От себя к сказанному ниже должен добвть - следует прочитать книгу Кузнецова - "Мир глазами геофизика" и многие тайное станет явным.
для тех кто не хочет читаь - краткое резюме : Все процессы физико-химические поля взаимосвязаны и прирду явлений следует рассматривать не как отдельный феномен а как некую часть множества.
О.Л. Кузнецов
В книге: «Эволюция геологических процессов в истории Земли»
(под редакцией академика Н.П. Лаверова). - М., Наука, 1993, с. 63 - 81
ПРЕОБРАЗОВАНИЕ И ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ
ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ В ЛИТОСФЕРЕ
И ЭВОЛЮЦИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
История Земли как космического тела - это непрерывная цепь преобразований и взаи-модей¬ствия геофизических и геохимических процессов, протекающих за счет внешних и внутренних ис¬точников энергии. Любой промежуток или интервал развития геологической материи обязан взаи¬модействию градиентов гравитационных, электромагнитных, упругих и радиационных сил, иници¬ирующих тепло- и массообмен в оболочках Земли.
В работах О.Г. Сорохтина, С.А. Ушакова [13] и А.С. Монина [12] рассмотрены процессы пре¬образования энергии на ранних этапах истории планеты, и в первую очередь, при выде-лении зем¬ного ядра.
Ниже рассмотрим современные процессы преобразования и взаимодействия геофизи-ческих полей в твердой оболочке Земли - литосфере. Значение этапа истории Земли, свя-занного с эволю¬цией литосферы, велико в связи с непосредственным влиянием ее состоя-ния на состояние других современных оболочек Земли, и прежде всего атмосферы, гидро-сферы и биосферы.
Внешние и внутренние источники энергии геодинамических процессов. Динамика ли-тосфе¬ры обусловлена взаимодействием внешних (космических) и внутренних (эндогенных) источников энергии [11].
Внешними источниками энергии для литосферы являются солнечное и космическое излуче¬ние, а также гравитирующие массы космических тел.
Напомним, что из фотосферы Солнца исходят почти все электромагнитные излучения. С фи¬зической точки зрения Солнце — мощный природный ядерный реактор, отстоящий от Земли на сравнительно безопасном расстоянии. Каждую секунду 4 млн. т солнечного веще-ства рассеивается в пространстве в виде теплового (инфракрасного), светового, ультрафио-летового, радиоволнового, рентгеновского излучений, гамма-лучей и, наконец, потоков элек-трически заряженных и нейтраль¬ных частиц различных энергий. Этот широчайший спектр электромагнитных солнечных излучений является мощнейшим регулятором органических процессов в литосферной части биосферы.
Существенна роль не только среднего фона излучений и его периодических аномалий, свя¬занных с проявлением протуберанцев (с циклом в 11 лет), но и хромосферных вспышек. Достаточ¬но заметить, что в процессе хромосферной вспышки за несколько минут высвобо-ждается энергия, эквивалентная энергии одновременного взрыва десятков тысяч водородных бомб. Солнечные взры¬вы потрясают и Землю, из-за чего несколько изменяется даже ско-рость вращения ее вокруг собст¬венной оси. К числу внешних источников энергии геопроцес-сов относятся и атмосферные электри¬ческие явления. Атмосферное электричество возни-кает за счет солнечной энергии, поглощаемой атмосферой и поверхностью Земли.
Вследствие существования постоянного отрицательного заряда Земли при спокойной погоде происходит перемещение положительных зарядов к поверхности Земли, в результа-те чего образу¬ется вертикальный электрический ток на Землю, линии которого могут про-должаться и в диэлект¬рических горных породах земной коры. В подобной системе, которую можно назвать сферическим генератором, вырабатывается постоянный ток положительно заряженных частиц, текущий из ионо¬сферы на Землю. Средняя мощность такого генерато-ра оценивается в 400-650 МВт при разности потенциалов 280-360 кВ, средний ток на Земле в цепи рассматриваемого генератора 1400-1800 А. Пока трудно определить, какая часть этой мощности будет проникать в земные недра и выделяться в земной коре при образова-нии крупных или мелких электрических разрядов. Использование даже небольшой части этой мощности обеспечит работу в недрах плазмохимического реактора большой произво-дительности. Грозовое облако в электрическом отношении можно представить себе как ди¬поль с зарядом до 25 Кл, моментом 5,104 Клм и длиной плеча 2 км или как диполь, соче-тающийся с избыточным зарядом одного знака меньше 2 Кл, или как облако с униполярным зарядом 10-20 Кл.
По расчетам, в эквивалентных биполярных облаках в центрах, расположенных друг от друга на расстоянии 3 км, сосредоточены электрические заряды противоположных знаков до 20 Кл. Раз¬ность потенциалов при такой схеме распределения электрических зарядов мо-жет достигать 108 - 109 В, а выделяемая при разрядах молнии энергия превышает 109 - 10'° Дж. Приведенная величина за¬паса энергии сравнима по порядку с энергией средней ядер-ной бомбы и энергией, которая выделя¬ется в очаге слабого землетрясения. Эта энергия в основном расходуется на разогревание неболь¬шого объема вещества вокруг разряда, диа-метр этого объема около 1 м. Температура в нем около оси разряда за несколько микросе-кунд повышается до 15000 К. Часть энергии разряда в атмосфере затрачивается на хими-ческие реакции образования в плазме оксидов азота, кислорода, углерода.
Приведенный пример образования электрического поля в облаках и значительной энергии, которая при этом сосредоточивается в нем, может служить основой для оценки яв-лений в горных породах одинаковой электропроводности.
Из статистических данных следует, что в средних широтах разряды молний из обла-ков на Землю составляют 30-40%. Более половины разрядов на Землю происходит из от-рицательно заря¬женных облаков. Интенсивность грозовых разрядов определяется коли-чеством разрядов молнии за 1 ч. Грозовая деятельность минимальна в высоких широтах и постепенно возрастает при смеше¬нии к экватору, так как в высоких широтах плотность гро-зовых разрядов мала. Плазменные процес¬сы в земных недрах на этих широтах можно рас-сматривать во взаимосвязи с теллурическими тока¬ми, индуцируемыми из околоземного пространств и ионосферы.
