Напряженное состояние литосферы Земли по результатам моделирования

Глава 4. Результаты глобального моделирования.

В данной главе приводится методика и результаты интерполяции и экстраполяции данных "Мировой Карты Напряжений", а также результаты моделирования глобального поля напряжений в литосфере Земли с использованием методик и подходов, описанных в предыдущих главах, и сравнение этих результатов как с собственно фактическими данными (данными "Мировой Карты Напряжений"), так и с результатами их статистической обработки.

Представлены четыре модели глобального поля напряжений, которые наиболее показательны среди всех рассчитанных. Отличия между этими моделями заключаются в том, что две из них рассчитаны на сплошной, "неразрезанной" сетке, а две другие получены при "разрезании" сетки вдоль границ литосферных плит. При этом в пределах каждой из этих двух пар моделей тоже есть отличие - в одном случае обобщенные топографические силы получены из модели литосферы, учитывающей изостатическую поправку в океанах, а в другом - из модели, в рамках которой температурный режим океанической литосферы рассчитывался только на основании ее возраста.

Наилучшей из предложенных считается модель, учитывающая изостатическую поправку в океанах и не имеющая "разрезов" на расчетной сетке (рис.2), главные особенности которой состоят в следующем:

1) четко выраженное растяжение вдоль всей протяженности всемирной системы срединно-океанических хребтов. Главная ось наибольшего растяжения практически повсеместно ориентирована перпендикулярно простиранию хребта;

2) хорошо проявленная обстановка сжатия вдоль северной и западной субдукционных границ Тихоокеанской литосферной плиты (Алеутская, Курило-Камчатская, Японская, Идзу-Бонинская, Марианская зоны субдукции), Филиппинской и Зондской зон субдукции; менее отчетливо сжатие, ориентированное по направлению движения погружения океанического слэба, выражено в пределах Центрально-Американской и Андской субдукционных зон;

3) преобладание сжимающих напряжений в областях сочленения океанической и континентальной литосферы (в том числе в пределах пассивных окраин континентов) вследствие противонаправленного действия сил сползания с хребта и сил гравитационного расплывания континентов. Главная ось максимального сжатия в данном случае чаще всего направлена перпендикулярно береговой линии континентов;

4) океанические структуры, связанные с внутриплитным магматизмом - хребет Девяностого градуса и Маскаренский хребет в Индийском океане, Гавайский и Императорские хребты в Тихом океане, Азорские острова, хребты Китовый, Рио-Гранде и Св. Марии в Атлантическом океане - маркируются обстановкой растяжения;

5) наличие напряжений растяжения в пределах континентальных рифтовых систем - Восточно-Африканской-Красноморской, Байкальской, Момской, провинции Бассейнов и Хребтов - вследствие действия сил сползания с термального свода. Главная ось растяжения, также как и в случае океанических спрединговых зон, ориентирована по нормали к простиранию континентальной рифтовой границы литосферных плит;

6) обстановка растяжения в крупных континентальных орогенах - Центральных Андах, Тибете, Кавказе, Альпах - как результат действия сил гравитационного расплывания;

7) доминирующая роль сжимающих напряжений в пределах Евразийского, Северо- и Южно-Американского континентов вследствие действия сил сжатия со стороны прилегающих океанических областей на континенты.

Степень соответствия результатов моделирования данным "Мировой Карты Напряжений" (и результатам усреднения этих данных) в целом можно характеризовать как очень хорошую, но она различная для разных регионов. При этом большое расхождение между данными расчетов и замеров в пределах какого-либо отдельного района может быть связано не только с недостаточной корректностью модельных построений, но и с малым количеством точных определений напряженного состояния в рассматриваемой области или невозможностью применения используемых алгоритмов статистической обработки для этих данных.

По результатам выполненного моделирования можно заключить, что обобщенные топографические силы (силы отталкивания от хребта в океанах, силы гравитационного растекания орогенов на континентах) способны сформировать поле напряжений, в главном соответствующее наблюдаемому (по данным "Мировой Карты Напряжений").