Введение

Высказанная в начале XX в. Ф. Тейлором, а затем более наглядно обоснованная А. Вегенером [30, 112] гипотеза «возникновения материков и океанов» постепенно нашла многочисленных сторонников во всём мире. В дальнейшем она получила название гипотезы мобильной литосферы. В трудах зарубежных исследователей Г. Джеффриса, П. Айзекса, К. Ле Пишона, А. Дю-Тойта, Э. Крауса, Ф. Вайта, Д. Мэтьюза, Л. Сайкса, Г. Хесса, Р. Дитца, У. Моргана, а также российских ученых Е.В. Быханова, П.Н. Кропоткина, А.В. Пейве, В.Е. Хайна, Л.П. Зоненшайна, А.А. Ковалева, А.С. Монина, О.Г. Сорохтина и многих других учёных эта гипотеза получила убедительные доказательства правомерности её применения к эволюционному развитию Земли. К настоящему времени она вошла в учебники по геодинамике [42, 56, 77, 86, 96, 112, 128, 131 и др.] под названием «Теория тектоники литосферных плит». Эта новая парадигма довольно просто и элегантно объяснила широкий круг проблем о движении, деформациях и сейсмической активности верхней оболочки Земли1. Тектоника плит в буквальном смысле во всем мире вызвала переворот в представлениях о строении Земли. Под её влиянием начался процесс пересмотра принципа интерпретации наблюдаемых геологических явлений. Одновременно активизировались исследования геодинамической направленности, чаще стали появляться новые концепции об образовании и эволюции планет Солнечной системы [49, 59, 60, 64, 81, 105, 114, 119, 125 и др.].

Большое внимание этой тематике уделяется и в нашей стране. Так в Москве в 1991 г. с 21 по 24 марта прошла Всесоюзная конференция «Глобальные изменения в геологической истории Земли». С совместным вступительным докладом «Глобальные изменения в геологической истории Земли – приоритетное направление научных исследований» [58] выступили А.И. Кривцов и Н.В. Межеловский. В их докладе было отмечено, что в настоящий период перечисленным вопросам уделяется «обострённое внимание человечества». Поэтому в число приоритетных направлений НИР страны входят работы, нацеленные на разрешение данных проблем. В связи с этим были сформулированы следующие основные задачи:

«– разработать модели глобальных изменений в геологической истории на основе современных концепций развития Земли;

– разработать геологические, геофизические, геохимические и другие критерии выявления глобальных катастрофических событий, включая воздействие внеземных факторов;

– обосновать структурные и вещественные характеристики крупнейших геодинамических перестроек Земли с целью выявления экстремальных палеоэкологических обстановок;

– разработать модели цикличности историко-геологических процессов и периодичности глобальных критических эпох;

– выявить закономерности глобальных изменений геологической среды под влиянием природных и техногенных факторов, разработать прогноз этих проявлений».

Эти задачи возникли не от праздного любопытства, а от насущной необходимости. Истощение запасов полезных ископаемых в приповерхностной части земной коры за счёт их интенсивного извлечения требует затрат на изучение нашей планеты в третьем измерении, вынуждает исследователей искать новые месторождения на всё б?льших и б?льших глубинах. При этом геологических познаний, основанных на многовековых эмпирических обобщениях, становится недостаточно. На современном этапе необходимы знания о глубинных, региональных, планетарных геологических и эволюционных процессах. Нужны новые подходы, основанные на дедуктивном способе познания, с обязательным привлечением законов физики, механики, других точных наук.

Для дальнейших глубинных поисков невозможно выработать обоснованного рационального поискового комплекса методов и, соответственно, методики работ без понимания природы геологического образования, без представлений об источниках вещества, физико-химических и геологических условиях его миграции и концентрации, т. е. необходимы знания о динамических процессах, происходивших в области изучаемого объекта. В свою очередь для понимания динамики такого развития очень важны исходные теоретические концепции об образовании и эволюции планет Солнечной системы. Из всего этого вытекает, что нужна новая, современная, основанная на последних фактических данных доктрина о происхождении Земли и планет. Необходима такая теория, которая могла бы объяснить протекание геологических процессов на всех планетах с единой позиции.

Так случилось, что автор данной работы понял это уже с начала 1980-х гг., занимаясь проблемой глубинных поисков медно-никелевых руд в Норильском регионе. Контуры такой теории вырисовывались постепенно, и к началу 1991 г. разработка её основных положений была закончена. Разрабатываемая автором концепция получила название «Теория электромагнитного происхождения, эволюции космических образований (ТЭМПЭКО) и протекания геологических процессов (ПГП) на них». Изложению основ этой теории и посвящена данная работа.