В связи с интенсивным развитием техносферы, связанной с антропогенным фактором, к чис¬лу внешних источников энергии геопроцессов теперь уже необходимо относить и тех-ногенные ис¬точники. Наибольшим антропогенному и техногенному воздействиям геологиче-ская среда подвер¬гается на урбанизированных территориях, где изменяются все взаимоза-висимые ее компоненты: горные породы, насыщающие их флюиды, физические ноля. В пределах территорий, связанных с инженерной деятельностью человека, наблюдаются изменения естественных геофизических и формирование техногенных полей. Например, локальные вариации гравитационного поля, отра¬жающие изменения напряженного состоя-ния горных массивов, могут быть вызваны как уплотнени¬ем так и разуплотнением грунтов при различных видах наземного и подземного строительства, так и активизацией карстово-суффозионных процессов (формированием полостей) в связи с техноген¬ным изменением гидродинамического и гидрохимического режимов карстовых вод.
Аномалии геотемпературного поля (с амплитудой от единиц до десятков градусов) возника¬ют вследствие нарушения естественной транспирации и теплообмена с атмосфе-рой, освоения под¬земного пространства и интенсивного использования подземных вод для водоснабжения. Движение подземных вод усиливает распространение так называемого те-плового загрязнения геологической среды. Так, площадь московской геотермической ано-малии составляет 1000 км2.
Из-за наличия радиоактивных элементов в природных и искусственных строительных мате¬риалах, промышленных отходах и шлейфовых выбросах крупных энергетических ком-плексов изме¬няется специфическое поле радиоактивных излучений - наблюдается возрас-тание радиоактивнос¬ти окружающей среды в целом.
Формируются техногенные физические поля - вибрационное и электромагнитное. Строи¬тельные работы, движение транспорта, работа различных станков и механизмов на про-мышленных предприятиях приводят к возникновению виброакустического поля. Техногенные электромагнит¬ные поля приурочены к линиям электропередач постоянного тока (поля блуж-дающих токов); элек¬тромагнитные поля промышленной частоты создаются генераторами, ра-дио- и телевизионными станциями, радиолокаторами.
Естественные и техногенные физические поля влияют на все компоненты геологической сре¬ды, в том числе на современные геодинамические процессы, течение которых во многом определя¬ется эффектами взаимодействия физических полей с геологической средой. Однако при традици¬онном подходе к проблеме не могут быть объяснены все наблюдающиеся в прин-ципе явления. Для понимания многих из них требуется создание нетрадиционных физических моделей на основе не¬линейной геофизики - нового раздела наук о Земле. Объектами изуче-ния нелинейной геофизики являются различные взаимодействия геофизических и геохимиче-ских полей, необратимые процес¬сы в геологических средах, нелинейные эффекты.
Внутренние источники энергии геодинамических процессов. Об эндогенных источ-никах в литосфере мы, как правило, судим по их внешним проявлениям тектоническим и сейсмическим процессам, вулканическим извержениям, тепловым потокам и геомагнитным полям. Основной ис¬точник тектонической энергии в земной коре, в литосфере в целом, это конвективные движения ве¬щества в мантии. Взаимодействие конвективных потоков с астено-сферой и литосферой создает все многообразие наблюдаемых на поверхности Земли текто-нических процессов, явлений и структур.
Выделяют четыре основные группы движений земной коры: 1) быстрые сейсмические дви¬жения. К ним относятся сейсмические волны и подвижки в зоне очага землетрясения и близлежа¬щих районах; 2) короткопериодические колебания (собственные, приливные, чандле-ровские и т.д.). обусловленные главным образом космическими и частично атмосферными причинами; 3) тектони¬ческие (эльзассеровские) волны, распространяющиеся со скоростью в десятки и сотни километров в год. Они возникают в результате взаимодействия упругих и вязких слоев (например, литосферы и астеносферы или осадочных слоев с различными реологическими свойствами). Возбуждаются они, как правило, сейсмическими сотрясе-ниями, хотя возможны и другие виды возбуждения; 4) медленные тектонические движения (современные, новейшие и древние), связанные с внутрико-ровыми и глубинными геодинами-ческими процессами.
Эффективность воздействия того или иного типа движений земной коры на процессы ми-гра¬ции флюидов определяется следующими параметрами: скоростями и амплитудой де-формаций, длительностью проявлений, частотой повторения, площадью распространения. Значения этих па¬раметров для движений различных типов приведены в таблице 1.
Таблица 1 Характеристики знакопеременных движений в литосфере
Тип движения Деформация Характерная длительность процессов, годы
Величина Скорость, см/год
Быстрые сейсмические движения 10-5 - 10-7 10 -10 3 10 -4 -10 -1
Короткопериодические колеба-ния 10 - 8 10 -3-10 -8 10 -3- 1
Тектонические волны 10 -4-10-6 10 -3 -10 -7 10 -1 -10
Медленные тектонические дви-жения 1 1 – 10 -2 10 -2 - 109
Источником энергии сейсмических движений и тектонических волн являются тектони-ческие напряжения, которые поддерживаются в литосферных плитах в течение многих миллионов лет. В разломных зонах происходит периодическая разрядка этих напряжений и последующее их вос¬становление и течение более коротких промежутков времени: десят-ков, сотен и тысяч лет. Харак¬тер этих автоколебательных процессов определяется флюидным режимом, а также реологией и прочностными свойствами вещества в разлом-ных зонах. Максимальные деформации во время прохождения сейсмических волн возника-ют 105 - 107, длительность нарастания напряжения в зоне очага колеблется от сотен лет до десятых и сотых долей секунды, скорости перемещения изменяют¬ся от сотых долей до еди-ниц километров в секунду.
При распространении сейсмических волн в пористых насыщенных средах возникают эффек¬ты взаимодействия флюидов с вмещающими породами. Критические частоты
fкр(1) = µ /d2, f(2) = f кр(1) =V /b,
где µ - кинематическая вязкость флюида; d- диаметр пор; b - размер зерна; V— скорость сейсми¬ческой волны.
При f << fкр(1) , f << fкр(2), где f - частота волны, распространение сейсмических волн в водонасыщенных горных породах описывается механикой пористых насыщенных сред. При нару¬шении первого неравенства перестает быть верным закон Дарси, а при на-рушении второго - зерни¬стую среду уже нельзя рассматривать как сплошную. В двухфазных средах в отличие от однофаз¬ных сред возникают волны первого и второго родов. Волны первого рода аналогичны волнам в од¬нофазных средах. Они характеризуются тем, что ске-лет среды и флюиды колеблются синхронно. В волне второго рода скелет и флюид колеб-лются в противофазе. Флюиды активно влияют и на про¬цессы, происходящие в зоне очага. С одной стороны, поровое давление оказывает распирающее воз¬действие при раскрытии трещин, а с другой - флюиды смачивают трущиеся поверхности и приво¬дят к снижению эффективной прочности горных пород. В итоге проникновение флюидов и зону очага соз-дает так называемый терригенный эффект, т.е. провоцирует сейсмические подвижки. В то же время и сами землетрясения влияют на динамику флюидов, что непосредственно на-блюдается при колебаниях уровня грунтовых вод. Об изменении флюидного режима в более глубоких горизон¬тах можно судить по косвенным данным, например по изменению электро-проводности горных по¬род и их сейсмических характеристик, по геохимическим полям и т.д.
