Geodinamika

Atsirado požymių, kad Sunda plokštė, ant kurios išsidėsčiusi Indonezija, pradeda leistis. Vietname imta skelbti, kad jie skęsta. Leidžiasi ir Karibų plokštė.

Geodinamikos pagrindą sudaro globalinės tektonikos, t.y. litosferos plokščių, teorija, subrendusi tik apie 20 a. 7-ąjį dešimtmetį. Litosfera yra paviršinė Žemės plutos dalis, sudaranti apie 100-120 km „žievę“ – vos 1,8% Žemės spindulio, o po ja randasi elastinga astenosfera bei kitos geosferos. Planetos paviršiuje nuolat juda kietos litosferos plokštės: 8 didžiosios ir apie 20 mažesnių. Tai žemynai ir jų dalys – blokai. Juda trejopai: 1) divergentiškai (toldamos), kai tarp gretimų atsiranda plyšys ir per jį iš mantijos liejasi karšta magma; 2) konvergentiškai, kai susiduria dvi plokštės ir galimi variantai: a) viena jų nyra gilyn ir tarp plokščių susidaro labai gilios įdaubos; b) plokštės trinasi tarsi ledo lytys ir tada tarp jų atsiranda kalnų virtinės; 3) šonais švelniai slysdamos per lūžius, kurie plokštėms yra tarsi traukinio bėgiai – ir tai reljefe iš esmės nieko nauja nesukuria.

Antrą svarbią vietą geodinamikoje užima geofiziniai ir ypač seisminiai tyrimai. Žemės drebėjimai vyksta nuolatos, kartais silpnesni, kartais itin stiprūs (kaip Japonijoje, sukėlę branduolinę tragediją). Visi jie sukelia seismines bangas (išilgines ir skersines), įvairiu greičiu judančias Žemės geosferomis. Jų sklidimo greitis priklauso nuo uolienų tankio. Žemės plutos virpesius (bangas) registruoja seismografai, išdėstyti seismologinėse stotyse, esančiose įvairiose Žemės paviršiaus vietose. Tačiau geodinamikai svarbesni sprogdinimais sukeltų bangų tyrimai, atliekami įvairiuose Žemės paviršiaus profiliuose. Tai vadinamieji geotraversai. Jie buvo atlikti ir per Lietuvos teritoriją. Jų tikslas – pažinti Žemės plutos sandarą iki pat mantijos ir dar giliau (apie 40-60 km). Jais išskiriami trys pagrindiniai sluoksniai – nuosėdinių uolienų, granitinis ir bazaltinis, o po jais – mantija. Kartu nustatoma ir lūžių, trikdančių minėtųjų sluoksnių tįsą, padėtis, stebėti blokus, kurie nuolatos juda – grimzta, kyla, stumdosi.

Neseniai paskelbta, kad Žemė turi dar vieną branduolį, kuris glūdi senajame ir yra 500 km skersmens lydinys. Jo sandara nepanaši į jokią mokslui žinomą medžiagą, o jo temperatūra žemesnė už aplinkos.

Apie uolienų sudėtį įvairiuose gyliuose sprendžiama arba tiesiogiai (iš gręžinių), arba netiesiogiai (iš geofizinių duomenų – seisminių, akustinių bangų, elektros laidumo, magnetinių ar gravitacinių savybių). Geofiziniais metodais matuojamas koks nors gelmėse esančių uolienų parametras ir pagal duomenis brėžiamas kontūras.

Vis tik vertingiausi tiesioginiai metodai – kernų tyrimai. Tam gręžiami gilūs gręžiniai (5-7 km) ir supergilūs (10-15 km). Vienas tokių gilių gręžinių yra Kolos pusiasalyje (12 262 m gylio). Juo buvo pasiektos uolienos amfilobitai. Nors tai dar ne mantija, paaiškėjo nauji duomenys apie gelmių uolienų sandarą, tirpalus, dujas, cheminių elementų pasiskirstymus ir kt. Kitas supergilus gręžinys yra Užkaukazėje. O apie viršutinės mantijos uolienas kol kas galime spręsti iš kartu su deimantais randamų kimberlitinių (ultrabazinių) uolienų nuolaužų ir atskirų pavyzdžių, iškeltų iš vandenynų riftų zonose išsiliejusių bazaltų. Iš jų matyti, jog mantijoje gerokai mažiau nei paviršiuje silicio dioksido – tik apie 40%. Šitokios sudėties yra dunitai, piroksenitai – uolienos, kuriose vyrauja mineralai olivinas, piroksenas, jose daugoka chromito, magnetito, taip pat didelė magnio ir geležies koncentracija.S

