№ 3 (2019)

Наша главная проблема, похоже, заключается в том, что
мы совершенствуем методы, но при этом путаемся в целях.

А. Эйнштейн “Common Language of Science”, 1941.

В последние десятилетия при попытках определения тектонических напряжений по разрывным сдвигам (по сейсмологическим данным о механизмах землетрясений, по геологическим данным о бороздах скольжения и т. д.) доминирующим стал подход, который мы называем методом локальной кинематической реконструкции (МЛКР) напряжений и палеонапряжений. В МЛКР авторы, пренебрегая условиями равновесия, приписывают исследуемому блоку (макрообъему x) некий симметричный тензор T, который они без объяснения называют тензором напряжений и который, по их мнению, является единственной причиной наблюдающихся подвижек. Ориен­тацию главных осей и отношение разностей главных значений тензора T (так называемый редуцированный тензор T_R) реконструируют локально, без учета взаимодействия x с контактирующими блоками, т. е. так, как если бы макрообъем x был изолированным. Тензор T_R определяют на основе анализа N (N ≥ 4) событий, произошедших в x за промежуток времени Δt, используя лишь данные о направлении подвижек и об ориентации площадок скольжения. При этом игнорируются скорость изменения напряжений, предыстория деформирования блока, его механические свойства и отношение Δt ко времени релаксации напряжений в блоке.

В настоящем обзоре обсуждаются основные идеи МЛКР и показывается, что концепция этого метода порочна по своей сути и способна приводить к результатам, как угодно не соответствующим действительности вследствие того, что при изменении игнорируемых факторов, тензор T_R может оказаться почти любым при одной и той же совокупности подвижек. Согласно механике твердого деформируемого тела (МТДТ) однородные напряжения в квазистатически деформируемом макрообъеме x генетически связаны с уравновешенными поверхностными силами, действующими на x, и абсолютно не зависят от деформаций. В МЛКР, напротив, «напряжения» генетически обусловлены деформациями и абсолютно не связаны с поверхностными силами. В результате этого, в МЛКР пропадает возможность уравновесить x, т. е. удовлетворить незыблемым законам сохранения импульса и момента импульса. Помимо этого, объект T_R, реконструи­руемый в МЛКР, необъективен – он зависит от выбора системы отсчета. В попытках достичь поставленной цели приверженцам МЛКР приходится неявно возвращаться к представлениям, отвергнутым еще Коши, – они не разделяют универсальные законы динамики от механических свойств конкретной среды, а именно, они постулируют некоторые априорные субъективные взаимосвязи между элементами искомого тензора T_R и направлениями подвижек, формулируя тем самым «определяющие соотношения» среды, которые отличаются от автора к автору, но которым придается смысл универсальных. Из этих соотношений, а не из законов механики, и черпается информация о T_R. Вследствие этого понятия «напряжения» и «определяющие соотношения» в МЛКР принципиально отличаются от соответствующих понятий в МТДТ. Приверженцы МЛКР постоянно упускают из вида, что в наблюдаемой картине подвижек запечатлены не только искомые напряжения, но и другие факторы – как минимум, механические свойства конкретной среды, которые также следует реконструировать из наблюдений, а не постулировать умозрительно. В Приложении к обзору на примере идеально-пластической среды воспроизведена предложенная нами ранее схема, в которой задача реконструкции поля равновесных напряжений и задача реконструкции определяющих соотношений (в данном случае вида пластического потенциала среды) разделены и решаются последовательно. В средах, не являющихся идеально-диссипативными, разделение этих задач проблематично. Вкупе, они образуют совершенно новую задачу, не имеющую аналогов в МТДТ и ждущую для своего решения амбициозных и грамотных исследователей.

Ослабленная зона в погружающейся в мантию литосфере может привести к землетрясению после приложения сдвигового напряжения только в том случае, если эффективная вязкость этой зоны очень мала. При малой вязкости за короткое время, прошедшее после приложения напряжения, возникают значительные смещения бортов зоны, что вызывает сейсмические волны большой амплитуды. Закон Андраде, описывающий неустановившуюся ползучесть при постоянном напряжении, приложенном в начальный момент времени, приводит к очень малой эффективной вязкости на первых секундах после начального момента. Эффективная вязкость снижается и за счет повышения температуры в ослабленной зоне, вызванного диссипативным тепловыделением. Однако этот процесс происходит недостаточно быстро для того, чтобы за короткое время заметно изменить температуру и эффективную вязкость.

Проведенные палеосейсмологические и археосейсмологические исследования позволили выделить в пределах Горного Алтая три зоны концентрации древних и исторических землетрясений, связанные с Курайской зоной разломов, Катунским и Южно-Теректинским разломами. В пределах Курайской зоны разломов выявлены первичные поверхностные разрывы, образовавшиеся в очаговых зонах палеоземлетрясений с возрастом около 6500, 5800, 3200, 1300 лет назад и M = 6.7÷7.6. Повторяемость палеоземлетрясений составляет от 700 до 2600 лет. Выявленные вторичные сейсмогенные деформации указывают на то, что с южной частью Катунского разлома связана очаговая зона палеоземлетрясения возрастом моложе 12.5 тыс. лет (Мw = 7.2–7.6, I = 10–11 баллов), следы землетрясений и их кластеров с M ≥ 5–5.5 и I ≥ 6–7 баллов, которые произошли около 150 и 90 тыс. лет назад, в интервалах 38–19 тыс. лет назад (с повторяемостью около 2 тыс. лет) и 19–12.5 тыс. лет назад. С северной частью Катунского разлома связано землетрясение с I ≥ 5–6 баллов, нарушившее конструкции курганного могильника Чултуков Лог-1 в период c III в. до н. э. по начало I в. н. э. В зоне Южно-Теректинского разлома выявлены сейсмогенные подвижки, произошедшие в 7–8 вв. н. э. (Мw = 7.4÷7.7, I = 9–11 баллов) и около 16 тыс. лет назад (M ≥ 7, I = 9–10 баллов). Последнее послужило триггером для формирования плотины обвально-подпрудного озера, разрушение которой произошло при землетрясении около 6 тыс. лет назад (M ≥ 7, I = 9–10 баллов). Вторичные палеосейсмодислокации древних землетрясений (M ≥ 5–5.5, I ≥ 6–7 баллов) фиксируются в отложения Уймонской впадины с возрастом 100–90 и около 77 тыс. лет. Полученные результаты должны быть учтены при проектировании нитки газопровода в КНР, строительстве объектов туристической инфраструктуры, уточнении карт сейсмического районирования территории РФ.

100‑тысячелетняя ритмичность в изменениях климата в четвертичном периоде может быть связана с соответствующими колебаниями не только в инсоляции, но и в подводной вулканической активности под воздействием солнечно-лунной гравитации (SMG). Это заключение основано на вейвлетном анализе долговременных данных о колебаниях эксцентриситета орбиты Земли, вариациях различных палеоклиматических характеристик и известных спектральных оценках вариаций в SMG и подводной вулканической активности.

В настоящей работе обсуждаются теоретические основы и приведены примеры практической реализации лабораторных методов исследования смачиваемости нетрадиционных пород нефтяных коллекторов. Приводится сравнительный анализ достоинств и недостатков каждого метода. Показано, что, несмотря на достижения последних лет в разработке методов определения смачиваемости пород, все еще существует необходимость в их усовершенствовании. Рассмотрены примеры их возможного улучшения.