[ «СИСТЕМА ПЛАНЕТА ЗЕМЛЯ РУССКИЙ ПУТЬ – РУБЛЕВ – ЛОМОНОСОВ – ГАГАРИН Один опыт я ставлю выше, чем тысячу мнений, рождённых только воображением М.В.Ломоносов URSS Москва 2011 Редакционная коллегия: Кочемасов Г.Г., д-р. ...»
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
имени М.В.ЛОМОНОСОВА
Геологический факультет
ГАРМОНИЯ СТРОЕНИЯ ЗЕМЛИ И ПЛАНЕТ
(региональная общественная организация)
МОСКОВСКОЕ ОБЩЕСТВО ИСПЫТАТЕЛЕЙ ПРИРОДЫ
Секция Петрографии
СИСТЕМА «ПЛАНЕТА ЗЕМЛЯ»
РУССКИЙ ПУТЬ – РУБЛЕВ – ЛОМОНОСОВ –
ГАГАРИН
«Один опыт я ставлю выше, чем тысячу мнений, рождённых только воображением»М.В.Ломоносов URSS Москва 2011 Редакционная коллегия:
Кочемасов Г.Г., д-р. геол.-минер.наук Сывороткин В.Л., канд. геол.-минер. наук Фёдоров А.Е.
Редактор-составитель – канд. геол.-минер. наук Фёдоров А.Е.
Система «Планета Земля»: Русский путь – Рублёв Ломоносов – Гагарин. Монография. –М,: ЛЕНАНД, 2011, 514 с.
Монография посвящена дискуссионным вопросам естествознания, связанным с жизнью системы «Планета Земля». В частности – влиянию геотектоники и Космоса на физические и химические процессы, активность людей, социальные процессы, формирование цивилизаций, государств, творчество, терроризм, атмосферу, биосферу.
Монография адресована геологам, физикам, историкам, социологам, химикам, географам, политологам, этнографам, метеорологам, биологам, геологам, экологам, религиоведам, -- а так же всем заинтересованным читателям.
Подписано в печать 10 июня 2011 г.
Издание осуществлено с готового оригинал-макета.
Макет А.Е.Фёдорова ISBN 978-5-9710-0408- Коллектив авторов, указанных в содержании, 2011.
РОО «Гармония строения Земли и планет», 2011.
Первая школа государственности и есть культ почитания великих людей родины И.П.Павлов
19 ЗАСЕДАНИЕ СЕМИНАРА «СИСТЕМА ПЛАНЕТА ЗЕМЛЯ
(НЕТРАДИЦИОННЫЕ ВОПРОСЫ ГЕОЛОГИИ)»
РУССКИЙ ПУТЬ В КОСМОС – РУБЛЕВ-ЛОМОНОСОВ-ГАГАРИН.
Д.г.-м.н. Сывороткин Владимир Леонидович, Геологический ф-т МГУ, кафедра петрологии МГУ [email protected] С 1 по 3 февраля 2011г. на геологическом ф-те МГУ имени М.В.Ломоносова проходило 19-е заседание семинара «Система планета Земля. (Нетрадиционные вопросы геологии)». Оно открыло череду юбилейных мероприятий, посвященных 300-летию основателя университета. Понимая значимость этот даты, мы уже в прошлом году подняли ломоносовскую тему на заседании семинара и в сборнике, а в этом году имя М.В.Ломоносова звучало практически в каждом докладе, если и не в цитатах из его работ, то в имени геологических структур и географических объектов. Два доклада были целиком посвящены М.В.Ломоносову. Л.А. Шахгеданова сделала неординарную и верную попытку нащупать духовные православные корни его научного творчества. В.В. Низовцев обратил внимание на глубокое мистическое противостояние между университетским и академическим научными сообществами Европы и позицию Ломоносова в этом противостоянии. В заседании приняли участие академик РАН А.А. Маракушев и председатель петрографической секции МОИП А.Л. Перчук.1 февраля.
Шахгеданова Л.А. (Институт углубленного изучения 1.
мировоззрений Гобинд Садан. Нью-Дели, Индия). «300-летнему юбилею М.В. Ломоносова посвящается. - Он - первый наш университет».
Сидоренков Н.С. д.ф.-м.н.(Гидрометеоцентр РФ, Руководитель 2.
Метеорологического отделения Русского географического общества).
«Новое в изучении приливов».
Гамбурцев А.Г. д.ф.-м.н. (Институт физики Земли (ИФЗ) РАН).
3.
«Атлас временных вариаций. Продолжение следует».
Олейник О.В. к.г.-м.н. (ИФЗ РАН). «Анализ временных рядов 4.
уровня Каспийского моря за последние 100 лет».
Белов С.В. д.г.-м.н. (Московский государственный открытый 5.
университет), Шестопалов И.П. к.ф.-м.н., Харин Е.П. к.ф.-м.н., Соловьёв А.А. к.ф.-м.н. (Геофизический центр РАН).
«Пространственно-временные закономерности главных проявлений эндогенной активности Земли».
им.М.В.Ломоносова). «Факторы глобальных изменений».
Перов С.П. к.ф.-м.н. (ЦАО Росгидромета). «О техническом воздействии на атмосферные процессы».
Козодеров В.В. д.ф.-м.н. (Зав. сектором Музея землеведения МГУ им. М.В.Ломоносова, Руководитель научного семинара «Экосреды»). «Аэрокосмическая гиперспектрометрия: новейшие научнотехнологические достижения в области космического землеведения».
Крапивин В.Ф. д.ф.-м.н. (Зав. отделом информатики.
Фрязинского филиала Ин-та радиотехники и электроники им. В.А.
Котельникова РАН)., Солдатов В.Ю. (аспирант). «Последовательная процедура диагностики фазовых состояний системы океан-атмосфера».
Мазурин И. М. д.т.н., Понуровская В. В. (ЭНИН им.
10.
Г.М.Кржижановского), Королёв А.Ф. к.ф-м.н. (Физический ф-т МГУ им. М.В. Ломоносова). «Киотский протокол - новый взгляд на глобальные процессы».
Крученицкий Г.М. д.ф.-м.н. (Зав. отделом озонного 11.
мониторинга Центральной аэрологической обсерватории Росгидромета). «Сезонный ход глобальных температур планет Солнечной системы».
Звягинцев А.М. к.ф.-м.н., Миллер Е.А. (Центральная 12.
аэрологическая обсерватория Росгидромета), Тарасова О.А. к.ф.-м.н.
(ВМО, Женева), Кузнецова И.Н. к.г.н., Глазкова А.А., Шалыгина И.Ю. к.г.н.(Гидрометцентр России), Семутникова Е.Г. к.ф.-м.н., Лезина Е.А., Попиков А.П. (ГПУ "Мосэкомониторинг"), Блюм О.Б.
к.б.н. (Национальный ботанический сад НАН Украины, Киев), Миляев В.А. д.ф.-м.н., Котельников С.Н. (Институт общей физики РАН), Лапченко В.А. (Карадагский природный заповедник НАН Украины, АР Крым). «Аномалии качества воздуха на европейской территории России и на Украине в период аномальной жары летом 2010 года».
Котельников С.Н. (Институт общей физики РАН), Лапченко 13.
В.А. (Карадагский природный заповедник НАН Украины), Челибанов В.П. к.х.н. (Генеральный директор ЗАО ОПТЭК). «Результаты опытной эксплуатации международной сети станций мониторинга приземного озона для научных исследований».
Люшвин П.В. к.г.н. (Компания "ЛИКО 1"). «Метаногенные 14.
облака».
Телепин М.А. к.т.н. (Институт проблем нефти и газа РАН).
15.
«Новая концепция образования Солнечной системы».
Соболев Р.Н. д.г.-м.н. (Кафедра петрологии МГУ им.
16.
М.В.Ломоносова). «Различие процессов образования расплавов при нагревании монокристалла и горной породы».
Амиржанов А.А. к.г.-м.н. (Институт земной коры СО РАН, 17.
Иркутск). «Триада траппы - кимберлиты - щелочно-ультраосновные комплексы на Сибирской платформе: петрология и рудогенез».
Белашев Б.З. д.т.н. (Институт геологии Карельского 18.
научного центра РАН, Петрозаводский государственный университет, г. Петрозаводск). «Простые модели природных процессов».
Низовцев В.В. к.ф.-м.н. (Факультет почвоведения МГУ им.
19.
М.В.Ломоносова). «Загадка Ломоносова».
Готтих Р.П. д.г.-м.н. (ВНИИГЕОсистем), Писоцкий Б.И. д.г.м.н. (ИПНГ РАН). «Роль эндогенных флюидов в формировании доманиковых отложений (на примере Южно-Татарского свода и его склонов)».
Алексеев В.А. к.ф.-м.н., Алексеева Н.А. к.ф.-м.н. (ТРИНИТИ 21.
РАН), Копейкин В.В. д.ф.-м.н. (Институт земного магнетизма и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН), В.В. Кривулин (ЗАО. «Конверсия-Жиль». Комплексная самодеятельная экспедиция), Пелехань Л.Г. к.ф.-м.н. «Отличия ударных кратеров Тунгусского метеорита(ТМ) и кратеров грязевых вулканов. Безграмотность гипотезы о земной природе ТМ».
Кочемасов Г.Г. «Как понимать 16-километровый размах 22.
рельефа Луны (количественный подход)».
Белозёров И.М. д.ф.-м.н. (Федеральное агентство по атомной 23.
энергии ОАО «Новосибирский ВНИПИЭТ»), Мезенцев Л. Н. к.т.н.
(Генеральный директор Научно-производственного комплекса "Магнетон"), Минин В. А. к.г.-м.н. (Институт геологии и минералогии им. В.С.Соболева СО РАН), Митькин В.Н. д.т.н. (Институт неорганической химии им. А.В.Николаева СО РАН). «Земля - активный источник нейтронов и водорода. Космофизический аспект».
Маракушев А.А. д.г.-м.н. (Академик РАН), Панеях Н.А. к.г.м.н. (ИЭМ РАН, п.Черноголовка), Маракушев С.А. д.б.н. (Институт проблем химической физики РАН). «Сульфидное рудообразование океанических хребтов и их углеводородное сопровождение».
Павленкова Н.И. д.г.-м.н. (ИФЗ РАН). «Хребет Ломоносова и 25.
другие структурные элементы Арктики в геофизических полях».
Сывороткин В.Л. д.г.-м.н. (Кафедра петрологии МГУ им.
26.
М.В.Ломоносова). «Глубинная дегазация, озоновый слой и аномальная погода - опасные концентрации приземного озона, лесные пожары, ливневые осадки, наводнения, ледяные дожди».
Обухов А.Н. д.г.-м.н. (ОАО «Газпром нефть»), Обухова М.А.
27.
(ООО «ГеоПрайм») «Гравитационная геодинамика - новое направление тектонического анализа осадочных бассейнов».
Мерцалов И.М. к.г.-м.н. «Почему, зачем и по каким правилам 28.
Земля стала биопланетой».
Федоров А.Е. к.г.-м.н. (Председатель РОО «Гармония строения 29.
Земли и планет»). «Влияние геотектоники на вооружённые конфликты в 1945 - 2010 гг.».
Литвиненко Л.Н. к.г.н. (Московский государственный 30.
областной университет) «Влияние переходов к зимнему и летнему времени на самочувствие человека в условиях использования декретного времени».
Боярских И.Г. к.б. н.( Центральный сибирский ботанический сад 31.
СО РАН, г. Новосибирск), Сысо А.И. д.б.н, Худяев С.А. к.б.н. (Институт почвоведения и агрохимии СО РАН), Шитов А.В. к.г-м.н., Бакиянов А.И. аспирант, (Горно-Алтайский государственный университет), Колотухин С.П. (ОАО «Энергетический институт им. Г.М.
Кржижановского», Васильев В.Г. к.х.н.(Новосибирский институт органической химии им. Н.Н. Ворожцова СО РАН), Чанкина О.В.