По мнению автора, с помощью ТЭМПЭКО и ПГП появилась возможность дать исчерпывающие ответы на большинство крупных ещё не решённых или противоречивых вопросов из области физики Земли и планет [1, 2], эволюционного преобразования и протекания геологических процессов на них. Таких проблем к настоящему времени накопилось значительное количество.

Во введении будут названы только некоторые из них. Сначала будет сформулирована проблема, кратко показана её масштабность, представлены существующие варианты её разрешения или сделаны ссылки на источник, а затем – как решается она по ТЭМПЭКО и ПГП с указанием соответствующего подраздела, где можно найти расширенные ответы.

Удивительное и неразгаданное до сих пор явление во Вселенной – то, что почти все объекты в ней вращаются. Планеты вращаются вокруг своих осей и одновременно обращаются по своим орбитам. Вращаются звёзды и галактики. Квазары вращаются примерно с суточным периодом, пульсары – значительно интенсивнее. Кроме того, космические образования обладают и магнитными полями. Так, Э. Казимировский в книге «Мы живём в короне Солнца» [52], высказываясь относительно Солнечной системы, пишет: «…экспериментально установлено, что межпланетное магнитное поле, во-первых, существует, а во-вторых, имеет сложную структуру. Оно как бы разделено на несколько секторов. Как правило, их четыре. В двух из них магнитное поле направлено к Солнцу, а в двух – от Солнца. Открытие секторной структуры межпланетного поля произошло совсем недавно, но к этому интересному явлению приковано внимание геофизической науки».

Каков механизм такого движения? Что заставляет вращаться космические образования? Что первично: их вращение или наличие магнитного поля? Существует ли связь вращения с магнитным полем? Где источник магнитного поля космических образований? Почему географические полюса могут не совпадать с магнитными?

Множество гипотез высказывалось по этому поводу. Французский философ и математик П. Лаплас, например, предполагал, что вращательное движение – неотъемлемое свойство материи. Изобретатель астатического магнитометра англичанин П. Блэкетт пытался доказать, что у всех тел при вращении должны возникать и магнитные свойства. Наибольшее внимание уделялось вращению Земли и её связи с магнетизмом. На заседании Парижской академии наук А. Ампер отмечал: «Простая мысль, которая могла естественно возникнуть у того, кто хотел бы объяснить постоянное направление магнитной стрелки с юга на север, – это предположить в Земле электрические токи».

К настоящему времени сложилось устойчивое мнение, что основным источником магнитного поля следует считать земные токи, порождаемые динамо-эффектом (гидромагнитным динамо). Проявление динамо-эффекта у Земли связывают с конвективным движением проводящего вещества её жидкого ядра и с всплыванием в этой среде более лёгких примесей под действием архимедовой силы [124, 125]. Проблемой развития этой теории занимались: англичанин Э. Буллард, советские исследователи Я. Френкель, С. Брагинский, Я. Зельдович и другие.

Существует целый ряд и других гипотез, в которых за основу объяснения возникновения геомагнитного поля считают вращение Земли или дифференциацию скорости вращения её недр. Наиболее полно, с позиции современных знаний, обзор магнитогидродинамических теорий происхождения магнитного поля Земли дан в работе сотрудников Института геофизики АН УССР А. Третяка, Л. Вигилянской, М. Макаренко и В. Дудкина [113], где приведён довольно обширный список опубликованных работ по этой проблеме. Однако существующие теории, и теория динамо в том числе, объясняя возникновение магнитного поля за счёт вращения Земли, при этом не вносит ясности в причины её вращения.

На том же принципе – взаимодействии магнитного поля и электрических токов (амперовых сил) – построена рассматриваемая в подразделе 1.1 гипотеза токовой циркуляции (ТЦ). Гипотеза ТЦ предполагает первичным не вращение, за счёт которого якобы появилось магнитное поле Земли, а наоборот – вначале возникает циркуляция токов, с которыми и связано магнитное поле. Только после этого развивается вторичный эффект – вращение. Гипотеза ТЦ имеет универсальный характер, поэтому в указанном подразделе описывается предполагаемое распределение токов в недрах Солнца и то, каким образом это сказывается на окружающем пространстве.

Изложенная далее концепция о природе возникновения электромагнитного поля на планетах и Солнце, об их вращении подходит и для других объектов Вселенной.

В последние годы ведутся дискуссии по проблеме дрейфа магнитного поля Земли, так как анализ данных, полученных в обсерваториях мира, показывает, что в магнитном поле наблюдается дрейф (относительно поверхности Земли) в западном направлении со скоростью 20 в столетие [42, 68]. Этот дрейф в подразделе 1.1 объясняется дифференциацией скорости вращения недр Земли относительно её поверхности.