Характерные деформации, возникающие вследствие движений второй группы (на-пример, приливные деформации), порядка 10 -8. Обнаружены деформации, равные 10 -6 – 10 -5. Последняя ве¬личина является предельной. Можно ожидать, что существенное возраста-ние деформаций происхо¬дит и разломных зонах. Период этих колебаний лежит в интервале от 0,5 суток до 1 года. Скорости деформаций на два-три порядка ниже, чем для движений первой группы, и на несколько порядков ниже, чем скорости остальных групп.
Таким образом, как показано в табл. 1, величины деформаций отличаются на семь порядков, а скорости деформаций - на десять порядков и более. Характерные величины на-пряжений и площа¬ди для движений, относящихся к различным группам, представлены в таблице 2.
Тектонические волны сопровождаются сжатием и расширением водонасыщенных слоев ко¬ры. При этом трещины, ориентированные перпендикулярно к направлению распро-странения волн, подвергаются большему воздействию, чем трещины, ориентированные вдоль направления распро¬странения волн, а также пор сферической и цилиндрической формы. По этой причине, а также из-за их скоротечности тектонические волны сопровож-даются перераспределением флюидов между порами и трещинами различных конфигура-ции, ориентации и размеров и в меньшей степени переносом флюидов на большие расстоя-ния. Можно ожидать также появления различных косвенных эффектов, связанных с механи-ческим возбуждением флюидов и скелета пористой среды при про¬хождении тектонической волны.
Таблица 2
Сопоставление величин напряжений и площадей распространения
движений в литосфере
Причины движений Площадь рас-пространения воздействия, км Приращение на-пряжений, МПа Характерная длительность процесса, годы
Внешние: барические, гидро-термические, космические Повсеместно 10 -3 – 10 -5 10 -3 -10 -1
Внутрикоровые тектониче-ские процессы
10 -4 – 10 -7
3 х10 -3 – 3 х10 -2
10 6- 10 8
Глубинные мантийные геодинамические процес-сы Повсеместно 3-4,5 107-109
Тектонические волны 10 2-10 4 1-10 10 -1 - 10
Современные тектонические движения земной коры, согласно их определению, проис-ходили на памяти человечества, т.е. во временным интервале 102-104 лет. Естественно, что во многих слу¬чаях они маркируются следами человеческой деятельности. Разумеется, колебания такого типа и такой длительности происходили и раньше, однако их следов в на-стоящее время, как правило, мы не наблюдаем (несомненными следами более древних зем-летрясений служат так называемые неп-тинические дайки - см.: Гарецкий Р.Г. // Изв. АН СССР. Сер. геол. 1956, № 3, с. 11-33 - А.Л. Ян¬шин). Их скорости временами достигают до-вольно большой величины - около 10 см/год. Причи¬ной их могут быть как экзогенные, так и эндогенные факторы. К экзогенным факторам относятся явления как природного, так и тех-ногенного характера, которые создают достаточно быстро изме¬няющуюся во времени на-грузку на кору, например ледниковые колебания, изменения объемов во¬доемов, крупные ин-женерные сооружения, мегаполисы и т.д. Эндогенные факторы связаны с до¬статочно быст-рыми геодинамическими процессами и в конечном итоге обусловлены конвективны¬ми дви-жениями в мантии. Здесь речь идет о косвенной связи, поскольку характерные времена кон¬вективных движений в мантии исчисляются миллионами, десятками и сотнями миллионов лет. Но¬вейшие и древние тектонические движения в отличие от современных и голоценовых движений яв¬ляются прямым следствием взаимодействия конвективных потоков в мантии с астеносферой и ли¬тосферой. К ним относятся колебательные движения земной поверхности, изучаемые методами ге¬оморфологии и стратиграфии, а также процессы раскола и движения континентов, образования континентальной и океанической коры, субдукции, орогенеза, движения по разломам.
Термодинамические основы взаимодействия и преобразования геофизических полей. За последние десятилетия в результате теоретических и экспериментальных иссле-дований [10] уста¬новлено, что, начиная с определенного уровня энергии, геофизические по-ля перестают подчинять¬ся принципам суперпозиции и претерпевают трансформацию со множеством перекрестных и не¬обратимых эффектов.
Геологическая среда, в которой протекают те или иные процессы, в том числе и геоди-нами¬ческие, активна одновременно во всех своих частях. Твердая, жидкая и газовая фазы - единая система, все компоненты которой взаимосвязаны многообразными энергетическими переходами, опре¬деляющими их конкретное физическое состояние в каждой точке про-странства.
С указанными эффектами преобразования тесно связан широкий круг явлений, обу-словлен¬ных "памятью" горных сред [4]. Геологам хорошо известна, например, магнитная память горных пород. Изучение некоторых магнитных свойств горных пород позволяет оп-ределять особенности магнитного поля, существовавшего в далеком прошлом. На этом яв-лении основана наука о палео¬магнетизме.
Исследования показывают, что горные породы могут хранить память не только о маг-нитном воздействии, но и о других физических воздействиях на них, например о радиацион-ном облучении, о действии электрических механических полей, которым они подвергались в прошлом. Условно можно выделить два типа памяти горных пород: долгоживущую и корот-коживущую. Долгоживущей памятью называется память о физических воздействиях, сохра-няемая в породе миллионы лет, короткоживущей - память о физических воздействиях, со-храняемая в породе в течение долей секун¬ды. С такой памятью связаны разнообразные эффекты в ядерной геофизике, например взаимодей¬ствие нейтронов и гамма-квантов с по-родами.
Наши исследования показывают, что эффекты преобразования и взаимодействия полей наблю¬даются как в микрообъемах горных пород, так и в Земле как планете в целом. От про-странственно¬го масштаба нелинейных эффектов зависит их энергетический масштаб, т.е. чем крупнее пространственный масштаб нелинейного эффекта, тем больше энергии тратит-ся на его осуществление.
Изучение этих процессов позволяет выработать новый подход к исследованию явле-ний, про¬исходящих в земной коре, как в планетарном масштабе, так и на уровне атомно-молекулярных пре¬образований в горных породах.