(Институт химической кинетики и горения СО РАН). «Реакции растений на изменения геофизических и почвенно-геохимических показателей среды в геологически- активных зонах Горного Алтая».
Боярских И.Г. к.б.н.(Центральный сибирский ботанический сад 32.
СО РАН, г. Новосибирск), Васильев В.Г. к.х.н.(Новосибирский институт органической химии им. Н.Н. Ворожцова СО РАН) «Изменение метаболизма в листьях Lonicera caerule в локальной гео-активной зоне Горного Алтая (Северо-Чуйский хр.)».
Озерова Н.А. д.г.-м.н. (ИГЕМ РАН) «О ртутоносности 33.
углеводородных образований в Западно-Тихоокеанской транзитали».
Мысливец В.И. к.г.н. (Кафедра геоморфологии и палеогеграфии 34.
МГУ им. М.В.Ломоносова). «Взаимоотношения природы и человека в западной части Южного берега Крыма».
Полетаев А.И. к.г.-м.н. (Кафедра динамической геологии МГУ 35.
им. М.В.Ломоносова). «Скрытая тектоника против человеческого невежества».
Тынянова О.Н. к. п. н. (Главный редактор научнообразовательного журнала «Пространство и время»). «О пространственной причинности геополитических процессов (попытка геополитического моделирования)».
Дода Л.Н. (Научный центр оперативного мониторинга Земли), 37.
Натяганов В.Л. к.ф.-м.н. (Каф. газовой и волновой динамики МГУ им.
М.В.Ломоносова), Степанов И.В. (НЦОМЗ). «Концепция сейсмотектогенеза: новые эксперименты и результаты».
Медведев С. А. к.г.-м.н. (Опытно-методическая экспедиция 38.
ВСЕГИНГЕО). «Происхождение и эволюция планеты Земля в свете представлений о едином механизме развития звездно-планетных систем».
Паньков В.В. к.г.-м.н. (Директор НП «Гильдия экологов»).
39.
«Ориентировка трещиноватости и напряженное состояние массивов пород».
Булатова Н.П. к.ф.-м.н. (ИФЗ РАН). «Некоторые результаты 40.
3d-визуализаций пространственно-временного анализа сейсмических данных ».
Бобылев В.Н. (ВЦ РАН). «Геоматематика к 100-летию со дня 41.
смерти Л.Н. Толстого».
Дубовик В.М. д.ф.-м.н. (Лаборатория теоретической физики 42.
Объединенный ин-т ядерных исследований г. Дубна), Кривицкий В. А.
к.г.-м.н. (Музей землеведения МГУ) «Вулканы, землетрясения и излучения».
Волею судьбы, что не может быть случайностью, юбилей М.В.Ломоносов обрамлен еще двумя великими датами: 50-летием первого полета человека в космос и 650-летием со дня рождения Андрея Рублева.
Полёт Гагарина – пик русской научной и технической мысли и технологической мощи государства. 12 апреля 1961 года Россия совершила акт вселенского значения. Обитатель планеты Земля впервые в её истории достиг космического пространства, т.е. полёт Гагарина это пик научной и технической мысли и технологической мощи всего человечества. Это сразу, несмотря на холодную войну, было понято и принято всей планетой. И подтверждено 50 лет спустя. В этом (2011) году Генеральная Ассамблея ООН официально признала 12 апреля Международным днем полета человека в космос. В одобренной ООН резолюции говорится, что он будет ежегодно отмечаться на международном уровне в ознаменование начала космической эры для человечества. Удивительно, но эпохальный, планетарный масштаб этого события понимали 50 лет назад даже мы – пятиклассники небольшой сельской школы в Подмосковье. Какое было время! Вся страна, после полета 1-го спутника, жила в космическом порыве. Народ гордился страной, государством и собой! Дети мечтали о космосе!
Юрий Алексеевич Гагарин – русский гений – гениальный выбор гениального Королева. Невозможно вообразить, что обрушилось на плечи этого русского парня, после полета. Он оказался в сжигающем фокусе всепланетной славы. И не сгорел! Вся планета, все её народы пронесли его на руках, засыпали цветами, устраивали массовые демонстрации. Приемы у монархов и президентов за границей, и дома в России бесконечные поездки и встречи. Моя двоюродная сестра, работавшая через год после полета вожатой в пионерском лагере, рассказывала мне, как к ним в лагерь приезжал Гагарин, и как они повязывали ему пионерский галстук. В беседах с королями и разговорах с подмосковными ребятами он был одинаков, он оставался самим собой.
Он по человеческим нравственным своим качествам оказался соразмерен выполненной задаче, он стал сыном планеты Земля, в чем и проявилась его гениальность. Юрий Гагарин первым из землян увидел голубую планету с огромной высоты. А первым написал об этом Михаил Лермонтов: «В небесах торжественно и чудно! Спит земля в сиянье голубом…». Как он это увидел?!
Полет Гагарина опирался на мощь русской науки, а ее фундаментом был М.В.Ломоносов. Об этом сказал А.С.Пушкин: «Ломоносов – величайший ум новейших времен, человек, произведший в науках сильнейший переворот и давший им новое направление. Он – первый наш университет».
Развертка этого пушкинского тезиса дана в статье, опубликованной в предыдущем нашем сборнике [15]. От себя хочу лишь добавить, что введение к Ш части университетского учебника петрографии начинается словами: «Первые высказывания о превращении горных пород относятся к ХУШ в, к работам М.В. Ломоносова (1763), …» [9]. Полагаю, что с подобных строк начинаются многие учебники многих университетов.
Ломоносов был основоположником метеорологической геологии – научного направления, к развитию которого и я в последние годы прикладываю определенные усилия. В лекции «Рассуждение о большей точности морского пути, читанное в публичном собрании Императорской академии наук майя 8 дня 1759 года господином коллежским советником и профессором Михайлом Ломоносовым» он говорит: «Но упорядоченное движение этих волн [воздушных - В.С.] невозможно из-за принятия разной теплоты воздуха от солнца и от земных недр». Влияние геологических процессов на атмосферу, которое было понятно Ломоносову почти в середине 18-го века, современные метеорологи отрицают ожесточенно. По моему, это равносильно отрицанию существования атмосферы на Венере, также открытой Ломоносовым, кстати, ровно 250 лет назад - 6 июня 1761г.: «При выступлении Венеры из Солнца, когда передний ее край стал приближаться к солнечному краю и был (как просто глазом видеть можно) около десятой доли Венерина диаметра, тогда появился на краю Солнца пупырь, который тем явственнее учинился, чем ближе Венера к выступлению приходила.
Вскоре оный пупырь потерялся, и Венера оказалась вдруг без края… Сие — не что иное показывает, как преломление лучей солнечных в Венериной атмосфере...». [7]. Скользнув по естественно - научным открытиям Ломоносова (точнее отослав к работе Л.А. Шахгедановой), хочу заметить, что вершиной его гениальных прозрений был вклад в создание современного русского языка. Известный философ К.М.Долгов утверждает: «Язык - становой хребет нации. Сущность народа выражается в языке. Нация, теряющая свой язык, исчезает. Язык это мировидение» [3]. Вот с этих позиций и становится понятной истинный масштаб личности Ломоносова.
Главные филологические труды его – «Риторика», написанная в 1744 г. и напечатанная в 1748 г. и «Российская грамматика» (1755написана, 1757г.- напечатана). По мнению В.И.Кулешова [4] началом новой русской литературы и русской литературной критики следует считать 1739 г., когда Ломоносов представил академии «Оду на взятие Хотина» и «Письмо о правилах российского стихотворства». Завершил он цикл филологических трудов трактатом «О пользе книг церковных в Российском языке» (1757г.), где указывал на положительное влияние книжного церковнославянского языка на живой русский. Во- первых, это влияние определило устойчивость единого языка к диалектной раздробленности, во-вторых, оно отвратило «…дикие и странные слова нелепости, входящие к нам из чужих языков».
Я открыл «Риторику» Ломоносова и прочитал Параграф 181 в главе «О тропах речений: «Тропы речений знатнейшие суть шесть:
метафора, синекдоха, метонимия, антономазия, катахресис и металепсис». [6]. Из 6 поименованных тропов я имел представление только об одном, хотя это термины сегодняшнего языкознания… С именем Ломоносова связана одна из лучших страниц моей жизни – лыжный поход на его родину, состоявший из 4-ех этапов: МоскваЯрославль (1976); Ярославль-Кириллов (1977): Кириллов-Каргополь (1979). Последний этап – Каргополь - Архангельск (через Холмогоры и с.
Ломоносово), а тем самым и весь переход мы завершили к 225-летию МГУ. Шли на беговых лыжах по проселочным дорогам, ночевали по избам. В день проходили около 30-и километров. На последнем этапе, где населенные пункты редки, приходилось делать и более 50 км. Время пробегов ограничивалось зимними студенческими каникулами, в среднем 10 дней.
В разные годы участвовали: В.Сывороткин, М. Симаков, Б.Киреев, С.Сколотнев, З.Буевич (Сколотнева), М.Куделина, Н.Герасимов, Т.Максимова, О. Журавлева, А. Анискин, Г. Брик, А. Воронина, А.Воронин, А.Громадин, Г. Ботряков.
Назову еще Н.Читалину, А.Читалина, В.Судакова, И.Фролову, В.Иванова. Они были с нами в двух других зимних походах: Бородино – Вязьма (1975) и Нарва – Псков (1978). Для всех нас эти походы-пробеги остались в памяти навсегда как ярчайшие дни жизни. На их основе сплотился круг друзей.
В маленьких городках встречались со школьниками, ходили по музеям. На ночлег здесь устраивались с помощью райкомов ВЛКСМ, куда я заранее рассылал письма. В музее с. Ломоносово оставили юбилейные университетские значки и вымпелы.
Особо сильное впечатление на меня произвел зимний Каргополь. В нем мы побывали дважды. Один переход здесь закончили, другой – начали. Каргополь стоит на р.Онеге, вытекающей из оз. Лача. Знаменит глиняной игрушкой, стаями-тучами ворон, которых здесь называют каргами, великолепными храмами… Впечатления вылились в стихи, написанные в 1980 году.
Сколько жить суждено, не забуду Восхищения знак – «лепота!».
И мечтаю, что вновь ворочусь В каргопольское белое чудо - Взгляд их весел и окрылён.
Где под всхлипы метельного Под покровом мерцающим снега Пики елей пронзают высь.
Исчезает вдруг чудо – Лача, Их цепляются брюхом тучи.
И рождается чудо – Онега. Перья снежные сыплют вниз.
Что поделать, тут вкруг чудеса. На кисельные те берега, Душу щиплет веселый ужас. Где под снежно-метельным Когда, свет застилая, кружат Спотыкался злодея конь, Хороводы карги – вороны. Где горел, недоступен ворогам, Есть изба на окраинной улице.
И творят волшебство каргополки. Но зато не затух, не угас, И не просто они товарки, А любезные сердцу подружки.
Людям добрым ладят подарки.
Мастерят для ребят игрушки. Сколько жить суждено, не забуду Все для глаза здесь сказочно ново.
Понял вдруг, как родилось слово.
Дважды мы побывали и в Кириллове, откуда ходили в знаменитое с. Ферапонтово. Фресок Дионисия не видели, их очень берегут и зимой храм не открывают. Упоминание о преподобном Ферапонте, которому пришлось на склоне лет по «просьбе» можайского князя Андрея Дмитриевича оставить свою северную обитель и перебраться в Можайск, чтобы основать Лужецкий Рождества Богородицы монастырь, удобный момент, чтобы перейти к 3-му юбилею – 650-летию преподобного Андрея Рублева.
Гений создателя «Троицы» признан всемирно. В оценке его творчества сошлись мнения и светских знатоков живописи – 1960 год был объявлен ЮНЕСКО годом празднования 600-летнего юбилея Андрея Рублева, – и Русской православной церкви, которая причислила его к лику святых. В тропаре преподобному Андрею Иконописцу такие слова: «Божественного света лучами облистаемый, преподобный Андрее, Христа познал еси Божию премудрость и силу, и иконою Святые Троице всему миру проповедовал единство во Святей Троицы.