Важное место отводится так называемым «инверсиям» магнитного поля в тектонике плит [56, 105, 109 и др.], ибо на основе инверсий построена гипотеза, по которой литосфера разбита на ряд плит, постоянно движущихся друг относительно друга. По поводу инверсий в работе [113] отмечается: «По вопросу полярности поля в момент его обращения есть две альтернативные точки зрения. В. Хиллоуз и А. Кокс установили, что во время инверсии преимущественно дипольное поле остаётся только в районе экватора, причём во время инверсионного перехода оно постоянно относительно мантии… С другой стороны, Г. Гурарием на основе анализа всего имеющегося материала для последних 243 млн лет утверждается, что во время всех инверсионных переходов упомянутого временного интервала поле имело мультипольный характер» [113].

В отличие от этих и других существующих сегодня доводов в подразделе 1.1 сделан принципиальный вывод о том, что как таковых полных «инверсий» магнитного поля не происходит. Инверсии могут наблюдаться только в некоторых частях земного шара, и связано это, возможно, с прекращением токовых циркуляций в одном из токовых поясов.

В связи со значительным потоком новой информации о Земле, получаемой со спутников, в середине 1970-х гг. возник усиливающийся интерес к кольцевым структурам [53, 133]. До настоящего времени в отношении кольцевых структур существует масса нерешённых вопросов, начиная от механизма и возраста их образования, их связи с другими структурами Земли и кончая приуроченностью к ним полезных ископаемых. Лик Земли непрерывно изменяется: возникают горы и впадины, повышается или понижается уровень моря, происходят разрывы в земной коре и т. д. и т. п.

Какие силы ответственны за эти деформации? Каков механизм формирования различных тектонических образований: островных дуг, океанических жёлобов, складчатых горных хребтов? Чем обусловлены непрерывные, продолжающиеся миллионы лет куполообразные поднятия одного района при одновременном погружении соседних районов? Во всём этом «повинна» дифференциация скорости движения вещества в недрах. Об этом сначала говорится в подразделе 1.2, где подробно рассматривается процесс образования кольцевых структур. Затем – в подразделе 1.3, когда высказывается гипотеза о местоположениях «горячих поясов» (ГП) и разбирается проблема внутреннего строения Земли. Ответам на перечисленные вопросы посвящён и подраздел 1.6 о геодинамике взаимодействия структур.

В теории тектоники литосферных плит [56, 106, 109, 114] основным механизмом, движущим плиты друг относительно друга, является тепловая конвекция. Эта важнейшая для данной теории гипотеза была выдвинута в 1968 г. У. Морганом [112]. В соответствии с этой теорией «движения литосферы выражаются в перемещении отдельных её участков в вертикальном (поднятия, опускания) или горизонтальном направлении» [128]. Однако если в качестве движущей силы принять дифференциацию скорости вращения мантийного вещества относительно коры Земли, тогда должны происходить не прямолинейные сдвиговые движения, а вращательные. Результатом же вращательных движений станет образование кольцевых структур, по периметру которых образуются крупные разрывы. Движение кольцевых структур осуществляется путём ступенчатого дискретного проскальзывания. Из излагаемого в подразделе 1.2 материала становится понятно, что кольцевые структуры не имеют прямой зависимости от океанов или континентов, как это связывается в тектонике плит с плитами. Одна кольцевая структура может принадлежать одновременно и континентальным, и океаническим участкам литосферы. Попеременное вращение двух сопряжённых ортогонально (когда проекции краёв таких структур пересекаются друг с другом под углами, близкими к 90^о) структур объясняет ступенчатость, наблюдаемую у трансформных разломов.

Важным свидетельством того, что для литосферы характерны вращательные движения, а не раздвиговые, служит то, что «…согласно конвекционным теориям, растяжение должно было охватывать примерно такую же площадь земной коры, как и сжатие, т. е. около половины поверхности Земли. Фактически же растяжение наблюдается только в рифтах и вблизи них, т. е. на площади, которая составляет не более 5 % поверхности Земли. На остальной площади доминируют горизонтальные сжатия» [59, 62].

С помощью концепции вращательных движений, свойственных структурам Земли, находят простое объяснение такие неясные до сих пор процессы в истории нашей планеты, как образование островных дуг и окраинных морей (см. подраздел 1.2).

Внутриконтинентальный магматизм существующими теориями связывается с «горячими точками» и «горячими полями» мантии Земли. Считается, что при прохождении литосферных плит над «горячими точками» на поверхности Земли остаются следы в виде линейных вулканических цепей в океане или более рассеянных поясов магматизма на континентах [46]. Любопытное предположение, получившее к настоящему времени широкое распространение, высказал по этому поводу Дж. Уилсон. Он считает, что своему существованию «горячие пятна» обязаны подъёму с больших глубин восходящих сравнительно узких (диаметром несколько сотен километров) горячих струй. Эти струи рассматриваются как часть крупномасштабных конвективных движений в мантии [109].

