентальные окраины

Баренцевский шельф
В результате интерпретации материалов сейсмоакустических исследований (12 000 км профилей НСП при использовании данных предыдущих исследователей в пределах Баренцевского шельфа в верхней части мезозойского осадочного чехла была выделена упорядоченная сеть разрывных нарушений с главными системами направлений 40° (СВ) и 130° (ЮВ), чередующихся с шагом около 200 км.

Лаптевоморская континентальная окраина
Структурный план моря Лаптевых, включая как зону шельфа, так и океаническую область, может быть охарактеризован общими закономерностями, сводящимися к сохранению во всех зонах «каркаса» главных осей, имеющих направления 0°-5° - 85°-90° и 35°-55° - 135°-150°. Линейные структуры одних направлений чередуются с шагом 50, 100, 200 км.

Восточно-Арктический шельф России
Исследование линеаментной сети всего Восточно-Арктического шельфа России приводит к выводу о наличии на Восточно-Арктическом шельфе следующих главных структурных направлений: меридиональное 0-5°, широтное 89-93°, диагональное СВ 29-71° и диагональное ЮВ 131-163°. Заметно чередование линейных элементов структурной сети через 200 – 300 км.

Филиппинский архипелаг
На основании рельефной карты архипелага масштаба 1:1 000 000 и его геологической карты масштаба 1:2 500 000 выявлены следующие главные направления линеаментов (в порядке убывания значимости): 0°-5°, 160°-170°, 35°-60°, 15°-20°, 130°-135°, 85°-90°.

На розе-диаграмме разломов видны направления главных систем разрывных нарушений: 140°-150°, 0°-15°, 30°-35°, 50°-55°. Столь явное различие в направлениях главных систем у линеаментов и разломов может быть объяснено тем, что Филиппины расположены в активной переходной зоне континент – океан, с высокими скоростями латеральных перемещений и преобладанием региональных тектонических процессов.
На картах Филиппин выделяется структурная сеть с главными направлениями 0-5, 30-50, 85-90, 130-150, линии которой чередуются с шагом 100 и 200 км.

Русская Гавань (Новая Земля)
Архипелаг Новая Земля, отделяя Карское море от Баренцева, находится в зоне Арктического шельфа России, т.е. принадлежит пассивной континентальной окраине. В районе Русской Гавани (Северный остров) на основе карт масштаба 1: 50 000 были произведены структурные построения с последующими измерениями направленности линейных структур. Результатом явилось выделение регулярной структурной сети с главными системами: 0°-5°, 46°-60°, 86°-90°, 131°-135° и шагом между ними 2 – 3 км.

2. Океаны

Южно-Кларионская впадина (Кларион – Клиппертон, Тихий океан)
В восточном секторе Тихого океана, в зоне с исключительно океанической корой, к крупнейшему тихоокеанскому разлому Кларион в его центральной части с юга примыкает неглубокая впадина, оконтуренная изобатой 5000 м. Структурный план дна этой впадины, выделенный по данным батиметрии и сейсмоакустики (ГНЦ «Южморгеология»), обнаруживает регулярную структурную сеть несколько искаженной прямоугольной формы с шагом чередования линейных зон около 50 км и направлениями главных систем сети: диагональными 75°, 120°, 155°-157°; ортогональными 0°, 90° (имеет подчиненное значение).

Магеллановы горы (Тихий океан, Западная часть)
Магеллановы горы - дугообразная цепь вулканических построек, протягивающаяся от Марианских островов на западе до Маршаловых на востоке и разделяющая Восточно-Марианскую котловину на две впадины: северную - Пигафета и южную – Сайпан. Цепь состоит как из одиночных построек, так и из вулкано-тектонических массивов. Протяженность цепи составляет 1200 км. Исследования структурных сетей в районе Магеллановых гор основаны на материалах ГНЦ «Южморгеология» и ПГО «Дальморгеология».

Структурные построения в районе Магеллановых гор, основанные на данных многолучевого эхолотирования и магнитометрических исследований, позволили выделить правильную сеть четырех четко выраженных главных направлений: 0°-1°, 89°-91°, 133°-135°, 39°-45°. В пределах исследуемой площади выделяются несколько порядковых уровней этой сети - с шагом 50, 100 и 200 км.

3. Континенты

На поверхности большинства континентов можно легко обнаружить множество районов с регулярными сетями линейных элементов рельефа.

Восточная часть Финского залива
Тектоническое строение района определяется южной окраиной Балтийского кристаллического щита. Распространенные здесь кристаллические образования свекокарельского комплекса и интрузий гранитоидов (PR1-2) разбиты на блоки многочисленными сбросами, имеющими в основном довендский возраст.

Выявленный рисунок разрывной сети в регионе показывает преобладание разрывов с направлениями 0°, 135°, 145°, в меньшей степени – 40° и 70°. В подчинённом положении находятся системы 55° и 90°. Шаг линейных элементов сети может быть оценен в 50 и 100 км.

Озеро Ильмень
Озеро Ильмень расположено в центральной части Русской платформы (главное девонское поле). На его дне геофизическими работами ВСЕГЕИ 1995-97 гг. была выявлена погребенная речная сеть, образованная эрозионными процессами на девонском пенеплене в раннечетвертичное время. Линейные элементы этой сети были подвергнуты измерениям азимутов. В результате этих измерений выделена линейная сеть с главными направлениями 0°-5°, 41°-45°, 86°-90°, 131°-135°. Шаг сети линеаментов оценивается в 5 и 10 км.

Выводы

В большинстве изученных регионов были обнаружены регулярные структурные (линеаментные и дизъюнктивные) сети со схожими главными направлениями и шагом в соответствии с масштабом изучения. Главные направления сетей находятся в основном в пределах: 0-5, 87-93, 35-55, 135-165. Выделены частоты чередования линий главных направлений: 2-3 км, 5-10 км, 20-30 км, 50 км, 100 км, 200-300 км, 500 км.

Отличия характеристик направленности структурных сетей в некоторых регионах (Южно-Кларионская впадина, Филиппинский архипелаг) объясняются высокой подвижностью коры на фланге СОХ и на активной континентальной окраине.