Мы же со удивлением и радостию вопием ти: имеяй дерзновение ко Пресвятой Троице моли просветити души наша».
Судьба Рублева во многом определилась деяниями другого сына Дмитрия Донского – Юрия (Георгия) Звенигородского. Он из Троицкой Лавры вызывает ученика и сподвижника Сергия Радонежского – Савву для основания монастыря, который сейчас именуется СаввиноСторожевским. Юрий по завещанию отца был наследником великокняжеского престола после своего старшего брата Василия, поэтому жил и действовал с осознанием своей будущей роли. Он построил три белокаменных храма – Успения Богородицы в Звенигородском кремле (на Городке) и Рождества Богородицы в Сторожевском монастыре, а также храм Троицы в Троицкой обители.
Всех их расписывал Андрей Рублев. Юрий был крестником Сергия Радонежского, отсюда тесная связь Звенигорода с Троицкой обителью.
Рублев в одном из древних текстов назван также Радонежским, возможно, он был выходцем из Радонежа, как и Сергий. Дети Дмитрия Донского – великие и удельные князья возводили монастыри и храмы, многие из которых посвящались Рождеству и Успению Богородицы. На Рождество пришлась победа на Куликовом поле. На Успение 1378 г.
Дмитрий одержал первую победу над войсками Мамая на р. Воже. То есть храмы, которые расписывал Андрей Рублев были памятниками побед русского оружия. Они говорили о возрождении Руси после полутора веков монгольского порабощения.
До нашего времени дошли только фрески на алтарных столбах Успенского собора в Звенигороде. Они, к сожалению, утратили изначальный облик, остальная роспись была сбита в 17-ом (19-ом ?) вв.
вместе со слоем штукатурки. Сейчас под землей вокруг собора существует слой дробленых рублевских фресок, которые и дают представление о качестве этой работы. «Но фрагменты росписей Звенигородского Успенского собора ни с чем нельзя сравнить, они совершенно ни на что не похожи: ничего подобного при изучении настенной живописи нам встречать не приходилось… По совершенству технологии, материалов и мастерству исполнения эта живопись не похожа на стенную роспись… Это не столько фреска, сколько темперная живопись со связующим, подражающая красочному слою книжных миниатюр в лучших рукописях ХУв.» [5]. Вот какого уровня настенная живопись покрывала стены русских храмов, и тысячи и тысячи прихожан, вглядываясь в них на протяжении веков, получали и духовное, и нравственное, и эстетическое воспитание и впитывали чувство победной мощи возрождающейся России. Так созидался духовный фундамент грядущих побед и достижений русского народа.
Интересные мысли вызывают даты работ [2, 11, 12] о Звенигородском Успенском соборе – 1915, 1921, 1926 гг. Оказывается и в Российской империи в разгар Германской войны, и в Советской России в разгар Гражданской войны, были люди, которые занимались изучением и реставрацией Успенского храма, а у государства находились средства на эти работы и на публикации их результатов. С одной стороны это говорит о том, что и в самые тяжелые для страны годы, ценность творчества Андрея Рублева была очевидной и для Империи и для Советов. С другой стороны, мы видим, что за рубцами исторических потрясений и переломов скрыт ежедневный, упорный труд обычных людей, который и спасает, в конце концов, страну и народ, сплетая разные эпохи в единую историю. Так здоровые клетки организма борются за его жизнь, добросовестно выполняя свои функции при любых условиях.
Все вышеозначенные юбилеи «настояшие», т.е. числа лет их кратны 50. Полезным будет разобраться в значении этого слова, которое имеет библейские корни и напоминает нам о великой мудрости ветхозаветного бытоустройства. Юбилей (протяжный, трубный звук; Лев 25:10-13, Чис 36:4) — у Ветхозаветных евреев каждый пятидесятый год. Как каждый седьмой год назывался субботним, так после семи субботних следующий пятидесятый год назывался юбилеем. Повеление Господа о юбилее было следующее: "Насчитай себе семь субботних лет, семь раз по семи лет, чтоб было у тебя в семи субботних годах сорок девять лет. И освяти пятидесятый год и объявите свободу на земле всем жителям ее; да будет это у вас юбилей: и возвратитесь каждый во владение свое, и каждый возвратитесь, в свое племя. Пятидесятый год да будет у вас юбилей; не сейте и не жните, что само вырастет на земле, и не снимайте ягод с необрезанных лоз ее. Ибо это юбилей; священным он да будет для вас; с поля ешьте произведения ее" (Лев 25:8-12).
Особенности субботнего и юбилейного года и требования предъявляемые законом народу, заключаются в следующем: 1) не возделывать полей и право на самородные плоды распространить на всех без всяких ограничений, как сказано выше (Лев ст. 11-12); 2) прощать долги единоплеменным и отпускать единоплеменных рабов на свободу (Вт 15:2); 3) возвращать наследственные земли и имения прежним их владельцам с некоторым вознаграждением лицу, пользовавшемуся ими пред началом юбилея и с соблюдением некоторых условий 4). Как в субботний год, так и в юбилей предписывалось всенародно читать Закон Божий. Субботний год начинался праздником Кущей, юбилей — празднованием дня очищения и трубным звуком, от которого и получил свое название.
В субботний год на один год, а в юбилейный на два года прекращалось земледелие. Во все это время земля покоилась и возвращала истощенные свои силы и делалась способною к обильнейшему плодородию в следующие годы. "Если скажете, говорит бытописатель, что же нам есть в седьмой год, когда мы не будем ни сеять, ни собирать произведений наших? Я (Господь) пошлю благословение Мое на вас в шестой год, и он принесет произведений на три года. И будете сеять в восьмой год, но есть будете произведения старые до девятого года; доколе не поспеют произведения его, будете есть старое".
У Ветхозаветных евреев с наступлением субботнего года и юбилея, возвращались человеку права его, его личная свобода, его имущество и он снова становился лицом самостоятельным, свободным гражданином отечества, и государство снова имело в нем своего члена, способного исполнять свои обязанности и нести гражданские повинности. "Берегись, говорится во Второзаконии, чтобы не вошла в сердце твое беззаконная мысль: приближается седьмой год, год прощения; и чтоб, от того глаз твой не сделался немилостив к нищему брату твоему, и ты не отказал ему. Помни, что и ты был рабом в земле Египетской, и избавил тебя Господь, Бог твой, потому Я сегодня и заповедую тебе сие" (15:9-15). 3) Постановления года субботнего и юбилея относительно бедных и должников время от времени возбуждали, питали и поддерживали чувство истинной любви, уважения и благожелания к ближнему. С другой стороны, эти постановления поддерживали и возбуждали в бедных успокоение в Боге и Его провидении. "Дай ему (и взаймы дай ему, сколько он просит и сколько ему нужно) и когда будешь давать ему, не должно скорбеть сердце твое, ибо за то благословит тебя Господь Бог твой во всех делах твоих и во всем, что будет делаться твоими руками.
Когда же будешь отпускать его (раба) от себя на свободу, не отпусти его с пустыми руками; но снабди его от стад твоих, от гумна твоего и от точила твоего; дай ему, чем благословил тебя Господь, Бог твой" (Вт 15:10-13) [1].
Обширная цитата о юбилеях из Библейской энциклопедии еще раз доказывает, что самой современной книгой является Библия. В чем причина нынешнего планетарного экономического кризиса? В нерешенной проблеме долгов! Европа (Германия) не может решить, что делать с долгами Греции, Португалии, Испании и др. Америка не знает, что делать с долгами – кредитами внутри страны. Весь мир не знает, что делать с умопомрачительным внешним долгом США. Юбилейный опыт древних евреев мог бы кардинально помочь в решении долговой проблемы.
Главная цель мудрых юбилейных правил – сбережение и умножение народа. О тех же проблемах размышлял и наш главный юбиляр – М.В.Ломоносов, когда в 1761 году писал графу И.П.Шувалову письмо «О сохранении и размножении российского народа». А ровно за 20 лет до того, закончилась эпоха, сходная с нашей нынешней – бироновщина.
О ней ректор Московской духовной академии Кирилл Флоринский сказал в 1741 г. : «Доселе дремахом, а ныне увидехом, что Остерман и Миних с своим сонмищем влезли в Россию, яко эмиссарии диавольские, им же, попустившу Богу, богатство, слава и честь желанная приключишася:
сия бо им обетова сатана, да под видом министерства и верного услужения государству Российскому, еже первейшее и дражайшее всего в России, правоверие и благочестие не точию превратят, но и из корня истребят». [14, стр.85]. Взвешенно проанализировав действия правителей России за последнюю четверть века, получим неоспоримый вывод – их усилия направлены на уничтожение русского народа.
В своём тексте я часто употребляю слово – «русский», которое в нашей стране для многих звучит «как железом по стеклу». Оно интенсивно вытесняется словом «российский», как ранее заменялось словом «советский». Допустимо говорить, о русском фашизме, о русских танках на улицах Грозного, но если, о чем-то светлом и хорошем, то будьте добры употреблять «российский». Поскольку я слово «русский»
люблю, и употреблять не стесняюсь, хочу пояснить свое понимание. Оно очень простое и такое же, как во всем остальном мире (кроме России).
Русский – это национальность, а национальность это государственная принадлежность. Получается, что все граждане России по национальности русские (кому это слово противно, называют себя россиянами). По-существу, это синонимы. А то, что у нас называется национальностью – есть этническая принадлежность. Я, например, великоросс. Этноним этот употреблялся до революции.
Нам часто приходилось ходить в Европу, то в Париж, то в Берлин… И всякий раз весь разноязычный конгломерат: великороссы, малороссы, белорусы, татары, калмыки, якуты, эвенки… и все другие многочисленные этносы – «языки», воспринимались европейцами как русские. Однако столь разнородные этносы в единое государство должно что-то объединять, т.е. у государства, как у сложной саморазвивающейся системы должна быть цель – национальная идея. Русская идея со времен крещения Руси – жить по евангельским законам, т.е. по Любви. Русское государство это часть пространства, где почти 1000 лет главный вектор развития определялся целью построения общества основанного на принципе любви к Богу и к ближнему. Вектор этот отчетливо воплотился в русской истории, в ней было много всякого и разного, однако за лет существования Российская империя сохранила все народы, вошедшие в ее состав, вплоть до самых малых. Для сравнения можно взглянуть на Западную Европу или на Северную Америку, где большая часть коренного населения уничтожена. Можно сравнить поход Наполеона на Москву и обратный марш на Париж русской армии. Цивилизаторы оставили за собой шлейф сожженных городов и деревень, оскверненных и разграбленных монастырей и храмов. Отношению русских к побежденным врагам удивлялись сами французы.
Духовное оскудение нации к началу 20-го века привело к утрате этого вектора и к катастрофе февраля 1917г.
Отношение народов, населяющих Россию, к Православию определяет их уже неформальную принадлежность к русской нации. Нужно отчетливо осознавать, что русский проект, это жизнь на основе Любви.
Даже не на справедливости. Лозунг построения правового государства, под которым в годы перестройки громили СССР, «мелковат» для нас.
Русские люди веками просили в молитвах Господа, чтобы Он поступал с ними не по справедливости, а по милосердию. Вот это расхождение и вселяла всегда у русских внутреннюю неприязнь к чиновничьим конторам.
Год назад во введении к предыдущему сборнику я писал о Сколково [13]. Можем порадоваться – проект развивается и процветает, проводятся конкурсы. Президент собирает там пресс-конференции. А в конце 2010 г.
в Сколково построили дорогу длиной 4,5 километров за 6.5 млрд. рублей!
В СМИ появилось много предположений, что можно было бы сделать за такие деньги. Например, можно было бы покрыть эту дорогу слоем черной икры толщиной 0.5м при цене 50 000р за 1 кг. Можно было бы построить дорогу с золотым покрытием от Москвы до Ярославля (300км)… Примечательно, что все построенное развалилось через месяцев, т.е. все деньги были просто украдены. Верной дорогой идут товарищи, а главное проторенной – нанотехнологичной.