Излагаемая в подразделе 1.3 гипотеза образования «горячих поясов» (ГП) позволяет в несколько ином свете подходить к проблеме образования «горячих точек». Без специальных экспериментальных исследований невозможно определить состав и охарактеризовать строение ГП, однако можно предположить, что чем б?льшей температурой испарения обладают составляющие его элементы (или их соединения), тем глубже или дальше отстоят они от внешней области этого пояса. Исходя из анализа процессов, связанных с глубинными явлениями, в подразделе 1.3 перечисляется ряд элементов, участвующих в строении этого гипотетического пояса.

О «горячих точках» и плюмах говорится также в подразделе 1.6.

Занятная ситуация сложилась с вопросом о внутреннем строении Земли. Ещё П. Лаплас в начале ХVIII в. высказал мнение о том, что Земля должна состоять из концентрических оболочек. С тех пор, несмотря на высказывания многих исследователей о существовании возможных течений в мантии, что должно нарушать шарообразность внутреннего строения, это понятие остаётся неизменным. Обсуждая проблему дифференциации скорости движения вещества в недрах Земли, автор в подразделе 1.3 приходит к выводу, что недра нашей планеты имеют гораздо более сложное строение.

Ещё одной загадкой нашей планеты являются землетрясения. До сих пор нет достаточно разумного объяснения причины возникновения землетрясений, непонятен сам механизм их образования, неясны процессы, происходящие в очаге землетрясений. Где, почему и что служит спусковым механизмом подземного удара и распространяющихся от очага упругих колебаний со скоростями в несколько километров в секунду? Существующие теоретические представления об этих вопросах, так же как и о многих других, связанных с землетрясениями, ясного ответа не дают. Видимо, поэтому в литературе трудно найти определение понятия «землетрясение». Как правило, авторы многочисленных публикаций по этой тематике обходят такую формулировку, не расшифровывают этот термин, а дают только обобщенную картину, вытекающую из результатов самого явления. Так, например, во введении к коллективной монографии сотрудников Института физики Земли АН СССР [135] термин раскрывается следующим образом: «Землетрясение в буквальном смысле слова – это явление колебаний земной поверхности, вызванное сейсмическими волнами. Для тектонических землетрясений… источником волн, т. е. очагом землетрясения, является разрыв, возникающий в земных недрах под действием тектонических напряжений. Весьма часто под термином «землетрясение» понимают всю совокупность явлений: образование очага, его излучение и собственно землетрясение». В геологическом словаре [23] об этом явлении написано так: «Землетрясение – это колебания Земли, вызванные внезапным освобождением потенциальной энергии земных недр. Большая часть регистрируемых землетрясений имеет тектоническое происхождение. Напряжения, вызванные тектоническими силами, накапливаются в течение длительного времени (десятки и сотни лет). Освобождение энергии сопровождается разрывом и смещением твёрдого вещества в очаге землетрясения и необратимыми деформациями горных пород за пределами очага. Обратимые деформации распространяются в виде упругих колебаний. Наряду с основными толчками регистрируются предшествующие (форшоки) толчки и последующие (афтершоки). Ежегодно на Земле происходят сотни тысяч весьма слабых толчков, тысячи толчков более значительной силы, десятки сильных землетрясений и в среднем приблизительно одно катастрофическое землетрясение…».

В настоящее время на разрешение этой загадки направлены усилия многих учёных во всем мире. В соответствии с этим предложено большое количество различных моделей землетрясений, и их число продолжает расти за счёт появления новых гипотез или модификации старых. В научном издании [135] сделан краткий обзор основных моделей, которые признаны более-менее широким кругом исследователей и способны удовлетворительно объяснить хотя бы часть всего наблюдаемого комплекса явлений, возникающих при землетрясениях. Вот некоторые из них:

1. Модель В.И. Уломова (1967 г.), по которой очаг землетрясения представляет собой сдвиговый разрыв.

2. Энергетическая модель Ю.В. Ризниченко (1968 г.), в которой пополнение запаса энергии для поддержания сейсмического режима происходит за счёт её потока из мантии.

3. Модель лавинонеустойчивого трещинообразования (ЛНТ), рассмотренная в совместном докладе В.И. Мячкина, Б.В. Кострова, Г.А. Соболева, О.Г. Шаминой (1971 г.).

4. Дилатантно-диффузионная модель, разрабатываемая в США с 1972 г. В этой модели также решающая роль отводится трещино- образованию, однако в отличие от модели ЛНТ в ней предполагается возникновение трещин отрыва и существенным является наличие воды в горных породах гипоцентральной области.

5. Четырёхфазная модель открытия и закрытия трещин Брэди (1974 г.).

6. Модели с включениями И.П. Добровольского (1979–1980 гг.).

7. Теория упругой отдачи Г.Ф. Рейда (1910 г.).

