<<
>>

Современные короткопериодные вариации

Вариации тектонической активности и климата, проявляющиеся на разных масштабных уровнях, можно рассматривать как сочетание колебаний разной частоты. Их наиболее высокочастотные проявления (годы и первые десятки лет) рассмотрены в разделе 7.1 на примере соотношений колебаний уровня Кас­пия в течение последних 160 лет с изменениями его климатически обусловлен­ного водного баланса и сейсмичности региона как показателя его тектониче­ской активности.

Поскольку обнаружилась связь колебаний уровня моря с изме­нениями как водного баланса, так и сейсмичности, мы вправе говорить о син­хронности вариаций параметров определяющих их факторов - климата и текто­нических движений. Никакой генетической связи между их столь частыми коле­баниями не устанавливается. Поэтому встает вопрос о некоей «третьей силе», регулирующей изменения этих параметров.

В.И. Кафтан и С.К. Татевян [1996] сопоставили рассматриваемые колеба­ния уровня Каспия с изменениями индекса солнечной активности и вековыми вариациями угловой скорости вращения Земли, выполнив их гармонический анализ. Модель колебаний уровня моря, построенная по первым шести гармо­никам с наибольшими амплитудами, не только хорошо согласовывалась с ре­альной кривой, но и позволила предсказать прекращение подъёма уровня моря в 1997 г. (рис. 192). Это даёт основание предположить, что высокочастотные ва­риации климата и тектоники связаны парагенетически - регулирующим воздей­ствием вариаций солнечной активности и скорости вращения Земли.

Периодичность вариаций магнитных возмущений и солнечной активности, коррелирующие с ними изменения погодно-климатических условий, урожайно­сти сельскохозяйственных культур, нашествий саранчи, эпидемий и т.п. рассмо­трели и обосновали А.Л. Чижевский [1973] и его последователи. Ими была по­казана наибольшая устойчивость 11-летнего цикла, соответствующего средне­му периоду вариаций числа Вульфа (количества пятен на Солнце), и выявлена кратная ему иерархия циклов: 5-6, 22, 33-35 лет и около 90 лет.

10-1.1-летняя (в среднем) ритмичность изменений приземной температуры воздуха, как глобаль­ной, так и (более отчетливо) в северном полушарии, с 1850 г. по 1990 г. просма­тривается на рис. 193. В.М. Ляхтер [2000] обратил внимание на изменчивость продолжительности основного цикла (в среднем 11-летнего) и на примере пос­ледних 250 лет показал, что она также может быть квазициклической с перио­дом в 60-100 лет. Вместе с тем многие климатологи признают связь высокоча­стотных климатических колебаний с изменениями параметров вращения Земли, прежде всего его угловой скорости, причем эта связь может быть двусторонней, поскольку изменения атмосферных течений и объёма ледников способны изме­нять скорость вращения [Селиванов, 1996].

Отмечена корреляция циклов солнечной активности и числа землетрясений [Чижевский, 1973; Сытинский, 1987], а также средних интервалов между земле­трясениями с М > 7 и изменений длины цикла [Лятхер, 2000]. Цикличность в 9-12 и 5-6 лет выявлена и во временных рядах оползневой активности в Евро­пе [Макаров и др., 1995]. Эти циклы отражают, с одной стороны, периодичность увлажнения, т.е. климатических изменений, а, с другой стороны, периодичность сейсмической активизации Альпийского пояса, к которому тяготеет значитель­ная часть оползней.

Рис. 192. Сопоставление кривых колебаний уровня Каспийского моря: наблюдённой (1) и мо­дельной (2) [Кафтан, Татевян, 1996]

Fig. 192. Curves of the Caspian Sea level changes: observed (1) and calculated (2) [Кафтан, Татевян, 1996]

Рис. 193. Отклонение среднеполушарной (А - северное полушарие, Б - южное полушарие) и глобальной (В) приземной температуры воздуха в период с 1850 г. по 1990 г. от средней тем­пературы, рассчитанной за период 1951-1980 гг. [Лосев, 2001]

Fig. 193. Deflections of annual air temperatures near the land surface since 1850 up to 1990 from the average temperature for 1951-1980 in the northern hemisphere (A), southern hemisphere (Б), and glob­al (В) [Лосев, 2001]

Интересные для обсуждаемой проблемы сопоставления выполнили К.Г.

Ле­ви и его соавторы [2002]. Отмечая периодичность природных процессов, соот­ветствующую «циклу Вульфа», они, вместе с тем, обнаружили кратные ему бо­лее долгопериодные ритмы и циклы. Так, по данным А.В. Чипизубова, ими в те­чение последних 400 лет выявлена ритмичность максимумов выделения сейсми­ческой энергии с наиболее характерным периодом 20-30 лет и хуже проявлен­ными периодами 45, 90, 150 и 195-200 лет. При этом фазы максимального энер­говыделения запаздывают до 10 лет по отношению к фазам наибольшей часто­ты сильных сейсмических событий. В Байкальском регионе частота совпадений кривых выделения сейсмической энергии и частоты землетрясений дала ритмы в 20, 40 и 70 лет.