Общие принципы взаимодействия и преобразования физических полей, изучаются фе-номено¬логической термодинамикой. Термин "феноменологическая" используется с целью подчеркнуть, что речь идет о науке, опирающейся на природные явления.
Напомним, что в термодинамике множество всех материальных объектов разбивается на сис¬тему и окружающую (внешнюю) среду. Система включает в себя один или несколько объектов, под¬лежащих детальному изучению. Остальные объекты относятся к окружающей среде. Система, пол¬ностью лишенная возможности взаимодействовать с окружающей сре-дой, называется изолирован¬ной: у составных частей такой системы сокращается возмож-ность взаимодействовать друг с дру¬гом. Все физические величины, используемые для ко-личественной характеристики тех или иных особенностей системы, называются ее свойст-вами. Наличие какого-нибудь специфического призна¬ка (или совокупности признаков) у од-них свойств и отсутствие его у других может служить осно¬вой для классификации по данно-му признаку. Одна из таких классификаций базируется на наличии или отсутствии у свойств системы признака аддитивности, выражающегося в способности данно¬го свойства высту-пать в виде суммы соответствующих свойств областей или подсистем, на которые разделена система. Лишенные такого признака свойства называются интенсивными (неаддитивны¬ми), а обладающие им - экстенсивными (аддитивными). Примерами первых являются темпера-тура, давление, электрический потенциал, градиенты этих величин, а примерами вторых - масса, объем, электрический заряд и т.п.
Любое интенсивное свойство не зависит от размеров и формы системы, но имеет вполне оп¬ределенное значение в каждой точке последней. Если поле интенсивного свойст-ва не меняется от точки к точке, оно является однородным. В противном случае оно считает-ся неоднородным. Любое экстенсивное свойство характеризуется некоторым распределени-ем в пространстве занимаемой си¬стемой и зависит от размеров и формы системы.
Взаимодействие двух объектов выражается в переносе (передаче) от одного из них к другому вполне определенного свойства, присущего обоим объектам. Такие свойства мате-риальных объек¬тов называются обобщенными координатами. Они принадлежат к скаляр-ным экстенсивным свой¬ствам; их фундаментальным свойством и их фундаментальным при-знаком является сохраняемость, означающая, что у изолированной системы обобщенные координаты остаются постоянными. Это утверждение может быть названо законом сохране-ния обобщенных координат системы. Обобщен¬ные координаты могут изменяться только в результате взаимодействия системы с окружающей сре¬дой; их изменение из-за процессов внутри самой системы исключается. В этом законе есть только одно исключение для обоб-щенной координаты, соответствующей тепловому взаимодействию меж¬ду объектами - эн-тропии. Термодинамика базируется на гипотезе о том, что энтропия системы мо¬жет изме-няться за счет процессов, протекающих внутри самой системы.
Помимо обобщенной координаты, каждый вид взаимодействия между объектами тре-бует введения еще одного характерного для него свойства объектов, которое связано с воз-буждением данного взаимодействия. Такие свойства материальных объектов называются обобщенными потен¬циалами. Обобщенные потенциалы и соответствующие им обобщенные координаты образуют мно¬жество попарно сопряженных свойств объектов. Каждому виду взаимодействия между объектами отвечает определенная пара таких свойств.
Обобщенные потенциалы системы, обозначаемые символом Р^, относятся к скаляр-ным ин¬тенсивным свойствам. Следовательно, каждый из них в общем случае является ска-лярной функци¬ей точки или скалярным полем в трехмерном эвклидовом пространстве:
Неоднородность данного поля характеризуется его градиентом
являющимся векторной функцией точки или векторным полем. Направление вектора
любой точке г совпадает с направлением, по которому скорость изменения потенциала Рк с перемеще¬нием S точки (т.е. производная dS достигает наибольшего значения, а модуль упо-мянутого вектора равен этому наибольшему значению скорости. Из определения видно, что если поле обобщенного потенциала однородно, его градиент всюду равен нулю (справедли-во и обратное утверждение). Ли¬ния, в каждой точке которой вектор направлен по ка-сательной, называется линией гради¬ента.
Опыт показывает, что самопроизвольный перенос обобщенной координаты в какой-нибудь области пространства возбуждается лишь с возникновением в ней поля градиента обобщенного по¬тенциала, сопряженного с данной координатой, и прекращается с исчезно-вением этого поля; он всегда совершается вдоль линий градиента. Это позволяет рассмат-ривать градиент обобщенного потенциала в качестве движущейся силы самопроизвольного переноса соответствующей обобщен¬ной координаты.
При описании конкретных систем нет необходимости учитывать все возможные (мыс-лимые) виды взаимодействия между системой и ее окружением или же между отдельными частями систе¬мы, тем более что число их остается неопределенным. Достаточно включить в рассмотрение лишь те виды взаимодействий, которые представляют наибольший интерес для решаемой проблемы. Да¬дим краткую характеристику перечисленным выше и взаимо-действиям с указанием соответствую¬щих обобщенных координат и потенциалов.
Механическое взаимодействие. Так обычно называют деформационное взаимодей-ствие между объектами, выражающееся в сжатии одного из них и расширении другого. Обобщенной ко¬ординатой для взаимодействия служит объем V, что позволяет рассматри-вать данное взаимодейст¬вие как перенос объема от одного объекта к другому. Объему присущи все признаки обобщенных координат. Важнейшие из них, такие как аддитивность и сохраняемость, хорошо известны из опы¬та. Роль обобщенного потенциала механического взаимодействия играет давление Р.
Объем и давление относятся к измеряемым величинам. Как сопряженные свойства механи¬ческого взаимодействия они проявляют себя лишь в одной форме, причем самопро-извольный пере¬нос происходит в сторону убывания абсолютной величины температуры. Следовательно, оба эти свойства выступают в одинаковой форме: либо положительной, либо отрицательной. Как отмеча¬лось ранее, в этом случае предпочтение отдается положи-тельной форме. Таким образом, энтропия и температура - положительные величины.
Электрическое взаимодействие. Под этим взаимодействием между объектами под-разумева¬ется перенос электрическою заряда от одного объекта к другому. Следовательно, свойством объек¬та, играющим роль обобщенной координаты данного взаимодействия, яв-ляется электрический за¬ряд q. Подобно массе электрический заряд жестко связан с его но-сителями - частицами компонен¬тов, благодаря чему перенос зарядов от одного объекта к другому невозможен без передачи частиц, выступающих в роли его носителей. Для каждого компонента как независимого носителя электри¬ческого заряда следовало бы ввести в каче-стве обобщенного потенциала электрический потенциал YK. Их поля в совокупности обра-зуют единое поле электрического потенциала, в одинаковой мере принадлежащего всем компонентам. Таким образом, роль обобщенного потенциала электрического взаимодейст-вия по любому компоненту играет один и тот же электрический потенциал Y, который удов-летворяет всем требованиям, предъявляемым к обобщенным потенциалам.