В общем же, отмечая отдельные особенности структурных планов каждого рассмотренного региона, можно сделать вывод о том, что во многих регионах мира, с разными типами коры, в разных тектонических зонах обнаружены структурные сети с общими для всех регионов параметрами – азимутами простирания главных направлений и шагом линейных элементов сетей.

На этом основании ставится вопрос: существует ли на поверхности Земли единая регулярная сеть линейных структур с одинаковыми параметрами, распространяющимися на всю поверхность планеты?

IV. ГЛОБАЛЬНАЯ РАЗРЫВНАЯ СЕТЬ И ЕЕ КОНФИГУРАЦИЯ

Было проведено исследование направленности линеаментов и дизъюнктивов в масштабе всей планеты и с сопоставлением результатов с характеристиками региональных сетей.

1. Сети линеаментов

В первую очередь была поставлена задача выявления основных черт суммарной пространственной ориентировки линеаментов на всей поверхности суши.

Методические приёмы исследования сводятся к массовым замерам азимутов простирания линейных элементов рельефа континентов на географической карте мира в пределах широтных поясов по 2°, всего 84 пояса. Раздельно замерялись азимуты простирания береговой линии, гидросети и орогенных поясов. Число замеров составило 4623, данные были сведены в двумерные матрицы (см. табл. 1), на основании которых были построены розы-диаграммы для всех широтных поясов, отдельных континентов (рис. 2А) и для различных типов элементов рельефа (рис. 2Б). Результатом суммирования континентальных роз-диаграмм явились роза-диаграмма по всей суше (см. рис. 2В).

При всех частных различиях нельзя не заметить их принципиальное сходство всех роз-диаграмм между собой: на всех выделяются субширотные и субмеридиональные лучи, вместе составляющие ортогональную систему планетарных разломов; на всех видны (хотя и менее явно) две диагональные системы с преобладающими азимутами 30 – 60 и 120 – 150°. Лучи ортогональной и диагональных систем могут варьировать по относительной длине, в пределах 10° выходить за рамки «своих» направлений (например, явно виден поворот обеих Америк на 10° по часовой стрелке), но в целом структура всех диаграмм выдержана в рамках вышеописанных закономерностей. Заметно постоянное отклонение субширотной системы в пределах 10° против часовой стрелки.

На рис. 2Б изображены три сопоставленные диаграммы замеров азимутов трёх разных форм рельефа по всей суше. Здесь мы видим те же явно выраженные ортогональную и диагональные системы, причём с практически полным совпадением лучей, характеризующих разные формы рельефа, как по направлениям, так и по относительным длинам.

Общая роза-диаграмма направлений линеаментов по всей суше (рис. 2В) показывает те же главные направления.

Для исследования линеаментной сети в океанах использовалась карта рельефа дна Мирового океана в меркаторской проекции масштаба 1:25 000 000. Методика измерений – та же, что и на суше. Формы исследуемого линейного океанического рельефа подразделялись на 5 типов: бровка континентального склона, океанические желоба (не связанные с системой срединно-океанических хребтов), океанические хребты (не связанные с системой срединно-океанических хребтов), осевые структуры СОХ, структуры, связанные с трансформной системой СОХ. По линеаментам океана было произведено 6 034 замера.
На рис. 3 представлены получившиеся розы-диаграммы направлений линеаментов дна океанов и морей. Пять диаграмм отражают структуру различных океанов (восточная и западная части Тихого океана рассматривались раздельно) (рис. 3А). Конфигурации этих диаграмм обнаруживают ещё более полное сходство между собой, чем диаграммы по суше, весьма значительным является и сходство диаграмм по суше и по океанам. Обращает на себя внимание практически идеальная выдержанность направлений ортогональной системы, те же, что и на континентах, азимуты диагональных систем (30 – 60 и 120 – 150°).

Сопоставление направлений различных форм океанического рельефа осуществлено на трех диаграммах (см. рис. 3 Б1, Б2 и Б3). Сопоставление направлений океанических желобов, хребтов и континентальных склонов показало почти полное их совпадение, а также высокую степень сходства с направлениями форм рельефа на суше. На диаграмме трансформных и центральноокеанических структур (рис. 3 Б3) мы видим несколько иную картину: подавляющее преобладание субширотной системы у трансформных и двух диагональных систем у центральноокеанических при слабой выраженности всех прочих (направления всех систем при этом сохраняются). Как и на суше, отметим отклонение на всех диаграммах лепестков субширотных систем против часовой стрелки на 10°.

Далее была построена сводная роза-диаграмма линеаментов по океанам (рис. 3В). В ней присутствуют хорошо выраженные ортогональная и две диагональные системы, с направлениями соответственно 0°-10° – 80°-90°, 30°-60° и 120°-150°. Видно, что ортогональная система преобладает над диагональными.

На данном этапе попутно был решен вопрос о количестве диагональных систем планетарной структурной сети, дискутировавшийся довольно давно. Разные исследователи в разные периоды утверждалось существование разного числа систем диагональных разломов: двух (Штилле, 1964), четырех (Воронов, 1968), восьми (Муди, Хилл, 1960).

Для изучения диагональных систем использовались 84 розы-диаграммы, построенные по линеаментам каждого из 84 широтных 2-градусных пояса. На всех поясных розах-диаграммах были выделены оси главных диагональных систем, измерены углы между ними, построены их биссектрисы и измерены углы отклонения этих биссектрис от меридиана.

Выяснилось, что количество диагональных систем равно двум: – северо-восток – юго-западная и северо-запад-юго-восточная. Широкие лучи диагональных систем (угол их разброса составил в общем случае около 40°) имеют сложную внутреннюю структуру, образованную колебаниями узких диагональных лучей, характерных для определённого широтного пояса, с изменением широты. Иными словами, направления диагональных систем разрывов являются не фиксированными, как предполагалось ранее, а переменными, изменяющимися в зависимости от географической широты по синусоидальному закону в пределах 40 градусов для одного луча.

Сопоставление роз-диаграмм линейных структур по суше и океанам выявляет их принципиальное сходство. В обоих присутствуют ортогональная и две диагональные системы, с сохранением всех направлений и относительных длин лепестков. Отличие заключается лишь в лучшей выраженности ортогональной системы на розе-диаграмме океанов.

Рассмотрим розу-диаграмму, объединяющую направления всех протяжённых форм рельефа планеты, как на суше, так и в океанах (рис. 4). В ней объединены данные всех 10 657 замеров, произведённых на всей поверхности Земли.