А может быть и совсем наоборот? Вдруг это особый тип партизанской борьбы? Ведь Сколково – черная дыра российской науки, через которую на запад будут вывозить идеи, проекты и деньги.
Два слова об эпиграфе статьи. Это плагиат. Я взял его из статьи Ю.А.
Мазинга [8]. Взял по четырем причинам. Во-первых, это высказывание И.П.Павлова как нельзя лучше оправдывает мои юбилейные размышления; во-вторых, это повод, чтобы обратить внимание читателей нашего сборника на 200-летний юбилей гениального русского врача Н.И.
Пирогова, который родился 21 ноября 1810г.; в –третьих, это повод дать ссылку на статью, где биография врача, написана врачом и членом редколлегии журнала «Пространство и время»; в – четвертых, теперь уместно сказать о самом журнале.
Он новый. 1-ый номер научно-образовательного журнала «Пространство и время» увидел свет в сентябре 2010 г. В мае 2011 ждем 4-ый номер. Журнал имеет свой сайт: http://www.space-time.ru/. Журнал сразу стал большим другом и товарищем нашего семинара. В редакционный совет вошли «семинаристы» А.А. Маракушев и А.Г.Гамбурцев; в состав редколлегии – С.Г.Геворкян (зам. главного редактора) и ваш покорный слуга. Среди авторов журнала члены семинара – А.Г. Гамбурцев, Л.Н. Дода, А.А.Маракушев, С.А.Маракушев, Л.Н. Литвиненко, П.В.Люшвин, С.А. Медведев, О.В.Олейник, Н.А.Панеях, Е.С. Сколотнева, В.Л.Сывороткин, О.Н.Тынянова, А.Е.Федоров… На заседании семинара 2011г. мы услышали великолепный по всем параметрам доклад главного редактора журнала – Ольги Николаевны Тыняновой. Цель журнала такая же, как и у семинара, а именно, в одной точке пространства и времени, т.е. на своих страницах, собрать представителей разных наук. При этом, если круг докладчиков нашего естественнонаучных дисциплин, то замах журнала куда шире – он собирает на своих страницах представителей гуманитарных и естественных наук. Я бы сказал, что журнал претендует на межвидовое скрещивание, что грозит уже обвинениями в «лысеновщине».
Специально «ввернул» в текст это слово, как закладку на память. Пришло время вновь покопаться в спорных проблемах. При этом нужно различать «лысенковщину занимательную», это когда тыкву на березу прививают, и «лысенковщину омерзительную», это когда ученый, заняв административные высоты, давит оттуда своих оппонентов. Ну, этот вариант никуда и не исчезал… Главный редактор – О.Н.Тынянова, как исследователь, занята поиском естественных причин социальных процессов, отсюда и широта тематики журнала. Набор столь разнородных текстов не случаен, он сшит мыслью главного редактора. Полагаю, в связи с вышесказанным, что неизбежно расширение и круга интересов нашего семинара В заключение обратимся к сквозному вопросу всех наших введений – роли нравственности в научной деятельности. Слово гениальному русскому врачу Николаю Ивановичу Пирогову: «В мире мыслей свой закон тяготения знаний (сведений) к свойствам души. Правильно развитые они заставляют уже ум углубляться и останавливаться на том, что требует его сосредоточенных действий. Поэтому главной задачей образования является правильное развитие всех способностей души, таких ее качеств, как сострадание, любовь, служение» [10].
А вот мнение поэта по этому же поводу:
Другой возьмет поэт!
Литература: 1. Архимандрит Никифор. Юбилей. Библейская энциклопедия.
http://azbyka.ru/hristianstvo/bibliya/entsiklopediya/4/arhimandrit_nikifor_bibleiskaya_ entsiklopediya_4554-all.shtml 2. Грабарь И.Э. Андрей Рублев. Очерк творчества художника по данным реставрац. работ 1918-1925г.г. / Вопросы реставрации. – Вып.1.- Сборник центр. гос. реставрац. Мастерских. Под ред. Э.И.Грабаря. - М., 1926. –С.92 3. Долгов К.М. Аудиозапись выступления на Рождественских чтениях Всемирного Русского народного Собора. Секция «Русский язык и словесность» 25 января 2001г. 4. Кулешов В.И. У истоков русской литературной критики / Русская литературная критика ХУШ века. Сборник текстов. М.:
Советская литература, 1978г. С.6-24. 5. Леликова О.В. Новые данные о рублевской живописи в Звенигороде. / К 600-летию Рождественского собора Саввино-Сторожевского монастыря. Составитель Е.А.Белов. М.: Лето, 2008. С.91Ломоносов М.В. Краткое руководство к красноречию. Книга первая, в которой содержится риторика, показующая общие правила обоего красноречия, то есть оратории и поэзии, сочиненная в пользу любящих словесные науки / Русская литературная критика ХУШ века. Сборник текстов. М.: Советская литература, 1978. -С. 31-46. 7. Ломоносов М.В. Явление Венеры на Солнце, наблюденное в Санктпетербургской Императорской Академии Наук Майя 26 дня 1761 года. Санкт-Петербург: Типография Академии наук, 1761. 8. Мазинг Ю.А.
Николай Иванович Пирогов: двести лет жизни в истории России // «Пространство и время». -№2. –М.: «Кучково поле», 2010. –С. 203-221. 9. Петрография, ч. Ш / под ред. А.А. Маракушева. –М.: Изд-во МГУ, 1986. -288с. 10. Пирогов Н.И.
«Вопросы жизни. Дневник старого врача» http://hghltd.yandex.net/yandbtm?fmode 11. Протасов Н.Д. Фрески на алтарных столпах Успенского собора в Звенигороде // «Светильник». Религиозное искусство в прошлом и настоящем. С.31-41. 12. Романов К.К. О времени построения звонницы Успенского собора в Звенигороде. –Известия Российской академии истории материальной культуры. –Т.1. –М., 1921. –С.203-216. 13. Сывороткин В.Л. К восемнадцатому заседанию семинара «Система планета Земля» (Роковые яйца Фаберже) / В сб. Система «Планета Земля»: 300 лет со дня рождения М.В.Ломоносова 1711-2011. -М.: ЛЕНАНД, 2010. 480с. – С. 3- 16. 14. Федоров В.И. История русской литературы ХУШ века. М.: Просвещение, 1982. -335с. 15.
Шахгеданова Л.А. М.В. Ломоносов - метеоролог / В сб. Система «Планета Земля»: 300 лет со дня рождения М.В.Ломоносова 1711-2011. -М.: ЛЕНАНД, 2010. 480с. – С. 329-
СУЛЬФИДНОЕ РУДООБРАЗОВАНИЕ ОКЕАНИЧЕСКИХ ХРЕБТОВ И ИХ УГЛЕВОДОРОДНОЕ СОПРОВОЖДЕНИЕ
д.г.-м.н., академик РАН Маракушев Алексей Александрович, к.г.-м.н. Панеях Надежда Александровна, Институт Экспериментальной Минералогии РАН, Институт Проблем Срединные океанические хребты с давних времен [13] рассматриваются в качестве глобальных структур развития офиолитовых (серпентинитовых) формаций, аналогичных формациям основания эвгеосинклиналей. Их формирование связывается с развитием в хребтах продольных рифтовых долин. Серпентиниты образуются за счет дунитов и гарцбургитов и подразделяются на первичные (брусит-хризотиловые) и вторичные (магнетит-антигоритовые). Образование первичных региональныо распространенных серпентинитов сопровождается окислением железа, содержащегося в оливине (FeO) с образованием брусита (MgOH)2 и выделением водорода 2FeO+H2O=Fe2O3+H2, иногда совместно с метаном.4Mg1,8Fe0,2SiO4+6,4H2O = Mg5,2Fe0,8Si4O10,4(OH)8+2Mg(OH)2+0,4H = Mg5,2Fe0,8Si4O10,4(OH)8+2Mg(OH)2+0,2H2+0,05CH = Mg5,2Fe0,8Si4O10,4(OH)6+2Mg(OH)2+0,1CH4+H Реакции рассчитаны, исходя из железистости гипербазитов равной 10. Довольно обычна более низкая железистость гипербазитов, при которой эффект водородной дегазации при ранней серпентинизации еще более ничтожен: 4Mg1,9Fe0,1SiO4+6,8H2O = Mg5,6Fe0,4Si4O10,8(OH)8+2Mg(OH)2+0,8H2. Первичная серпентинизация гипербазитов обусловлена гидратацией, сопровождаемой окислением входящего в серпентин железа в режиме монотонного понижения температуры. Ей противоположна по направленности вторичная серпентинизация, обусловленная дегидратацией первичных серпентинитов, сопровождаемая восстановлением железа с образованием магнетита 3Fe2O3+H2=2Fe3O4+H2O, в результате чего серпентиниты приобретают магнитные свойства:
Mg5,6Fe0,4Si4O10,2(OH)8+0,4Mg(OH)2+0,08H2= Mg5,2Fe0,8Si4O10,2(OH)8+0,8Mg(OH)2+0,12H2= В общей последовательности развития срединных океанических хребтов вторичная серпентинизация, в отличие от первичной, является наложенной, возникающей под воздействием внешних факторов прогрессивного характера, в том числе метаморфизма, распространяющегося вдоль продольных рифтовых долин. Вторичная серпентинизация относится к процессам, предшествующим образованию в них гидротермальных полей, создаваемых восходящими флюидными струями с температурой на выходе 300-400оС. Эти поля приурочены к наложенным на хребты депрессионным структурам, которые охватывают не только серпентиниты, но и базальты, образующие совместно с серпентинитами глобально распространенную офиолитовую формацию срединных хребтов, а также осадочные отложения рифтогенных депрессий. В состав приуроченных к ним флюидных диатрем (vents) входят обычно углеводороды, образующие также жидкие просачивания (seeps).
Рис.1. Геохимические фации углеродных веществ для стандартных условий (P=1 бар, Т=298 К) применительно к водородным растворам, богатым оксидами углерода (сплошные линии) и бедным ими (штрих пунктирные линии).
СН3СООН – уксусная кислота, НСООН – муравьиная кислота. Использованы значения свободной энергии образования Гиббса в водных растворах из работы [10].
Разнообразные углеводороды описаны в депрессионных структурах на севере хребта Хуан де Фука в Тихом океане [11]: CH4, C2H6, C3H8, C4H10, C6H6 (бензол), C7H8 (толуол). Они находятся в ассоциации с H2O и CO2, что определяет характер окисления углеводородов их при поступлении на морское дно [4]. Этот процесс характеризуется фазовой диаграммой, рис.1, построенной по константам веществ [10], рассчитанным применительно к водным растворам. Фации веществ, ограниченных на диаграмме сплошными линиями, отвечают высоким химическим потенциалам CO2 и CO в водных растворах, так что окисление углеводородов происходит по реакциям типа C2H6+4H2O = 2CO2+7H2. С понижением концентрации СО2 в воде область устойчивости углеводородов расширяется и становится возможным образование при их окислении органических кислот (напр. С2Н6+2Н2О = СН3СООН+3Н2), что показано на диаграмме штрих пунктирными линиями. Содержание оксидов углерода в океанической воде подвержено широким колебаниям. Оно понижается, например, при осаждении карбонатов Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O, что приводит к разнообразию органических кислот, образующихся в результате гидратации углеводородов.
Рис. 2. Расположение черных курильщиков сульфидного месторождения Рейнбоу (Rainbow) (изолинии отвечают глубине восточного склона Срединно - Атлантического хребта). Цифрами 1-10 обозначены активные курильщики [14].
