Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Движения в ядре Земли и их связь с наблюдаемыми на поверхности явлениями

ВАК РФ 04.00.12, Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Движения в ядре Земли и их связь с наблюдаемыми на поверхности явлениями"

' Пхэс^дшггвшшЖ КОМИТЕТ СССР ПО НАРОДНОМУ ОБРАЗОВАШЮ /

1 ' МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕШШ, ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ II ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ДО МИМ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ М.и.ЛОМОНОСОВА

. . . . ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

' На правах рукописи

/VVV'^'.rV ' •

(;.,_. .-../г: ^-/¿Â

\ВСЮК ЮРИЙ НИКОЛАЕВИЧ

УЛК 550.3

ДВИЖЕНИЯ В ЯДРЕ ЗЕМЛИ И ИХ СВЯЗЬ С НАБЛЮДАЕШДИ НА ПОВЕРХНОСТИ ЯВЛЕНИЯМИ

Специальность 04.00.12 - геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой сгепени доктора физико-математических наук

■Москва - 1988

Работа выполнена в Институте физики Земли им.О.Ю.Шмидта /кадемии наук СССР.

Официальные оппоненты:

В.В.Белецкий - доктор физико-математических наук, профессор, ведущий научный сотрудник Института прикладной математики ш.М.В.Келдыша АН СССР.

В.В.Нестеров - доктор физико-математических наук, ведущий

научный сотрудник Государственного астрономического Института им.П.К.Штернберга.

В.Л.Пантелеев - доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник физического факультета Московского Государственного Университета им.М.В.Ломоносова.

Ведущая организация: Пулковская Главная Астрономическая обсерватория Академии Наук СССР (г.Ленинград).

Защита состоится "_"__ 1989 г. в 15 часов 30

минут на заседании специализированного совета Д 053.05.24 г.Москва, Ленгоры, МГУ, Геологический факультет, зона "А", 611 ауд.

О диссертацией,можно ознакомиться в библиотеке Геологическо-' го факультета МГУ (зона "А", 6 этаж).

Наш адрес: II9899,гор.Москва, Ленгоры, МГУ, Геологический факультет, ученому секретарю спецсовета Д 053.05.24.

Автореферат разослан "_"__1988 г.

Ученый секретарь специали- ^

зированного совета, < л

кандидат технических наук кУгь^У^ Б.А.НИКУЛИН

Актуальность работа.

Теоретическое развитие геофизики в XIX веке значительно опережало ее экспериментально возможности. По механическим -.-разделам геофизики основополагающие теоретические работы были сделан« на рубеже XIX - XX века. Больиая ааслуга в стимулировании и исполнении этих работ принадлежала В.Томсону (Кельвину). Эксперимент в геофизике в то время делал первые шаги.

Соответствие разработки теоретических схем с возможностями натурных измерения существенно изменилось в настоящей время. Стандартизация аппаратурных комплексов, высокая точность регистрации временных интервалов, машинная обработка данных позволяют оперативно проверять возможные причинно-следственные связи целого ряда явлений, которые раньше обсуждались на качественном дискуссионном уровне. Настоящая работа, по сути дела, более рас-пнренно разбирает связанные с наличием у Земли внутреннего ядра, некоторые вопросы геофизики, которые оставались открыты!«! з классических работах из-за недостаточности экспериментального материала .

Так, например, в "Геодинамике" (глава IУ раздел 55) Ляв писал: "Относительно применимости теории равновесия к приливам внутри твердого тела могли бы остаться сомнения, если бы как было предположено Земля состояла бы иа твердого ядра, заключенного в твердой оболочке, от которой она отделена слоем жидкого материала. Но как мы увидим при обсуждении наблюдений Хекера, такое строение маловероятно".

Эти строки были написаны в 1911 году, а в 1930 году, как известно, Джеффрис и Гутенберг подтвердили открытие Леман , что внутри жидкого ядра находится твердое внутреннее ядро. Ряд свойств внутреннего ядра изучен. На некоторые его свойства, как например, на нежесткость связи внутреннего ядра со всей Землей обращено внимание исследователей в последнее время.

Экспериментальные исследования приливного воздействия Луны и Солнца на Землю в настоящее время проводятся достаточно широкой сетью гравиметрических, наклоноиерных и уроснемерных станций, Выявлен целый ряд особенностей во времени!« вариациях силового воздействия и отклика гидросферы, земной корт и глубинных частей Земли (в частности, ядра) на это воздействие. Некоторые дискус-

сионлые вопроси, имевшие место 2 презлом,. снова стали актуальными» Известно, что существует различие описания приливного воэдейст-' сия, объясненного Ньютоном, н той аналитической формулой, которой описана приливная сила у Лапласа. Согласно Лапласу (книга ХШ), "Ньютон предположил, что при вычислении прилива действие Солнца должно быть умножено на косинус двойного синодического движения Луны аа этот интервал времени. Но эта поправка ошибочна". Далее Лаплас, но имеющимся в то время уровнемерным наблюдениям (главным образом в Бресте), делает заключение, что экспериментальные данные не выявляют предполагаемых Ньютоном членов.

Современный наблюдательный материал и наши знания о внутреннем строении Земли позволяют вернуться к обсувдению замечания Лапласа и рассмотреть его более детально в сопоставлении с экспериментом.

Цель и задача работа.

Информацию о движениях внутреннего одра можно вццелить из материалов регистрации приливных вариаций силы тякести, наклонов, уровней водоемов. При этом необходимо убедиться в полноте описания приливной силы формулой Лапласа.

Регистрация приливных эффектов - это выявление косвенном образом особенностей орбитального ускоренного движения Земли.

Действительно, можно, не производя астрономических наблюдений, образно говоря, "не глядя на небо", по записи гравиметра или по регистрации уровня водоема получить представление и воссоздать картину движения Земли и Луны вокруг барицентра (центра пасс Земля-Луна), изменения ориентировки Земли и Луни относительно Солнца. Следовательно, теория, описывающая приливные эффекты, долина отражать все особенности орбитального движения Земли. Проделанный нами анализ показал, что аналитическое описание приливного воздействия Луны и Солнца на Землю, предложенное Лапласом, содержит только члены, соответствующие.невозмущенному, кеплеровскому движению Земли. Такой характер (вид) орбитального движения - некоторая идеализация, и она отличается от действительности. Лаплас использовал характеристику силы, данную Ньютоном (у Ньютона описание приливов дано в виде геометрического построения), но членами, соответствующими возмущениям, пренебрег. Мы решили поступить следующим образом: ввести в Лапласо-

во описание приливкой силы дополнительные плены, соответствующие возмущениям и провести с этим расширенным описанием и пер-' гоначальной (исходной) формулой Лапласа сопоставление материалов экспериментальной регистрации приливных эффектов. Таким образом, появилась возможность убедиться, каксэ списание более полно реконструирует природные процесса, связанные с приливным воздействием Луны и Солнца. Такой эвристический подход делается нами впервые (указание о наличии вознуценних членов в описании приливов принадлежит Ньютону), ого правоиошгость подтверждается анализом экспериментального материала. Установление правомочности и плодотворности такого таг:, являптся состав!Юй частья настоящего исследования, так как nnst обсуждении движений в ядро "опрос о действующих силах им'лт rsrnrca аълченяч.

