Теоретическая география
Шрифт:
Горообразование типа Тибета.
Тибет расположен недалеко от экватора и от оси вращения. В процессе литосферной катастрофы он медленно и плавно поворачивается вокруг оси, проходящей через «центр Индостана», примерно на 90o. Из-за близости его к экватору, можно считать, что главные радиусы кривизны литосферы в районе Тибета те же самые, что и на экваторе (R1 = 6335,552 км; R2 = 6378,245 км), то есть кривизна в направлении север-юг соответствует радиусу в 6335,552 км, а кривизна в направлении запад-восток соответствует радиусу в 6378,245 км. Сейчас Тибет имеет форму эллипса, оси которого направлены по странам света, причём ось север-юг в два раза короче оси запад-восток. Когда поворот литосферы закончится эллипс Тибета окажется повёрнутым на 90o, и как бы повиснет, опираясь своей средней линией на более сильно искривлённый экватор. Западный и восточный
В последующие 6-7 тысяч лет Тибет будет медленно погружаться в базальтовое основание Азиатской платформы до тех пор, пока не произойдёт следующая литосферная катастрофа, которая вернёт его в современное положение. И тут вдруг выяснится, что сильно искривившаяся за эти годы длинная ось эллипса Тибета, вернувшись в положение запад-восток, значительно поднимает платформу Тибета, опираясь на ранее выступавшие концы. Из огромной чаши начнёт выливаться вода: на восток — через Янцзы, на запад — через Инд. Джомолунгма окажется выше примерно на километр. С этого момента платформа Тибета начнёт постепенно проседать (она очень высока, поэтому она всё время погружается), пока не достигнет к следующей литосферной катастрофе того самого состояния, которое мы наблюдаем сейчас.
Соотношение осей эллипса Тибета естественно не случайно, оно определяется статикой Тибета в положении, когда он балансирует на экваторе (грубо говоря, в этой фазе процесса горообразования два равных круга уравновешивают друг друга на экваторе; размеры их определяются радиусами кривизны и модельными критериями, которые для обоих половин в этом процессе одинаковы).
Литосферные процессы максимальной релаксации.
В каком-то смысле прямо противоположные процессы происходят в областях максимально удалённых от «центра Индостана». При литосферной катастрофе эти области перемещаются таким образом, что направление главных кривизн сохраняется, изменяется только величина R1 и R2. По этой зоне проходит дно Атлантического океана в Западном полушарии и дно Тихого океана в Восточном, основное внимание мы уделим более близкому нам дну Атлантического океана. Благодаря сохранению направлений, вдоль которых располагаются две главные кривизны земного эллипсоида (максимальная и минимальная), дно Атлантического океана можно уподобить искривлённой широкой доске длиной 10 тысяч километров, которую медленно передвигают в направлении с севера на юг через экватором. Ввиду того, что главный радиус кривизны земного эллипсоида принимает минимально возможное значение R1 = 6335,552 км именно на экваторе и именно в направлении север-юг, «доска» постепенно вздымается над поверхностью южного полушария земного эллипсоида, поэтому сила тяжести периодически её «переламывает», что хорошо видно по серии поперечных долин пересекающих или врезающихся в срединный Северо-Атлантический хребет. В пределах первых десяти градусов, пока кривизна «доски» совпадает с кривизной «ухаба», «переламывания» не происходит, но затем, когда на экватор начинают поступать всё менее и менее искривлённые зоны, «доска» начинает переламываться всё чаще и чаще.
Северная часть Южно-Атлантического хребта тоже будет «переламываться», но позднее, когда станет проходить через окрестность Южного полюса, который, вначале разгибая, а затем снова сгибая эту зону Южно-Атлантического хребта, разломит его на довольно крупные куски. Это хорошо видно на карте Атлантического океана. Судя по карте, это всё таки не переломы дна океана, а перегибы, поскольку верхние слои дна не трескаются и не разрываются, а только изгибаются, выжимая вниз сильно разогретые пластичные зоны литосферы. После прохода через зону максимального искривления, расположенную на экваторе, «доска», перемещаясь во всё менее искривлённые широты, погружается в базальтовое основание литосферы и, постепенно всплывая под действием архимедовой силы, «разгибается» и расходится снизу примерно через 200-300 километров. Более жидкая и горячая лава, поступая в эти зоны, прогревает литосферу в этих местах, вследствие чего снимаются остаточные напряжения и происходит «релаксация». Внешне «релаксация» проявляется в том, что зоны хребта, оказавшиеся над областью «релаксации», тонут в литосфере и дно опускается до положения, соответствующего изостатическому равновесию, делая хребет похожим на тракторный след.