В гидротермальных полях Срединно – Атлантического хребта (Рейнбоу, Лост Сити) широко распространено образование карбонатов (кальцита, арагонита) и углеродные вещества представлены низкомолекулярными углеводородами (СН4, С2Н6, С2Н4, С3Н8, С4Н10) [16], высокомолекулярными алифатическими (С9 – С14) и ароматическими углеводородами (С6 – С16) [14] и разнообразными карбоксильными кислотами (С1 – С18) [14, 15]. Низкая степень изотопного фракционирования углерода в алканах (напр. 13С (PDB)/ СН4 = -11,9 (Лост Сити) и -17,7 (Рейнбоу), С2Н = -13,5 (Лост Сити) и -13,7 (Рейнбоу) [14, 16]), свидетельствует об их эндогенном происхождении в гидротермах. Эти органические вещества устанавливаются в серпентинитах и сульфидных месторождениях [14].
Совмещенность углеводородных гидротермальных полей с сульфидными (цинково-медными) месторождениями характерна для океанических хребтов, в которых они приурочены к депрессионным структурам, секущим простирания хребтов почти под прямым углом, как показано на рис.
2 (размещением пояса черных курильщиков сульфидного месторождения Рейнбоу в Атлантическом океане).
Рис.3. Широтный геологический разрез через разрез сульфидного месторождения Снейк Пит (Snake Pit) в Срединно - Атлантическом хребте [12]. 1 – подушечные базальты, 2 – сфалеритовая руда внешних частей курильщиков (I – Beehive, II – Moose, III – Fir Tree, активные показаны дымом), 3 – пиритовая руда, образующая линзы на подушечной лаве, 4-5 – медные руды, образующие штокверк (на глубине) и внутренние части курильщиков: пирит-халькопиритовые (4) и изокубанит-халькопиритовые (5).
Курильщики – это трубообразные залежи сульфидных руд на океаническом дне, представляющие каналы выхода в океан восходящих флюидов, фильтрующихся через сульфидные расплавы, которые еще не успели консолидироваться. Флюиды имеют на выходе температуру 300-400оС и рассеиваются, смешиваясь с морской водой, образуя подобие дыма, что и определило их название «курильщики».
Сульфидные расплавы универсально расслаиваются на цинковые и железо-медные, дающие соответственно контрастную ассоциацию сфалеритовых и пирит-халькопиритовых руд, свойственную месторождениям на континентах, островных дугах и в океанах.
Это в полной мере свойственно и рассматриваемым месторождениям океанических хребтов, как показано на рис.3 и 4 на примере месторождения Снейк Пит в Срединно Атлантическом хребте.
Рис.4. Диаграмма состава сульфидных руд месторождения Снейк Пит, составленная с использованием аналитических данных [12]. Цифры на графике:
1-сфалеритовые руды периферийных частей курильщиков, 2- пиритовые руды линзообразных залежей, 3-пириит-халькопиритовые руды, 4-изокубанитхалькопиритовые руды центральных частей курильщиков. Коннодами соединены составы цинкового и железо-медного горизонтальных слоев в раздувах труб, генерирующих светлый дым, показанный на рис.5.
Активные и потухшие курильщики на нем образуют протяженную широтную зону в апикальных частях сульфидных залежей, прорывающих шаровые базальты и представленных контрастно различающимися пиритовыми, пирит (пирротин) – халькопиритовыми богатыми железом и сфалеритовыми бедными железом рудами. Это разделение руд отражает контрастное расщепление соответствующих им расплавов, флюидная фильтрация через которые создают как черные дымы при фильтрации через богатые железом медные расплавы, так и и светлые дымы при фильтрации через бедные железом цинковые расплавы. На рис.5 наглядно показана различная геологическая позиция черных и светлых дымов на примере трубки Beehive месторождения Снейк Пит, строение которой определяется вертикальной расслоенностью вокруг центрального канала и горизонтальной периферической ритмичной расслоенностью, создающей ее ребристость, и боковую фильтрацию флюидов создающих светлый дым в утолщениях.
Рис.5. Строение и направления флюидной миграции трубы курильщика, фиксируемые черным и светлым дымом, на сульфидном поднятии Бихайв (Beehive) месторождения Снейк Пит в Срединно-Атлантическом хребте [12]. А - морфология трубки, состоящей из раздувов и тонкой трубы. Раздувы характеризуются горизонтальной ребристостью поверхности. В - строение одного из них (детализация в кружке), вертикально расслоенного на пирротиновые (Рo) и пиритсфалеритовые (Ру) слои. Пирротиновые слои выделены штриховкой, видно их соответствие выступам поверхности, создающим ее ребристость. Тонкими стрелками обозначены флюидные струи, создающие светлый дым трубки. С - строение тонкой части трубки с концентрической зональностью (расслоенностью) центрального канала восходящей флюидной миграции, порождающей на выходе черный дым.
Рис.6. Жильная габбро-плагиогранитная ассоциация колчеданоносных районов Срединно-Атлантического хребта [7].
Вдоль центрального канала происходит фильтрация флюидов, исходящих из глубинного магматического очага и создающих на выходе черный дым. В этом отношении трубка Beehive аналогична трубкам месторождения Рейнбоу (см. рис.2), которые уже утратили боковую инфильтрацию флюидов, создающих светлый дым. Светлый дым, исходящий из раздувов трубки Beehive, создается ритмичной горизонтальной расслоенностью сульфидного расплава на тугоплавкие пирротиновые слои и легкоплавкие пирит-сфалеритовые слои. Согласно [12] пирротиновые слои раскристаллизовались примерно за 8 лет до их исследования, а пиритцинковые слои оставались жидкими (имели в то время нулевой возраст), что и определило инфильтрацию через них флюидов, дающих светлый дым.
В эволюции трубчатых структур светлый дым исчезает значительно раньше черного, исходящего из центрального канала, что отражает более быструю консолидацию периферических частей магматических сульфидных систем по сравнению с их глубинным развитием. У трубок рудного поля Рейнбоу сохранились только черные дымы.
В генетическом плане образование сульфидных трубчатых структур аналогично образованию подводных вулканических риолитовых или дацитовых игл, сохраняющихся вследствие поверхностного остеклования.
Сульфидные расплавы не дают стекол закалки. Поэтому сульфидные «иглы» далеко не так совершенны, как риолитовые, они искажаются перетеканием сульфидных расплавов и образованием пережимов, утолщений, цокольных конусов (см. рис. 5). Поверхностное охлаждение под действием морской воды (2оС) и потеря флюидных компонентов приводят к усадке расплавов. Их дымы являются наглядным выражением потери флюидными потоками рудогенерирующей способности вследствие разбавления морской водой. Тем не менее, с ними связан существенный привнос рудных металлов в океаническую воду. В дальнейшем металлы могут вовлекаться в осадкообразование осадочных пород депрессионных структур. Поступающие в них углеводороды подвергаются метановодородной дегазации и превращаются в битумы (асфальтиты и др.), способствующие образованию черных сланцев и их специализации на рудные металлы [5]. По их парагенезисам черные сланцы прямо коррелируются с асфальтитами [2, 3]. Особенно показательно их соответствие по содержанию ванадия. С давних времен нефть подразделяется на два типа:
ванадиевый (V/Ni > 1) и никелевый (V/Ni < 1). Ванадивые типы богаты примесями рудных металлов, а никелевые типы бедны ими. Соответственно и углеродистые сланцы поданным [8, 9] подразделяются на черные (V = 205, Ni = 70 г/т) и горючие (V = 1,6, Ni = 1,0 г/т). Черные сланцы контрастно отличаются от горючих существенно более высоким содержанием рудных металлов и металлогенической специализацией.
Хотя сульфидные месторождения океанических хребтов во многих случаях залегают на породах базит-гипербазитовой (офиолитовой) формации, они генетически с ней не связаны, отвечая более позднему этапу депрессионного развития Срединно – океанических хребтов. С офиолитовыми формациями бывают связаны сульфидные месторождения совершенно иного (Кипрского) типа. В ассоциацию с сульфидными месторождениями океанических хребтов входят дайки габбро и плагиогранитов, сходные друг с другом по отношению изотопов неодима, рис.6. Возможно они порождаются контрастно расслоенными глубинными материнскими очагами, аналогичными очагам депрессионных структур с которыми традиционно связываются цинково-медные колчеданные месторождения [1]. Депрессионные структуры хорошо выражены в Срединном Атлантическом хребте принципиально отличном в этом отношении от Восточно-Тихоокеанского поднятия (ВТП) согласно [2, 3]. Магматические очаги депрессионных структур дифференцируются с накоплением в магмах железа. Образующиеся в них ультражелезистые дифференциаты теряют устойчивость по отношению к трансмагматическим флюидам и подвергаются сульфуризации, порождающей сульфидные расплавы:
Fe2SiO4+4H2S = 2FeS2+SiO2+2H2O+2H2. При вовлечении в этот процесс CO2 образование сульфидных расплавов сопровождается генерацией углеводорода, например, по реакции в символах нормативных минералов:
3,5Fe2SiO4+14H2S+2CO2 = 7FeS2+3,5SiO2+11H2O+C2H6. Это и объясняет углеводородное сопровождение колчеданного рудообразования, наглядно выраженное в океанических хребтах.
Сопряженность сульфидного рудообразования и генерации углеводородов имеет общее значение, определяя геохимию нефти, выделение ее никелевого и цинкового типов. Возможно они связаны с развитием медно-никелевых и медно-цинковых сульфидных месторождений. Показательно в этой связи то обстоятельство, что рудными металлами особенно богаты тяжелые сернистые нефти и подчиненные им твердые битумы (асфальты, асфальтиты и др.). При фильтрации углеводородных флюидов через рудные расплавы их селективная способность экстрагировать рудные металлы должна возрастает с образованием органических кислот (рис. 1) и далее карбоксилатов металлов [6, 17]. На этом основано и собственно возникновение металлогенической специализации нефти.
Работа выполнена при финансовой поддержке гранта НШи программы Президиума РАН (фундаментальных исследований №24, подпрограмма 1).
Литература: 1. Заварицкий А.Н. Колчеданное месторождение Блява на Южном Урале и колчеданные залежи вообще // Тр. Геол. Ин-та АН СССР. 1936. №5. С.26-66. 2. Маракушев А.А., Панеях Н.А., Русинов В.Л., Зотов И.А. Парагенезисы рудных металлов углеводородной специфики.Часть I: Оксифильные металлы // Известия ВУЗ’ов, Геология и разведка.
2007. № 6. С. 33-40. 3. Маракушев А.А., Панеях Н.А., Русинов В.Л., Зотов И.А. Парагенезисы рудных металлов углеводородной специфики. Часть II. Сульфурофильные металлы // Известия ВУЗ’ов, Геология и разведка. 2008. № 1. С. 15-22. 4. Маракушев С.А. Трансформация углеводородов в компоненты архаической автотрофной системы фиксации СО2 // ДАН. 2008. Т. 418. №3. С. 412-418. 5. Маракушев А.А. Геохимия и генезис черных сланцев // Вестник Ин-та геологии Коми НЦ УрО РАН. 2009. № 7. С. 2-4. 6. Помогайло А.Д., Джардималиева. Г.И. Мономерные и полимерные карбоксилаты металлов. М.: Физматлит. 2009. 400 с. 7. Силантьев С.А. Проблема происхождения гранитов срединноокеанических хребтов. В кн. Физико-химические факторы петро- и рудогенеза: новые рубежи. М.: ООО "Центр информац. технол. в природопользовании". 2009. С. 371-374. 8.
Шпирт М.Я., Пунанова С.А. Сопоставительная оценка содержаний и форм соединений микроэлементов в твердых горючих ископаемых и нефтях // Химия твердого топлива. 2006.
№5. С. 70. 9. Шпирт М.Я., Пунанова С.А., Стрижакова Ю.А. Макроэлементы горючих и черных сланцев // Химия твердого топлива. 2007. №2. С. 64-73. 10. Amend J. P., Shock E. L.