Netiesioginių žinių apie gilumines Žemės uolienas suteikia krintantys meteoritai. Jie yra mažųjų planetų – asteroidų nuolaužos, atskriejančios dažniausiai iš asteroidų juostos, esančios tarp Marso ir Jupiterio. Meteoritai būna dvejopi –akmeniniai ir geležiniai. Manoma, kad akmeninių meteoritų sudėtis yra artima mantijos sudėčiai, o geležinių – kitados egzistavusių mažųjų planetų branduolių medžiagai (daugiausia tai geležies ir nikelio lydiniai).

Geodinamikai labai talkina ir kosmogeologija, t.y., kitų planetų geologiniai tyrimai. Štai paaiškėjo, kad Mėnulio uolienos yra vidutinio tankio (apie 3,3 g/cm³), dauguma vulkaninės kilmės, amžiumi netgi senesnės už seniausias Žemės uolienas (atvežti pavyzdžiai yra apie 4,7 mlrd. m.). Mėnulio gelmėse palyginti ramu – nesiveržia ugnikalniai, nevyksta drebėjimai. Tiesa, užfiksuoti silpni virpesiai Mėnulio plutoje, ypač tada, kai priartėja prie Žemės (padidėjus traukai), o taip pat virpesius gali sukelti krintantys meteoritai. Nustatyta, kad Mėnulio plutoje apie 2-3 km paviršinį sluoksnį sudaro iš dalies suardytos uolienos, giliau – apie 25 km bazalto su lavos srautų uolienomis sluoksnis, o 25-65 km sluoksnį sudaro magminės uolienos, panašios į Žemės. Manoma, kad giliau yra mantija. Palyginimas leidžia daryti kai kurias išvadas apie Žemės raidą.
8-ame dešimtm. ištyrus iš Mėnulio atvežtas uolienas, jos buvo identiškos kaip iš 3 km gylio Kolos gręžinyje. Tai leido atsirasti hipotezei, kad Mėnulis atskilo nuo Žemės (apie tai detaliau žr. >>>>>).

Vienas geodinaminių tyrimų iki 2000 m. poligonas buvo numatytas ir Pabaltijo bei Baltarusijos regione. Ketinta išgręžti keletą gilių gręžinių ir atlikti dviejų krypčių geotraversus. Kol kas buvo žinoma, kad po 2-3 km nuosėdine danga yra apie 25 km granitinis, o po juo iki 20 km bazaltinis sluoksniai. Bendras plutos storis iki mantijos būtų 42-45 km.

Kernoteka Vievyje

Kernas paprastai saugomas 2-4 metus. Tačiau tai nėra teisinga, nes netenkama daug geologinės informacijos, o kartais tenka toje pat vietovėje vėl gręžti grežinius.

1980 m. Vievyje pradėjo veikti Kerno saugykla (pirmoji TSRS), kurioje imta rengti muziejines ekspozicijas. Lietuvoje tuo metu buvo susikaupę 35 tūkst. dėžių kerno. Kadangi ne visas jsi buvo vertingas, reikėjo jį peržiūrėti ir atrinkti vertingus. Tai buvo atlikta panaudojant skersinį (paliekami tik fragmentai kas keliso dešimtys metrų) ir išilginis (kernas supjaustomas iilgai ir saugojimui paliekama tik viena pusė) trumpinimai. Visai netrumpinami buvo stratotipai – sluoksnių ir jų kompleksų etalonai, pagal kurių būdingas savybes atpažįstami sluoksniai įvairiuose Lietuvos rajonuose. Tokie aluoksniai išskirti Butkūnų, Ledų, Stoniškių, Vilkyškių, Viduklės ir kituose gręžiniuose. 1992 m. sujungta Kerno saugykla ir Vilniaus ekspozicija bei įkurtas Geologijos muziejus. 2000 m. Kerno saugyklai Vievyje suteiktas Lietuvos geologijos muziejaus statusas. Geologijos kolekcijų fondą sudaro uolienų, mineralų, fosilijų, laboratorinių mėginių ir jų dublikatų rinkiniai. Saugomos ir eksponuojamos kolekcijos, kurias surinko J. Dalinkevičius, A. Žukelis, J. Kisnėrius ir kiti geologai.