1. Существование конечного числа систем линеаментов:
- ортогональной, включающей субмеридиональную (азимут 0 – 10°) и субширотную (азимут 80 – 90°) составляющие;
- диагональной северо-восточной (азимут 30 – 60°);
- диагональной юго-восточной (азимут 140 – 150°).
2. Ориентировка всех систем линеаментов симметрично относительно оси вращения планеты.
3. Преобладание ортогональной системы над диагональными.
4. Широкий угловой разброс диагональных систем, скрывающий их сложную структуру, заключающуюся в колебаниях одного главного луча по синусоидальному закону в пределах 40° при линейном изменении широты.
5. Доминирующие направления диагональных систем 30 – 40° и 120 – 130° и второстепенные 50 – 60 и 140 – 150°, прямые углы между теми и другими.
6. Постоянное устойчивое отклонение субширотной системы в пределах 10° против часовой стрелки.

На основании изложенного сделаны следующие выводы:
· Вся поверхность планеты покрыта единой регулярной сетью линеаментов с характеристиками, не зависящими от региона, типа коры и формы проявления в рельефе.
· Эта сеть, вероятно, существенно не меняла свою ориентировку на протяжении длительного времени, поскольку в неё одинаково хорошо вписываютя структуры различного возраста до антропогена включительно, причём молодые структуры являются в большинстве своём унаследованными.
· Разрывная сеть глобальных масштабов порождена глобальным же процессом, и, судя по симметричной относительно оси вращения планеты ориентировке её элементов, процесс этот связан именно с вращением планеты.

2. Сети разрывных нарушений

Для определения характеристик направленности разрывных нарушений в общепланетарном масштабе были произведены массовые замеры азимутов простирания разрывных нарушений по Тектонической карте мира масштаба 1: 45 000 000 с ипользованием Металлогенической карты Мирового океана масштаба 1: 15 000 000. При этом использовались те же методические приёмы, что и при замерах направлений линейных форм рельефа – измерение направлений в пределах широтных поясов по 2°, построение роз-диаграмм в секторах по 10 градусов, и т.д. Раздельно замерялись азимуты разрывов по различным континентами океанам, а также по разрывным нарушениям разного генезиса – возникшим преимущественно в результате растяжения (сбросы), сжатия (взбросы, надвиги), или сдвига (сдвиги). Количество замеров азимутов простирания разрывных нарушений составило 6 363.

Рассмотрим три результирующие диаграммы, куда сведены замеры по суше, океанам и сумма замеров по планете (рис. 5). Все они схожи между собой и обнаруживают следующие основные закономерности:

1. Существование конечного числа систем разрывных нарушений:
- ортогональной, включающей субмеридиональную (азимут 0 – 10°) и субширотную (азимут 80 – 90°) составляющие;
- диагональной северо-восточной (азимут 40-50°);
- диагональной юго-восточной (азимут 130 – 140°).
Острия лучей диагональных систем разломов точно делят пополам угол между субширотной и субмеридиональной системами.
2. Ориентировка всех систем линеаментов симметрично относительно оси вращения планеты.
3. Преобладание ортогональной системы над диагональными.
4. Постоянное устойчивое отклонение субширотной системы в пределах 10° против часовой стрелки.
5. В розе-диаграмме направлений разломов по океанам несколько подавлена юго-восточная система, и гипертрофирована северо-восточная.

Все основные характеристики результирующих диаграмм сохраняются: точно выдерживаются азимуты простирания ортогональной и диагональных систем, сохраняются и их количественные соотношения.
Главный вывод, который можно сделать из приведённых роз-диаграмм по разломам: плановое расположение крупных разрывных нарушений Земли, несмотря на видимую неупорядоченность, подчинено направлениям единой для всей планеты регулярной сети с вышеописанными характеристиками.

3. Глобальная разрывная сеть

При сопоставлении разрывных и линеаментных роз-диаграмм (рис. 6) видно их принципиальное сходство. В качестве некоторых частных отличий можно упомянуть лишь:

- отсутствие пиков подсистем в диагональных системах разломов, здесь последние выступают в виде хоть и расплывчатых, но единых лучей с главными азимутами 40-50° и 130-140° (т.е. острия лучей диагональных систем разломов точно делят пополам угол между субширотной и субмеридиональной системами);

- в розе-диаграмме направлений разломов по океанам несколько подавлена юго-восточная система, и гипертрофирована северо-восточная.

Все основные характеристики результирующих диаграмм – будь то по линеаментам, или по разломам, сохраняются: точно выдерживаются азимуты простирания ортогональной и диагональных систем, сохраняются и их количественные соотношения. Планетарная сеть разрывных нарушений обладает теми же характеристиками, что и планетарная сеть линеаментов.

Принципиальное сходство характеристик направленности линеаментов и разрывных нарушений позволяет сделать вывод о том, что крупные линеаменты являются видимым на поверхности Земли отражением разрывных нарушений, а линеаментная сеть является составной частью сети разрывов. Таким образом, выявленная глобальная регулярная сеть линейных структур есть не что иное, как сеть разрывов, или глобальная разрывная сеть.

Возраст глобальной разрывной сети определяется возрастом составляющих ее разломов. При том, что большинство известных дизъюнктивов было образовано в основном на протяжении фанерозоя, ограничим возраст глобальной разрывной сети этим промежутком времени, хотя по многим причинам автор предполагает значительно более древний ее возраст.

Глубинность глобальной разрывной сети также определяется глубинностью разломов, входящих в ее состав. А в состав ее входят помимо более мелких структур, глубинные швы зоны перехода континент – океан (в т.ч. зоны Беньофа), трансрегиональные разломы, демаркационные зоны разломов, глубины проявления которых оцениваются во многие десятки и сотни километров, и которые, таким образом, уходят глубоко в мантию. Значительная глубинность глобальной разрывной сети подтверждается соответствующей им конфигурацией геофизических полей, линейные элементы которых хорошо сопоставляются с четырьмя главными системами глобальной сети. Таким образом, глубина проявления глобальной разрывной сети должна быть весьма значительна.