Химическое взаимодействие. Оно известно также под названием массообмена. Этот вид взаимодействия между объектами выражается в переносе массы от одною из них к другому. Таким образом, обобщенной координатой химического взаимодействия является масса М К ней в полной мере приложимы общие уравнения, характеризующие важнейшие свойства обобщенных координат. Она относится к измеряемым свойствам объектов. Ее ад-дитивность и сохраняемость имеют надеж¬ное экспериментальное подтверждение.
Но этим не исчерпывается вопрос о координате химического взаимодействия. Дело в том, что масса жестко связана с ее носителями - частицами компонентов или субкомпонен-тов, из которых состоят взаимодействующие объекты. Вследствие этого передача массы от одного объекта к друго¬му, в отличие от передачи объема и энтропии, невозможна без пе-реноса каких-либо частиц через разделяющую объекты границу. При массообмене между системой и окружающей средой, а также между областями системы носителями массы слу-жат частицы, лежащие в основе деления данных объектов на компоненты. Характерно, что каждый компонент ведет себя как независимый участник массообмена.
Таким образом, массовое взаимодействие системы с окружающей средой и областей системы друг с другом реализуется в виде совокупности независимых процессов переноса массы отдельны¬ми компонентами. Под этим имеется в виду перенос массы от одного объ-екта к другому.
При массообмене между областями системы и между системой и окружающей средой носи¬телями массы служат частицы компонентов. При этом каждый компонент ведет себя как независи¬мый участник массообмена, а сумма всех масс компонентов представляет обобщенный потенциал системы. Обобщенной координатой здесь является масса Мк, а обобщенным потенциалом удель¬ный химический потенциал, который также обозначается индексом Мк.
Магнитное взаимодействие. Роль обобщенной координаты здесь играет магнитный поток Ф; следовательно, магнитное взаимодействие заключается в его переносе от одного объекта к дру¬гому. В качестве обобщенного потенциала магнитного взаимодействия высту-пает магнитодвижу¬щая сила F.
Для наглядности в табл. 3 приведены виды взаимодействия между объектами и соот-ветству¬ющими им обобщенными потенциалами и координатами.
Таблица 3
Соответствие между обобщенными потенциалами и коэффициентами
Вид взаимодействия Обобщенный потенциал Обобщенная координата
Механическое p V
Термическое Т S
Химическое µk Mk
Электрическое Y q
Магнитное F Ф
Предполагается, что обобщенные координаты и потенциалы могут выступать в двух проти¬воположных формах - положительной и отрицательной. Различие между ними прояв-ляется в изме¬нении направления, самопроизвольного переноса обобщенной координаты на обратное при пере¬ходе от одной ее формы к другой, равно как и при смене форм сопряжен-ного с ней обобщенного потенциала.
Эксперимент не дает указаний, какую из двух форм данной обобщенной координаты или по¬тенциала считать положительной и какую отрицательной. При решении вопроса о вы-боре запасов придерживаются определенных правил, чтобы достичь максимальной общно-сти в описании про¬цессов переноса разнородных обобщенных координат.
Считают, что если самопроизвольный перенос обобщенной координаты происходит в сторо¬ну убывания (возрастания) абсолютной величины сопряженного с ней обобщенного потенциала, координата и потенциал имеют одинаковые (разные) знаки. Это соглашение на-зывают правилом на¬правления самопроизвольного переноса обобщенных координат или правилом переноса. Оно поз¬воляет установить, в каких формах (одинаковых или разных) выступают координата и сопряжен¬ный с ней потенциал, но оставляя открытым вопрос о знаках форм. Окончательный результат до¬стигается дополнительным решением по каждой паре сопряженных свойств.
Если данная координата проявляет себя только в одной форме, обычно ее считают положи¬тельной, а знак сопряженного с ней потенциала устанавливают, руководствуясь пра-вилом перено¬са. При обнаружении у координаты двух форм сначала принимают решение, какую из них назвать положительной, а какую отрицательной, затем с помощью правила пе-реноса решают вопрос о зна¬ках форм сопряженного потенциала. Конкретные виды уравне-ний взаимодействия полей рассмот¬рены нами совместно с Э.М. Симкиным в [11].
Нелинейная геофизика - методологическая основа для описания эффекта трансформа¬ции энергии геофизических и геохимических полей в литосфере. Одна из наиболее сложных и актуальных проблем современной геофизики с точки зрения по-строения физико-математических моделей геологических явлений нелинейность многих процессов, протекающих в земной коре и верхней мантии. В таких случаях традиционное линейное описание, используемое для облегчения математического анализа моделей, ока-зывается существенно недостаточным, а иногда недопу¬стимым или приводит к решениям, физическая интерпретация которых затруднена [1, 3, 8].
Совершенно очевидно, что для описания перечисленных выше геологических явлений требу¬ется построение нелинейных физических моделей. Например, возникновение кольце-вых аномалий [5, 6] изменение температуропроводности и других процессов переноса в сильном звуковом поле, а также ряд обнаруженных в последнее время явлений (целена-правленное изучение нелинейных эф¬фектов в геофизике проводилось в течение ряда лет коллективом исследователей ВНИНЯГГа, сов¬местно с ИФТТП ЯФ СО АН СССР, СибНИ-ИНП, ИФЗ АН СССР и др.) могут быть изучены толь¬ко при использовании нелинейных мо-делей.
Нелинейные явления в геофизике имеют место на всех уровнях, начиная от общепла-нетарно¬го (например конвективные процессы в мантии или генерация магнитного поля Земли) и кончая масштабом отдельных пор породы (например явление изменения коэффи-циентов тепломассопереноса в пористой среде при воздействии звукового поля).
Основными физическими факторами, приводящими к широкому распространению нели-нейных явлений в геофизике на общегеологическом уровне, являются: 1) огромные энергии, например отдача тепловой энергии за год в масштабах всей Земли составляет 6,5-1027 эрг, энергия, высвобождающаяся при сейсмической и вулканической деятельности - 1025 - 1026 эрг [13]; 2) огромные пространственные (порядка размеров земного шара или крупных регионов) и временные интервалы < 108 -109 лет).