Последняя модель – до сих пор одна из самых популярных и принята большинством сейсмологов. Гипотеза была выдвинута на основе наблюдений после землетрясения 1906 г. в г. Сан-Франциско. Её суть заключается в следующем. Предполагается, что под действием сил, возникающих в земной коре, в породах накапливается упругая энергия (например, как в луке при натяжении тетивы). Постепенно напряжение в породах может достичь такой величины, что в какой-то момент они не смогут его выдержать, и в наименее прочном месте внезапно произойдёт разрыв. Накопленная энергия освободится, и по обе стороны от разрыва породы вернутся в ненапряжённое (как будто это резина) состояние. Волны, порождённые внезапно выделившейся энергией и называются землетрясением, а место разрыва будет его очагом. По поводу этой теории Дж. А. Эйби утверждает [134], что «сегодня мало кто из сейсмологов сомневается в корректности теории упругой отдачи в целом». И действительно эта теория дает удовлетворительное объяснение наблюдаемым деформациям, но только для поверхности; она не позволяет с достаточной достоверностью судить о том, что происходит при этом в недрах даже на небольшой глубине, не говоря уже об условиях в самом очаге.

Особо следует остановиться на работах А.А. Воробьёва, посвящённых геоэлектрическим процессам. Он, видимо, стал одним из первых связывать возникновение электромагнитных полей с «признаком и сигналом о формирующихся очагах тектонических явлений». Он предложил «методику расчёта параметров электрического очага в предположении, что большая часть подводимой к нему механической энергии затрачивается на образование электрического поля и запасается в нём, а сейсмический эффект обусловлен выделением не только упругой отдачи сместившихся пластов, но и энергии в канале разряда» [18].

Мысль о возможной причастности электричества к землетрясениям возникла уже в 1750 г., когда англичане, возможно, впервые испытали землетрясение. «В их числе был и член Королевского общества, доктор медицины, преподобный У. Стакли. Он считал, что причиной землетрясений является электричество; позже Стакли изложил свои идеи в трёх работах, сделавших его известным в истории сейсмологии. Эта небезосновательная догадка тогда не была подкреплена наблюдениями» [134]. Однако в наше время авторы работы [32] отвергают эту идею. Они пишут: «…обнаруженные эффекты аномальных электромагнитных излучений (ЭМИ) по своим морфологическим особенностям не позволяют сделать вывод о возможности их генерации подземными грозами с огромными напряжённостями электрического поля и токами, протекающими в больших масштабах в земной коре в очаговой зоне землетрясений. То, что до сих пор фиксируется приборами на поверхности Земли, более соответствует электромагнитным процессам, протекающим вблизи поверхности» [32]. Хотя они подспудно, конечно, чувствуют, что в идее о причастности электричества к землетрясениям что-то есть, потому что тут же отмечают: «Кратковременные и сильные электрические поля, по-видимому, возможны в областях концентрации напряжений, особенно для землетрясений больших магнитуд, так же как мощные электрические силы, безусловно, сыграли свою роль в формировании земной коры на ранних этапах эволюции. Подчёркивая возможность существования таких исключительных условий, мы всё же будем анализировать только те данные, которые получены при натуральных наблюдениях». Заключительные слова, приведённые из [32], позволяют понять, почему же они не сделали «последнего шага» в расшифровке механизма землетрясений, несмотря на то что в их работе уже все необходимые предпосылки для этого имелись.

В целом суммарное использование существующих моделей позволило бы более-менее успешно на качественном уровне объяснить все те эффекты, которые наблюдаются при землетрясениях, однако в отдельности ни одна из существующих моделей не способна истолковать весь комплекс явлений, предшествующих и сопровождающих землетрясения. Последнее относится и к отмеченным суждениям А.А. Воробьёва (несмотря на важные, с нашей точки зрения, представления, касающиеся электрической модели очага), так как в них не определен механизм разделения и переноса зарядов, не нашли объяснения все многообразные факты, накопившиеся о землетрясениях к настоящему времени. И, что самое главное, в них продолжается использоваться гипотеза выделения энергии упругой отдачи (как будто недра – это резина). По представлениям, изложенным в [18], энергия электрического разряда входит не основным, а «дополнительным» слагаемым к другим видам энергии. Авторы полагают, что «землетрясение возникает при быстром выделении в пределах малого времени в недрах гравитационной потенциальной энергии и преобразование её в кинетическую, химическую и тепло». Причины образования разрывов в земной коре, смещений по ним и образование сейсмоэлектрических разрядов рассмотрены с геодинамических позиций в подразделе 1.4.

Кроме мощных колебаний земной коры, вызванных землетрясениями, на поверхности Земли постоянно регистрируются слабые колебания, которые называются микросейсмами. Образование микросейсм связывают с деятельностью человека, ударами прибоя, дождя или даже считают, что они обязаны криологическим явлениям. Такое обилие причин образования микросейсм можно объяснить тем, что механизм их образования всё-таки до конца неясен.