На обычной рельефной карте мира видно множество линейных структур поверхности, выраженных самыми разными линейными формами, пересекающих любые тектонические зоны, континенты и океаны, не меняя своей направленности и имеющих глобальное распространение. Несколько подобных линий очевидно являются наиболее крупными (см. рис. 7).

Главная широтная структура Земли - экваториальная зона линейных дислокаций, вдоль которой развивается левый сдвиг северного полушария относительно южного. На север и на юг от экватора чередуются примерно через 20° широтные «критические» пояса, являющиеся, по-видимому, широтными линиями 2-го порядка.

Главная «меридиональная» линия – по-видимому, ось вращения Земли, поэтому на поверхности она выражена рядом линейных структур 2-го порядка – субмеридиональными линеаментами, чередующимися через 20°, 40°, 60°, 90°, куда входят ряд хребтов суши и океанического дна, фрагменты срединно-океанических хребтов, островных дуг и пр.

Крупнейшие диагонали для Земли – скорее всего, две диагональные плоскости, проходящие через центр планеты и наклонённые к оси её вращения примерно под углом 45°. Эти плоскости при пересечении с поверхностью планеты образуют две окружности:

1. Цепь линеаментов ЮВ края Азии – главный СВ-линеамент Индийского океана – СЗ структуры Южной Америки – Кордильеры в Северной Америке – замыкание окружности в Беринговом море.
2. Цепь линеаментов Суматра – Южная Азия – Кавказ – линия Торнквиста – СВ-ветвь Срединно-Атлантического хребта – СЗ край Южной Америки – Восточно-Тихоокеанское поднятие – замыкание окружности южнее Новой Зеландии.

На рельефной карте мира эти диагональные линеаментные зоны видны как двухпериодные синусоиды (cм. рис. 7), составленные из разнородных линейных форм.

Диагонали 2-го порядка также могут быть выделены без особого труда (например, субпараллельные СЗ цепочки островов центральной части Тихого океана, линия Красное море – Апеннины и пр.), они также чередуются с примерным шагом 20°.

Если учесть многопорядковость диагональных систем линеаментов и, соответственно, их многочисленность, то имеется множество плоскостей, секущих Землю через ее центр под углами в диапазоне 40-60° к ее оси (рис. 8А). Следовательно, при учете все большего количества диагональных плоскостей, мы приходим к выводу о тенденции к вычленению из тела планеты двух симметричных конусов (по-видимому, скалывания), соединяющихся вершинами в центре Земли, имеющих в центрах оснований полюса Земли и окружности оснований, проходящие по широтам 40-60° (см. рис. 8Б).
Если идти дальше по пути укрупнения масштаба, то в различных районах мира выделяются структурные сети 3-го порядка – с примерным шагом через 500 км, 4-го порядка – через 200 км, 5-го – через 100 км. Закономерностям их направленности подчиняются горные хребты, долины крупных рек, края континентов, глубинные разломы и иные линейные структуры. Фактически, если вспомнить, что согласно принятой методике, измерениям на картах мира подвергались отрезки линейных структур длиной по 100-200 км, то ясно, что континентальные, океанические и планетарные розы-диаграммы изначально отражают направленность сети 4-го – 5-го порядков.

Структурные сети 3-го – 4-го и более высоких порядков хорошо различимы в масштабе регионов, в то же время оставаясь в подчинении сетей более низких порядков, являясь фактически их более дробными фрагментами.

Это хорошо можно видеть на примере региональной сети района Магеллановых гор Здесь можно выделить сеть 6-го порядка – в пределах отдельных гайотов с шагом около 50 км (рис. 9А). Сеть 5-го порядка с шагом 100 км уже можно проследить на всей площади района, далее следует сеть 4-го порядка с шагом 200 км, линии сети 3-го порядка чередуются через 500 км, и наконец мы приходим к сети 2-го порядка, различимой лишь в масштабе всего Тихого океана, линии которой чередуются примерно через 20 широтных градусов, или 1500-2000 км (рис. 9Б), и к глобальным линиям 1-го порядка. Линейные элементы на всех уровнях обнаруживают хорошее соответствие с регулярными сетями.

Региональная структурная сеть района Баренцева моря имеет шаг 200 км и принадлежит скорее всего к 4-му порядку глобальной сети.

На дне моря Лаптевых выделяются структурные сети с шагом 50, 100, 200 км, относящиеся соответственно к 6-му, 5-му и 4-му порядкам.

Сеть, выделенная в районе Южно-Кларионской впадины имеет шаг 50 км и относится таким образом к 6-му порядку.

Можно выделить сети и более высоких порядков, например, в районе озера Ильмень – с шагом в 5 и в 10 км (7-й порядок) и в районе Русской Гавани на Северном острове Новой Земли – шаг 2-3 км, 8-й порядок.

Таким образом, глобальная разрывная сеть визуализируется не только статистически в розах-диаграммах, ее можно увидеть и непосредственно на земной поверхности, причем проявляется она на разных масштабных уровнях, образующих непрерывный ряд от сетей с шагом 2-3 км (8-й порядок) до глобальных линий 1-го порядка.

Схема, приведенная на рис. 7, по-видимому, отражает идеальную картину сети крупнейших линейных объектов Земли космодинамического происхождения. Поскольку мы имеем дело с далеко не идеальным объектом исследования, постольку реальный лик Земли резко отличается от этой схемы. Существующие структуры поверхности Земли есть результат множества наложенных процессов, которые условно можно разделить на две основные группы – эндогенные (глубинные) и экзогенные (внешние), причем автор относит к экзогенной группе и общеглобальные, космодинамические силы, связанные с формой, ротационным режимом Земли, а также с внешним гравитационным воздействием на нее. По-видимому, приведенная конфигурация линий 1-го порядка (как и вся регулярная глобальная сеть) отражает именно общепланетные тенденции земной тектоники. При взаимодействии этих тенденций с эндогенными тектоническими процессами и рождается реальный облик поверхности планеты во всей его сложности.