За основу выделения иерархических уровней в рассматриваемой системе целесооб-разно при¬нять масштабы явлений, встречающихся в геологии (см. табл. 4). Так как, согласно концепциям гло¬бальной геодинамики, в конвективное движение вещества Земли вовлечена вся мантия, включая ас¬теносферу и переходный слой вблизи поверхности ядра, главным масштабом можно считать ради¬ус земного шара, равный 6378 км, что соответствует геоди-намическим явлениям. Рассмотренный уровень может быть назван глобальным.
Следующий масштаб связан с толщиной литосферных плит и земной коры. Этот мас-штаб яв¬лений характеризуется размерами в десятки и сотни километров. Явления, прояв-ляющиеся в обла¬стях порядка сотен километров, могут быть названы мезомасштабными; к ним, например, относят¬ся процессы формирования месторождений полезных ископаемых, землетрясения и т.д. Именно та¬кие явления представляют наибольший интерес с точки зре-ния прикладной геологии. Построение теории мезомасштабных геологических процессов безусловно очень сложно вследствие многообра¬зия конкретных геологических ситуаций, од-нако решение этой задачи имеет огромное практичес¬кое значение. В частности, развитие аэрокосмических методов поиска и разведки месторождений полезных ископаемых невоз-можно без построения таких мезомасштабных моделей, предназначен¬ных дня интерпрета-ции данных наблюдений, особенно в части, связанной с "просвечиванием" древних струк-тур через осадочный чехол. В силу перечисленных выше причин математические мо¬дели ме-зомасштабной геофизики будут, как правило, нелинейными. Математические модели мезо-масштабной геофизики должны строиться на базе механики многофазных сред с учетом в ряде слу¬чаев влияния тектонической активности региона на перенос флюидов и тепла. Кро-ме того, следует иметь в виду принципиальную нестационарность мезомасштабных про-цессов за геологические времена. Построение мезомасштабных моделей осложняется. Так-же необходимостью учета необра¬тимости значительного числа физических процессов, про-текающих в этом масштабе. В связи с этим при построении таких моделей следует привле-кать аппарат теории необратимых провесов, напри¬мер, в рамках приближения Онзагера. Следует отметить, что некоторые конкретные математичес¬кие модели, описывающие не-равновесные процессы при взаимодействии акустических, тепловых и других полей, были получены и проанализированы в работе [2] .
Таблица 4
Эффекты, относящиеся к нелинейной геофизике
Эффект Сущность проявления Источник энергии Характерные простран-ст¬венный /(Я) и вре-менной СП масштабы эффекта Пути использовании
Нелинейные эффекты
Конвекция в мантии Возникновение конвек-тив¬ных потоков в мантии, воз¬никновение "горячих точек" Гравитационная диф¬ференциация веще-ства Земли, распад радиоак¬тивных эле-ментов (6-1027 эрг/год) Е 108 лет R 10 000 км (глобальный мас-штаб) Анализ истории Земли, прогноз глобальных явлений, прогноз сейс¬мических опасностей регионов
Магнетизм Земли Возникновение магнит-ного поля Земли Движение жидкой обо¬лочки ядра Т 105лет R 10000 км (глобальный масштаб) Анализ истории Земли, возникновение магнит¬ного поля Земли
Взаимодействие лито-сфер-ных плит Образование континен-тов, океанов, крупных разломов, горных стран, островных дуг Движение мантийно-го вещества Т(1-2)-108лет
R 10 000 км
глобальный мас-штаб) Анализ истории Земли, прогноз глобальных явлений, прогноз сейс¬мической опасности регионов
Взаимодействие и дина-ми¬ка микроплит Внутришштные землетря-се¬ния, возникновение крупно¬масштабных коль-цевых структур и др. Движение мантийно-го вещества, движе-ние литосферных плит R 100-1000 км (мезомас-штаб) Прогноз землетрясений, геологическая история регионов, поиск и раз¬ведка месторождений
Динамика напряженно-го состояния Образование зон ано-мально¬го горного давле-ния, обра¬зование разло-мов и др. То же Мезомасштаб Тоже
Изменение фазового со¬стояния в сильных аку-сти¬ческих полях Выделение газа, разло-жение газогидратов и др. Искусственный ис-точ¬ник землетрясе-ний Микромасштаб Разведка месторожде¬ний ряда полезных ис¬копаемых, в том числе нефти и газа. Разложе¬ние гидратов и др.
Изменение коэффициен-тов тепло-массопереноса в силь-ных акустических полях Изменение коэффициен-тов диффузии, тепло-проводно¬сти, проницае-мости в полях с интен-сивностью больше 0,1 Вт/см2 То же То же То же; кроме того ин¬тенсификация притоков нефти и др.
Линейные эффекты, сопутствующие нелинейным
Формирование теплово-го потока Земли, возник-нове¬ние крупномасштаб-ных аномалий гравита-ционно¬го, магнитного и теплового полей Отклонения величин фи-зи¬ческих полей от сред-них по Земному шару Гравитационная диф¬ференциация вещест-ва; радиоактивный распад; движение мантийного вещества Глобальный масштаб Теория фигуры Зем-ли; прогноз глобаль-ных явлений, прогноз сейс¬мичности
Связь динамики напря¬женного состояния с раз¬мещением месторож-дений полезных иско-паемых Зависимость размеще-ния месторождений полезных ископаемых от эволюции земной коры Движение мантийно-го вещества; движе-ние блоков земной коры Мезомасштаб Разработка методов прямого поиска ме-сто¬рождений полез-ных ископаемых
Землетрясение, вулкани-че¬ская деятельность Импульсное перераспре-де¬ление энергии и массы в земной коре и верхней ман¬тии То же То же Прогноз сейсмичности в вулканической дея-тель¬ности
Влияние сейсмических полей на формирование и размещение полезных ископаемых Влияние сейсмичности на тепломассоперенос ве-щества и, следовательно, на разме¬щение месторо-ждений То же То же Разработка методов прямого поиска ме-сто¬рождений полез-ных ископаемых
Механохимические реак¬ции, возникающие под действием стационарных и переменных напряже-ний Возникновение специ-фиче¬ских химико-физических условий в пористых и кри¬сталлических телах под действием механических напряжений Движение мантийно-го вещества; движе-ние блоков земной коры Микромасштаб Тоже
На микрогеологическом уровне возникновение нелинейных явлений облегчено тем, что гор¬ные породы, особенно такие важные в практическом отношении, как породы-коллекторы нефти и газа, представляют собой пористые тела с чрезвычайно развитой внутренней поверхностью раз¬дела, насыщенные разнообразными флюидами (пластовыми водами, которые могут рассматривать¬ся как растворы электролитов, нефтью, обладающей южными и недостаточно изученными реологи¬ческими свойствами, газом).