Научная ногчРна.

1. По фактическое материалу регистрации приливных

топ сделано заключение о необходимости исследования полноты описания приливной сил!; фор!<улой Лапласа.

Несоответствие теории эксперименту проявляется л значения" факторов ö и ^ , которые представляют собой частное ст деления амплитуды измеренной на амплитуду дотсленнуп по формуле Лапласа, т.е. 8 - - для волн вертикальной компонен-

ты приливной силп; у я а.-г„с?. - для волн горизонтально

компонент: восток-запад, север-гаг. Так, значег-ж: V' характеризуются величинами от 0,52 до 0,8; значение Ё"' определяется в диапазоне 1,081-1,250.

2. По «атериалам лунного эксперимента " Аполлон" продемонстрирован частный характер описания приливной силы формулой Лапласа и общий характер формулы Лапласа, к которой добзплегп пертурбационные члены.

С привлечением формулы, содержащей пертурбационные члени, проведена интерпретация имеющихся сейсмических данных. Показано хорошее соответствие вариаций силового воздействия и сейсмического отклика, имеющего место на Луне, что не удается сделать с привлечением только формулы Лапласа.

3. Привлечение к интерпретации геофизических процессов описания приливной силы, содержащей возмущения, позволяет рассмотреть некоторые явления, считавшиеся ранее независимыми от

приливного воздействия. В первую очередь, это относится к явлению изменяемости широт (Чавдлеровское колебание полюса). Так как Чандлеровская цикличность - вто синодическая цикличность орбитального движения Земли, то процесс изменяемости широт есть отражение вынужденных движений внутреннего ядра Земли. Предлагаемое описание процесса хорошо согласуется с накопленными экспериментальными данными. В рамках данного объяснения намечается связь сейсмичности с процессом изменяемости широт. И то и другое явление опосредовано связаны с изменением силового приливного воздействия, с перемещениями внутреннего ядра Земли.

4. На основании анализа показаний наклономеров, абсолютных и приливных гравиметров сделано заключение, что в регистрируемых вариациях присутствует месячная гармоника, зависящая от перемещений внутреннего ядра, ее амплитуда достигает значений

20 - 30 • 10_бсм/с2.

5. Впервые в схему приливной эволюции системы Земля-Луна введены дополнительные детали: I. приливное воздействие описано с учетом возмущений} 2. учтено наличие внутреннего ядра Земли. В рассматриваемом Ьарианте эволюция может носить колебательный характер. Следопзия варианта схемы сопоставлены с летописью геологических процессов фанероаоя.

Практическая значимость.

1. Все основные признаки процесса изменяемости широт.могут быть с большой вероятностью проинтерпретированы как проявление на поверхности вынужденных движений внутреннего ядра Земли, Это дает возможность постановки планомерных гравиметрических, астрономических, магнитометрических наблюдений за движениями в ядре.

2. Расширенное описание приливной силы, в котором учитываются дополнительные члена, соответствующие возмущениям, мояет привлекаться к интерпретации процессов, происходящих на планетах и спутниках Солнечной системы. Целесообразность такого подхода наглядно продемонстрирована при интерпретации лунной сейсмичности, солнечной активности,

3. Оценки оффектов изменения силы притяжения из-за смещения ядра дают основания надеяться, что поставлешме планомерные наблюдения геофизических явлений позволят не только регистрировать перемещения ядра, но также уточнять параметры ядра и окру-

• ,ч: '-•...';. ;:..■'(. г; 1 V . • ,•': ;, • ".ИД ,

• 1 л ч ¡ддид ;->;-er.i:.:

.. Д.. v . ■ :;ДД"Д г' и;; П'.-р", =<ЧДД; ;i:;oiif!,:.

.•-.с:.' дл»кдЛ нд:ддп>!!ш др^погч) и хосрсшого ирнлиешгл: с ^-лктой :■«: сч:гь пол«»»«::! ч «спроса:: прогнозд сейсмичности.

f-cuorciuo результата идооти могут й«ь нспользотш Астросо-■•cvo:t ДН СССР и лрупязд o<fr.»pvaTopns!ni, занимающимися пссдодогч-.ч процесса иомшясмости строг, Институтом океанологии Л11 СССР, п'чппж-'зкмся исслодог">№юм приливов, гволсгинзсхки ииститутси Л1 СССР, Геохимическим институтом АН СССР, ».чадлак^хся туче-ir.itч опсшщиа процессов, происходящих ка 3:;нлб,

/лробапня. рлбот;и

Осковш;о поло7'-:»п1Я диссертации докладом гаеь «пторсм ни г/люрзх а Институте фмоики Зе.чли, а чтив на ссмншрах: п Иисти-•гуео одоротичвской астрономии /Л СССР (20. ХП. ); п Гссудпр«?-j:c:?!jc?i астроно"ичвснсч Институте ш.ШгерцЯоргп (14..v't.?ih\}; icrpucors'io Ail СССР (EO.X.k'Jr.); j >';;utv^ссг^чгекн" исслсдо-/¡H СССР (EVJI.tilr.)! vi кд^чцгд т; -плоско!: чсх.-штап :if7 (5,ПД'Ог.); я Циститу;1!-! кдтанпкп при I'.VJ (1,ПД'1г„); Илстмтуго с:;-диолсгга о слулгл {Ii.!,>;ti\Gir'.); •.) Родос.гвлсиоП :>cv-

рс':снн»эс?(сЛ абсзрвлтортл ДН УССР (£1.XI.01г.); з Института проблем ;гй?глн£1кн АН СССР (ПО.У.&ц'.) и др.

Отделытчч рчэделм диссертации ¿или доломана на меадупарод-¡птх конференциях и всоссаглвк совещаниях и мл шсолах-семшпрах. На совещании " Core I>y<tq.v»icj: « (Будгщспт, 2б.У'Х-1.УП,7Сг.); Интерчосмос, 6 секция (г,Суздаль, I3-IG,IX.&2г.); Осессоонсе со-всгдаше по проблем*» кеотохтсншси (г.Таллии, 26-29.1У.82г.); пкола-ссминар ''Пространственно-временная ритмика голногесфиви-ческнх процессов" (г.Львов, 1979г.); на симпозиуме Астрономического Союза (фигура и динамика Земли, Луни, плзнет. г.Прага, 1986г.) и др. Понимание ряда вопросов формировалось у автора в ходе дискуссий, имевших место с коллегами, интересующимися

смешили и родственными явлениями.

Автор считает своим долгом поблагодарить своих коллег за оказанную ему помощь и внимание.

