Страница 11 из 15
Рис.8 Схема опыта эффекта Степанова
а) Образец породы, б) Образец после раскола, в), г) замеры показателей
Из эффекта Степанова и работ, указанных выше исследователей вытекают следующие главные выводы: 1) Чем выше деформация горных пород, тем выше электрическая разность потенциалов на поверхности деформируемых образцов; 2) При постоянной, установившейся нагрузке в горном массиве разность потенциалов падает до нуля; 3) Разность потенциалов зависит от структуры пород. Первый пункт объяснить несложно, это очевидно, что при большей нагрузке, появляется больше трещин в массиве, а как мы знаем, каждая трещина способна генерировать электрические заряды и создавать разность потенциалов. Второй пункт даёт нам ответ на вопрос, почему после наполнения водохранилища подземные толчки прекращаются - при установившейся нагрузке разность электрических потенциалов пород становится равной 0 и электромагнитные процессы прекращаются. Энергия зарождающегося землетрясения от гидростатического воздействия зеркала водохранилища в породах при стабильном горном давлении будет стремиться к минимуму и "лишние джоули" перетекут в окружающий массив. Тем самым потенциальная энергия напряжений массива будет стремиться к 0, приводя всю систему к равновесию. Ответ на третий пункт такой же очевидный, как и на первый - у всех пород разные молекулярные свойства и соответственно физические и химические параметры и согласно эффекту Степанова малейшие примеси могут уменьшить до нуля электрический потенциал горных пород. После ответа на три пункта зададим себе вопрос: - Достаточно ли изменения горного давления под каким-нибудь водохранилищем, чтобы произошло землетрясение? Ответа два: может быть достаточно, а может быть, и нет. Может быть, именно структура пород под водохранилищем не даст горному массиву достаточного импульса, необходимого для прохождения одного из механо-электро-магнитного эффектов или нескольких эффектов сразу, чтобы разрушить горный массив. Мы не устаём повторять, что процесс землетрясения, это сложный многоступенчатый процесс, зависящий от многих факторов, и процесс вполне может пойти дальше одной реакции массива. Процесс может "заглохнуть" в самом начале, а может развиваться, как набирающие силу торнадо, которое втягивая в свою воронку всё новые и новые порции воздуха, разгоняет его до больших скоростей и шаг за шагом приближает кульминационный момент катастрофы. К примеру, появление электрических зарядов и разности потенциалов в горном массиве под зеркалом водохранилища в результате его деформации, вызовет появление электромагнитного поля, которое в свою очередь может (а может, и нет) вызвать явление магнитопластичности и присущее этому процессу цепную реакцию деппининга дислокаций. В этом случае особенно показательна работа академика РАН А.Л. Бучаченко [2], отмеченная нами выше, которая показывает практическое использование явление магнитопластичности применительно к прогрессу развития подвижек земной коры и которая хорошо дополняет и вписывается в гипотезу Деформационного взрыва пород. Идём дальше. А что если и после этого, процесс магнитопластичности и деппининга дислокаций не сможет придать массиву необходимый импульс для развития и нарастания выделения энергии массивом? В таком случае, имея электромагнитное поле, природа постарается реализовать процесс несколькими явлениями в зависимости от различных свойств вмещающих пород: магнитострикции, электрострикции, цепной химической реакцией растворённых в породе газов, что, в конце концов, приведёт к следующему этапу: изменению размеров кристаллов пород и линейному, мгновенному и неудержимому расширению горного массива. Хватит ли теперь перечисленных нами факторов для прохождения землетрясения? Опять же ответ не однозначен: может быть хватит, а может, и нет. В процессе важна любая "мелочь", если так можно выразиться. К примеру, из исследований Степанова получается, что форма массива влияет на величину возникающего потенциала. В опытах он был наименьшим при плоских образцах (высота меньше длины) и наибольшим при образцах кубической формы. То есть, даже такой параметр горного массива, как размер блока, может оказать решающее значение. У природы в запасе слишком много комбинаций и времени на их "перебор": одни комбинации могут затормозить и наглухо заглушить процесс подвижек массива, а другие комбинации могут разогнать процесс до невероятных скоростей и аномально его усилить с катастрофическим завершающим аккордом. По всей вероятности в природе существуют такие комбинации процессов, о которых мы пока не знаем и не догадываемся об их существовании. К нашему счастью, большинство реакций горного массива на изменение горного давления и вариации деформаций дальше лёгкого потряхивания местности не идут. В том, что, в процессе землетрясения много нюансов, или много "мелочей", есть существенный плюс для человечества. Он заключается в том, что предотвратить землетрясения вполне возможно, как и возможность людей повлиять на его мощность, ибо, чем больше вариаций, тем больше возможностей "ухватиться за какую-нибудь мелочь", и в итоге, повлиять на весь процесс в целом. Заключая сказанное о техногенных землетрясениях, приводим небольшой объём статистики от американских коллег, который ярко отражает суть технологических землетрясений. Так, учёные под руководством К. Фролиха [C. Frohlich] из университета штата Техас в Остине опубликовали статью [28] в которой приводят данные, согласно которым, из 162 землетрясений, зафиксированных в Техасе в период 1975-2015 гг., примерно четвертая часть была вызвана добычей сланцевых углеводородов. Официальная статистика сейсмологической службы штата свидетельствует о том, что за последние 40 лет, когда в штате начались активные работы по добыче сланцевой нефти и газа, частота подземных толчков возросла. Проанализировав данные, ученые установили, что подземные толчки спровоцированы одномоментной закачкой большого количества воды в скважину. То есть и в этом случае, не о каких сейсмозонах, тектонических плитах, разломах речь не идёт, а расположение очагов в непосредственной близости от скважин указывает на их зональность и строгую зависимость от точки приложения нагрузки на массив и перераспределением (изменением) энергии деформаций отдельных блоков в массиве. Приведённый нами пример говорит о том, что гипотеза Деформационного взрыва пород имеет под собой реальную почву.