Kernas yra cilindrinis uolienos stulpelis, gaunamas gręžiant koloniniu gręžimu. Kerno fonde saugomas nuo 1953 m. išgręžtų iš 1136 vertingiausių gręžinių kernas (bendras ilgis 144 km), tarp jų kernas iš 386 gręžinių, pasiekusių planetos kristalinį pamatą, t.p. ir Vydmantų gręžinio (Kretingos rajono savivaldybės teritorija; gylis 2564 m, 1992 m.). Nemažai kerno yra ir iš Elektrėnų savivaldybėje išgręžtų gręžinių. Čia taip pat saugomas ir tiriamas gręžinių kernas iš Varėnos geležies rūdos telkinio kristaliniame pamate, palaidoto po nuosėdinių uolienų danga Mizarų (netoli Druskininkų) meteoritinio kraterio.

Vydmantų ūkio teritorijoje (Kretingos rajonas) buvo išgręžti du giluminiai gręžiniai. Paskutinysis baigtas atgavus Lietuvos valstybingumą. Gręžinių gylis apie 2,5 km. Paskutinieji 500 m, įgręžti į granitinį pamatą, turėjo išimtinai mokslinį tikslą – siekiant sukurti uždaras apytakos sistemas, hidraulinio skaldymo metodu ir seismiškai jautriais prietaisais nustatyti kitų būsimų gręžinių plyšių kryptingumą granitinėje pagalvėje.

O giliausias gręžinys Lietuvoje – Nr. 29349 – 2786 m, išgręžtas 2001 m. Stončių k. Šilutės raj.

Kolos Užpoliarės gręžinys

Tai pats giliausias parametrinis gręžinys pasaulyje, pasiekęs 12 262 m. Jis yra Murmansko srityje, 10 km į vakarus nuo Zapoliarno miesto. Jis yra Baltijos plokštės šiaurės rytų dalyje. Jis išgręžtas grynai mokslo tiriamaisiais tikslais toje vietoje, kur Machorovičičio riba yra arti Žemės paviršiaus.
Ilgiu jį aplenkia smailiu kampu išgręžti naftos gręžiniai: Katare Maersk Oil BD-04A (12 290, 2008 m.), Sachaline „Sachalinas-1” (12&345 m, 2011) ir Z-42 (12 700 m, 2013).

Gręžti Kolos pusiasalyje imta 1970 m. gegužės 24 d. Lenino 100 m. gimtadienio proga. Iki 7000 m. gręžimas vyko sklandžiai, gręžtos kietos granitinės uolienos. Tada pasiektos ne tokios patvarios sluoksniuotos uolienos. Ėmė susidaryti ertmės ir keliamas grąžtas įstrigdavo. Gręžinio dalis būdavo užcementuojama ir toliau gręžiama su nuokrypiu. Taip nutiko kelis kartus, tad gręžimas truko kelis metus. 1979 m. gręžinys tapo giliausiu (9583). 1983 m. buvo pasiektas 12 066 m gylis ir darbai buvo laikinai sustabdyti iki 1984 m. rudens. Tada iškart įvyko avarija – sugriuvo gręžinio kolona. Gręžinys pradėtas nuo 7000 m. 1990 m. pasiektas 12 262 m gylis ir kolona vėl sugriuvo, darbai sustabdyti.

2008 m. objektas užleistas, įranga demontuota, imtas griauti pastatas. Šiuo metu gręžinys užkonservuotas ir pamažu yra.

Netikėtai pasitvirtino A. Tolstojaus prognozės, išdėstytos „Inžinieriaus Garino hiperboloide“. Virš 9,5 km gylyje buvo aptiktas tikra visokiausių naudingų iškasenų, tame tarpo ir aukso, sankaupa. Tikras rašytojo nuspėtas alavo sluoksnis, kuriame tonoje uolienos aukso yra 78 g (pramoninė aukso gavyba apsimoka esant 34 g).