Публикации.

Настоящая работа является составной частью работы по проблеме 3.1.14.1.3. "Изучение современных, вековых и длиннолериодных движений их природы и связи с геофизическими полями и явлениями", номер госрегистрации 01.86.0, 042564 и по проблеме 3.1.14.5.1. "Исследование стабильности гравитационного поля"... номер госрегистрации 01.86.0, 087384, которыми автор занимался в Институте физики Земли АН СССР. По теме диссертации опубликовано 16 работ.

Структура и объем работа.

Диссертация наложена на 290 страницах машинописного текста с 25 рисунками, приложения и 171 библиографий литературы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава I. Материалы регистрации приливных изменений силы тяжести, наклонов, деформаций земной коры, изменений уровня водоемов. Систематическое расховдение оксперимент-теория, состояние дел с объяснением этих расхождений.

Приводятся материалы регистрации равных проявлений приливного воздействия Луны и Солнца на Землю, начиная с изменений уровня водоемов, кончая высокоточными абсолютными определениями силы тяжести. Разнообразие способов регистрации позволяет выявить некоторые общие закономерности, присутствующие в невязках эксперимент-теория. Например: сползание нуля гравиметра, установленного в Алма-Ате, оказывается подобным сползанию нуля сейсмографа, установленного в Ленинграде. Дается объяснение теорминологии, традиционным методам первичной обработки. Подробное изложение работ предшественников позволяет остановиться на расхождениях в значениях факторов у волны м г равных 0,52-0,55 со значениями ^ волны к/1 , paвíIыx 0,72 - 0,74. Такие же расхождения отмечены при сравнении Уе« с Х&Ч ' ® значениях фактора 8~ расхождения также имеют место. Обращено внимание на то, что применяемая процедура исключения сползания нуля находится в зависимости от теоретического описания приливного воздействия. Все исследователи сходятся на том, что "обнаруживается странный факт невозможности свести | и ? в общую систему, из которой можно было бы

получить согласующиеся значения чис?л Лиг- к . Ь , С "Дается обзор современных рабо? Мельхиора, Вара, из которого видно, что расхождения эксперимент-теория сохраняется при усложнении методики обработки и введения болея слоязялс модельных представлений связи факторов ^ и с числами Лява. Выполнен подробный анализ вариаций компоненты F Gvj приливной силы, зарегистрированных в 'Галгарэ и Протвино. Выявлена систематическая разность мезду зарегистрированной вариацией и вариацией, посчитанной по формуле Лапласа. Систематическая пппность имеет цикличность продолжительностью в месяц или в полошну несяца и а;-,-плит,уду порядка 20-30- 10_осм/сй'. Лналогич1р;с5 сист^мап'.ческио расхождения имеготся в материалах регистрации ff- па.Кшси Полисе. Эти невязки подводят к необходимости анализа полнот" описания приливной силы формулой Лапласа. Приливные скот - г?о потиряюте силн (в соответствии с терминологией Деламборэ). Их тхегдение выполняется по разработанным в динамике прагилам.

Приливная сила, дейстпуящая на пробную частицу, есть разность всех гравитационных сил, действующих: на частицу со стороны небесных тел массы Mi и силы инерции, представляющей собой ускорение центра масс исследуемого тела Q „ , умноженное на массу пробной частицы Syr) , т.е.

I i i

( 5" ~ гравитационная постоянная, И; f ^ массн небесных тел и расстояния от них до частицы Sm ).

Общепринятая формула Лапласа, имеющая вид:

F = -«>

t;

характеризует случай взаимодействия двух сферически-симметричных тел, движущихся по_кеплеровским орбитам. Орбиты не в о смущенные, ускорение ^'К1/^3 - имеет только радиальную компоненту ( Г - радиус вектор, соединяющий центры масс тел). Компонента, перпендикулярная радиусу вектора ), _равна нулю,

вследствие постоянства секториальной скорости Гг© = Соп$1: (закон Кеплера). Движение, при котором ~ 0, называется не-

• ' . ■. ' ; . г. --'Г». : ; • ■ ■ " : г'.,'-."1 ю .

- ;..:., ■.. , 1 (:>■ у *:. с.1.У'-

■уо ■ : Ьч;'"■•.. •• , ■-■:: уу ' . V... ..

У,- . .у, , . •■ .. V ! ' V ; • ■•.....

: /.., 1 ы-у; у.у! ,: ,

!!;•. 1 л:•'■.',до ;•■ {':) ; ;

и--ч' '-г-'О со

I',1:.: Ц I ; г уиу'о у.!:'!■ >1;; : Г'> О-

ц;;>гг)';'; г, !:"л'.;:уу.'.к;., ¡-.у,, • - :'■ угч . 1 .

н-буса.;;1« .;..{• V, V; " . ; ''--.п- "''.:гг:"!, ' улгу; -

¡чп У,'.;:.' >у. 'р.. ..■'•!:..'. "../У, у 1 П1< ро? V 'У.

¡уу«.:'»^,. ■■ ■ . >,:•;'. • ' ' ■ ''-'у*' 1 ■ '.*

± Цг * , ~ -Г)

, " ' (ч)

где ¡м;ууп; и, , ... Ц„ соответствует случ&» ьзаимодейст-1-лп двух сфсфач; ски-с«..-< .;гри«нг.ч тел, прсдстоштет характеристику услысо квллор01:с;сог; част прилитой силы. Согласно опроделс-тго (I), к обобщим» (•'}) нут возмущённо« характеристики реального дышен,ш тела. Обобщили формул« (2) на случай О - тол пг даот полного описании прнлнсиоЯ силы, соответствующего дейсть;!-тельнону дх>жеш» тел". в конфигурации и -тел.

Рассмотрен случаи взаимодействия трех тел. Конкретно - сис-тека Земля-Лум-Солпцс, показано, что форяула, харакгер;:&у&э;2Я приливную силу, дейстьуызог» т Зенлю, подобна формула, описывав-щей прнливиоо ноздайстшто на Луне. В отих формулах, помимо кеплс-ровской части вида (2), присутствуют и портурбациоиназ члени. Это ьполне понятно, так как Луна и Земля находятся в переносном гмссте с центром Земля-Луна (барицентром) движении и в относительном возмущенном движении вокруг барицентра. Ньютон предусматривал наличие пертурбационных членов в характеристике прилииюй силы. Лаплас ставил их под сомнение, т.к. их наличие не подтверждалось наблюдениями в Бресте.