Морозобойные землетрясения
В этом примере мы разберём пример прохождении морозобойных землетрясений, которые ряд исследователей никаким образом не желают объяснять и не считают за землетрясения. Действительно, с позиции гипотезы накопления массивом энергии деформаций объяснить морозобойные землетрясения абсолютно не представляется возможным, ибо такие землетрясения происходят только в рыхлом грунте, который физически не может накапливать энергию деформаций и эти землетрясения случаются только во время морозов, что вообще нельзя никак объяснить и связать с многолетними накоплениями энергии деформаций. Хрестоматийный пример такого землетрясения - Восточно-Ладожское случившееся 30 ноября 1921года [29] с приблизительной магнитудой М 3-4.2. С точки зрения гипотезы Деформационного взрыва пород, произошло следующие: после дождей и выпадения снега, который растаял, в районе, представленном чехлом осадочных отложений в виде грубодисперсных песчанно-глинистых отложений и гальки мощностью в сотни метров, установились морозы. Обильно увлажнённая до большой глубины почва начала промерзать с постепенным углублением линии замерзания. Известно, что промерзание рыхлого грунта происходит с сильными изменениями его физических свойств. Лед (вода при замерзании увеличивается в объёме на 11%), раздвигает частицы, агрегаты и блоки породы преобразует структуру порового пространства, в котором на поверхностях частиц грунта и во множественных порах возникают плёнки незамёрзшей воды. Удельное электрическое сопротивление в этом случае меняется в сотни и тысячи раз в зависимости от степени преобразования породы, то есть от степени её промерзания. В рыхлом грунте образуются различные зоны с различным удельным сопротивлением и горным давлением. То есть то, что необходимо для старта выделения энергии землетрясения согласно гипотезе Деформационного взрыва. Также нам известно, что растущие кристаллы льда генерируют электромагнитное излучение [30] в виде электрических зарядов, которые скапливаются на границе твердой и жидкой сред и которые вызывают значительную разность потенциалов. Хватит ли одной разности потенциалов для пробоя зон промерзания сказать трудно, но, мы уже знаем, что процесс землетрясения, это многоступенчатый процесс и следующим этапом для продолжения процесса (если он остановится в этой точке) может быть хорошо известный процесс образования электрических зарядов на гранях растущих кристаллов льда (любого кристаллического вещества при кристаллизации) с поляризацией горного массива. Это в свою очередь вызовет появление в массиве электромагнитных эффектов (пьезо, пиро и др.), способных за короткий промежуток времени запустить процесс Деформационного взрыва с образованием сейсмического удара. В случае неудачи и на этом этапе, у природы всегда найдётся очередной ход, лишь бы выполнялось главное условие любого подземного толчка - изменение горного давления в массиве. К примеру, с промерзанием грунта, а значит с увеличением его объёма и увеличением горного давления в глубине его массиве, а также от действия электомагнитических и механических эффектов, начнётся интенсивное растрескивание массива. Как мы знаем при раскрытии, и увеличение длины трещин образуются электрические заряды и разность потенциалов, которая при скорости движения трещин во льду порядка 750-1000 м/c. и наличии в промёрзшем массиве множества зон с плёнками, капиллярами и порами не застывшей воды может достичь громадных величин. В момент пробоя "изолятора" через горные породы протечет огромной силы ток, который и принесет целый список отмеченных нами неприятностей, ибо мощность, выделяемая электрическим током, пропорциональна сопротивлению горных пород и электрический разряд будет максимальным в области максимального электрического сопротивления горных пород. Если и этого будет недостаточно для возникновения Деформационного взрыва пород, то природа "легко найдёт запасной вариант". Например, при прохождении электрического заряда в обводнённом грунте, может возникнуть гидравлический удар, который вкупе с сейсмическим, могут вызвать локальный, но сильный удар в горном массиве [видео файлы 8, 28]. Опять неудача? Ещё вариант -явление дилатансии, которое как раз наиболее ярко выражено в плотных сыпучих и переуплотненных связанных грунтах. При определенной величине напряжений грунт начинает расширяться с увеличением объема. Этот эффект можно увидеть, когда влажный песок вокруг ноги человека, идущего по пляжу, кажется, высохшим. Деформация, вызванная ногой, расширяет песок под ним и вода в песке перемещается, чтобы заполнить новое пространство между зернами, то есть, дефлюидизация является одной из причин проявления дилатансии. Общий рост внутреннего напряжения вызывает увеличение объема пород и образование послойных деформаций со смещением слоев относительно друг друга и ураганным растрескиванием. Этот процесс приведёт к изменению физических свойств грунта, который даст старт процессу резкой подвижки массива по описанной выше цепочке.