Выводы

1. Вся поверхность планеты покрыта единой регулярной сетью линеаментов и разрывных нарушений – глобальной разрывной сетью - с характеристиками, не зависящими от региона, типа коры, формы проявления в рельефе, типа разрывного нарушения.
2. Эта сеть, вероятно, существенно не меняла свою ориентировку на протяжении длительного времени, поскольку в неё одинаково хорошо вписываютя структуры различного возраста до антропогена включительно, причём молодые структуры являются в большинстве своём унаследованными.
3. Выявленная разрывная сеть по-видимому, имеет большую глубинность, так как её закономерностям подчиняется и группа общеизвестных глубинных зон разрывных нарушений и швов регионального и глобального ранга.
4. Глобальная разрывная сеть построена совокупностью разрывных сетей различных порядковых уровней – от линий 1-го порядка (экваториальная зона и две главных диагонали под углом 45° к меридиану), до линейных структур 6-7 порядков с шагом 5-10 км.
5. Рисунок глобальной разрывной сети существенно проявляется в масштабе отдельных материков и океанов, составляя в большинстве случаев основу структурного плана данного региона.


V. ГЛУБИННОСТЬ ГЛОБАЛЬНОЙ РАЗРЫВНОЙ СЕТИ

Вопрос о глубинности выявленной глобальной разрывной сети по-видимому, может быть в какой-то мере прояснён путём изучения линейных структур заведомо глубинного заложения. Самыми глубокими линейными и вообще тектоническими структурами на Земле являются зоны Беньофа, прослеженные по проявлениям современной сейсмичности до глубин более 600 км. Зоны Беньофа – или сейсмофокальные зоны – как известно, сконцентрированы в основном вдоль периферийной части Тихого океана и западной окраины Индийского.

В распоряжении автора помимо прочих источников имелись Карта сейсмичности Тихоокеанского подвижного пояса и Тихого океана масштаба 1:10 000 000 и Геодинамическая карта Циркум-Тихоокеанского региона масштаба 1:17 000 000.

На этих картах дана информация не только о плановом, но и о глубинном положении эпицентров землетрясений. Видно, что а) эпицентры сейсмических событий зон Беньофа явно тяготеют в разрезе к ряду определённых глубин, образуя нечто вроде серии «сейсмоплоскостей» и определяя ступенчатую структуру этих зон, и б) в плане эпицентры зон Беньофа, приуроченные к одной глубине («сейсмоплоскости»), часто выстраиваются в прямолинейные цепочки – своеобразные «сейсмолинеаменты» длиной до 200 км. Таким образом, сейсмофокальная зона окраин Тихого океана при ближайшем рассмотрении обнаруживает весьма сложную внутреннюю структуру.

Азимуты «сейсмолинеаментов» были измерены на разных глубинах и вынесены на ряд роз-диаграмм (рис. 10А). На них хорошо видно, что на всех глубинах внутренние структурные линии зон Беньофа имеют схожую направленность, в общем соответствующую направленности глобальной разрывной сети (особенно в части ортогональной системы). Результирующая роза-диаграмма направленности линейных элементов структуры всех зон Беньофа (рис. 10Б) показывает еще лучшее соответствие. Наряду с иными результатами конфигурация этих роз-диаграмм позволяет сделать следующие выводы:

1. Закономерности структурного плана сейсмофокальной зоны Тихоокеанского подвижного пояса соответствуют закономерностям глобального структурного плана Земли, определяемым, в свою очередь, рисунком регулярной планетарной линеаментно-дизъюнктивной (разрывной) сети.
2. Общая направленность линейных структур сейсмофокальной зоны подчинена азимутальным закономерностям глобальной разрывной сети Земли по всей глубине проявления сейсмофокальной зоны, что определяет глубинность этой сети до подошвы тектоносферы.

VI. ПРОИСХОЖДЕНИЕ ГЛОБАЛЬНОЙ РАЗРЫВНОЙ СЕТИ

Глобальная разрывная сеть составлена самыми различными линейными структурами, причем в пределах одной и той же линии могут встречаться фрагменты различной морфологии и генезиса. С течением времени фрагменты крупных линеаментов претерпевали серьезные изменения по морфотипу, глубинности, виду и направлению местных напряжений и т.д.

Выявленные характеристики направленности разрывной сети прослежены по «сейсмолинеаментам» до подошвы тектоносферы, на глубине, где к границам раздела вряд ли может быть применено понятие разрывного нарушения. В результате получается, что общим для элементов глобальной разрывной сети является лишь линейная форма и направление. Это заставляет предполагать существование некоторой общей причины существования разрывной сети, физической основы более фундаментального уровня, чем региональные напряжения, приводящие к образованию конкретных линейных структур, и обнаруживаемой только в единстве направлений систем глобальной разрывной сети.

1. Понятие стресс-сети

Как известно, наша планета имеет форму, близкую к шарообразной, и вращается со скоростью, изменяющейся в соответствии с несколькими законами (разнопериодные кратковременные изменения, долговременные изменения на фоне общего длительного замедления вращения). Земля испытывает также разнопериодное интенсивное воздействие приливных сил. Вероятно, Земля подвержена длиннопериодным изменениям своего размера - пульсациям (согласно ряду концепций, в соответствии с периодичностью галактического года). Механизмы и следствия воздействия ротационных, приливных, пульсационных сил на земную кору описаны Г.Н. Каттерфельдом (1962), У. Кэрри (1976), П.С. Вороновым (1968, 1984, 1998), С.С. Шульцем (1979), Ю.Н Авсюком (1986), Е.Е. Милановским (1995), И.А. Одесским (2005) и многими другими авторами. В плане формирования линейных структур можно предположить, что все эти процессы, длительно воздействуя на планету, ведут к возникновению в ее теле напряжений с более или менее постоянной пространственной ориентировкой, подчиняющейся общепланетарным законам. По-видимому, эти напряжения концентрируются вдоль линейных зон, образующих в плане общепланетную сеть.

Именно эта сеть долгоживущих напряжённых и ослабленных зон (они же – «зоны повышенной проницаемости», «зоны повышенной трещиноватости») является одной из главных основ разломо- и рельефообразования. По ослабленным зонам под воздействием региональных тектонических сил и формируются разрывы и трещины, проявляются вулканизм и – частично – горообразование, образуются речные долины и иные протяжённые формы рельефа.