Energetics of overall metabolic reactions of thermophilic and hypertermophilic Archaea and Bacteria. FEMS Microbiol. Rev. 2001. V. 25. P. 175-243. 11. Cruse A.M., Seewald J.S. Chemistry of low–molecular weight hydrocarbons in hydrothemal fluid Midle Valley, Northern Juan de Fuca Ridge // Geochim. Cosmochim. Acta. 2006. V.70. P. 2073-2092. 12. Fouquet Y., Wafik A., Mevel G et al. Tectonic setting and geochemical zonation in the Snake Pit sulfide deposit (MidAtlantic Ridge at 23oN) // Econ. Geol. 1993. V. 88. No. 8. P. 2018-2036. 13. Hess H.H. Midoceanic Ridges and tectonics of the sea-floor. In book “Submarine geology and geophysics”, London, 1965. 14. Konn C., Charlou J.L., Donval J.P. et al. Hydrocarbons and oxidized organic compaunds in hydrothermal fluids from Rainbaw and Lost City ultramafic-hosted vents // Chem.
Geol. 2009. No 258. P. 299-314. 15. Lang S.Q., Buttereld D.A., Schulte M. et al. Elevated concentrations of formate, acetate and dissolved organic carbon found at the Lost City hydrothermal eld // Geochim. Cosmochim. Acta. 2010. V. 74. P. 941–952. 16. Proskurowski G., Lilley M.D., Seewald J.S. et al. Abiogenic hydrocarbon production at Lost City hydrothermal field (Supporting Online Material: www.sciencemag.org/cgi/content/full/319/5863/604/DC1) // Science. 2008. V. 319. P. 604-607. 17. Sverensky D.A., Shock E.L., Helgeson H.G. Prediction of the thermodynamic properties os aqueous metal complexes to 1000 oC and 5 kb // Geochim.
Cosmochim. Acta, 1997. V. 61. No 7. P. 1359-1412.
ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
ЗЕМЛИ. «МЕТОД ДВИЖУЩЕГОСЯ ИСТОЧНИКА»
К.ф.-м.н. Булатова Наталья Петровна 2000 ОИФЗ РАН Содержание: Введение. 1. О «методе движущегося источника» (МДИ). 2. Внешние и внутренние источники. 3. Новая концепция построения трехмерной модели Земли: 3.1.Трехмерное представление относительного движения геосферы и источника. 3.2. Трехмерная модель Земли (область А). 3.3. Источник и окружающее его поле (область В). 4.
Некоторые случаи применения МДИ. 5. Основные положения и задачи, решаемые МДИ.
5.1. Основные положения МДИ. 5.2. Задачи, решаемые МДИ. Заключение. Литература Максвелл, Эйнштейн, Планк, Больцман и т.д. – эти имена свидетельствуют, что ХХ век был богат на научные достижения в разгадывании тайн природы вещества и его состояния. Но, несмотря на значительные усилия ученых, некоторые проблемы так и остались неразрешенными и перейдут в век XXI. К их числу можно отнести и затянувшийся поиск единой теории поля и поиск решения проблемы организации материи в макрообъекты разных масштабов, таких как возникновение Земли и современное представления о ее внутреннем состоянии. При кажущейся разобщенности этих проблем в физике и в науках о Земле их объединяет общее – только изучая поля различной природы и их проявление в масштабе Земли, возможно получить информацию и о ее строении, и о самих этих полях. Возникает вопрос, не разумнее ли, чем тратить тщетные усилия на создание общей теории поля, сосредоточиться на подробном рассмотрении законов перехода энергии одного поля в энергию другого при изучении существования Земли. И так как выбор рассматриваемых полей при этом диктуется исследуемой проблемой, то похоже Земля является незаменимым полигоном для подобных работ, так как является средоточием этих нерешенных проблем.
В области наук о Земле XX век можно назвать веком аккумуляции информации о прошлом и современном состоянии Земли. То, что ее история была богата событиями, отражено в имеющих чрезвычайно сложный вид геологических картах. Хаотичное расположение на ней участков пород различных возрастов невозможно описать аппаратом аналитической математики, что затрудняет построение современных моделей Земли, отражающих ее историческое развитие.
Такой чрезвычайно сложный вид поверхности Земли дает повод предположить, что строение Земли на глубине столь же сложно, как и на ее поверхности. Эта точка зрения высказывалась неоднократно. Отмечалось, что геофизическая среда дискретна не только по механическим * Вестник ОГГГГН РАН, № 2(12)'2000. т.1, С. 110-125. 2000 г. ОИФЗ РАН, ОГГГГН РАН :http://www.scgis.ru/russian/cp1251/h_dgggms/2-2000 (с небольшими сокращениями). Сайт закрыт с января 2011 г.
свойствам, но и по проявлению в этой среде физических полей. Проявление дискретности можно видеть и на примере изменения полей, отражающих такие свойства геофизической среды, как раздробленность земной коры, ее неоднородность по плотности и по химическому составу, повышенной сейсмичности отдельных блоков и т.д. [1-5].
Эти особенности строения Земли позволяют отнести ее к суперсложным системам, моделирование которых на современном этапе требует совершенно нового подхода. Здесь не подходит процесс механического объединения всей собранной за последние столетия информации. Требуется такое ее трехмерное представление, при котором будет возможен анализ причин и следствий изменения геофизической среды во времени и пространстве в деталях и общем виде. Пpoгресс в области компьютерных технологий создал предпосылки для появления такого метода.
Предлагаемый автором "метод движущегося источника" (МДИ), кроме исследований в области глобальной томографии Земли, для которой он был создан, позволяет в разных масштабах времени и пространства на новом уровне численно моделировать как динамику процессов в теле Земли (в виде движения масс и полей по сложным траекториям в трехмерном пространстве на макро-), так и их взаимодействие с веществом Земли (на микро уровне), рассматривая при этом понятие "зондирующий агент", используемое в томографии, как своеобразный движущийся источник информации. Упрощение описания сложных процессов, присущее этому методу, часто позволяет взглянуть на привычные вещи под необычным углом зрения, обнаружив не замеченные ранее детали, которые становятся отправной точкой для дальнейших исследований.
Применение МДИ позволит изменить накопительный, пассивный характер развития наук о Земле в ХХ в. на активный, созидающий в XXI в.
Опираясь на фундаментальные законы природы (сохранения энергии, материи и количества движения во времени и пространстве в геометрическом ракурсе и т.д.), метод рассматривает явления в широком диапазоне масштабов и позволяет при участии специалистов разных областей знаний осуществлять переход из одного масштаба в другой. Требуются усилия не только специалистов в области наук о Земле (геофизиков, геологов, геохимиков), но и др.: физиков, математиков, астрономов, Объединение общих усилий возможно на основе прослеживания изменения направления качества и количества воздействия источника на материю Земли, дополняя недостаток информации при рассмотрении явления в одном масштабе, сведениями из других. Комплексирование данных, полученных экспериментальными и теоретическими методами в разных областях знания и наук о Земле, в сочетании с совершенствованием информационных технологий неминуемо приведет к новым открытиям в исследованиях Земли. Хорошо известно, что именно работа в пограничных областях знаний всегда давала неожиданные и простые решения казалось бы неразрешимых научных проблем.
Алгоритм «метода движущегося источника» (МДИ) был предложен автором в 1996 г. для решения задач глобальной томографии Земли и опубликован в 1998 - 1999 г. [6-9]2. Дальнейшее развитие МДИ позволило распространить применение алгоритма на широкий диапазон масштабов решаемых задач.
Под источником (С) будем понимать как собственно движущиеся источники потенциальных физических полей, так и служащие для нас источниками информации посылаемые им "зондирующие агенты" (в томографии), например, сейсмические волны, гравитационное, радиационное и др. воздействие, а также, помогающие интерпретировать те или иные изменения полей, умозрительные источники, например, движущийся барицентр Земли.
С помощью МДИ впервые движение источников полей относительно Земли было трансформировано в изменение зависящих от времени двух углов вектора, исходящего из т.0 «следящего» за его движением для этого сферическая система координат (III) источника С соотнесена с положением оси вращения и плоскостью экватора Земли, с ее геоцентрическими системами координат – сферической (I) и декартовой (II). При этом при значениях расстояний S R – рассматривается воздействие внешнего источника полей, а при S R – внутреннего (где R – радиус Земли, а S – расстояние от точечного источника до центра Земли – точки 0) [6,7].
Для внешнего источника в масштабе космоса эти наблюдаемые углы носят название: зенитный угол полярного расстояния () и часовой угол (). Их величины зависят от времени года (T) и суток (t), как =fT(T) и =ft(t). Геометрически определяются как отклонения от осей 0Z и -0X декартовой II системы координат, астрономически: =fT(T)=90 – (где – склонение источника, =ft(t) – время по Солнцу,). C помощью МДИ вектор взаимодействия движущегося источника с телом Земли в зависимости от траектории источника впервые может быть вычислен непосредственно. Особенностью Земли является ее особое движение относительно внешнего источника и уже существующая привязка к географической системе координат. Небольшими временными отклонения оси вращения от положения географических поясов, а соответственно от осей сферической и декартовой систем координат в первом приближении пренебрегаем, в связи с их незначительностью в сравнении с масштабом Земли, так же как и отклонением от сферичности истиной фигуры Земли.
Булатова Н.П. К вопросу о томографии Земли // Электр. науч.-информ. журн.
«Вестник ОГГГГН РАН». №.3(5)98. Стр. 94-105. М.:ОИФЗ РАН, 1998.
URL:http://www.scgis.ru/ Russian /cp1251/ dgggms/3-98/bulatova.htm Рис 1. Схема относительного расположения тела Земли, помещенного в систему координат 0XYZ (II) как в сферическую камеру, используемую для томографических исследований, и направления воздействий движущихся источников, как углы =fT(T) и =ft(t): А – приведенные для разных широт углы в плоскости оси вращения Земли (А1), и углы – для широты экватора и любой другой (А2 и А3);
Б – тело Земли произвольной формы, В – 3-х мерное расположение срезов, полученных при сечении сферы плоскостями с углами = /2, >/2 и < /2.
В геологическом масштабе для внутреннего источника эти же два угла и соответствуют: угол – измеряемому в плоскости оси вращения Земли (ось 0Z` в II`) или параллельной ей, а – углу в плоскости экватора или горизонтальной ей плоскости 0`X`Y` (рис. 1, В2, В3), что позволяет в любой момент времени знать координаты движущегося источника как в I, II, так и географической системе. Этот подход к решению задач и алгоритм уже были успешно использованы авторами [11, 12] как для построения трехмерных сферических геодинамических моделей Земли в целом, так и сориентированных в пространстве томографических срезов (рис. 1, Б). На рисунке изображены полученные при сечении сферы параллельными лучами срезы, в виде плоскостей с углами (их величина определена в плоскости большого круга).
