Реклама

Головна » Статті » Наукові статті » Статті українських науковців [ Додати статтю ]

Послеледниковые катастрофы как возбудитель тектонической активности
Пазинич В.Г. Послеледниковые катастрофы как возбудитель тектонической активности

Энергетика ледниковых периодов. Раскрытие причин послеледовикових катастроф в бассейне Днепра связано с оценкой энергетики этапов ледниковых эпох. Традиционно, главным движущим фактором ледниковых периодов считается экзарационная и транспортирующая деятельность тела ледника. Но, если сравнить кинетическую энергию воды и льда, то можно прийти к другому выводу. Примем для сравнения скорость движения воды пор ни 1 м/с, а льда - 50 м/год. После приведения их к одному временному интервалу, находим соотношение между кинетической энергии воды и льда. Оно составляет 397807718400. Даже если лед будет двигаться в десять раз быстрее, то и в этом случае разница остается огромной. То есть, даже расчет, основанный на нереально высокой скорости движения льда и заниженной скорости движения, показывает, что главной движущей силой ледниковых периодов являются талая вода. Действие воды усиливается импульсивностью потоков, которая возникает в связи с начальной концентрацией талой воды в озерах, которые заполняют замкнутые котловины на разных гипсометрических уровнях послеледовикового рельефа. По разным причинам плотины озер прорываются, и тогда происходит внезапное, импульсное высвобождение энергии. Направление ее действия руководствуется существующей гидро сетью и геоструктурном элементами. Концентрированность в пространстве и во времени значительно усиливает разрушительную и транспортирующую способность водных потоков.

В бассейне Днепра главным фактором, определившим направление гидродинамических ударов, был геоструктурные фактор - Днепрово-Донецкая впадина. Она стала тем объектом, который подвергся неоднократным концентрированных ударов (рис. 1).

Подпись: Рис. 1. Схема концентрации кинетической энергии в бассейне Днепра с прильодовикох территорий Рис. 2. Геологический разрез долины Днепра в районе с. Табурище [Горецкий, 1970]

Орография этой части континента обусловили сбор воды и энергии с фронтальной зоны ледника (-ов) шириной более 1500 км, а ширина участка, которая испытывала гидродинамических ударов не превышала 20-50 км. А во время предпоследнего удара (23-22 тыс. л. н.) составляла всего 20 км. (рис. 2).

Подпись: Рис. 1. Схема концентрации кинетической энергии в бассейне Днепра с прильодовикох территорий Рис. 2. Геологический разрез долины Днепра в районе с. Табурище [Горецкий, 1970]

Рис. 2. Геологический разрез долины Днепра в районе с. Табурище [Горецкий, 1970]

Совершенно случайно главной его мишенью стал склон Украинского кристаллического массива, в котором было прорублено новое русло Днепра. Начальная точка удара находилась возле с. Табурище (ныне г. Светловодск), где этим ударом был снесен выступ кристаллических пород (на профиле они обозначены крестиками) высотой 40-50 м. После этого положение долины Днепра ниже с. Табурище стало абсолютно нелогичным.  Это видно потому, что непосредственно с запада и востока к кристаллическим породам примыкают мощные толщи мягких осадочных пород, первоначально в которых и была сформирована долина Днепра.

Пролом кристаллических пород и формирование в них почти трехсоткилометрового прямого отрезка долины Днепра стало одним из основных последствий неоднократных целенаправленных энергетических ударов. И этот факт, как ни какой другой демонстрирует их страшную силу.

Остается спорным вопрос о перемещении пепла на далекие расстояния и возможность его локального осадка. В работах, касающихся стоянки Костьонкы, к сожалению, не приведены физические свойства пепла, но они подробно освещены в описании днепропетровских находок. Здесь отмечено 6 фракций от 0,5 мм до> 0,005 мм. Теоретические расчеты [1] и практический опыт человека по разделению зерна и половы веяние, говорят о том,  что не только на сотни километров, но и на десятки метров частицы с такой разницей в размере не могут перемещаться совместно в потоке воздуха. Большие по размеру оседают гораздо быстрее, поскольку кинетическая энергия падения является кубической функцией, а аэродинамическое сопротивление только квадратичной. Поэтому вулканические бомбы падают непосредственно у жерла, песок - через несколько километров, а вулканическая пыль может обогнуть земной шар, и не один раз.