Попытка разрешить эти проблемы предпринята в подразделе 1.4. Там же можно найти и ответ на вопросы: как образуются дайки, вулканы, почему довольно часто при извержениях вулканов бывают молнии, но не всегда извержения вулканов сопровождаются землетрясениями или, наоборот, почему не каждое землетрясение сопровождается извержением вулкана?

Не менее загадочным явлением природы до сих пор остаются и цунами. По определению в работах [5, 23, 30] цунами – это морские гравитационные волны большой длины, возникающие главным образом в результате сдвига вверх (или вниз) протяжённых участков дна при подводных землетрясениях. Несмотря на существование этого, казалось бы, простого и ясного определения, неудовлетворённость в среде учёных по данному вопросу остаётся, так как чувствуется некоторая искусственность в его объяснении. Дело в том, что на поверхности наблюдаются боковые сдвиги, но сколько-нибудь протяжённых участков земной коры, которые бы резко поднимались или опускались и тем более обваливались бы в результате землетрясений, нигде не обнаружено. Такой подход в трактовке механизма возникновения цунами не решает и многие другие, порождаемые этим явлением проблемы.

После изложения в подразделе 1.4 концепции об электрической природе происхождения землетрясений становится понятным и происхождение цунами. Они также порождаются электрическими разрядами, при этом давление в разрядном канале может достигать огромных значений – 10 000 кг/см². Из-за быстрого перемешивания воды происходит нарушение границ естественного накопления зарядов, поэтому цунами – это разовый процесс, не имеющий ни фор- ни афтершоков.

В подразделе 1.5 впервые в печати излагается непосредственно сам «механизм» образования и процессы развития цунами. Это позволит понять, что же на самом деле происходит в эпицентре при возникновении таких волн, как можно с большей достоверностью объяснить все наблюдаемые при этом природные явления и эффекты.

В теории тектоники литосферных плит особое внимание уделяется геодинамическим взаимодействиям [2, 20, 22, 42, 45, 56, 86, 109 и др.]. В развитие этого вопроса написан подраздел 1.6. В нём рассматриваются процессы, связанные с взаимодействием структур: коллизия, обдукция, субдукция. Показано, что коллизия и обдукция, если процесс взаимодействия структур не прекратится, в конечном итоге преобразуются в субдукцию. Поэтому процесс субдукции рассматривается наиболее подробно. Доказывается, что субдукция может быть двух видов; каждому из них даётся свое название. В случае, когда направление погружения корового блока (структуры) и движение мантийного вещества совпадают, образуется рейк, т. е. субдуцирующая структура поджимается к вышележащей структуре. Айдайк образуется тогда, когда движение погружающегося блока направлено против движения мантийного вещества. В данном случае происходит, казалось бы, противоречивый процесс. Чем большего размера образуется айдайк и чем глубже он опускается (внедряется) в мантию, тем легче происходит его дальнейшее погружение. А происходит это оттого, что айдайк, являясь для мантии барьером, способствует созданию в предайдайковом пространстве повышенного мантийного давления и «приподнимает» другую структуру, тем самым облегчая подвдвигание субдуцирующей структуры. Одновременно в заайдайковой области мантийное давление уменьшается – происходит общее опускание структуры.

С геодинамическим взаимодействием в литосфере связан магматизм. Это один из важнейших процессов, обуславливающих развитие литосферы и рельефа Земли. Проявление вулканизма осуществляется двумя разными способами излияния магмы: посредством вулканов и через крупные разломы. Оба эти типа излияний внешне хорошо изучены и довольно широко освещены в литературе [2, 4, 5, 7, 29, 45, 47, 64, 75, 85 и др.], но до настоящего времени нет публикаций, объясняющих особенности проявления магматизма на Земле. Частично эти проблемы затронуты в подразделах 1.3 и 1.4, однако более детально с позиций ТЭМПЭКО и ПГП они рассмотрены в подразделе 1.6.

До сих пор считается, что дайки, жилы и другие протяжённые геологические образования подобного типа образуются за счёт внедрения в кору расплавов с последующей их кристаллизацией. Так, в работе [62] отмечается: «Самая поразительная особенность дайкового комплекса – его строение. Обычно дайки ориентированы своими плоскостями параллельно друг другу. Часто таким образом они формируются в „пакеты“; в таких пакетах дайки часто имеют закалочный контакт (т. е. зону воздействия расплава на стенку камеры, в которой происходила кристаллизация) только с одной стороны». «Секрет» такого строения даек, жил, и проблема объяснения закалочного контакта в них раскрывается в подразделе 1.6.