Используя для рассмотрения Земли и ее частей одну и ту же систему трехмерных координат и один и тот же алгоритм, Метод Движущегося Источника (МДИ) дает возможность рассматривать явления в одном или одновременно в нескольких масштабах и осуществлять переход из одного масштаба рассмотрения явлений природы Земли в другой. А именно на микроуровне – изменение различных воздействий источника на вещество Земли, как изменение во времени на макроуровне направления его действующей вектор - функций (F). Например, переход от масштаба космического – определения векторов гравитационного воздействия Солнца (без обращения к расчету эфемерид) и Луны на Землю [7, 9, 10] через масштаб исследования интенсивности водных и земных приливов к масштабу объяснения на микроуровне последствий их воздействия на изменение свойств геофизической среды. Например, изменение (при приливе) высоты подъема воды в микротрещинах геофизической среды и изменения в связи с этим ее свойств, например электропроводности и т.д.;
рассматривать в масштабе оболочек Земли их строение и особенности, движение относительно друг друга [6, 10];
рассматривать в масштабе исследования внутреннего строения Земли – движение зондирующих агентов в глобальной томографии. Моделирование трансмиссии в трехмерном измерении использует алгоритм МДИ, объединяющий координаты двух стационарных или движущихся друг относительно друга систем координат для одной движущейся точки [7,8];
рассматривать в масштабе геодинамических изменений внутри Земли: координаты движущейся точки N (или совокупности точек в виде луча, среза, блока и т.д.) как движение центра отсчета – системы III в I, или кинематику луча в сферических координатах, используя для этого объединяющие все три системы координат уравнение 4 в [7] и уравнение 2 в [9] алгоритма МДИ. Их применение позволило успешно строить сферические геодинамические модели Земли мантийной конвекции, дрейфа континентов и т.д. [11,12];
в масштабе градиентов свойств геофизической среды особенностью МДИ является возможность лаконично представлять динамику процессов массо- и энергопереноса. Это показано в [7, 9] для движущейся точки, имеющей объем;
в масштабе определения фигуры Земли: построение 3-х мерной модели Земли от сферически-симметричной (0 приближение), к эллипсоиду вращения (I приближение) к реальной Земле (II приближение). В связи с этим возникает проблема перевода географических координат поверхности реальной Земли в сферические используемой модели, для которой производят численное моделирование процессов, происходящих внутри Земли (т.е. от географических координат на поверхности сферы к координатам объекта несферической формы). Предварительные оценки для длины трасс SL внутри Земли, имеющей форму эллипсоида, вращения приведены в [7]. Из анализа следует, что для решения подобных задач нельзя использовать географическую широту сферической Земли.
МДИ оперирует понятиями как самого движущегося источника С так и его «лучей» L, которые в разных ситуациях могут обозначать – направление изменения градиентов физических и геофизических параметров скалярных полей, направлений тензоров напряжений твердых тел, направление силовых линий векторных полей и потоков векторов по ним, линий распространения полевых фронтов или трасс перемещения частиц при радиационном облучении Земли, пути движения масс и векторы направлений действующих сил в геодинамике и тектонике, линии наблюдения в трансмиссионной томографии и т.д.
В случае криволинейного движения в геосфере (для сейсмической томографии) МДИ оперирует такими понятиями как перемещение самого источника С и движение вектора r, обозначаемого движущейся "условной парой" С – Д (источник – детектор). Последнее определено в [7]. Его введение позволяет как бы следовать за источником С (или зондирующим агентом) вдоль их линии движения с шагом переменной длины ds, при изменяющихся внутри геосферы координатах С и углах вектора d, d. Сумма изменения за t, можно представить как сумму STAT ситуаций, произошедших за все время T движения источника. Регистрация их проявления на поверхности Земли служит критерием правильности сделанных предположений и расчетов.
Подобный прием используется в [13,14] для решения одномерных задач, например, для описания годографов сейсмических событий.
При решении обратных задач МДИ позволяет, исходя из заданной параметризации, рассматривать при моделировании возможное влияние на изменение F состояния геофизической среды. Это свойство чрезвычайно важно, так как позволяет при исследовании динамики воздействия осуществлять меж и внутри масштабные переходы.
Как было показано в [6-10] теоретическое моделирование трансмиссии или геодинамических процессов в геофизической среде в трехмерном измерении предполагает использование алгоритма, объединяющего координаты одной точки в двух стационарных или движущихся относительно друг друга системах координат. Этот подход не нов, он широко используется в решении томографических задач, например в медицинской практике.
В качестве движущихся источников С и их потенциальных полей (Um) МДИ рассматривает:
Рис. 2. Различное относительное расположение внешнего источника и геосферы:
А – углы падения лучей на геосферу зависят от расстояния между ними (STAT ситуации); В – внешний движущийся источник С и изменение угла, как изменение =f(t) (DIN - ситуация).
в масштабе космоса: внешние источники (физических полей – Солнце, Луна и др. а также информационные источники – барицентры), их воздействия на Землю в целом или на отдельные ее области в виде излучения света, тепла, радиации, гравитации (рис. 2, А, Б). Их воздействие выражается в изменении полей Um, где индекс m соответствует либо виду поля: гравитационного, теплового, электромагнитного, радиационного, либо другим воздействиям.
в геологическом масштабе: глобальные внутренние источники – ядро Земли (рис. 3,а), источники местного значения: гравитирующие массы, очаги землетрясений и вулканические очаги, области механических перемещений, центры нестабильности, возникающие в результате нарушения равновесия в геосистеме при нарастании градиентов физических и физико-химических параметров (температур, давлений, плотностей, вязкостей, влажности, деформационных напряжений и т.д.), всевозможные неоднородности с неравновесным распределением физических и физико-химических параметров. Воздействие внутренних источников может приводить к динамическим и тектоническим движениям, к изменению гравитационного, электромагнитного и сейсмического полей на макроуровне, изменяющих на микроуровне вещество Земли, что приводит к взаимному движению блоков горных пород, геохимическим преобразованиям и др. (рис. 3, б-г).
в масштабе глобальных томографических исследований: искусственные и естественные источники излучения: всевозможные вибраторы, очаги запланированных взрывов и т.д., расположенные на поверхности Земли [15,16], а также природные источники [8].
Динамичные ситуации (DIN) – движение источника и его воздействий относительно геосферы – рассматриваются как сумма статичных ситуаций (STAT). Как следствие, МДИ позволяет рассматривать сложные изменение геофизической среды во времени как сумму относительно простых ситуаций STAT. Движущийся шаровой источник радиальных лучей значительно большего размера, чем геосфера, и отнесенный на большое расстояние от нее, можно рассматривать как источник параллельных лучей (рис. 2,а). Этот случай рассмотрен в [7] и результат этой работы расширен на описание динамических перемещений масс внутри геосферы [6-10].
3. Новая концепция построения трехмерной модели Земли Важным результатом создания МДИ является предложенный новый принцип построения 3-х мерной динамичной модели Земли в разных масштабах, которая внешне оставаясь неподвижной, статичной для постороннего наблюдателя, одновременно включает в себя учет всевозможных внутренних изменений среды в форме разнообразных динамических проявлений, а именно перемещения масс, полей (гравитационных, электромагнитных, сейсмических, тепловых, радиационных и т.д.), обмена энергией между ними; изменения физико-химических параметров вещества и пр.– и все эти изменения являются результатом воздействий движущихся внутренних и внешних источников полей.
Рис. 3. Разная степень суперпозиции полей геосферы и внутреннего источника:
А, Б – STAT – ситуация; В, Г – DIN - ситуация.
Под "масштабом" понимается место в системе связей, в которой данное явление может быть рассмотрено, а именно – предполагаемая степень приближения к реальному явлению, система допущений и налагаемых условий, используемая терминология и область знания. В силу сложности изучаемого объекта, часто данных о нем в рамках одного масштаба бывает недостаточно и тогда через предлагаемую модель объединения этих масштабов возможно привлечь дополнительные сведения из другого масштаба. Яркий пример тому – внутреннее ядро Земли, свидетельства о существовании которого собраны различными методами, но ни один из них не дает ясной картины о его состоянии.
Понятие "источник" в предлагаемом подходе к построению модели Земли используется для определения направления векторов действующих сил на каждую точку, элемент объема или Землю в целом, а "векторфункция" означает способ, направление и интенсивность воздействия источника в данном направлении на окружающую его геофизическую среду.
Обсуждаемая модель не отвергает полученные ранее модели, а аккумулирует их [17-21]. Наиболее известная среди них модель ПРЕМ, рассчитанная при обработке большого количества сейсмических данных, которая наиболее удовлетворительно описывает оболочки Земли в приближении сферически-симметричной модели Земли [21]. Дальнейшее совершенствование этой модели продолжается и сегодня [22-26]. Приняв за основу предполагаемое этой моделью распределение величин параметров, отражающих ее состояние как сумму n скалярных полей n Fn, с распределением свойств Fn по элементам объема тела Земли как Fn =fn(R), в дальнейшем будем вносить соответствующие изменения в рассматриваемые распределения полей, имея в виду, что параллельно существует проблема интерпретации имеющихся геофизических и сейсмических данных и их добротности [27-28].
В то же время на основе практических наблюдений некоторые авторы полагают, что геофизическая среда каждой отдельной оболочки дискретна по своим свойствам, например, сейсмичность коры [1-5]. В случае затруднений с объяснением этих явлений земными причинами их поведение может служить индикатором особой реакции на воздействия внешних источников (гравитационные, электромагнитные и т.д.) и объяснение может быть найдено с помощью предлагаемого метода.
3.1. Трехмерное представление МДИ движения источника Формально во всех масштабах относительное движение Земли (область А) и движущегося точечного источника С с окружающим его полем (В), рассмотрены как перемещение одной сферической системы координат источника с его лучами – P (S,, ) (III) относительно геосферы – P (R,,) (I), помещенной в декартову – 0XYZ (II). Этот подход позволяет наблюдателю в любой точке Земли, получить возможность анализа происходящих изменений на глубине (рис. 4) через измерения на поверхности, рассматривая эффект действия различных источников, их вектор функций как сумму действующих сил.
Для решения задач методом МДИ исследуемый объект – Землю как бы помещают в гипотетическую томографическую камеру с радиусом Rk, в первом приближении жестко связанную с двумя геоцентрическими системами координат I и II с центрами в т. 0. При этом ось 0Z расположена по оси вращения Земли и ориентирована на полюс мира, а ось 0Х проходит через нулевой меридиан I и Земли [6]. В дальнейшем, если Земля в геологическом масштабе рассматривается в приближении геосферы, то ее поверхность (R) совпадает с границами камеры (Rk) и Rk =R. В общем случае для фигуры сложной формы (например, см. рис. 1, а) будут использоваться внутренние координаты такой камеры. Если это необходимо МДИ позволяет в рассматриваемый момент времени установить местоположение этой гипотетической камеры относительно внешних источников (Солнца, звезд и т.д.).
Точечный источник всегда помещен в центре системы III, в точку С, независимо от размера Rс источника (для точечного величина его радиус Rс 0, для шарового Rс – реальная величина). В зависимости от положения центра С относительно поверхности геосферы его называют внутренним или внешним. Шаровой источник можно рассматривать как точечный с особым распределением свойств Fm=Fm(S).
Взаимное расположения элементов систем при движении двух сферических систем координат I и III в II рассмотрены как различные STATситуации: а – относительное расположение источника III и центра 0 в I; б – относительным расположением осей коордидщлнат в I и III; в – относительное расположение камеры и лучей L от источника потенциального поля Um. Рассмотрев для каждой STAT ситуации распределение действующих сил, суммарно описываем DYN - ситуацию.
Как частный случай, для оценки временных или пространственных изменений (dt или ds) Земли при S = R, рассматривается совмещение центров 0 и С и осей в I и III, тогда соответственно, долгота =, а широта = (рис. 2, а). Так, например, изображается воздействие источника физического поля (области В), например гравитационного от ядра Земли на оболочки Земли (область А).
Если таких источников несколько, то точка геосферы может попасть одновременно под воздействие нескольких m полей (областей Вm). Тогда в области суперпозиции полей их воздействие на вещество Земли в точке NJ в области Аn определяют в виде m вектор-функций (m Fm). Например, можно рассматривать разную интенсивность приливного воздействия на Землю как отражение одновременного воздействия на поверхность Земли Солнца и Луны в виде соответственно направленных векторов [29-32] (рис.4, а-в).
3.2. Трехмерная модель Земли (область А) МДИ рассматривает геофизическую среду тела Земли как сумму n трехмерных скалярных, векторных, тензорных полей (Un) каждый со своей областью Аnt, в совокупности эти поля образуют одну общую область А. В момент времени t форма А – произвольна, а распределение каждого из свойств в этой области обозначается как вектор-функция (Fnt).