Nors tikėtasi, kad bus aptikta riba tarp granito ir bazalto, kerne tebuvo sutinkami tik granitai. Tačiau dėl didelio slėgio jų fizikinės ir akustinės savybės buvo smarkiai pakitę. Kaip taisyklė, iškeltas kernas subyrėdavo dėl aktyvaus dujų išsiskyrimo, nes neatlaikydavo staigaus slėgio pokyčio Iškelti tvirtą kerną galima buvo tik keliant pamažu, kad jame esančios dujos spėtų pamažu išsiskirti. Kartu, priešingai spėlionėms, giliai daugėjo plyšių, o juos buvo užpildęs vanduo. Ir šiaip gręžinys parodė, kad nėra teisingos visos teorijos apie Žemės gelmes. Pvz., buvo laikyta, kad temperatūra bus visą laiką pakankamai maža, tačiau jau nuo 7 km ji siekė jau 120^o, o vėliau dar labiau kilo. Klausimas kilo dėl sluoksniuotos Žemės plutos teorijos.
Be to, gylyje, kuriame manyta, kad nėra organikos, buvo rasta 14 rūšių suakmenėjusių mikroorganizmų – 2,8 mlrd. m. senumo sluoksniuose. O dar giliau gausiai rasta metano. Tai griovė ir biologinės angliavandenių (naftos ir dujų) kilmės teoriją.

Gręžimas neapsiėjo be mistikos elementų. Oficialiai gręžimas nutrauktas dėl finansinių lėšų stygiaus. Tačiau 1995 m. buvo užfiksuotas labai keistas garsas (“pragaro garsai”), o tada įvyko sprogimas, kurio priežastis nenustatyta. O jei pridursime ilgą gręžinį persekiojusių avarijų sąrašą, kai buvo pasiektas 10 km gylis. Dukart kernas buvo iškeltas apsilydęs, nors tam reiktų vos ne Saulės paviršiuje esančios temperatūros. O kartą lyną tarsi kažkas trūktelėjo į apačią – ir nutraukė. Vėliau gręžiant toje pat vietoje lyno liekanų nebuvo rasta. Kas sukėlė tas avarijas, iki šiol neišsiaiškinta.
Kolos gręžinys pasitarnavo išgalvotai „kelio į pragarą“ legendai, Internete sklindančiai nuo 1997 m. Anot jos, mikrofonai 12 km gylyje užfiksavo riksmus ir dejones. Bulvarinė žiniasklaida pakrikštijo „balsais iš pragaro“. Atseit, kiekvienas naujas kilometras atnešė po nelaimę. Gręžiant 13-ą km, subyrėjo TSRS. Pasiekus 14,5 km, netikėtai atrastos tuštumos. Susidomėję gręžėjai ten nuleido mikrofoną, gebantį veikti esant aukštai temperatūrai ir kitus daviklius. Tuštumose temperatūra siekė 1100^o, o jose, atseit, girdėjosi žmonių balsai.
Iš tikro, gręžimas nutrauktas 12 262 m gylyje, kuriame buvo 220^o temperatūra. Tačiau toji legenda pasitarnavo šaltiniu D. Gluchovskio apsakymui „Iš pragaro“ (2010).
I6 kitos pusės, kas vyksta gelmėse, patikimai nežinoma. Temperatūros duomenys, triukšmai ir kiti parametrai paviršių pasiekia minutę vėluodami. Vis tik gręžėjai pasakoja, kad net toks kontaktas su požemiu gali ne juokais išgąsdinti. Iš apačios atsklindantys garsai iš tikro buvo panašūs į klyksmus ir staugimus.

Triukšmai
Perkūno akmenys
Visatos modeliai
Metalinis vandenilis
Paslaptingoji Žemė
Kodėl dangus žydras?
Uniformitarinė teorija
Tiltas per Beringo sąsiaurį
Žygiuojam į Saulės amžių
Galvaninės teorijos pradžia
8 alternatyvūs energijos šaltiniai
Lynn Margulis ir Gajos koncepcija
Paskutinį ledynmetį sukėlė meteorito ar kometos smūgis
Šiuolaikinė fizika – į tiesą panašus mitas?
Steno - geologijos pirmtakas: kryžius ir mokslas
Kibernetikos istorijos etiudai, V. Nalimovas
Labai suderinta Visatos sandara
Nežemiška gyvybė – visai greta
Škotai – geologijos pradininkai
Tadžikai apie astronomiją
Mėnulio kilmės klausimai
Vernadskis ir noosfera
Nojaus arka surasta?
Torsioniniai laukai
Atlantida Kretoje
Robotų iškilimas
Ugnies ekologija
Stakliškių versmės
Vartiklis
NSO.LT