В истории науки, наверное, самыми драматичными для исследователей в познании природы были проблемы строения Вселенной. Не одно поколение учёных пострадало от церковных преследований, прежде чем вместо геоцентрического строения нашей планетной системы утвердилась гелиоцентрическая. Однако и сегодня количество достоверных фактов о Земле, планетах и их спутниках, Солнце и других звёздных системах невелико. Как считают авторы работы [46], «… самое главное, нет единой теории, гипотезы или даже модели, объясняющей эти факты». Вопросам строения и эволюционным преобразованиям в нашей планетной системе посвящены сотни публикаций. Среди них можно отметить следующие работы: [16, 17, 34, 42, 46, 49, 59, 60, 62, 81, 88, 105, 107, 118, 119, 121, 126, 129, 132 и др.]. В них рассматриваются десятки различных гипотез строения и образования Земли, планет, Солнца. В работах [46, 121] произведён довольно подробный анализ известных до настоящего времени гипотез образования Солнечной системы и её эволюции. Почти все космогонические гипотезы периодически подвергаются существенной критике, так как ни одной из них не удается объяснить весь набор известных фактов.

Распределение момента количества движения в Солнечной системе таково, что 98 % его обладают планеты и пространство, их включающее, в то время как более 99 % массы вещества системы заключено в центральном теле.

Этот парадокс представляет определённые трудности его разрешения для всех теорий. Задача заключается в том, чтобы объяснить, каким образом момент количества движения от Солнца передался окружающему его пространству и заключённым в нём телам (планетам).

Всякую гипотезу можно опровергнуть одним твёрдо установленным фактом, не согласующимся с ней. Но даже в такой наиболее полно проработанной теории «холодного» образования планет О.Ю. Шмидта и его последователей существует целый ряд необъяснимых фактов, которые уже нельзя игнорировать. По этому поводу в работе [121] констатируется: «…к настоящему времени „холодная“ модель общепринята, весьма подробно разработана и практически, за малыми исключениями, внутренне согласована. Казалось бы, нет причин развивать какую-либо модель, альтернативную «холодной». Однако не «всё гладко с интерпретацией некоторых известных фактов физики Земли с точки зрения „холодной“ модели». Далее, при комментировании этого утверждения, в тексте отмечается: «Оказывается, что каждую планету необходимо „изготовить“ из своего строительного материала и по „своему рецепту“ – иначе не получается. Магнитное поле, присущее большинству планет, всегда обязано своим появлением динамо-эффекту, но для каждой планеты имеет свои особенности: например, проводящая среда – это либо расплавленное железо, либо жидкий водород и т. п. Совершенно не ясно, почему было магнитное поле на Луне и почему исчезло? На Земле вроде бы действует тектоника плит, а на других планетах её нет. Планеты имеют существенное различие в средних плотностях, в то время как базальты с Луны мало чем отличаются от земных». Кроме этого, можно добавить и другие особенности Солнечной системы, не объясняемые гомогенной гипотезой. Это совпадение направлений вращения Солнца и планет; расположение плоскостей орбит планет в области, прилегающей к плоскости экватора Солнца; подобие строения Солнечной системы и планетных систем Юпитера, Сатурна и др.

Все перечисленные «неувязки» могут найти простое разрешение с позиций ТЭМПЭКО и ПГП и рассматриваются в подразделе 2.1. Причём в основу излагаемой концепции образования планет положена «холодная» гипотеза О.Ю. Шмидта. Однако в неё включены два основных постулата: 1) возникновение у Солнца магнитного поля (по принципу, рассмотренному в подразделе 1.1) вращающего Солнце и передающего вращающий момент окружающему пространству; 2) зависимость темпа времени от расстояния до излучающей крупной массы, т. е. зависимость скорости протекания физико-химических процессов на космических образованиях от степени гравитационного (влияния) притяжения.

По рассматриваемой концепции в эволюционном развитии планет звёздной (Солнечной) системы выделяется XII фаз их космогонического преобразования. С таких поэтапных принципов эволюционного развития планет в подразделе 2.1 планетам нашей системы и даётся характеристика. Наиболее детально в этом плане охарактеризована Земля (см. подраздел 2.2).

В многочисленной геологической литературе, пожалуй, наибольшее внимание уделяется рассмотрению представлений об условиях формирования и размещения различных полезных ископаемых. Тем не менее многие важные вопросы, связанные с образованием скоплений полезных ископаемых, всё ещё не решены, не определены источники или поставщики химических элементов, не разгаданы причины, пути и формы перемещений этих элементов к поверхности, нет единой концепции, увязывающей всё обширное разнообразие генезиса месторождений полезных ископаемых.

В подразделе 2.3 рассматривается ряд проблем, связанных с причинами концентраций химических элементов в земной коре. Из положений ТЭМПЭКО и ПГП следует, что месторождения полезных ископаемых должны иметь зональное строение.