Так скалярным полям: U, UT, UР, Uvp, vs и Un – плотностей, температур, давлений, скоростей сейсмических волн и т.д. соответствуют вектор - функции F, FT, Fp, Fvp, vs и Fn, соответственно:
Результат одновременного воздействия различных полей на каждую точку среды, представляется в МДИ как совокупность их вектор - функций Fn Для построения трехмерной модели Земли и использования ее при работе методами численного моделирования необходимо:
1) определение места каждой точки N (или группы их, объединенных одним процессом) геофизической среды с ее свойствами Fn в момент времени t;
2) установление m факторов Um, влияющих на эти свойства;
3) учет направлений rm(Т,t) воздействий Fm(S), как вектор - функций каждого из них, c углами m = fT (T) и m= ft (t), а также сравнение их с наблюдениями реальных событий. Рассмотрение и анализ воздействия полей с точки зрения законов сохранения (энергии и т.д.) в разных масштабах исследуемого явления;
1. Определение места каждой точки N производится в координатах I и 0XYZ (II) переводимых в географические. Группы точек могут быть выделены в V по лучу, слою, срезу, блоку и т.д. как в I, так и II. Это означает, что для каждой точки N, принадлежащих области Аn (N А), может быть поставлена в соответствие совокупность параметров, каждый из которых принадлежит своему скалярному полю, помещенному в I и II 2. Установление совокупности m факторов Um, влияющих на свойства Fn. Конкретные сведения получают из баз данных геофизических исследований. Выбор факторов Um (физических, геофизических, термодинамических, геологических) зависит от масштаба решаемой задачи. За основу распределения свойств в оболочках 3-х мерной модели, приняты средние значения параметров геофизической среды изменяющихся с глубиной как Fn=Fn(R), их численные значения рассчитаны в первом приближении для статичной сферически-симметричной модели Земли ПРЕМ [21]. Fn – параметр свойства среды, n – индекс рассматриваемого свойства. таких как плотность (); давление (Р), скорость сейсмических волн, продольных (Vp) и поперечных (Vs) и т.д. Fnj – величина соответствующего параметра в точке j из V, обозначающего одно из суммы n свойств геофизической среды (Fn ). на которое накладываются воздействия скалярных, векторных и тензорных полей (Um) физической среды, обозначаемой как области Вm. Для Ug Uem U и т.д – гравитационного, электромагнитного, радиационного и т.д. полей от потенциального источника изменение свойств Fm напряженности, интенсивности и т.д. полей Fg Fem F и и т.д. происходит радиальное по «лучу» S.
Для мониторинга изменяющейся Земли вводится параметризация свойств Fn для V в разные моменты времени t, т.е. структура п параметров: геофизических (плотность, вязкость, раздробленность и т.д.); термодинамических условий (температура, давление и т. д.), а также других параметров (скорости сейсмических волн, геохимические преобразования и др.
намагниченности, диэлектрической проницаемости и др.).
При параметризации такой модели геосферы для каждой Nj точки (или элемента объема тела) геофизической среды в момент t можно записать для I и II:
где: Nj – точка в теле Земли; j, j, Rj и Xj, Yj, Zj – ее координаты в I и II, жестко связанные с телом Земли; ось 0Z (II) совпадает с осью вращения Земли (в I), а ось 0X (II) проходит в полдень через нулевой меридиан Земли (I). Таким образом, для Nj через I и II осуществляется связь с географической и временной системой координат, и II является базисом для ее связи с космосом.
В зависимости от поставленной задачи для объединенных одним процессом (движением, геохимическим преобразованием и т.д.) отдельных элементов или их групп (оболочек, слоев, блоков точек и т.д.) в момент времени t рассматривается тот или иной спектр из n геофизических полей (Un) Земли c параметризация их свойств во времени (Fnt). Изменения за dt в параметрах dFnj, приводят к рассмотрению области А1, модифицированной из А, и возникает необходимость установления пространственных связей между элементами объема (V) и воздействиями различных полей U за время t, представленных в форме вектор - функций F до и после изменений.
а) Движение источника С относительно центра Земли (точка 0).
б) Движение источника С относительно наблюдателя на поверхности Земли (точка N).
в) Движение нескольких источников С и взаимное расположение их векторов воздействия относительно наблюдателя на глубине Земли (точка N).
Рис. 4. Представление движения внешних источников С (Солнца, звезд, Луны и т.д.) в соответствии с методом МДИ.
3. Учет направлений воздействий Fm(S) источника, как векторфункций каждого из них. Выбор действующих факторов Um (физических, геофизических, термодинамических, геологических) зависит от решаемой задачи. Конкретные сведения получают из баз данных и геофизических исследований. Направления вектор - функций воздействия Fm от источника определяют используя прием, предложенный автором в [7], где изменение вектора потоков радиации от внешнего движущегося источника во времени T и t получено трансформацией взаимного относительного движения во времени Солнца и Земли в солнечной системе как изменение двух углов вектора r(,) Земля – Солнце: =fT (T) и = ft (t) (рис. 4, а,б).
3.3. Источник и окружающее его поле (область В).
Точечный источник, помещен в точку С – центр сферической системы координат P(S,,) (III), физические поля вокруг него в совокупности образуют область В, которую в общем виде представим как сумму m скалярных и векторных полей (Um) источника.
где S – расстояние от центра источника, – широта, – долгота в III.
Изменение свойств полей от источника Fm обозначим как векторфункцию Fm =Fm(S). Если рассматривается изменение Fm (L) по лучу L от источника потенциального поля: Ug, Uem, U и т.д. (гравитационного, электромагнитного, радиационного и т.д.), то Fg, Fem, F и т.д. будут означать интенсивность воздействия этих полей.
Источник оказывает воздействия на А в виде скалярных и векторных полей Um физической среды – областей Вm. Если источников несколько, то осуществляется суперпозиция полей Um и точка геосферы попадает под воздействие полей (нескольких областей Вm). Совокупность воздействия различных полей в каждой точке N среды представляется в МДИ как сумма вектор - функции Fm разных источников в этой точке. Регистрация изменений направления и интенсивности полей в каком-либо регионе Земли дает повод для поиска причин таких превращений. В некоторых случаях одновременное использование нескольких Fm дает шанс уменьшить некорректность постановки геофизических задач.
В итоге, каждая точка (элемент объема), обладая совокупностью свойств Un, характеризующих ее геофизическую среду, при наложении различных воздействий Um физической среды, может дать микромодель перехода во времени Т, t одного вида энергии в другую (либо Umn – на микроуровне). Например, это происходит при переводе направленного воздействия внешних сил гравитации в приливную энергию на макроуровне, которая в свою очередь может переходить в энергию вертикальных перемещений земной коры и ее составляющих. Твердые, жидкие и газообразные компоненты–перемещаются при этом с разной интенсивностью, например, приливы твердого вещества и воды отличаются на порядок. Гравитационные силы могут вызывать самые разные явления, воздействуя на геофизическую среду Земли через переход на микроуровне энергии гравитационных полей в энергию полей других видов: электромагнитного, сейсмического и тектонических перемещений (вертикальных и горизонтальных движений, образования разломов) и т.д. [33-38].
где: А1 и А2 – известные операторы; Nj – точка в теле Земли; j, j,Rj и Xj, Yj, Zj – координаты двух геоцентрических систем координат (I) и (II), соответствующих области АВ; Fnjt и Fmjt – величина соответствующего параметра в точке j в момент t;,, S – координаты этой точки в III, в физической среде источника (области В). Величина параметра Fmjt в Nj зависит от положения движущегося С в момент t.
Суперпозиция областей А и В дает область АВ, в которой точка NA и одновременно принадлежит В (NВ). Область АВ может иметь разный размер и форму [7] и претерпевать изменения за время t. За ее границу принимают поверхность максимального распространения в пространстве Un полей Um (Un А и UmВ). Каждой NJ соответствует совокупность параметров, характеризующих состояние соответствующих геофизической и физической среды UА и UВ. Область полученная суперпозицией конкретных полей Un А и Um В может не совпадать с границами АВ, но всегда располагается внутри ее. Эта особенность связана с различным распределением в пространстве для разных полей, их Fm и Fn, которые могут изменяться в результате взаимодействия, превращаясь в Fnm. Например, солнечный свет не проникает за границу поверхности твердой Земли, тепловое излучение согревает некоторую толщу, а радиационное излучение может преодолевать всю толщу и т.д.
Для параметризации области АВ трехмерной модели геосферы примем, что в момент t для каждой j точки (элемента) Nj объема тела Земли в I можно записать (2):
Эта коллизия требует особого рассмотрения, как решение многопараметрической задачи в многомасштабной постановке.
Симметричный случай. Если в момент t центры С и 0 областей В и А совмещены, а поле в области В распределено по радиусу-вектору Fmt= Fmt(S), где S =R, то свойства геофизической среды в Nj, находящейся под воздействием физических полей – это сумма Fnjt и Fmjt (2).
Как частный случай такого расположения А и В можно рассматривать состояние геосферы А в два момента времени t1 и t2: А1 и А2. Так если в некоторых Nj А2 в момент t2 по сравнению с теми же Nj А1 в момент t1 возникла или исчезла неоднородность в механических, физических или физико-химических параметрах (плотности, вязкости, температуры, давления и т.д.), то можно предположить, что в течении T = T1 – T2 действовала сила, направленная на выравнивание этой неоднородности. И тогда в (2) можно рассматривать действие этих сил как векторфункцию Fmt для точки N.
Это случай применения МДИ для решения геодинамических задач методом численного моделирования процессов. Так поле из совокупности рассчитанных параметров Fn и Fm, характеризующих состояние геофизической среды на расстояние шага ds от этой точки может диктовать направление и скорость ее перемещения в геосфере (проблема перемещения масс внутри Земли и по ее поверхности, вращение оболочек Земли относительно друг друга и т.д.). Хорошо иллюстрирует использование этого подхода МДИ построение сферической трехмерной модели дрейфа континентов [11, 12] и движения плюмов [39].
90, 2 – 66; вторая – значению угла :: 1 – 0; 3 – 45. Так для луча А длина S луча внутри геосферы равна величине ее диаметра, а углы := 90 и = 0.
Для асимметричного случая в момент t центры С и 0 не совпадают (пример полей Земли и Солнца), но выражение (2) – справедливо. Задача расчета длины S и свойств Fn таких лучей в объеме геосферы от источника к детектору решена в [7] для случая движущегося источника. Рассчитано изменение длины лучей S, в точку Nj геосферы асимметрично пересекающих во времени в области А скалярное сферически-симметричное поле плотностей Un (с распределением их свойств Fn для F=F(R)от нуля до максимальной величины).
Подобные расчеты могут быть проведены и для других параметров Fn в объеме и на поверхности Земли. На рис. 5 в названиях кривых содержится следующая информация: буква А или Б соответствует координатам на поверхности Земли точки выхода луча.
Представляя распространение полей div Um=bm(S,,) по условным линиям наблюдения S (силовым линиям), параметры которых изменяются как Fm=Fm(S), мы вплотную подходим к простому представлению, необходимому для численного моделирования, суммы различных по своей природе и интенсивности полей Um(S) для каждой точки геосферы.
В МДИ существенен учет фактора времени. dt, связанный с изменением положения источника в пространстве, а следовательно и изменением зоны АВ, ее расположением и свойствами. Для геологических процессов время (t) исчисляется в млн. лет, при исследовании влияния соседей Земли – Солнца или Луны, в сутках (T). В случае сейсмической томографии это время относительной задержки (t) прихода поперечной волны по сравнению с продольной волной (в минутах, секундах).
5. Основные положения метода и задачи, решаемые МДИ "Метод движущегося источника" и трехмерная модель Земли были предложены для решения задач глобальной томографии Земли, но позволяют решать и другие задачи.
Из-за невозможности однозначной интерпретации интегральных геофизических данных и корректной постановки многопараметрических задач для расчета суперсложного объекта исследования – Земли в рамках одного масштаба рассмотрения процесса, явления и т.д., предлагается применять дифференциальный подход к интерпретации относительных изменений, происходящих в пространстве и во времени (как изменения ds и dt) в разных масштабах.
Многомасштабная модель Земли, построенная с помощью этого метода, сочетает в себе разнообразие подходов к исследованию Земли в рамках каждого отдельного масштаба с возможностью их объединения, используя для этого оригинальные алгоритм и систему координат:
«