Рис. 3. Разрез левого склона оврага Песчаный, с [4] 1 - пепел, 2 - пепел, смешанный с суглинком 3 - лессовидный суглинок;  К - пепловые катуны

М. Климашевский приводит следующие экспериментальные данные оседания частиц различных размеров в воздухе: диаметр 1 мм - скорость 10 м/с, диаметр 0,5 мм-скорость около 1 м / с, диаметр 0,1 мм - скорость 1 см/с, диаметр 0,005 мм - скорость 0,01 см / с [2, с. 807, табл. 649]. При такой разнице в скорости оседания, за одну минуту разница в высоте полета частиц диаметром 0,5 мм и 0,005 мм составит примерно 60 м. Учитывая слоистость атмосферы, благодаря которой скорость и направление ветра значительно отличаются в каждом высотном уровне, можно предполагать, что по горизонтали расстояние между ними будет еще больше. Или вообще они через короткий промежуток времени будут лететь в противоположных направлениях. Этот достаточно простой физический анализ показывает, что вулканический пепел, который включает в себя различные фракции, не может транспортироваться на дальние расстояния. Источник его поступления должно находиться недалеко от места его залегания.

Помимо Днепропетровска находки вулканического пепла в четвертичной толще на Украине известны в Харьковской, Луганской, Херсонской и Одесской областях и в озере Старом и вокруг него возле Красноперекопска [3, с.466]. Механический состав пепла приводится только для последнего участка. Выделяется три фракции в интервале от 0,25÷0,01 мм. Давно известны находки вулканического пепла и в соседних областях России, Курской, Воронежской и Тамбовской.

Относительно времени формирования линз вулканического пепла точные данные имеются только для палеолитической стоянки Костенки (20 км юго-восточнее Воронежа). Здесь он лежит между культурными слоями и его возраст составляет около 35 тыс. лет. По украинским находкам вулканического пепла есть оценка возраста только для участка озера Старого и долины р. Лугань. В обоих случаях их возраст оценен как риссс-вюрмский [3, 468]. Днепропетровские находки по палеонтологическим критериям предположительно отнесены к Вюрму 1 [4].

Естественно, что во всех случаях наличие вулканического пепла в столь спокойных территориях однозначно приводило к мысли об его транспортировке  толи с Кавказа, толи с Апеннин воздушным путем [Замор, 466-467]. Но как было показано выше, совместный перенос разнозернистого материала не возможен. Его источник должен быть поблизости, как в Рейнвестфалии [5]. Там последние проявления вулканизма зафиксированы даже в начале голоцена. И это однозначно, как и предыдущие циклы, увязывались с исчезновением ледника и объяснялись изостазией.

На перечисленные области Украины и России  эффект изостазии не распространялся, все они находились далеко за пределами ледника. Здесь, по мнению автора, причиной временной вулканической активности могли стать тектонические колебания, вызванные быстрым движением значительных масс твердых мерзлых блоков и масс ила. Если исходить из того, что лесс  образовался из вынесено с северных озер ила, то достаточно взглянуть на карт у чтобы оценить суммарное его количество, вынесенное за последние 500 тыс. лет.

Одновременно следует обратить внимание на роль орографического барьера, о котором шла речь в первой статье, на распределения лесса в Европе. Барьер преградил его движение в центральную Европу и направил главный поток в долину Днепра.

Рис. 4. Карта распространения лесса в Европе

Для каждого конкретного случая оценку можно сделать исходя их площади, которою занимает лесс того периода. По отношению к Днепровскому периоду такую оценку можно сделать исходя из площади, которую занимает валунный суглинок. В целом она близка  к тому контуру, который называется Днепровским языком. По грубым оценкам это примерно 150 тыс. км2. Средняя его мощность примерно составляет 2,5 м. В этом случае общий объем вынесенных потоком 47 тыс. л.н. составит 375 км3.  При средней плотности осадочных пород 2 т/м3, общий вес вынесенных с севера пород равен 2,5х1000х1000х1000х375=937500000000 тонн. К этому следует отметить, что расчеты скорости потока в тех местах, где он оставил следы на высоких уровнях показывают, что она превышала 100 км/ч.