Несложно понять, что суммирование кеплоровских парных дви-

жений не отражает действительного движения тел в конфигурации

тел и, конечно, при этом возмущения, свойственные реальным движениям, остаются вне рассмотрения. Так как обоснование обобщения (4) Лапласом не аргументировано, то мочшо предположить, что оно возникло из-за упрощенного прочтения формулы (2). Действительно, если в формуле (2) второй член записать подобно перво-

то формулу, характеризующую приливную силу в случае кеплеровско^ го движения, можно прочитать,так, что никаких упоминаний о движении не будет. Формула (5) читается: "приливная сила есть разность между силой притяжения внешнего тела, приложенной к произвольно расположенной частице , и силой притяжения, приложенной к той же частице ^ип , расположенной в центре масс исследуемого тела". Это уже случай ститики, в нем не должно быть упоминаний о возмущениях. Статическое описание приливной силы подвергалось критике, например, у Маха написано: "Не всегда с достаточной ясностью указывается на то, что явление должно было бы быть по существу другим, если бы Луна и Земля не находились друг относительно друга в ускоренном движении, а в состоянии от-' носительного покоя". И тем не менее оно входит в большинство учебников и в специальную литературу, например, в книги П.Мельхиора, Джеффриса, Каулы и др. Так как наличие пертурбационных членов не противоречит определению приливной силы (I), то в настоящей работе делается следующее: в формулу Лапласа вводятся дополнительные члены, соответствующие возмущениям (пертурбациям). Процедура вычисления пертурбационных членов подобна аналогичной процедуре в задачах механики. Таким образом, формула Лапласа содержит в себе основную характеристику орбитального движения исследуемого тела - кеплеровскую часть, которая дополняется пертурбационными членами, число и вид которых определяется действительным видом движения рассматриваемого тела и точностью поставленных исследований. Так, горизонтальные компоненты приливной силы, действующей на частицу Земли в конфигурации Земля-Луна-Солнце, имеют вид (компоненты Р^ - по вертикали,

му, т-.е

(5)

» в пл.горизонта):

Г г М|Г

• СоьЗ)2*0* Аг- А,}

. СолЗ) А* -'И2.А,}

Пертурбационные члены вцделены фигурной скобкой, I) - угол взаимной ориентировки Земля-Луна-Солнце изменяется с синодической цикличностью.

Для выявления пространственных и временных особенностей приливная сила, действующая на частицы Земли, разложена на компоненты местной горизонтальной системы координат. Координаты приливообравующих тел Луны и Земли относительно горизонтальной системы отсчета расположения частицы записаны в виде

функций их экваториальных координат, Показано, что традиционное лредставление приливного воздействия в виде приливов первого, второго и третьего рода дополняется пертурбационными членами.

Глава П. Строение Земли. Выделение глобальных структур и их характеристики.

Основное внимание уделено современным представлениям о структурном строении Земли, т.е. выделению таких основных структур, как оболочка, (кора+мэнтия), ядро, внутреннее ядро. Определенный интерес имеют пограничные области между мантией и ядром, между ядром и внутренним ядром. Описание внутреннего строения Земли сде..зно узконапраиленнкм в связи с .интересом к глобальны:»! движениям ядра, которые могут ощущаться на поверхности в изменениях силы тяжести, в положении оси вращения и в вариациях магнитного поля. Реология оболочки в настоящем исследовании не рассматривается, так как если перемещения ядра имеют место, то в первом приближении их молено изучить, считая оболочку жесткой. Взвдо понять, есть ли они.

Вязкость земного ядра- наименее известный параметр Земли. Продольные волны, проходя ядро, испытывают малое поглощение, поэтому значение вязкости оценивается в пределах 10^ - Ю^см^/с. В слое Ед , разделяющем внешнее и внутренее ядро, считая, что это граница фазового перехода, обусловленная плавлением, значение вязкости удается оценить в достаточно узком диапазоне порядка 2,8 • 10"^ - 1,5 • КГ^см^/с. Кратко излагаются характерные особенности временных вариаций геомагнитного поля, т.к. все исследователи сходятся на том, что эти вариации отражают динамику процессов в ядре. Теоретически доказано, что генерация магнитно- ' го поля может происходить в слоях, где течения имеют флуктуации и пересекают "вмороженные" силовые линии. Еполне понятно, что это, в первую очередь, относится к границам мантия-ядро, внутреннее - внешнее ядро. Короткопериоднке вариации геомагнитного поля имеют спектр частот, подобный вариациям вращения мантии, поэтому есть основания считать, что и длиннопериодкыэ вариации связаны с общей динамикой структурно-неоднородной Земли. Обращено внимание на тот факт, что наилучаал аппроксимация наблюденного магнитного поля получается при использовании модели с восемью нецентральными диполями, локализованными на расстоянии 0,25 от центра Земли (т.е. на границе зоагы Е< ) и центрального диполя, полярное расстояние которого равно 23?6, т.е. центральный диполь перпендикулярен плоскости эклиптики.

Внутреннее ядро нежестко связано с окружающим ео материалом, оно как бы "взвезено" в жидком ядре. Оценка периода свободных колебаний внутреннего ядра была сделана Слихтером, Бон и Куо, Монидам, Босе и нами. У всех авторов получаются близкие значения периода свободных колебаний. Так, колебания внутреннего ядра по оси вращения Земли при разности плотностей внешнее-внутреннее ядро равной 0,3 г/см2, составляют ~ 7 часов. Одновременно оценена характеристика, эквивалентная "жесткости" связи внутреннего ядра со всей Землей. Эта характеристика позволяет в последующих главах оценивать величину смещения по модулю действующей силы. При наличии возмущений внутреннее ядро может перемещаться как целое, при малом модуле возмущений эти перемещения не будут выходить из слоя Е . Поэтому вязкие и магнитные силы будут демпфировать, сдвигая фазу таких колебаний, но слабо влиять на ве-

личину периода колебаний. В главе П прокомментирован эффект подъемной силы Робинса - Магнуса, который должен сопутствовать вынувденнкм перемещениям ядра и в результате действия которого перемещения должны иметь фазовое запаздывание по отношению к вызывающей перемещения силе. Характеристики внутреннего ядра Земли использоваш в оценках, сопутствующих модеальным исследованиям процессов внутри Земли.

Глава Ш. Описание приливной силы, содержащее пертурбационные члены. Сопоставление этого описания силы с материалами наблюдений. Косвенные приливные эффекты. Эффект ядра.

Описание приливной силы, содержащее пертурбационные члены, представлено в виде рабочих формул, по которым могут быть рассчитаны вариации компонент по вертикали и в плоскости горизонта. Обсуждены традиционные представления приливных волн в номенклатуре Дудсона, Картрайта-Тейлора, их особенности и вид пертурбационных членов в этих представлениях. Предложен вариант (представление), подобный представлению Картрайта-Тейлора, в соответствии с которым приводились вычисления вариаций и их сопоставление с экспериментальным материалом. Показано, что отношения амплитуд волн и Ма, наделенные из материалов наблюдений, всегда больше отношения амплитуды волн и М г, вычисленных по формуле Лапласа, т.е. ( /Мг )набл. ( Ол /Мг )теот, . В таком же отношении находятся амплитуды волн К| и Выявлены значения отношений = = I»20 - 1.50» из

которых следует, что значения , разных волн могут быть приведет к близким значениям. Введение пертурбационных членов в характеристики компонент приливной силы показывает, что систематические различия эксперимент-теория могут быть ослаблены. Близкие значения ^ и ^ позволяют уменьшить разброс в оценках модуля сдвига Земли, получаемых по материалам приливных наблюдений. Невязки експеримент-теория остаются и после учета пертурбационных членов в теоретическом описании приливной силы. Это объясняется сложностью косвенных приливных эффектов для блочного строения земной коры. Наличие аномальных расхождений эксперимент -теория может быть индикатором сложности поведения блоков й данном регионе и может быть ценным источником информации о геодинамических процессах в коре.