Тот же период в 20-30 лет оказался характерным для ритмичности вулкани­ческих извержений за последние 400 лет; хуже проявлены ритмы в 50, 110-130, 160 и около 200 лет. Как и при сейсмических процессах, наиболее энергоёмкие вулканические события отстают во времени от фаз наибольшей частоты извер­жений. В целом намечена тенденция противофазной реализации вулканических и сейсмических событий. Сходная ритмичность в 20 и 30 лет (наряду с периодом в 17(0-190 лет) выявлена для импульсов прироста древесины с 1362 г. в Байкаль­ском регионе. Наиболее чёткую цикличность в 20-26 лет дали импульсы приро­ста лиственницы. Циклы в 22-30 и 40 лет отмечены за последние 250 лет в ко­лебаниях уровня Байкала, а температурные вариации в районе г. Иркутска с 1881 г. показали периодичность в 11, 22-25 и 35-37 лет. Таким образом, во всех проанализированных природных событиях с наибольшей очевидностью про­сматривается цикличность вариаций, близкая к сдвоенному «циклу Вульфа» и иногда кратная ему [Леви и др., 2002].

На основе Каталога сильных (Ms ≥ 5,7) землетрясений Альпийско-Гима­лайского пояса между 15° и 80° в.д. Е.Р. Сенько и В.Г. Трифонов выполнили анализ временного распределения числа землетрясений и количества выде­ленной ими сейсмической энергии во второй половине XIX в. и в XX в.

(см. раздел 3.2.4 и рис. 65-82). Выполненный анализ подтвердил выводы прежних исследователей о значении 11-летнего цикла и, отчасти, о связи продолжи­тельности цикла и силы землетрясений. В отдельных зонах и провинциях рас­смотренного нами региона преобладает 1 (0-12-летняя цикличность, но наряду с ней присутствуют и сдвоенные циклы в 22 года, и циклы около 15 лет. Отме­чено возрастание продолжительности цикла перед особенно сильным земле­трясением, реже - после него. Дополняя друг друга, эти вариации выделения сейсмической энергии складываются для всего региона в более чёткую карти­ну, давая циклы в 10-11 лет.

Н.Н. Горькавый, Ю.А. Трапезников, А.М. Фридман, С.К. Татевян и их соав­торы рассмотрели связь изменений числа землетрясений с изменениями угловой скорости вращения Земли. Было показано, что в сейсмичности Земли различа­ются три компоненты: глобальная с характерным временем изменений 10-15 лет; трансрегиональная с характерным временем около 3 лет, выражен­ная противофазностью активности северного и южного полушарий (максимум землетрясений с Мь> 4в одном полушарии соответствует минимуму в другом); региональная, зависящая от местных тектонических условий и нециклическая. Глобальные параметры сейсмичности оказываются связанными с изменениями угловой скорости вращения, что доказывается высокими значениями средних величин коэффициентов корреляции между числом землетрясений в 1964-1990 гг. и модулем временной производной угловой скорости вращения I dQ/dt|, т.е. его ускорением [Горькавый и др., 1994, 1999] (рис. 194).

16. Тиафтнрр В.Г., Крирхрнян А.С. 481

Эта зависимость проявляется неодинаково для землетрясений разной силы, на разных временных интервалах и в разных тектонических зонах. Она лучше выражена в 1969-1988 гг., чем в другие годы, и для Земли в целом достигает зна­чимых величин (коэффициент корреляции >0,5) лишь для землетрясений с М ≥ 5.

Корреляция возрастает с глубиной и выше у мантийных землетрясений с промежуточными глубинами очагов (50-240 км), чем у коровых событий, но глубокофокусные землетрясения зон субдукции (глубже 300 км) корреляции не показывают. В целом обсуждаемая связь носит именно глобальный характер и, как правило, ослабевает при уменьшении области исследования, т.е. рассмотре­нии отдельных тектонических зон.

Таким образом, на масштабном уровне годов и десятилетий обнаруживает­ся синхронность проявлений сейсмотектонических и климатических процессов, которая не может быть объяснена их влиянием друг на друга. Вместе с тем эти изменения коррелируют с вариациями параметров орбиты вращения Земли, её магнитных возмущений и солнечной активности, которые, возможно, связаны между собой.