Следы столкновения мерзлых блоков, которые двигались с такой скоростью, были изучены в двух гранитных карьера, Комсомольском, расположенном ниже устья Псла [] и Ярошивском, расположенном в долине Ирпеня неподалеку Фастова[1] []. В первом, на контакте скольжения отмечалось плавление горных пород на западном борту карьера и перемешивание пород палеогена-неогена с протерозойскими кварцитами (рис. 5). В Ярошивском карьере отмечены следы скольжение блока сложенного бучацкими песками киевскими мергелями по поверхности гранитов. В гранитной стенке хорошо видны трещины со смещение, которые возникли в момент удара блока в гранитный выступ (рис. 6).

Рис. 5. Примеры динамического воздействия движущихся блоков с протерозойскими кварцитами в Комсомольском карьере. Сверху вниз:  1 – контактная зона с переплавленными горными породами, брекчией, тектонической мукой, термически обработанной древесиной с запахом битума (возраст 47600±800лет); 2 – увеличенное изображение контактной зоны; 3 –  образец с контактной зоны с переплавленной коркой; 4 – восточная стена карьера, зона смешивания киевского мергеля с протерозойскими кварцитами.


 


Рис. 6. Примеры динамического воздействия движущихся блоков с протерозойскими гранитами в Ярошивском карьере. Сверху вниз: 1 – сглаженный контакт киевского мергеля с гранитами и бучацкими песками в углублениях; 2 – увеличенное изображение контакта над понижением заполненном бучацкими песками с почвой и остатками перепревшей травы и древесины; 3 – следы смещения  в гранитах (правая часть стенки карьера, выше экскаватора)

 Эти примеры, хотя демонстрируют различные по силе удары, но все же они относятся к локальному, низкому уровню. Их энергетика ничтожно мала по сравнению с той, которая была реализовано во время пролома прохода в кристаллических породах на отрезке между Кременчугом и Днепропетровском. Скорее всего, силы этого удара хватило, чтобы спровоцировать и мощнейшие сейсмические колебания, деформации земной коры, возникновение и раскрытие трещин и разломов. Они то и стали теми каналами, в которые под огромным давлением устремилась магма. А поскольку каналы были не заполнены, скорость ее движения была, вероятно, очень высокой. Закрылись они, по-видимому, достаточно быстро. И поскольку соотношение между весом магмы и вмещающих пород было мизерным, она быстро остыла и закупорила проходы. Т.е. это был очень короткий период вулканической активности.

Кроме того, возбужденные этими ударами сейсмические колебания могли спровоцировать, сход селей на склонах горных массивов, которые находились в состоянии критического равновесия. Задержку или опережение схода селей в горах могли определить также экспозиция склонов и ветровой режим, определявший приход теплых или холодных воздушных масс.

 

1. Пазинич В. Г.  Геофізика явища еолової акумуляції.  – К. : Геопрогноз, 1994.  -  47 с.;  2. Klimaszewski М.  Geomorfologia.  – Warszawa.  1978.  – S.  1010.; 3. Заморій П. К.  Четвертинні відклади Української РСР: В 2 ч.  –К. : Вид-во КГУ, 1961.  – Ч. 1.  – 550 с.; 4. Карлов Н. Н.,  Кравченко А. И.  Четвертичные вулканические пеплы окрестностей Днепропетровска //  Труды комиссии по изучению четвертичного пе6риода, вып. ХIII, 1957, с. 290-300.; 5  ZolitschkaB, NegendankJFW, LottermoserBG,Sedimentologicalproofanddatingofthe early Holocene volcanic eruption of Ulmener Maar (Vulkaneifel, Germany). Geol Rundschau, 84: 1995.213-219



[1]Автор выражает благодарностью директору Комсомольского краеведческого музея Стахову Н.П и директору Ярошивського гранитного карьера Серебрякову В.Л. за предоставление возможности провести обследование карьеров.

Фото: Авторські
Джерело: Пазинич В.Г.
Категорія: Статті українських науковців | Додав: wiktor (24.08.2012) W
Переглядів: 2505 | Коментарі: 1 | Рейтинг: 5.0/1
Матеріали по темі:
Всього коментарів: 0
avatar