Обсувдены затруднения выделения надежного значения характеристики фазового запаздывания приливной деформации по отношению к вызывающей ее силы. По остаточным невязкам эксперимент-теория проведен • подбор характеристик вариаций, связанных с перемещением ■ внутреннего ядра. Предложена статическая схема, связывающая приливное воздействие, действующее на внутреннее ядро, с перемещениями ядра и соответствутг-ши им вариациями компонент вектора притякения на поверхности Земли. Проведены оценочные иллюстративные расчеты и их обсуждение в сопоставлении с материалами регистрации вариаций на южном полюсе (станция Лмундсен-Скотт) .

Глава 1У. Материалы регистрации изменяемости широт (движения географического полюса). Связь процесса изменяемости широт с вынуззденннми движениями внутреннего ядра Земли.

В предшествующих главах было обращено внимание на наличие в материалах наблюдений и в теоретическом описании приливной силы вариаций с периодичностью синодического движения Земли относительно Сол!гца. Изменение характера месячного движения Земли и Лунч вокруг барицентра происходит с цикличностью в 412-437 суток. В наглядных образах эта цикличность имеет следующее объяснение .

Если полнолуние в начале года пришлось на прохождение Луной (Землей) перигея орбиты, то подобная .конфигурация повторится не через год, а через 412 суток, т.к. перигей орбиты имеет движение с цикличностью в 8.85 года. Если учесть, что орбита Луны (Земли) вокруг барицентра наклонена к эклиптике и прецессиру-ет обратным движением с периодом 18.6 лет, то подобие конфигураций, учитывающих эти изменения, будет повторяться через 437 суток. Поэтому эмпирически установленные С.Чаццлером закономерности изменяемости широт с периодичностью в год и в 427 суток есть отражение процесса, связанного с ускорениями орбитального движения Земли. Чаццлер сделал открытие, но нет никаких оснований считать периодичность в четырнадцать месяцев, также как и периодичность продолжительностью в год, периодичностью собственной свободной нутации Земли.

Наблюдения Петерса, Еесселя, Максвелла показали, что у Земли, вращающейся в поле гравитационного воздействия Луны, Солнца, планет, режим свободной нутации не обнаруживается. Проще говоря,

ось вращения Земли перемещается под действием внешнего силового воздействия; для проявления свободной нутации нет подходящих условий и она не обнаруживается непосредственными измерениями. Этот факт понятен и с позиций энергетических оценок, так, энергия внешнего силового воздействия составляет Ю^эрг; энергия землетрясений, которые можно было бы принять за источник возбуждения свободной нутации, всего 10^ эрг. Поэтому мы утвервдаем, что реальная Земля характеризуется вполне определенным значением периода свободной нутации Т0 в 305 суток (оцененным по наблюдаемой скорости вынужденной прецессии )« На фоне вынужденного движения оси вращения Земли режим свободной нутации не наблюдается.

Априорное утверждение, сделанное Ньюкомбом, что период Чандлера есть период свободной нутации Земли, послужило исходной предпосылкой для постановки ряда работ по изучению жесткости Земли. Это работы Лява, Лармора, Хойха, Клейна и Зоммерфельда и др. Они прокомментированы нами, так как исходная предпосылка оказалась неверной, то и соответствующие оценки жесткойти не имеют фактического обоснования. Процесс изменяемости широт, в котором отмечены цикличности орбитального движения Земли, требует углубленного исследования.

Наблюдения за изменяемостью широт ведутся по единой программе начиная с 1900 г., так что имеется возможность изучения этого процесса на интервале в 80 лет. Обычно исследуются изменения координат полюса ( "+Х - по Гринвичу, - по меридиану - 90 Е) с дискретностью - точка за 30 суток. Выбор шага дискретности продиктован низкой точностью единичного отсчета +0'.'2 и необходимостью получить по массиву данных точность среднего по рядка +0.05 - 0.02. Поэтому каждый среднемесячный отсчет приходится на некоторый момент звездного времени, определяемый Полнотой отнаблюденной программы пар звезд. Процесс изменяемости широт имеет широкий диапазон особенностей. В нем отмечены вариации с периодом порядка суток, двух недель, месяца, года, четыреста двадцати суток (цикл Чаццлера 410-440 суток), 0,5 и 0,8 года, шести лет, сорока лет, а также систематическое различие вариаций широт северного и южного полушария - " 2. - член". Амплитудные изменения длиннопериодных вариаций (начиная с года)

имеют примерно одинаковую величину, Всем особенностям процесса изменяемости широт подобраны эмпирические формулы. Мы предлагаем рассматривать процесс изменяемости широт как процесс, связанный с вынужденными перемещениями внутреннего ядра Земли.

В соответствии с современной моделью строения Земли внутреннее ядро "взвешено" в окружающей ее жидкости. Под действием сил ядро может смещаться, и эти смещения будут отражать цикличность внешнего силового воздействия. Из-за перемещений внутреннего ядра ось вращения будет перемещаться в теле Земли, и эти перемещения проявятся в виде изменяемости широт. Используя формулы для компонент приливной силы, действующей на внутреннее ядро, оценены в статическом приближении модули смещения ядра и выделены доминирующие периодические члены, как например:

* £.'.1 + 13 СолЧ0+ 6 Со^ЦдЬаСг^гЦ)-

Сравнение вычислений вариаций силы, действующей на ядро, с фактическим материалом наблюдений изменения широт показало их хорошее частотное соответствие. Цикличность Чандлера имеет свой эквивалент в волне с аргументом ( - где , V изменяются с периодичностью движения узла и перигея орбиты Земли вокруг барицентра, Хф - долгота годичного движения барицентра вокруг Солнца.

Медленное изменение амплитуды ухода полюса от своего среднего положения, выделенное К.А.Куликовым и Л.В.Рыхловой, может быть связано с изменением нутации в наклоне мантии. Обращает на себя внимание тот факт, что минимумы изменения амплитуды полюса, наблюдавшиеся в 1900-1901, 19-20, 26-27, 35-36, 42-44, 61-62, 67-68, 74-75 г.г., приурочены к моментам, когда линия апсид земной орбиты вокруг барицента совпадает с линией узлов орбиты относительно эклиптики. Вклад изменяющегося по величине момента сил воздействия смещенного ядра на мантию в результирующий момент внешнего воздействия Луны и Солнца может приводить к чередованию уменьшения и возрастания нутации в наклоне мантии.