Автор предлагает назвать эти напряженные зоны стресс-зонами.
Стресс-зона – долгоживущая зона в земной коре, протяжённая в плане, вертикальная в разрезе, где концентрируются напряжения, порождённые общепланетными (вероятно ротационными и приливными) процессами. Стресс-зона – наиболее вероятное место развития зон пониженной прочности коры, повышенной трещиноватости, проницаемости, и, как следствие, наиболее вероятное место проявления разрывной тектоники, вулканизма, подъёма гидротерм и флюидов, сейсмичности, рельефообразования. Глубина стресс-зоны определяется глубинностью воздействия ротационных и приливных сил, воздействующих на планету в целом с постепенным затуханием к её центру, и, таким образом, теоретически лимитируется лишь радиусом планеты. Автор постулирует ограничение существенного проявления стресс-линий границами тектоносферы.

Совокупность стресс-зон образует стресс-сеть. Именно стресс-сеть является той глобальной фундаментальной основой, на которой развиваются и общепланетная сеть линейных форм рельефа, и планетарная трещиноватость, и сеть разрывных нарушений. Характеристики плановой ориентации глобальной стресс-сети и были обнаружены автором при изучении направлений линеаментов и разрывов.

Поскольку Земля возникла, как шароподобное вращающееся тело, возраст стресс-сети в её толще определяется возрастом планеты. Существующая ныне плановая ориентировка стресс-сети, по-видимому, является результатом наложения множества ротационных режимов, сменявших друг друга на протяжении всей истории планеты. Стресс-сеть с настоящими характеристиками существует, по-видимому, на протяжении всего фанерозоя.

Глобальная стресс-сеть и отдельные стресс-линии являются наиболее вероятными местами проявления разрывной тектоники, сейсмичности, вулканизма, рельефообразования и других эндогенных процессов. Выявленная глобальная разрывная сеть порождена стресс-сетью; все элементы глобальной разрывной сети, выраженные разрывами и линеаментами всех типов и возрастов контролируются линиями стресс-сети.

Наличие в земной коре общепланетной стресс-сети, в соответствии с которой реализуется большинство тектонических процессов, на взгляд автора, отнюдь не отрицает возможности проявлений эндогенных и иных сил любого уровня вне рамок этой сети. Здесь речь идёт только о повышенной статистической вероятности разгрузки напряжений в коре в уже существующих ослабленных зонах.

2. Статистическая обработка данных

Итак, глобальная разрывная сеть есть тектоническое выражение стресс-сети. В свою очередь, стресс-сеть возникла как результат некоторых внешних усилий. Для определения характера и природы этих внешних сил массив данных направленности глобальной разрывной сети был подвергнут статистической обработке с использованием факторного анализа.

Интерпретация результатов статистической обработки облегчена в данном случае рядом сопутствующих обстоятельств.

Во-первых, анализу подлежит массив изначально цифровых однородных данных, отражающих направленность природных линейных форм, и, следовательно, результаты анализа могут быть представлены в наглядном графическом виде без существенных искажений.

Во-вторых, физические причины образования исследуемых природных линейных форм известны – это напряжения в толще Земли, различным образом направленные и действующие периодически.
В-третьих, основные закономерности массива в значительной мере уже предварительно изучены, результаты представлены в виде роз-диаграмм.

Задача статистической обработки сводится в данном случае с одной стороны, к подтверждению достоверности уже полученных характеристик направленности систем глобальной разрывной сети, и с другой стороны – к определению характера и направленности напряжений, предопределивших образование глобальной разрывной сети.

Здесь необходимо привести некоторые предварительные соображения относительно возможного характера этих напряжений.

По-видимому, господствующей силой, предопределяющей физические процессы в Земле, следует считать гравитацию. Сила тяжести направлена по бесконечному множеству прямых от поверхности Земли к центру ее масс, что при стремлении к равновесному состоянию придает планете шарообразную форму. Вдоль этих линий развиваются вертикальные разрывные нарушения, зоны повышенной проницаемости и концентрации локальных напряжений.

Поскольку Земля вращается, гравитации в ее теле в какой-то мере противодействуют ротационные силы, значительно менее энергичные. Масштаб ротационных сил не позволяет им существенно изменить шарообразную форму планеты, но они вполне способны создать долговременные тенденции в ее толще: полярное сжатие, геофлюкцию, кориолисово смещение континентов в северное полушарие, формирование «конусов скалывания» и пр.

Поскольку Земля вращается с периодически меняющейся скоростью, величина полярного сжатия то возрастает, то уменьшается, создавая в коре напряжения переменного знака. На все это накладываются приливно-отливные усилия, гипотетические пульсации объема планеты и множество менее значимых процессов.

Все эти процессы должны были оставить свой след в структурном плане Земли, и идентифицировать их по выявленной направленности линейных структур поверхности и их широтному распределению вполне возможно. Исследуя плановый рисунок глобальной сети, по-видимому, можно рассчитывать на обнаружение лишь тангенциальных причин ее образования, таким образом, прямое воздействие силы тяжести, скорее всего, не проявится в результатах анализа.

Данные из первичного массива были сведены в четыре матрицы:
1) Матрица «Азимуты линеаментов по широтам» 18х90
В строках (объекты) – широтные пояса по 2° от северного полюса через экватор до южного полюса. Всего 90 строк. В столбцах (признаки) – азимуты простирания линеаментов в 2-х восточных квадрантах, в секторах по 10°.
2) Матрица «Азимуты разломов по широтам» (18х90)
Строение аналогичное матрице 1, но в качестве признаков выступают азимуты разломов.
Очевидно, что матрицы 1 и 2 сопоставляют азимуты структур с их широтным распространением, что в результате должно дать закономерности направленности напряжений в зависимости от широтного положения.
3) Матрица «Азимуты всех типов структур» 18х14

В строках (объекты) – азимуты линейных структур в восточном квадранте, осреднённые в секторах по 10°. Всего 18 строк. В столбцах (признаки) – все выделенные типы линейных структур:
океанического рельефа: 1) континентальные склоны, 2) желоба, 3) хребты (асейсмичные), 4) трансформы, 5) центрально-океанические структуры;
наземного рельефа: 6) речные долины, 7) гряды (линейные горные хребты), 8) береговая линия;
разломы океанического дна: 9) растяжения, 10) сдвига, 11) сжатия;
разломы суши: 12) растяжения, 13) сдвига, 14) сжатия.
4) Матрица «Распределение структур по широтам» 90х14

В строках (объекты) – широтные пояса, в которых замерялись азимуты структур (всего 90 поясов).
В столбцах (признаки) – типы линейных структур, те же, что и в матрице 3.

