1. 1(26)2019
  2. Зміни фігури Землі – геодинамічний фактор напружено-деформованого стану літосфери

Зміни фігури Землі – геодинамічний фактор напружено-деформованого стану літосфери

JGD.
2019;
Випуск 1(26)2019, Номер 1(26)
: стор. 28-42
https://doi.org/10.23939/jgd2019.01.028
Надіслано: Квітень 13, 2019
Автори:
  1. Анатолій Церклевич
  2. Євгеній Шило
  3. Oльга Шило
1
Кафедра інженерної геодезії, Національний університет “Львівська політехніка”
2
Кафедра інженерної геодезії, Національний університет “Львівська політехніка”
3
Національний університет “Львівська політехніка”

Мета. Мета даної роботи показати як в процесі еволюційного саморозвитку планети в результаті дії гравітаційно-ротаційних  та ендогенних сил відбувається перерозподіл мас, що приводить до трансформації фігури літосфери від сфери до двовісного та тривісного еліпсоїдів і навпаки, зміни сплющеності та переміщення полюса в геологічному часі. Визначити деформації фігури літосфери внаслідок переорієнтації полюса фігури. Методика. Фігура поверхні літосфери геометрично повернута відносно фігури геоїда і в геологічному часі орієнтація цих фігур і параметри еліпсоїдів, які їх апроксимують, змінювались. Таке розміщення фігури літосфери і фігури геоїда може створювати напруження, яке направлене на приведення розподілу мас літосфери у відповідність з фігурою геоїда. Обчислення параметрів двовісного і тривісного еліпсоїдів виконувалося на основі даних цифрової моделі поверхні Землі ETOPO1. Для моделювання трансформації фігури Землі і оцінки впливу її переорієнтації на напружено-деформований стан літосфери в далекі геологічні епохи використані дані цифрового моделювання рельєфу paleoDEM, отримані в роботі К. Скотези і Н. Врайта. Результати. Обчислені параметри двовісного і тривісного еліпсоїдів на фіксовані моменти геологічного часу. Проведений порівняльний аналіз результатів зміни фігури Землі за paleoDEM та створеними на основі растрових зображень ЦМР, побудованими за палеогеологічними даними Р. Блекі і К. Скотези. Наведені формули для обчислення зміщень і деформацій, які пов’язані з трансформацією фігури і орієнтацією верхньої оболонки планети. Приведена інтерпретація отриманих результатів досліджень планетарної динаміки фігури літосфери Землі та глобального деформаційного стану. Наукова новизна. Отримані характеристики напружено-деформаційного стану літосфери Землі за даними моделювання геопалеореконструкцій в геологічному часі. Дана інтерпретація ролі гравітаційно-ротаційних сил у формуванні глобального поля деформацій і напружень як наслідок трансформації фігури поверхні літосфери Землі. Практична значущість. Подані результати будуть використовуватись у подальших дослідженнях, які спрямовані на вивчення планетарних характеристик нашої планети, динаміки їх змін в часі та глобального напружено- деформованого  стану.