Указанные выше факторы позволяют рассматривать предлагаемую механическую схему для объяснения процесса изменяемости широт

как удовлетворительную. Она не содержит внутренних противоречий, согласуется с материалами наблюдений за вынужденной нутацией и прецессией. Сопутствующие ей следствия подтверждаются наблюдениями за явлениями, взаимосвязанными с перемещениями планетарных структур. Схема развита в общих чертах, с оценкой главных членов.

Глава У. Интерпретация материалов лунной сейсмичности, полученных во время эксперимента "Аполлон",

Цель настоящей главы - показать универсальность учета пертурбационных членов в описании приливных эффектов, которые могут наблюдаться как на Земле, так и на Луне или другом небесном теле. Дана интерпретация характеристик лунной сейсмичности, зарегистрированной с 1969 по 1975гг. во время эксперимента "Аполлон". Обращено внимание главным образом на цикличность глубокофокусных лунотрясений и на чередование смены активности поверхностных лунотрясений восточного и западного полушария. Материал наблюдений лунной сейсмичности представляет возможность непосредственно сопоставить интенсивность "потрескивания" Луны с изменением силового воздействия, вычисленного в первом случае по формуле Лапласа, во втором случае по формуле Лапласа плюс пертурбационные члены. Вычисления по формуле Лапласа вариации приливной силы на Луне были проведены задолго до эксперимента "Аполлон". Так, G.H.Sutton, W.S.Mei'deii, R.L.UoVacl,, 3. С. Wcrrison в специальных исследованиях, выполненных еще в 1963 г., указали основной период изменения приливного воздействия Земли на Луну, равный 27,5 дня, рассчитали ход вариаций на разных широтах Луны в течение времени порядка 55 суток. Подобные, но менее детальные исследования приведены П.Мельхиором в его монографии.

Это предвычисление не подтвердилось прямыми наблюдениями. Увеличение числа лунотрясений происходило близко к моментам новолуний и полнолуний, т.е. через половину лунного месяца, про« хождение апогея оказалось не менее значащим, чем прохождение перигея. Интерпретаторы ( Lemmie in , То U sot ) расширили толкование приливного воздействия полукачественными понятиями

esrfW— moon separat»он EMS) , общими рассуадениями о либрации и сдвигах фазы, так, чтобы объяснение приобрело завершенный вид. Различие теоретического описания с фактическими наблюдениями оставалось необъясненным.

Г!"

'" 11' 1 • •■■■,■■.'. í ■■.■■■• - г -i"": : ! ! , • "Г.-,1. i i--..' _ij

■ r.- !¡ t.; '.1. • I-: / „ ,/p',:1 -;r' .".47 ПТ.:'--

ГИ"!!: i":;..1': г '"" ""•......, ПЮ":¡ '! i' у::>;т> полумг. ', f

!-•',■ tyTcn' 'yr1-;-!.,. _ -л i"- у:jt;"'.¡•■'i-tütí; г'г:: v лолу™ xj";<"" """глсл," олт.л: "л у СЛ'УГЛ'УУ .у, Со-

путстуулгу у:;:;;» лн^у !';;:: "г.оусг; >v" л~л ::',.,;сг,о слуглст-

г>ллстол л локальн!'"' ■'.'> 'гтнс:< ч локлльнпл л сслгорол

спгт;:. ü с.лл~ i -'кости. п^охоу:" v.¡ •■•с "л ель "-р"луллл Л;.лг:

Л ДЛИЛИ !:.':■, :г. у рзоло'"', ~ КОТРГЧ" ;УЛЛПЛ'': ' ' !!■?.'■-< ''''СУЛЗ

ОТ ОТП.Ч' погвдротол) упруГЗЛ аисрГЛЯ, VOrYV ичтпситоя « у ai оп:г.< ЛПЙО бЛЯГОПрИЯТШ;" ДЛЯ p'Wiün'íWm ууу?.р1 (лллтор гэсткиут), либо л изблогоприя'.чг"-: (соктор e'-'iv). Спектр "пптргстгигз'т" .'¡vr,-j подобен (как п короткий, так и в длитгопориодчо^ Ч1стп) спектру иа'.;енйння прилитой сняч. Toros подобно обгоняется, по гсУ. —л-дикости, простотой процессор, проиелецлилг' Лу~;о. Луна не имеет атмосферы, океаног, плоскость ее? зкмторз совпадает с плоскость» эклиптики, осеро? npanwme медленнее. Поэтому пр.ллн?— нов воздействие протекает на спокойном фоне, влияние другкл сопутствующих процессов минимально. На Луне регистрируются сейсмические события с энергией I07 - 10^ эрг, которые в земных условиях "нееслышны" из-за высокого уровня шума.

Глава VI. Некоторые вопросы сейсмичности Земли.

Рад признаков, таких, как временные вариации сейсмической активности земного шара, малая активность высоких широт, поддерживают интерес ¡с изучению вопроса связи сейсмической активности с вариациями внешнего силового воздействия. Сезонную периодичность сейсмической активности можно рассматривать с позиций повторения определенных закономерностей в характеристиках движения барицентра вокруг Солнца и в характеристиках движения Земли вокруг барицентра. Эти закономерности описываются экваториальными координатами Солнца и Лунтл (Земли), их склонениями, которые входят в аргументы тригонометрических функций, описывающих приливное воздействие. Эти вопроси пока еще мало изучены, на них обращал внимание Т.Тамразян и с ними могут быть косвенно о^килиюИ исследования Ш.Губермана. Но исключено, что определенные аномалии движения атмосферных фронтов и сейсмическая активность обусловлена общей причиной - особенностями внешнего силового воздействия. Обращено внимание на "угадывание" сейсмических событий по фазам Луны. Взаимосвязь сейсмических событий с внешним воздействием не столь проста, поэтому "угадывание" в большей мере вызывает недоверие, чем способствует разрешению этой проблемы. Приливное воздействие в масштабе времени геологических процессов аналогично вибрации, которая способствует однонаправленному течению более медленных процессов роста напряженного состояния. В ранках мембранной аналогии, рассмотренной Надаи, приливным силам такой роли не отводится по постановке задачи. В ранках иерархической модели геофизической среды, предложенной М.А.Садовским, участие приливной силы в процессе нагружения становится понятным. Неуравновешенные блоки (землетрясения происходят в областях, где гравитационные аномалии "в свободном воздухе" имеют значительные градиенты) под действием периодически меняющихся приливных воздействий находятся в непрерывном относительном перемещении. Естественно, что малые относительные перемещения не осреднямтся за цикл, им сопутствует незначительный упругий гистерезис, при котором долю необратимой упругой деформации от каждого циклического перемещения можно считать пропорциональной добротности материала Земли.

