О ВОЛНЕ НАПРЯЖЕНИЙ В ТЕЛЕ ЗЕМЛИ, ОБУСЛОВЛЕННОЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫМ ВРАЩЕНИЕМ МАНТИИ И ЯДРА
Аннотация
Сейсмическая энергия, образовавшаяся в результате упругой деформации тектонических плит или блоков пород, реализуется разгрузкой при деформациях, превышающих предел прочности пород. Общепринятые в настоящее время модели очага землетрясения по сути являются локальными и не в состоянии установить связь сейсмической активности с некоторыми геофизическими явлениями планетарного масштаба. Одна из особенностей сейсмичности – повторяемость сильных землетрясений в одном месте через определенный интервал времени.
Цель настоящей статьи – исследование влияния дифференциального вращения твердого ядра Земли и мантии на сейсмические процессы. Установлено, что скорость вращения твердого ядра превышает скорость вращения мантии. В относительном движении твердое ядро совершает один оборот предположительно за 200–400 лет. Ранее, исходя из этого, было предложено объяснение долгопериодических вариаций длительности суток. В настоящей статье на простой механической модели показано, что дифференциальное вращение упругой мантии и твердого ядра эллипсоидальной формы порождает волну напряжений в теле Земли. Представление о волне напряжений является качественно новым в физическом описании сейсмического процесса.
Для демонстрации этого эффекта приведено решение задачи о деформировании упругой сферической оболочки, взаимодействующей с вращающимся в ее полости твердым телом в форме гантели. При решении задачи использован аппарат шаровых векторов. Построено распределение напряжений сферического слоя внутри оболочки и выделены зоны наибольшего риска. Показано, что учет дифференциального вращения приводит к миграции зон наибольшего риска с периодом, равным половине периода полного оборота гантели относительно оболочки (100–200 лет). Результаты могут быть полезны при изучении связи между сейсмичностью и режимами вращения планеты.