Рис. 194. Сопоставление графиков модуля временной производной угловой скорости враще­ния Земли \dQ/dt\(сплошная линия) и ежегодного числа землетрясений (линия с точками) [Горькавый и др., 1999]

Q - коэффициент корреляции между ∖dΩJdt∖и числом землетрясений N(t);

а - сопоставление с глобальным распределением землетрясений с М > 5,0 на глубинах 70-125 км; за период 1964-1990 гг. Q = 0,58 ± 0,13; за период 1969-1988 гг. Q = 0,83 ± 0,07;

б - сопоставление с глобальным распределением землетрясений с М > 6,0 на глубинах 70-240 км; за период 1964—1990 гг. Q = 0,54 ± 0,14; за период 1969-1988 гг. Q = 0,76 ± 0,09;

в - сопоставление с распределением землетрясений с М > 5,1 в зонах спрединга (все глубины); за пе­риод 1964-1990 гг. Q = 0,46 ± 0,15; за период 1969-1988 гг. Q = 0,55 ± 0,15;

г - сопоставление с распределением землетрясений с М > 4,5 в западной части Альпийско-Гималай­ского пояса на глубинах 10-30 км; за период 1964-1990 гг. Q = 0,51 + 0,14; за период 1969-1988 гг. Q = 0,62 ±0,14;

д - сопоставление с распределением землетрясений с М > 5,5 вдоль западной активной окраины Ти­хого океана на глубинах 65-145 км; за период 1964-1990 гг. Q = 0,50 ± 0,15; за период 1969-1988 гг.

Q = 0,60 ± 0,14;

е, ж - сопоставление с распределением землетрясений вдоль североамериканской активной окраи­ны Тихого океана;

е - с М > 5,1 на глубинах >8 км; за период 1964-1990 гг. Q = 0,72 ± 0,09;

ж - с М > 5,5 на глубинах >17 км; за период 1964-1990 гг. Q = 0,78 ± 0,08; за период 1967-1990 гг. Q = 0,83 ± 0,06

Fig. 194. Correlation of graphs of modulus of the time derivative of the anlular rate of the Earth’s rota­tion I dQ,∣dt I (solid line) and annual number of earthquakes (line with dots) [Горькавый и др., 1999] !

Q - coefficient of correlation between I dζl∕dt I and number of earthquakes N(t);

a - global sum of earthquakes M > 5,0 in depths 70^125 km; Q=0,58±0,13 in 1964-1990 and Q = 0,83±0,07 in 1969-1988;

6 - global sum of earthquakes M > 6,0 in depths 70-240 km; Q=0,54±0,14 in 1964—1990 and Q = 0,76±0,09 in 1969-1988;

в - earthquakes M > 5,1 in zones of spreading (all depths); Q=0,46±0,15 in 1964-1990 and Q = 0,55±0,15 in 1969-1988;

г - earthquakes M > 4,5 in the western part of the Alpine-ffimalayan belt in depths 10-30 km; Q = 0,51±0,14 in 1964-1990 and Q = 0,62+0,14 in 1969-1988;

д - earthquakes M > 5,5 in the western active margin of the Pacific in depths 65-145 km; Q = 0,50±0,15 in 1964-1990 and Q = 0,60±0,14 in 1969-1988;

e, ж - earthquakes in the North American active margin of the Pacific:

e - M > 5,1 and depths > 8 km; Q = 0,72±0,09 in 1964-1990;

ж - M > 5,5 and depths > 17 km; Q = 0,78+0,08 in 1964-1990 and Q = 0,83±0,06 in 1967 1990

7.4.2.

<< | >>
Источник: Трифонов В.Г.. Геодинамика и история цивилизаций / В.Г. Трифонов, А.С. Караханян; Отв. ред. Ю.Г. Леонов. - М.: Наука,2004. - 668 с.. 2004

Еще по теме Современные короткопериодные вариации:

- Археология - Великая Отечественная Война (1941 - 1945 гг.) - Всемирная история - Вторая мировая война - Древняя Русь - Историография и источниковедение России - Историография и источниковедение стран Европы и Америки - Историография и источниковедение Украины - Историография, источниковедение - История Австралии и Океании - История аланов - История варварских народов - История Византии - История Грузии - История Древнего Востока - История Древнего Рима - История Древней Греции - История Казахстана - История Крыма - История мировых цивилизаций - История науки и техники - История Новейшего времени - История Нового времени - История первобытного общества - История Р. Беларусь - История России - История рыцарства - История средних веков - История стран Азии и Африки - История стран Европы и Америки - Історія України - Методы исторического исследования - Музееведение - Новейшая история России - ОГЭ - Первая мировая война - Ранний железный век - Ранняя история индоевропейцев - Советская Украина - Украина в XVI - XVIII вв - Украина в составе Российской и Австрийской империй - Україна в середні століття (VII-XV ст.) - Энеолит и бронзовый век - Этнография и этнология -