Проблемы, стоящие перед специалистами по механике разруше-

нил материалов при циклическом нагружении, в определенной мере аналогичны проблеме связи сейсмичности с приливным воздействием. Неопределенность предсказания хода трещин при технических испытаниях деталей и конструкций столь же велика, как и в сейсмологических исследованиях. Проблема так называемого "триггера" обсуждалась в многих геофизических работах. Мы присоединились к этому исследованию и провели вычислительный эксперимент поиска особенности изменения приливной силы, могущей спровоцировать сейсмическое событие. Предполагалось, что если энергия в зоне подготовляемого очага накоплена, приливное воздействие, представленное пакетом полусуточных волн (условие суточная волна равна нулю), сможет "раскачать" слабое место и реализовать удар. Совместно с А.А.Кала-чниковым была подготовлена программа и выполнен счет изменения компоненты приливной силы для промежутков времени, перекрывающих момент возникновения взятых из каталога двенадцати землетрясений с магнитудой М>7. Расчет показал, что только 30% сейсмических событий приходится на интервалы времени, когда суточная волна равна нулю. Отсюда следовало: выбранное условие нельзя взять за прогностический признак.

Подробное изучение записей деформографов наводит на мысль, что прогностическим признаком в характере изменения приливного воздействия может быть не амплитуда суточной, полусуточной волны, а двухнедельная тенденция хода изменения компонент , Рё^

приливной силы. "Растяжение-сжатие" системы блоков под действием горизонтальных компонент силы имеет в отдельные периоды времени однонаправленную тенденцию: в каяздом полусуточном цикле растяжение преобладает над сжатием. Такая тенденция протекает на фоне изменения среднего условного уровня, который также с двухнедельным периодом мигрирует в направлении увеличения растяжения. Получается картина не "триггера", а "вытягивания с постоянным потряхиванием". При таком воздействии может быть спровоцирован однонаправленный ход бортов разлома, разделяющих напряженные блоки. Здесь, также как и при обсуждении лунной сейсмичности, существенную роль играет асимметрия растяжения-сжатия, которая зависит от характера приливного воздействия, в котором асимметрия определяется наличием пертурбационных членов.

р. ■ . . ,

Пр..;-.' <■•... . . .■' • .. .. ..

¡¡.до , п.-о ¡:......; ■;.,.'•'• - •■:; .: ,• - = .

' . * I. л г/ту".• ^ и с;. ; , .. - , ....:• и. .,.;;.■,'.• -.1

д^-а; л.'лт,,.-; , , ,......¡"„•'-

по отнои.е:г.1Э к лик;;;;, с с:.;'.;,.;.. •:..,,', с..; ...; ... :лу,:..:. ,

иио ходом оюл;оиш:, е атоу г-лри^ню и-лГ'л^а1 от п;:;гюго ПОЛИСНОГО ЬОЗДеИСТВНЯ Луни, Солнц:, ( -т '¡С ( ). ТчК [>. от КССХ.иГЛОГО

приливного эффекта сисзышл шу.-рсаиего яцрл {-•'-•;.), ¡¡Ни упрм:, лшцие факторы, по мори роста расето/акш £о.::ш-Лу1н; »:не»т противоположную тенденцию изменения. Прямо.': 1ф;,.вш!сй по каре удаления Луны.умвныйис-тсл, косьенний о1$вкт ьэ^рдешог* ¿«аошй сдвиг псьул'ьт:гру;а:;о,'с ,ц„.-*зрисщни в баьисиуости от прьодладишш одного эффекта ь«дд другк.л может иомйн.ггь онак, сдодо^аъсяьно, по-иот измениться л ход &ьолтш. Тормолокие ¡.-раллит Земли и ускорение орбитального дмехенмл Луни могут сминдгься ускорением вращения Земли и замедлением орбитального дтеллкы Луна, Зиол.ацлп приобретает осциллирующий характер. Пь'гго подооши колебание маятника. Пройдя положение раьиопосик, изи-пыг уд-.л.^ггея от пего, но при этом вамедлжл-ся до тех пор, иигл счорас^ь, пройдя из-реэ нуль, не изменит знак и он на начнзт ¡.'с^яратноги дшикншя, Бо взаимном расположении Земли и Лун;! пуснеесдпт (¡'.-что подобное па большх интервалах геологической иккли ьрсодшп СоьрзгюинШг

отап ооолкции харакюризуется материалами прьглх астрономических

*

наблюдений оа скорость» гращеиия Земля и> п за поме; гением орбитальных характеристик дгиглиик Луны й , г . Сводка :яиче-ний и их достоверность обсундаотсл в настоящей главе. По фактически намеренному ускорению Лупы, в предположении, что полный период "ухода-прихода" Луни составляет £00 млн.лет, оценен диапазон изменения расстояния Земля-Луна, который мое.ет с'ыгь порядка ~8 где К0 - радиус Земли. Не расширяя исходных предпосылок, этот вариант эволюции содержит ряд следствий, которые могут быть сопоставлены с циклическими процессами, зафиксированными геологией. Для расстояния Земля-Луна в ~ 56 из-за изменения момента сил угол наклона экватора Земли к эклиптике оценивается в ~ 17°.

Инсоляция полярных областей уменьшается, что создает предпосылки для развития оледенения. Удалению Луны на расстояние ~ 65 должна сопутствовать обратная картина. Угол наклона экватора к эклиптике возрастает до значений ~ 30°, на большей территории Земли должно наступать потепление. Эти чередующиеся потепления и оледенения зафиксированы в материалах исторической геологии.

При периодическом удалении и приближении Луны ось вращения изменяет свое положение в теле Земли, а следовательно, фигура должна постоянно приспосабливаться к новому положению оси. Когда характерное время перемещения оси Т больше времени релаксации напряжений в породах Т0 , деформации могут носить пластический характер. При более быстром движении оси, т.е. при Т*< "Со деформации будут развиваться с. разрушением, с надвигами, аналогичными Торошению льда. Геологией эмпирически установлено, что процесс горообразования воэобнавляется по истечении времени около 40 млн.лет, что подобно оцененному нами промежутку времени. Трансгрессии и регрессии моря также должны сопутствовать уходу и приближению Луны, так как из-за изменения скорости вращения Земли меняется величина силы, создающей сгоновые течения.

Одним из следствий этого варианта эволюции является изменение знака рассогласованного течения в жидком ядре на границах мантия-ядро, внешнее-внутреннее ядро. Изменение знака Течения в погранслоях должно отражаться на полярности генерируемого поля. Колебательный характер эволюции системы Земля-Луна объясняет все основные глобальные особенности геологической истории Земли. Поэтому есть надежда, что в этом варианте эволюции найдут отражение и более детальные характеристики истории Земли. В работе рассказывается принципиальная схема эволюции, даются количественные оценки характеристик процесса, базирующиеся на данных измерений, выполненных в современную эпоху. Это описание следует рассматривать как абрис, который демонстрирует связь движений ядра-с поверхностными процессами, которые, в своп очередь, влияют на эволюцию орбитальных характеристик системы Земля-Луна.