Матрицы 3 и 4 структурируют данные по типам структур; в конечном итоге это должно привести к выявлению преобладающих типов напряжений как по направлениям (матрица 3), так и по широтам (матрица 4).

Выборки матриц 1 и 2 обнаруживают лог-нормальное распределение, а матриц 3 и 4 - нормальное распределение. Таким образом, все матрицы пригодны к обработке с помощью метода главных компонент (МГК) и факторного анализа (ФА).

К вышеописанным исходным матрицам были последовательно применены метод главных компонент (МГК) и собственно факторный анализ (ФА), причем оба – в модификациях R (нетранспонированная матрица) и Q (транспонированная матрица). Комбинированное применение обоих методов повышает информативность и надежность результата. Всего статистический анализ был применен 12 раз, было получено 12 наборов факторов. Полученные факторы интерпретировались, сопоставлялись, взаимно увязывались, и в конце концов стало возможным логическими приемами свести все их многообразие к трем общим факторам, характеризующих данную выборку.

Система линейных структур земной коры сформирована под действием следующих трёх главных факторов.

ФАКТОР 1: Система напряжений: сильное меридиональное пульсирующее растяжение – слабое субширотное сжатие; подчиняющаяся синусоидальному закону распределения по широтам; ответственная за образование всех линейных структур и разломов растяжения-сжатия за исключением центрально-океанических. Примерный вес фактора 1 – 60-70%.

ФАКТОР 2: Сильное широтное сдвиговое усилие, более всего проявляющееся в низких – средних широтах, тяготеющее к экватору с некоторой асимметрией к северу и приводящее к субширотному сдвигообразованию в океанах. Примерный вес фактора 2 –30-40%.

ФАКТОР 3: Система напряжений: пульсирующее по диагональным СЗ и СВ направлениям растяжение-сжатие в противофазе пульсирующему сжатию-растяжению по субширотно-субмеридиональным направлениям; распределение напряжений по широтам симметричное к экватору; система ответственна за направления срединно-окенанических структур. Примерный вес фактора 3 –10-20%.

Все эти напряжения распределяются по поверхности с двумя тенденциями – симметрии к экватору (следствие центробежных сил) и асимметрии к экватору (следствие вероятно силы Кориолиса, разнонаправленно действующей в северном и южном полушариях).

По широтам напряжения распределяются в соответствии с синусоидальным законом с тяготением экстремумов напряжений к ряду определенных критических широт.

Выделяется сеть критических широт, отходящих от экватора с равным шагом 20° в обоих направлениях.
Характеристики выявленных факторов заставляют предполагать их комплексный генезис, в котором участвуют центробежные, приливно-отливные силы, и возможно - пульсации размера планеты.
Во всех выявленных факторах преобладает растяжение.

3. Признаки проявления ротационных сил

Результаты изучения роз-диаграмм направленности, так же, как и результаты факторного анализа, свидетельствуют в пользу ротационной природы стресс-сети и порожденной ею глобальной разрывной сети:

- ориентация глобальной сети симметрично относительно оси вращения планеты;
- «скучивание» факторных нагрузок у экватора – признак центробежных сил;
- асимметрия и смена знака факторных нагрузок при переходе через экватор – признак действия силы Кориолиса;
- пульсирующий характер проявления главных факторов – признак периодического изменения скорости вращения планеты.

Розы-диаграммы по Северной полярной области Земли, показывают хорошо выдержанные по направленности диагональные системы глобальной разрывной сети, имеющие своими осями направления 45° и 135°. Эти системы сохраняют свои углы к меридиану даже у полюса. В условиях сходящихся к полюсу меридианов это значит, что диагональные системы в должны завиваться в спирали с центом в полюсе. Это явление можно наблюдать непосредственно, например, в рисунке речной сети севера Евразии и на структурных схемах приполярных областей Земли. Это явление имеет очевидный ротационный характер и прямо свидетельствует в пользу ротационной природы глобальной сети, образовавшейся как реакция на напряжения, вызванные периодическими изменениями скорости вращения планеты.

Не только Земля, но и любая другая твердая шарообразная вращающаяся планета должна иметь структурную сеть со сходными характеристиками, что и подтверждается рядом соответствующих исследований.

Выводы

Шарообразное тело, которое представляет собой наша планета, вращается с переменной скоростью, и, вероятно, испытывает изменения объема – пульсации. Изменения скорости вращения приводят к изменениям величины центробежной силы и осевого сжатия, то есть к напряжениям переменного знака меридионального и широтного направлений, что хорошо видно из результатов факторного анализа. Эти усилия приводят к образованию в теле Земли системы напряженных плоскостей – стресс-сети.

Меридиональная составляющая стресс-сети – бесконечное множество плоскостей, проходящих через ось вращения Земли и образующих в земной коре систему субмеридиональных разломов. Широтная составляющая стресс-сети – бесконечное множество параллельных напряженных плоскостей, секущих планету по нормали к оси ее вращения и образующих в земной коре систему субширотных разломов.
Две диагональные составляющие стресс-сети – множество напряженных плоскостей, проходящих через центр планеты под углами 45° к оси ее вращения и образующих в земной коре две системы диагональных разломов.

По зонам стресс-сети в земной коре с наибольшей вероятностью реализуются эндогенные геологические процессы, предопределяя образование регулярной сети разрывных нарушений общепланетного масштаба с конфигурацией, повторяющей конфигурацию стресс-сети - глобальной разрывной сети.

VII. ВОЗМОЖНЫЕ ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРИЛОЖЕНИЯ
ВЫДЕЛЕНИЯ ГЛОБАЛЬНОЙ РАЗРЫВНОЙ СЕТИ

1. Пространственная связь месторождений полезных ископаемых с глобальной разрывной сетью

Существенная часть эндогенных рудопроявлений обязана своим образованием миграции рудных элементов из нижних горизонтов коры и мантии по рудоподводящим каналам к поверхности; чаще всего этими каналами служат глубинные разрывные нарушения и зоны трещиноватости.
Примерами пространственной связи эндогенных месторождений суши с линиями глобальной разрывной сети могут служить обширные регионы на всех материках. Здесь можно упомянуть расположение рудоконтролирующих структур Евразии, соответствующее линиям глобальной разрывной сети 3-го порядка; положение рудных поясов Северной Америки, отвечающее глобальной разрывной сети 4-го порядка; положение африканских месторождений олова и алмазов, вытягивающихся в прямолинейные цепочки вдоль линий диагональных СВ и ЮВ систем глобальной разрывной сети.
Месторождения углеводородов – что бы ни было их изначальным источником – также требуют для своего образования подводящих каналов и структурных ловушек. И то, и другое обычно тесно связано с сетью линейных структур.