Следует отметить, что указанные выше факторы (большие энергии процессов, значи-тельные пространственные и временные масштабы) способствуют проявлению нелиней-ных эффектов и в других областях физики. Так, в нелинейной акустике нелинейные эффек-ты проявляются при боль¬шой - интенсивности звуковой волны на малом расстоянии от ис-точника, если же интенсивность ее невелика, то для накопления нелинейных эффектов тре-буются соответственно большие расстояния. Можно привести ряд примеров, свидетельст-вующих о том, что к появлению нелинейных эффектов приводит также и наличие развитой поверхности раздела фаз.
В связи с многообразием нелинейных эффектов и их общей взаимосвязью встает во-прос о вы¬делении нового раздела наук о Земле - нелинейной геофизики, объектом изучения которой являют¬ся нелинейные эффекты, а также связанные с ними геологические процес-сы.
Тенденция к исследованию нелинейных явлений наметилась и в других областях зна-ний. Примером может служить бурное развитие в последние годы таких разделов физики, как нелиней¬ная оптика и нелинейная акустика. В комплексе наук о Земле исследование не-линейных явлений также принимает важное место. Развитие таких наук, как океанология, метеорология, физика ионо¬сферы все больше идет по пути изучения нелинейных процес-сов, которые играют определяющую роль в глобальной и мезомасштабной циркуляции ат-мосферы и океана, теориях волнения, цунами, взаимодействия солнечного ветра с магнито-сферой и т.д.
В связи с многообразием уровней и форм проявления нелинейных эффектов для их описания необходим системно-структурный подход. Несмотря на то что разработка принци-пов такого подхо¬да применительно к проблемам нелинейной геофизики выходит за рамки данной статьи, все же, хо¬тя бы в общих чертах, интересно рассмотреть некоторые ее аспек-ты. К числу наиболее важных фак¬торов, характерных для геологических процессов, особен-но мезомасштабных, относятся проявле¬ние "памяти" горных пород и наличие механохими-ческих реакций. Состояние массива горных по¬род, его физические параметры, в том числе такие, как намагниченность, напряженное состояние и др., обусловлены всей его предыс-торией.
В качестве примера проявления "памяти" представляет интерес рассмотрение раз-личных ти¬пов поляризации пород, возникающих под действием тех или иных полей.
Поле напряжений в горных породах трансформируется в тепловое, магнитное и элек-тричес¬кое поля. Возникновение двух последних не очевидно. Поэтому следует указать на некоторые эф¬фекты, приводящие к их созданию: 1) образование пьезоостаточной и динами-ческой намагниченно¬сти горных пород, которое связано с тем, что под действием механи-ческих напряжений на ферро¬магнитные компоненты минералов горных пород увеличивает-ся их намагниченность; 2) появление электрического потенциала на поверхности трещин и разломов при пластической деформации (эф¬фект Степанова), суть этого эффекта заключа-ется в том, что в процессе пластической деформации ряда кристаллов, входящих в состав минералов горных пород, на поверхностях и трещинах возни¬кают электрические потенциа-лы, которые под постоянной нагрузкой и после ее снятия постепенно спадают.
Наиболее характерным свойством поляризованных или намагниченных горных сред, видимо, является стабильность остаточной поляризации (намагниченности).
Эффекты памяти горных пород могут быть использованы и уже часто применяются для оцен¬ки их геологической предыстории, причем построение физико-математических моделей геологиче¬ских ситуаций, безусловно, позволит расширить рамки такого исторического анализа по сравнению с существующими методами.
Под механохимическими реакциями будем понимать каталитические реакции, происхо-дящие под влиянием стационарных и знакопеременных механических воздействий, в том числе и сейсмо-акустических полей. Установлено, что такие реакции связаны с изменением рН и Eh - среды, со¬зданием активных центров на границах зерен и рядом других причин. Ме-ханические нагрузки при этом играют роль источника энергии для активации реакций. Меха-нохимические реакции ускоря¬ют процессы метасоматоза и метаморфизма горных пород, а также преобразование органического вещества в жидкие и газообразные углеводороды. По-ристость пород и, следовательно, наличие раз¬витой границы раздела фаз облегчают ход этих реакций.
Так как в региональном масштабе протекание механохимических реакций и память гор-ных пород детерминируются динамикой напряженного состояния земной коры, в том числе тектониче¬ской активностью, эти процессы могут быть отнесены к области нелинейной геофи-зики, а механо¬химические реакции находятся на стыке нелинейной геофизики и геохимии. Следует отметить, что перспективность метода исследования мезомасштабных нелинейных процессов объясняется воз¬можностью постановки модельных лабораторных экспериментов с сохранением механического по¬добия. Из анализа величин, входящих в уравнения этих про-цессов, видно, что для построения та¬ких моделей требуется выдерживать сравнительно ма-ленькое число параметров подобия.
При рассмотрении нелинейной геофизики мезомасштабов необходимо остановиться на во¬просе о взаимодействии между мезомасштабными и глобальными геофизическими явле-ниями. Бе¬зусловно, такое взаимодействие всегда осуществляется. Однако с точки зрения мезомасштабной геофизики определяющее значение имеет воздействие глобальных процес-сов на мезомасштабные. Обратное воздействие хотя и имеет место, но роль его и подавляю-щем большинстве случаев незна¬чительна; поэтому величины, характеризующие глобальные процессы, будут играть в мезомас¬штабных моделях роль заданных внешних сил. Именно это обстоятельство позволяет, с одной сто¬роны, рассматривать мезомасштабные процессы как независимый уровень иерархии системы не¬линейных геофизических процессом, а, с другой, - обеспечивать преемственность и связь этих уровней.
В качестве следующего уровня целесообразно, по-видимому, выделить нелинейные яв-ления, протекающие в отдельных породах, т.е. в масштабах литофизической однородности горных сред. Назовем этот уровень микрогеологическим. Несмотря на некоторую расплывча-тость данного опре¬деления, связанную с тем, что масштаб однородности горных сред может меняться от сантиметров до километров, оно отражает единообразие физических процессов, протекающих в таких средах.