Заключение. Изложены результаты работы, которые можно рассматривать как ответы на вопросы, поставленные в общей форме в начале исследования» а именно: могут ли быть у внутреннего ядра

Земли движения? Если они имеются, то чем обусловлены, как их можно зарегистрировать, на что они влияют. При аргументация ответов на эти вопросы было сделано следующее:

1. Посчитаны собственная частота колебаний внутреннего ядра Земли и ее "нежесткость", связи со всей Землей, зависящая ' главным образом от разности плотностей внутреннего и внешнего ядра. Коэффициент "некесткости" связи позволяет оценивать смещения внутреннего ядра по модулю действующей силы.

2. Выполнен анализ формулы Лапласа, описывающий приливную силу от Луны и приливную силу от Солнца. Показано, что формула Лапласа характеризует силу в случае кеплеровского движения исследуемого тела. Показано, что в рамках определения приливной силы формула Лапласа может быть дополнена членами, соответствующими возмущениям орбитального движения Земли. Указание о наличии пертурбационных членов имеется в "Началах" Ньютона, В явной форме выписаны дополнительные пертурбационные члены, которые ранее не были включены в описание приливной силы.

3. Показана плодотворность введения дополнительных членов в характеристику приливной силы на основании сопоставления вычис ленных вариаций приливного воздействия Земли и Солнца на Луну с периодичностью ее сейсмической активности, зарегистрированной во время эксперимента "Аполлон".

4. Есть основания считать, что в материалах регистрации вариаций содержится информация о перемещениях внутреннего ядра. По наблюдениям на станции Ам$дсен-Скотт выделяется вариация с амплитудой 20-30x10"® см/с^ с периодичностью,кратной лунному месяцу, которая может быть интерпретирована как "эффект ядра". Аналогичные вариации выделяются и по материалам регистрации компонент , Р еу; .

5. Предложен вариант объяснения процесса изменяемости широт; сопутствующие теоретические оценки сопоставлены с наблюдаемыми характеристиками процесса изменяемости широт. На основании удовлетворительного соответствия теоретической схемы эмпирическим закономерностям высказано следующее утверждение: процесс изменяемости широт есть отражение вынужденных перемещений внутреннего ядра Земли, происходящих под действием приливной силы и на фоне вынужденной нутации наклона мантии. Цикличность Чандлера - сино-

дическая цикличность орбитального движения Земли вокруг барицентра. Взаимосвязь вариаций приливной силы и реализаций сейсмического удара существует, но имеет сложный вид, требующий детальных исследований косвенных приливных эффектов.

7. Модифицирована схема приливной эволюции системы Земля-Луна. Введено в рассмотрение сложное структурное строение Земли; приливная сила, содержащая пертурбационные члены. Показано, что эволюция может носить колебательный характер. Выполнены прикидоч-ше оценки, обсуждены следствия такой схемы эволюции в сопоставлении с данными геологии последних 600 млн.лет.

В приложение вынесена интерпретация материалов солнечной активности, выполненная с привлечением пертурбационных членов в описании приливной силы.

Основные защищаете положения.

1. Движения в ядре Земли, в частности, движение внутреннего ядра с большой степенью достоверности можно считать существующими,.Эти движения вынужденные. Они управляются внешним приливным воздействием Солнца на систему Земля-Лун г. Подтверждением факта движения можно считать материалы регистрации изменяемости широт, интерпретацию материалов регистрации приливных вариаций силы тяжести, наклонов, деформаций, уровней водоемов.

2. В рамках определения приливной силы правомочно введение • дополнительных членов, соответствующих возмущениям (пертурбациям) орбитального движения исследуемого тела. Формула Лапласа характеризует приливную силу только для случая невозмущенного кеплеровс-кого движения. Плодотворность введения дополнительных членов проверена при интерпретации материалов эксперимента "Аполлон" по лунной сейсмичности, материалов регистрации приливных вариаций на Землхк

3. Движения внутреннего ядра, управляемые приливной силой, вносят вклад в характер эволюции системы Земля-Луна. Оценочные расчеты и реконструкции следствий схемы эволюции правдоподобны и не противоречат материалам исторической геологии для периода фане-розоя.

Основные содержания диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Ю.Н.Авсюк. О движении внутреннего ядра Земли. ДАН СССР, 1973, т.212, № 2, стрЛ103-1105.

2. Ю.Н.Авсюк Поправка в приливную силу. ДАН СССР, 1976, т.229, № 5, стр. 1071-1075.

3. Ю.Н.Авсюк. О приливной силе. Письма в АКС, 1077, т.З, # 4, стр.184-188.

4. Ю.Н.Авсюк. Возможное объяснение процесса изменяемости широт (Чацдлерова качания полюса). ДАН СССР, 1980, т.254, № 4, стр.834-839.

5. Ю.Н.Авсюк. Механическая интерпретация некоторых особенностей лунной сейсмичности. ДАН СССР, 1983, т.268, № I, стр.5156.

6. Ю.Н.Авсюк. Энергетическое проявление приливов на разных этапах геологического развития Земли. В сборнике "Глубинное строение и геофизические особенности структур земной коры и верхней мантии". Из-во "Наука", Москва, 1977, стр.100-106.

7. Ю.Н.Авсюк. Учет пертурбационных членов в действующей на Луне приливной силе и ее сопоставление с сейсмической активностью Луны. Препринт № 8, Москва, 1981.

8. Ю.Н.Авсюк. Сопоставление эндогенных режимов материков

в устойчивую стадию развития со схемой приливной эволюции. Сборник "Строение и эволюция тектоносферы", ВИНИМ, Москва, 1987.

9. Ю.Н.Авсюк. Пояснение корреляции солнечной активности с изменением орбитального момента Солнца. Препринт ИФЗ; № 15, Москва, 1982.

10. Ю.Н.Авсюк. Требования геофизики к наблюдениям изменяемости широт традиционным и спутниковым методам. Сборник "Наблюдения ИСЗ", Москва, 1984.

11. Ю.Н.Авсюк. Периодические вариации параметров волнового поля. (В соавторстве с С.И.Александровым, А.Г.Гамбурцевым). Сборник "Сейсмический мониторинг", Москва, 1986.

12. Ю.Н.Авсюк. Непреливная глобальная вариация и ее исследование при абсолютных определениях силы тяжести (в соавторстве с С.Н.Щегловым). ДАН СССР, 1986, т.288, № I.

' 13. Ю.Н.Авсюк. Колебательный режим эволюции системы Земля-Луна и его сопоставление с геологическими процессами фанерозоя. ДАН, 1986, т.28, № 5.

Подписано в печать'6.12Л988г Т-2Ю65.0бъем 1,75 п.л.,

заказ 1013-88,тираж 100 экз.Бесплатно.

Ротапринт ИПКОН АН СССР.Москва,Крюковский тупик,4