Теория вертикальной и горизонтальной зональности месторождений ещё во второй половине 30-х гг. прошлого столетия была разработана В. Эммонсом. Однако, несмотря на то что кроме теоретических соображений построения Эммонса основывались на примерах некоторых месторождений с явно выраженной зональностью, она встретила ряд существенных возражений со стороны геологов. Дело в том, что теория зональности учитывала изменения рудообразующих растворов только в пространстве, но не во времени, поэтому в дальнейшем интерес к ней был потерян.

Рассматриваемый в подразделе 2.3 механизм генезиса месторождений полезных ископаемых, с нашей точки зрения, лишён всех тех недостатков, которые присущи теории зональности. Предлагаемое объяснение процессов образования скоплений полезных ископаемых допускает многократное изменение зонального рудообразования не только в пространстве, но и во времени. Причины возникновения вертикальной и латеральной зональности месторождений полезных ископаемых рассмотрены на примере золота и ассоциирующих с ним химических элементов.

«Несмотря на большие успехи в изучении геологии, петрологии и геохимии алмазоносных кимберлитов проблема происхождения этих загадочных пород пока ещё далека от своего полного решения», – констатирует О.Г. Сорохтин в работе [106]. К настоящему времени известно несколько гипотез происхождения природных алмазов. Наиболее распространенная из них утверждает, что кристаллизация алмаза совершается глубоко под земной поверхностью в расплавленной огненно-жидкой массе под большим давлением и при высокой температуре. При подъёме магмы вверх, где существенно уменьшается давление, происходит взрыв, в результате которого алмазы вместе с магмой оказываются близ поверхности Земли. Подобный подход к механизму образования алмазов удовлетворяет учёных, так как условия, при которых якобы кристаллизуются алмазы, совпадают с результатами теоретических исследований, полностью подтвердившимися экспериментальными проверками. О.И. Лейпунский [37, 75] на основе теоретических представлений рассчитал, что для превращения графита в алмаз в твёрдой фазе необходимы давление 6000 МПа и температура в пределах 1700–1800 ^оС.

Однако у всех существующих моделей образования алмаза присутствует недостаток, который ставит под сомнение их реальность. Известно, что температура воспламенения алмаза в присутствии кислорода лежит в пределах 800–875 oС, а температура перехода в графит равна 1000 oС. Эти два параметра не допускают перемещений алмаза совместно с магмой, так как её нагрев должен быть гораздо выше этого значения, ибо при температуре менее 1000 oС она, как правило, теряет свою подвижность. Температура уже излившейся на поверхность лавы составляет 1100 oС и более [4, 30, 105]. Кроме того, в известных моделях происхождения алмаза почему-то не принимают во внимание графит – ещё одну форму существования углерода.

С точки зрения автора, из всех известных сегодня опубликованных идей образования алмазов самой продуктивной может считаться модель, предложенная О.Г. Сорохтиным. Она действительно способна объяснить многие специфические черты образования алмазов [106]. Однако, к сожалению, в его работе при правильном (в геохимическом аспекте) подходе к кимберлитообразованию автор модели также полагает, что алмазы образуются в формирующихся на больших глубинах расплавах и выводятся с ними на дневную поверхность.

Автор же, вслед за работой [106], также на базе теории тектоники литосферных плит и также с помощью процесса субдукции, но несколько по-другому объясняет в подразделе 2.3 генезис алмаза и графита.

В процессе образования алмаза и графита непосредственное участие принимают электромагнитные поля. Доказывается, что свое название «трубки взрыва» они получили «заслуженно» и оправдывают его, ибо они действительно образуются при помощи электрического разряда – взрыва.

В подразделе 2.3 также дается объяснение существованию важного поискового признака кимберлитовых трубок. Дело в том, что при электрических разрядах должно происходить сильное намагничивание пород, окружающих трубки. При их выбросе обломки распределяются кольцевыми валами. С помощью высокочувствительной магнитной съёмки остаточную намагниченность кольцевых валов можно зафиксировать на поверхности.

В зависимости от направления токового пробоя в молниевом разряде находится и полярность остаточной намагниченности пород. В приповерхностной области коры могут скапливаться заряды обоих знаков. В области анода при разряде образуется углубление (кратер), в области катода – заострение (конус). То, что в трубках взрыва происходят электроразряды с разной направленностью тока в них, подтверждают свидетельства из [75]: «У большинства кимберлитовых тел магнитное поле совпадает по направлению с современным магнитным полем нашей планеты. Однако у некоторых диатрем магнитное поле имеет противоположную полярность. Прямую и обратную намагниченность имеют кимберлиты, не только удалённые на сотни километров, но и находящиеся в непосредственной близости друг от друга».

С тех же рассматриваемых в нашей работе позиций в подразделе 2.3 описан механизм, приводящий к образованию природных горючих газов, нефти и угля.