Многообразие нелинейных процессов на микрогеологическом уровне особенно велико, так как энергия, необходимая для их возникновения, мала. В связи с этим разнообразные не-линейные явления могут активно использоваться для диагностики горных сред. Целенаправ-ленное воздейст¬вие на горные среды и использование нелинейных процессов с целью изме-нения свойств пород представляет, очевидно, одно из наиболее перспективных направлений совершенствования геофи¬зических методов разведки и поиска полезных ископаемых. В ряде случаев с их использованием появляется возможность улучшить режим эксплуатации место-рождений, в том числе нефти и газа. Так, акустическое воздействие на призабойную зону нефтяных скважин приводит к значительному увеличению притока нефти. Еще более эф-фективным является термоакустическое воздействие.
Большое число нелинейных эффектов, возникающих на микрогеологическом уровне, в том числе изменение фазового состояния насыщающего флюида, проницаемости и коэф-фициентов пе¬реноса в акустическом поле, связано с тем, что горные породы часто пред-ставляют собой пористое тело с развитой границей раздела. Физические свойства пористых сред весьма сложны и изучены явно недостаточно. Так, практически не исследовано пове-дение в акустическом поле газовых пу¬зырьков, хотя именно оно может вызывать не только нелинейные, но и ряд линейных явлений, на¬пример, дисперсию звука в горных породах.
Благодаря чрезвычайно развитой внутренней поверхности раздела горных пород об-легчается протекание многих химических реакций и, главное, появляется возможность ак-тивно воздейство¬вать на их ход различными физическими факторами. Еще один класс эф-фектов, чисто линейных по существу, но так же, как и механохимические процессы, тесно связанных с нелинейными задача¬ми, может быть определен как класс перекрестных эффек-тов или класс взаимодействия и трансфор¬мации физических полей. Так, насыщенные пла-стовыми водами горные породы представляют со¬бой с точки зрения физики сложную сис-тему "электролит-твердое тело", что является причиной многих электрических явлений. К ним относится такой хорошо известный эффект, как сейсмоэлек-трический, бесспорно, ли-нейный при малых полях, но становящийся нелинейным при определен¬ных условиях, в ча-стности при умеренной интенсивности акустического поля.
Таким образом, нелинейная геофизика на микрогеологическом уровне тесно связана с физи¬кой и физикохимией пористых сред. В связи с этим необходимо проведение фундамен-тальных ис¬следований в данной области, так как именно от изучения нелинейных процессов на этом уровне за¬висит будущее многих современных геофизических методов и развитие но-вых, таких, например, как метод, основанный на принципе "каротаж - воздействие - каротаж", разработанный во ВНИИЯГГе.
Таким образом, не сужая термина "нелинейная геофизика", к ее предмету можно отнести: 1) собственно нелинейные физические явления в геологии: 2) явления, изучение которых в отрыве от нелинейных невозможно или недостаточно.
К первому типу явлений относятся вопросы глобальной геодинамики, динамики на-пряжен¬ных состояний, изменения фазового состояния флюидов, насыщающих породу в сильных полях, и др., ко второму - вопросы связи динамики напряженного состояния и раз-мещения месторождений полезных ископаемых, целый ряд эффектов трансформации полей, механохимические реакции и т.д.
Из анализа приведенного материала следует, что подход, развиваемый с позиций не-линейной геофизики, позволяет: 1) построить математические и физические модели геоло-гических явлений на всех уровнях с единых методологических позиций; 2) выявить связь полей напряжения и дина¬мики напряженного состояния с другими геофизическими и гео-химическими полями, выяснить роль динамики напряженного состояния, тектонических и механохимических реакций в формиро¬вании и размещении полезных ископаемых; 3) изу-чить взаимосвязь энергетики геологических про¬цессов с формированием и размещением полезных ископаемых.
Практические следствия нелинейной геофизики связаны: с выявлением новых крите-риев оп¬тимизации региональных, зональных и поисковых геологоразведочных работ с раз-работкой мето¬дов и технических средств, основанных на принципе целенаправленного воз-действия сильными фи¬зическими полями на горные среды с целью создания новых геофизи-ческих методов разведки и ин¬тенсификации добычи полезных ископаемых, в том числе ин-тенсификации притоков нефти и газа и увеличения нефтеотдачи продуктивных пластов.
Таким образом, в науках о Земле формируется новое научное направление.
ЛИТЕРАТУРА
1. Белоликов Н.И., Карус Е.В., Кузнецов О.Л. и др. О возможности изучения напряженного со¬
стояния земной коры по геосейсмическим моделям поглощения // ДАН СССР. 1977, Т. 237,
№6. С. 1319-1331.
2. Вахитов Г.Г., Кузнецов О.Л., Симкин Э.М. Термодинамика призабойной зоны нефтяного пла¬
ста. М.: Недра, 1978, 214 с.
3. Громов В.К., Карус Е.В., Кузнецов О.Л. и др. Динамика формирования месторождений полез¬
ных ископаемых //ДАН СССР. 1981, Т. 256, № 5, С.1167-1170.
4. Дей У.А. Термодинамика простых сред с памятью. М.: Мир, 1974, 156 с.
5. Зайченко В.Ю., Кузнецов О.Л., Попсуй-Шапко Г.П. О природе кольцевых аномалий, фикси¬
руемых с помощью дистанционных методов // Сов. геология. 1981, № 1, С. 32-44.
6. Зорькин Л.М., Карус Е.В., Кузнецов О.Л. и др. Закономерности формирования и распреде¬
ления геофизических и геохимических полей в антиклинальных структурах // Там же. 1978,
№ 11,С. 94-104.
7. Карус Е.В., Кузнецов О.Л. Прогноз землетрясений. М.: ВИНИТИ 1980, 182 С. (Итоги науки
и техники; Т. 6).
8. Иванов В.В., Карус Е.В., Кузнецов О.Л. и др. О возможной роли динамики напряженного со¬
стояния земной коры в формировании и размещении залежей нефти и газа // ДАН СССР.
1978, Т. 239., № 4, С. 930-933.
9. Карус Е.В., Сургучев М.Л., Кузнецов О.Л. и др. Эффект акустического воздействия на тепло¬
массообмен в насыщенных пористых и коллоидных средах // Там же 1974, Т. 218, № 6, С.
1343-1345.
Ю.Кузнецов О.Л. Нелинейная геофизика // Вопросы нелинейной геофизики М.: ОНТИ ВНИИ-ЯГГ, 1981, С.5-20.
11 .Кузнецов О.Л., Симкин Э.М. Преобразование и взаимодействие геофизических полей в ли-то¬сфере. М.: Недра, 1990, 268 с.
12.Монин А.С. Ранняя история геологии Земли. М.: Недра, 1987, 192 с.
13.Сорохтин О.Г., Ушаков С.А. Эволюция Земли // Жизнь Земли. М: Изд-во МГУ, 1990, С. 6-33.