Там, где нет хребта, следов «релаксации не видно, тем не менее серия многочисленных перегибов дна Северной Атлантики, сильно размягчает эту область, в результате чего она
Третий механизм горообразования.
Помимо двух уже рассмотренных: Гималайско-Тибетско-го, основанного на «ригидности», и Северо-Атлантического, основанного на «релаксации», необходимо рассмотреть ещё механизм наиболее ярко проявляющий себя где-то посредине между ними. Главная особенность областей этой зоны состоит в том, что они довольно далеко отстоят от «центра» Индостана, поэтому, с одной стороны, величины главных радиусов кривизны R1 и R2 изменяются для них в довольно широких пределах; а, с другой — ориентация главных осей кривизны монотонно изменяется, поворачиваясь в конце концов на 90o.
Чтобы понять какое влияние оказывает такой «поворот» на материал литосферы, рассмотрим следующий мысленный эксперимент. Изготовим из органического стекла разъёмную форму, повторяющую земную оболочку, и изготовим в ней модель литосферы из резины. Если мы теперь вырежем кусок резины из этой модели и, приложив её в другое место, начнём сдвигать внешнюю и внутреннюю оболочки модели из оргстекла, то увидим, что вначале кусок станет поворачиваться и он будет поворачиваться до тех пор, пока его главные оси кривизны не совместятся с главными осями кривизны формы, после чего резина начнёт изгибаться и растягиваться, принимая форму полости.
Сделаем вывод: при деформации оболочки, сопровождающейся поворотом осей кривизны, в материале появляются скручивающие напряжения.
Чтобы найти место на земле, где наиболее ярко проявляется действие скручивающих сил, надо выяснить от чего они зависят. При всей сложности этого вопроса его оказывается можно довольно быстро решить, пользуясь самым мощным оружием человека — здравым смыслом. Во-первых, сила скручивания зависит от угла поворота осей кривизны, и, во-вторых — от того насколько максимальная кривизна отличается от минимальной. Руководствуясь этими двумя идеями, мы быстро найдём окрестность, где следует искать нужное нам место.
В районе «центра» Индостана главные оси кривизны поворачиваются на 90o, однако разность главных радиусов кривизны незначительна. В районе срединного Северо-Атлантического хребта, напротив, главные радиусы изменяются значительно, но сами оси главной кривизны не поворачиваются. Следовательно, искомое место расположено где-то посредине. Но где посредине?
Для того, чтобы выяснить это, обратим внимание на следующую деталь: при повороте осей кривизны на 90o их направления совмещаются, поскольку направление главной кривизны, соответствующей R1, совмещается с направлением, соответствующим R2, и наоборот. Следовательно, скручивающие напряжения возрастают только до поворота на 45o, а далее меняют своё направление на противоположное и начинают убывать. Итак, искомая нами зона расположена на окружности большого круга, пересекающей экватор на долготе «центра» Индостана и наклонённая к экватору примерно на 45o. По этому описанию мы безошибочно узнаём Кольцевой планетарный разлом, а место, которое ищем — район Синайской пустыни.
Нам никогда не доводилось там бывать, но в Анталии, расположенной поблизости мы бывали. Меня потрясло то, что я там увидел, хотя остальные не обращали на это никакого внимания — горы там нарезаны идеально параллельными слоями одинаковой толщины. В одном месте, на вертикальной стенке я их даже измерил. Все слои были по 1 метру 24 сантиметра и это постоянство выдерживается на многие километры! Ясно, что эти слои сформировались в момент смены направления напряжённости скручивания на противоположное, но равное и столь же большое по величине. Материал литосферы не выдержал такого удара и по ней пронеслись трещины, расслоившие её на почти горизонтальные слои одинаковой толщины. Этот процесс, начавшись в Синайской пустыне, пронёсся со скоростью звука в камне по всему Кольцевому разлому планеты, высвобождая практически мгновенно огромнейшую энергию.
В результате материал мгновенно «расслабился», поэтому при дальнейшем повороте на 45o в нём снова возникли скручивающие напряжения, но уже в перпендикулярной плоскости, которые порвали горизонтальные слои поперёк, опять таки через равные, но более длинные интервалы. В результате и возникает поразившая моё воображение структура — горы как бы сложены из готовых строительных блоков, совершенно одинакового размера.
Что происходит в момент расслоения литосферы на поверхности земли представить невозможно. Поражающие факторы многочисленны: земля встаёт на дыбы, издавая вой бешенного шакала такой мощности, что мгновенно убивает, упавшего на землю человека; одновременно рвущиеся на большой площади слои литосферы порождают электрические разряды огромной мощности, даже радиация повышается, поскольку высвобождается заточённый в камне радиоактивный радон. Самое время рассмотреть литосферную катастрофу, как стихийное явление, грозящее всему роду людскому.