двовісний і тривісний еліпсоїд
цифрова модель рельєфу поверхні літосфери Землі
напружений стан літосфери
дилатація
деформація зсуву
  1. Гофман-Велленгоф, Б., & Мориц, Г. (2007). Физическая геодезия. М.: Изд-во МИИГАиК.
  2. Жарков, В. Н., & Трубицын, В. П. (1980). Физика планетных недр.
  3. Красовский, Ф. Н. (1947). О некоторых научных задачах астрономо-геодезии в связи с изучением строения твердой оболочки Земли. Избр. соч, 1, 251-269.
  4. Красовский, Ф. Н. (1955). Избранные труды. -В 4 томах.
  5. Кузнецов, В. В. (2005). Принцип минимизации гравитационной энергии Земли и механизмы его реализации. Вестника Отделения наук о Земле РАН. Электронный научно-информационный журнал, (1), 23.
  6. Левин, Б. В. (2001). Роль движений внутреннего ядра Земли в тектонических процессах. Фундаментальные пробле мы общей тектоники. М.: Научный мир, 444-460.
  7. Машимов, М. М. (1999). Очерк о предметных областях и взаимопроникновениях геодезии, иконометрии и картографии новейших времен (в порядке обсуждения). Известия высших учебных заведений. Геодезия и аэрофотосъемка, (3), 44-58.
  8. Машимов, М. М. (1999). Физическая геодезия: метаморфозы в начале пути, возрождение учения Красовского в новейшее время (в порядке обсуждения). Известия высших учебных заведений. Геодезия и аэрофотосъемка, (6), 63-76.
  9. Молоденский, М. С. (1945). Роль геофизики и геологии в исследовании фигуры Земли. Сб. научно-техн. и произв. статей по геодезии, картографии, топографии, аэросъемке и гравиметрии, (8), 24.
  10. Молоденский, М. С. (1958). Современные задачи изучения фигуры Земли. Геодезия и картография, (7), 3-5.
  11. Мориц, Г. (1994). Фигура Земли: Теоретическая геодезия и внутреннее строение Земли. Киев: Изд-во НАН Украины.
  12. Одесский, И. А. (2004). Ротационно-пульсационный режим Земли и его геологические исследования.
  13. Рашевский, П. (1967). Риманова геометрия и тензорный анализ. M .: Наука. - 667 с.
  14. Ребецкий, Ю. Л. (2009). Оценка величин напряжений в методе катакластического анализа разрывов. In Доклады Академии наук (Vol. 428, No. 3, pp. 397-402). Федеральное государственное унитарное предприятие Академический научно-издательский, производственно-полиграфический и книгораспространительский центр Наука.
  15. Ребецкий, Ю. Л. (2016). Оценка влияния суточного вращения Земли на напряженное состояние континентальной коры. ДАН, 469(2), 230.
  16. Ребецкий, Ю. Л. (2015). Об особенности напряженного состояния коры внутриконтинентальных орогенов. Геодинамика и тектонофизика, 6(4).
  17. Ребецкий, Ю. Л., & Маринин, А. В. (2006). Напряженное состояние земной коры западного фланга Зондской субдукционной зоны перед Суматра-Андаманским землятрясением 26.12. 2004 г. In Доклады Академии наук (Vol. 407, No. 1, pp. 106-110). Федеральное государственное унитарное предприятие Академический научно-издательский, производственно-полиграфический и книгораспространительский центр Наука.
  18. Стовас М.В. (1975). Избранные труды. М.: Недра, 1975. 155 с.
  19. Тадєєв, О., & Тадеев, А. (2017). Оцінювання тривимірних деформаційних полів Землі методами проективно-диференціальної геометрії. Дилатаційні поля Землі.
  20. Тяпкин К.Ф., Довбнич М.М. (2009) Новая ротационная гипотеза структурообразования и ее геолого-математическое обоснование.– Донецк: «Ноулидж». – 342 с.
  21. Хаин, В. Е. (2010). Об основных принципах построения подлинно глобальной модели динамики Земли. Геология и геофизика, 51(6), 753-760.
  22. Церклевич, А., Заяць, О., & Шило, Є. (2016). Апроксимація висот фізичної поверхні Землі двовісним і тривісним еліпсоїдами. Геодинаміка, (1), 40-49.
  23. Церклевич, А. Л., & Шило, Е. А. (2018). Фигура литосферы Земли и геотектоника. Доповіді НАН України. doi: https://doi.org/10.15407/dopovidi2018.01.067
  24. Шейдеггер, А. Е. (1987). Основы геодинамики: Пер. с англ. Недра.
  25. Amante, C., & Eakins, B. W. (2009). ETOPO1 arc-minute global relief model: procedures, data sources and analysis.
  26. Blakey R. (2016). Global Paleogeography. Retrieved from https://www2.nau.edu/rcb7/
  27. Mank, W., McDonald, G., (1964). Rotating the Earth. : World.
  28. Rebetsky, Y. L., & Tatevossian, R. E. (2013). Rupture propagation in strong earthquake sources and tectonic stress field. Bulletin de la Societe Geologique de France, 184(4-5), 335-346.
  29. Scotese, C.R. (2017). PALEOMAP Project. Retrieved from http://www.scotese.com/
  30. Scotese, C.R., and Wright, N., 2018. PALEOMAP Paleodigital Elevation Models (PaleoDEMS) for the Phanerozoic PALEOMAP Project, https://www.earthbyte.org/paleodem-resourcescotese-and-wright-2018/
  31. Tserklevych, A. L., Zayats, O. S., Shylo, Y. O., & Shylo, O. M. (2018). Generation of the Stressed State of the Lithosphere of the Earth and Mars Caused by the Reorientation of Their Figures. Kinematics and Physics of Celestial Bodies, 34(1), 19-36.
  32. Tserklevych, A. L., Zayats, O. S., & Shylo, Y. O. (2017). Dynamics of the Earth shape transformation. Kinematics and Physics of Celestial Bodies, 33(3), 130-141.