Методы локальной реконструкции тектонических напряжений по кинематическим данным: физическая несостоятельность и ложные цели. Часть Iстатья
Статья опубликована в журнале из списка RSCI Web of Science
Статья опубликована в журнале из перечня ВАК
Статья опубликована в журнале из списка Web of Science и/или Scopus
Дата последнего поиска статьи во внешних источниках: 21 мая 2019 г.
Аннотация:В настоящей работе критикуются устоявшиеся воззрения, согласно которым ориентацию осей главных тектонических напряжений можно определить, используя локальные (во времени и пространстве) наблюдения за кинематическими индикаторами, позволяющими в совокупности оценить скорость приращения деформации исследуемого блока земной коры. В критикуемом подходе не принимаются во внимание или замещаются субъективными предположениями следующие факторы:
- взаимодействие блока с вмещающей средой, выраженное условиями его равновесия,
- скорость изменения напряжений, которая, помимо самих напряжений, также может влиять на скорость приращения деформаций,
- индивидуальные макроскопические механические свойства вещества блока при неизвестных искомых напряжениях, в том числе, отношение времени релаксации напряжений к периоду наблюдения.
Такой подход, развиваемый в некоторых науках о твердой Земле, главным образом, в тектонофизике, мы называем методом локальной кинематической реконструкции (МЛКР) напряжений. После краткого обзора концепции сил и напряжений, а также обсуждения вопроса о важности изучения тектонических напряжений, в данной статье представления МЛКР опровергаются как на основе аргументов общего характера, так и на примере некоторых мысленных экспериментов. Показано, что использование МЛКР для условий земных недр не гарантирует от получения результатов, принципиальным и кардинальным образом отличающихся от истинных тектонических напряжений. В исследуемом блоке горных пород, в зависимости от не учитываемых в МЛКР факторов, главные оси тензора скорости деформаций, с одной стороны, и оси главных напряжений – с другой, могут быть разориентированы каким угодно наперед заданным образом. В том числе, в процессах, сопровождающихся высвобождением упругой энергии, максимальная скорость удлинения может быть направлена вдоль оси максимального сжатия, а максимальная скорость укорочения вдоль оси максимального растяжения. Выявлены процессы деформирования, наиболее неблагоприятно влияющие на результаты реконструкции напряжений средствами МЛКР. Введено понятие унаследованного режима напряженного состояния, в котором ориентация осей главных напряжений за время наблюдения не зависит от процесса деформирования и, поэтому, в принципе не может быть определена средствами МЛКР. Попытка непосредственного локального определения осей напряжений по кинематическим данным является ложной целью, т.к. ни физический смысл тензора напряжений, ни способ его введения к деформациям никакого отношения не имеют. Делается вывод о физической несостоятельности МЛКР и о необходимости возврата от тектонофизической концепции локальности к представлениям классической физики, а именно, к использованию законов сохранения. В тексте статьи на примере некоторых руководств по тектонофизике вскрываются типичные ошибки в понимании проблемы реконструкции напряжений.