Пространственная связь нефтегазоносных структур с линиями глобальной разрывной сети прослеживается в большинстве нефтегазоносных районов мира. Здесь можно упомянуть Баренцевский шельф, Тимано-Печорскую, Волго-Уральскую провинции, нефтеносный районы Персидского залива, Башкортостана, многие другие. Ряд исследователей выделяют субмеридиональный Уральско-Африканский пояс рифтогенеза, включающий в себя ряд крупнейших осадочных бассейнов с установленной нефтегазоносностью (А.А. Смыслов и др., 2003) и принадлежащий к меридиональной системе глобальной сети 2-го порядка.

Большинство нефтегазоносных структур Баренцевского шельфа пространственно связаны с разрывными нарушениями, соответствующими линиям глобальной разрывной сети 4-го порядка. Почти все наиболее крупные нефтегазовые месторождения и структуры, такие как Штокманская, Куренцовская, Мурманская, Северо-Кильдинская, Песчаноостровская и др., явно тяготеют к узлам этой сети.
Еще один пример - район Персидского залива, где очевидна пространственная связь нефтегазоносных полей с ЮВ и субмеридиональной системами глобальной разрывной сети.

Дно океана практически повсеместно в той или иной степени покрыто железомарганцевыми образованиями (ЖМО). В последние десятилетия железо-марганцевые образования привлекают к себе возрастающий интерес как новое полиметаллическое полезное ископаемое. В ряде случаев проявления ЖМО выстраиваются в более или менее прямолинейные цепочки. В конфигурации этих цепочек легко узнать все четыре главные системы глобальной разрывной сети 1-2-3-го порядковых уровней.

Исходя из всего сказанного можно сделать вывод о том, что глобальная разрывная сеть, весьма вероятно, в значительной мере контролирует распространение большинства месторождений полезных ископаемых. Поскольку, как было выяснено, основу структурных планов регионов образуют системы глобальной разрывной сети, в конечном итоге изучение ее проявлений на региональном уровне может привести к определению и уточнению положения рудных районов.

2. Глобальная разрывная сеть и экологическая ситуация

Известна приуроченность подавляющего большинства геологических катаклизмов к зонам крупных разрывных нарушений и повышенной проницаемости в земной коре. Следовательно, плановое распространение геологически-опасных явлений должно подчиняться тем же закономерностям, что и плановое распространение разломов и в какой-то мере линеаментов определённого типа, т.е. в конечном итоге закономерностям глобальной разрывной сети.

По-видимому, наиболее существенные проявления геологической активности должны иметь место вдоль линий глобальной разрывной сети низших порядков. Действительно, главные сейсмоактивные пояса Земли, контролирующие распространение землетрясений, так же, как и вулканические цепи, практически повсеместного совпадают с линиями глобальной разрывной сети 1-го – 2-го порядков.
Помимо высокоэнергетических кратковременных процессов, таких, как землетрясения, геологическая среда влияет на экологическую ситуацию и посредством слабо выраженных, но долговременных процессов.

Геоактивные процессы реализуются в т.н. геоактивных зонах, которые в основном связаны с зонами разрывных нарушений, т.е. в существенной мере с глобальной разрывной сетью.
В качестве примера косвенного воздействия разрывных нарушений на геоэкологическую ситуацию можно привести результаты исследования распространения цезия-137 в донных осадках Финского залива, проведённого при участии автора в 1999 году. Радиоцезий появился в осадках этого района в 1986 году из т.н. «Чернобыльского следа», пересекающего Финский залив. За прошедшие 13 лет под воздействием гидродинамических процессов он мигрировал от оси следа в наиболее глубокие части дна. В результате проведённого факторного анализа выяснилось, что одним из факторов, благоприятствующих накоплению радиоцезия, является близость тектонических разломов.

По-видимому, вдоль разрывных нарушений восточной части Финского залива проходят геоактивные зоны, образующие геохимические барьеры, задерживающие и осаждающие радиоцезий.

Таким образом, многие типы экологических опасностей реализуются в протяженных геоактивных зонах, связанных с линиями глобальной разрывной сети.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты представленного исследования могут быть представлены следующими основными выводами.

· В земной коре повсеместно распространена регулярная сеть линеаментов и разрывных нарушений, главные характеристики которой не зависят от региона и типа коры – глобальной разрывной сети.
· Направленность главных систем глобальной разрывной сети: - ортогональной, включающей субмеридиональную и субширотную составляющие - азимуты 0 – 10°; и 80 – 90°; соответственно; диагональной северо-восточной - азимут 30 – 60°, диагональной юго-восточной - азимут 120 – 150°.
· Широкий угловой разброс диагональных систем глобальной разрывной сети обусловлен колебаниями их главных осей при последовательной смене широты по синусоидальному закону.
· Глобальная разрывная сеть построена системами нескольких порядковых уровней: от линий 1-го порядка (широтная – экватор + две глобальные диагонали) до сетей 7-го и 8-го порядка (прослеженные линейные структуры, чередующиеся с шагом 5 - 10 км).
· Глубинность проявления глобальной разрывной сети, прослеженная по сейсмичности зон Беньофа, определяется как минимум подошвой тектоносферы.
· Глобальная разрывная сеть существует в настоящей конфигурации по меньшей мере с начала фанерозоя.
· Глобальная разрывная сеть сформировалась в основном под действием ротационных сил, с возможным участием приливных и пульсационных процессов.
· Со структурами главных направлений глобальной разрывной сети Земли прямо или косвенно связано существенное количество месторождений полезных ископаемых как на суше, так и в океане.
· Линейные структуры, составляющие глобальную разрывную сеть, являются геоактивными зонами, прямо, или косвенно влияющими на экологическую ситуацию в районе своего расположения.