Проблемы актуализма в современной геотектонике

Калейдоскоп | Проблемы актуализма в современной геотектонике

Э. Эрлих, В. И. Белоусов

ПРОБЛЕМЫ АКТУАЛИЗМА В СОВРЕМЕННОЙ ГЕОТЕКТОНИКЕ

3420 Boulder Circle, unit 103, Broomfield, Colorado 80023, USA

edwarderlich@comcast.net

Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН, 683006, г.Петропавловск-Камчатский,бульвар Пийпа, 9, Россия

Рассмотрение процессов геологического прошлого на основе данных о геодинамике современных процессов лежит в основе того что называется методом актуализма. Статья посвящена истории применения этого метода. В соответствии с изменением общего уровня техники менялись методы сбора данных, но их анализ проводился на основе метода актуализма. Одной из основных проблем наук о Земле является генерация тепла. Для формулировки рабочей гипотезы генезиса тепла мы опирались на опубликованные данные [Кузнецов, 2000, Ларин, 2005]. Ключевые слова: история метода актуализма, тепловой поток, трансмагматический поток летучих, канон Штилле, глубина формирования расплавов, магматогенные стуктуры проницаемости.

ОСНОВЫ МЕТОДА АКТУАЛИЗМА

Актуализм как принцип и как метод исследования в геологии своим появлением в конце 18-го века обязан двум шотландцам – Джеймсу Хаттону (1726-1795) и Чарлзу Ляйеллю (1797-1875). Жизнь каждого из них была богата и многообразна интересами и деятельностью. [J.Hatton, Биографии великих, Ляйелл]. По образованию оба были юристами, по характеру занятий – фермерами, химиками и биологами, строителями каналов и моряками, но по призванию – естествоиспытателями. Общей характерной чертой их подхода к изучению природы была исключительная тщательность отбора наблюдаемых фактов и их описаний.

Тогда все было внове. Сегодня описание несогласного залегания пород заурядное явление. А впервые описание несогласия было выполнено Дж. Хаттоном (и названо его именем) (рис. 1а).

Рис. 1а. Джеймс Хаттон (1726-1797). Фермер, строитель каналов, естествоиспытатель. Впервые ввел термин актуализм в своей работе «Теория Земли» (1795) и обосновал его применение в геологических исследованиях. Признан «отцом современной геологии». Из: James Hutton Wikipedia, the free encyclopedia. https://en.wikipedia.org/wiki/James_Hutton.

Ляйелл впервые выделил новый по генезису класс – метаморфические породы в добавление к водным (осадочным), вулканическим и плутоническим.

На основе наблюдаемых явлений Хаттон, а за ним и Ляйелл (рис. 1б), разработали свой подход к объяснению природных явлений – метод актуализма. Суть его состоит в том, что «явления прошлой истории нашей Земли можно объяснять с помощью того, что происходит сегодня» [De Silva, Gosnold, 2007]. Тем самым была создана основа геологии как науки.

Рис. 1б. Чарльз Лайелл (1797-1875). Юрист, естествоиспытатель. Ввел понятие «длительного геологического времени», популяризировал идеи Дж. Хаттона в своей классической книге «Принципы геологии» (1830-1833). Ввел термины палеозой, мезозой и кайнозой и разбивку третичного периода на эоцен, миоцен и плиоцен. Его идеи легли в основу методологии наук о Земле и оказали решающее влияние на Ч. Дарвина при создании его «Происхождения видов». Из: Ch. Lyell, Wikipedia the free encyclopedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Charles_Lyell

Главной заслугой Ляйелля было введение понятия геологического (или «глубокого») времени. Ляйелл как и Хаттон строил все свои выводы, исключительно на изучении осадочных пород.

Основываясь на скорости современного осадконакопления, он рассчитал, что для формирования существующих осадочных толщ требуются, по крайней мере, сотни тысяч лет. Этот вывод вел к коренному пересмотру безраздельно господствовавшего в его время библейского представления о создании мира за шесть дней (ирландский архиепископ Джеймс Ушер даже точно указал дату создания мира - 22 октября 4004 года до нашей эры). Считалось, что ископаемые останки живых организмов принадлежат видам, уничтоженным во время Всемирного потопа.

Хаттон высказал гипотезу о том, что движущей силой геологических процессов является тепло заключенное в недрах планеты. Свидетельством этому служит энергия недр, проявляющаяся в вулканах и горячих источниках. Предполагалось, что внутренние силы Земли существуют с момента зарождения планеты. Заметим, что идея эта была высказана до создания гипотезы Канта-Лапласа о происхождении Земли, в соответствии с которой современный тепловой поток, осуществляемый идущими из глубин флюидами, расходует тепло изначально горячей Земли.

В тех случаях, когда говорят об изменении физических характеристик в ходе истории Земли, речь идет об изменении количественных значений основных физических сил, а не о прекращении действия самих физических факторов. Другими словами, Дж. Хаттон и Ч. Ляйелл показали, что все изменения в геологических процессах происходили под действием тех же факторов, что действуют и в настоящее время.

Джеймс Хаттон считал, что осадконакопление происходит очень медленно, и даже древнейшие породы сложены материалом, представляющим результат разрушения древних континентов. Обратный процесс имеет место, когда выведенные на поверхность породы подвергались эрозии и разрушению. Совокупность этих двух процессов (осадконакопления и эрозии) он назвал «важнейшим геологическим циклом» и полагал, что цикл этот повторяется в ходе истории Земли бесконечное число раз.

Эти положения в корне противоречили безраздельно господствовавшей в этот период в науке теории катастрофизма. Теоретическим ядром катастрофизма явился принцип разграничения действовавших в прошлом сил и законов природы. В отдаленные времена действовали мощные катастрофические силы, прерывавшие спокойное течение геологических и биологических процессов [Aktualismus. Геология]. Идеи катастрофизма, развитые Кювье, Бюффоном, Эли де Бомоном, возникли для объяснения резкой смены ископаемых остатков. Предполагалось, что каждая смена отражает глобальную катастрофу – Всемирный потоп. Как видим, идеи Хаттона категорически этому противоречили.

Идеи Хаттона были развиты Ч. Ляйеллем. Он обобщил все накопившиеся за период после выхода работы Хаттона геологические данные, и блестяще изложил их в своей книге [Lyell Ch., 1830-1832]. Однако, в противоположность Хаттону, Ляйелл считал, что интенсивность геологических процессов была практически постоянна на протяжении всей геологической истории, и отрицал существование эпох интенсификации тектонических и магматических процессов. Эта идея получила название униформизм.

Успех книги Ляйелля был огромен. За период с 1833 по 1875 год вышло 11 изданий. Каждое новое издание пополнялось новыми фактами. Русский перевод двухтомника вышел в 1865 году. Энтузиазм читателей был понятен – метод создавал инструмент для реконструкции событий геологического прошлого. Концепция длительности геологического времени стала основой теории происхождения видов Ч. Дарвина. Она предполагала достаточное длительное время, достаточное для эволюции видов.

Хаттон и Ляйелль дали в руки геологов истинно научный метод интерпретации событий гелогического прошлого. Этот вклад можно приравнять по значимости к работам Ф. Бэкона, создавшего методологию современной науки. Хаттон и Ляйелл считаются «основателями современной геологии».

РЕЖИМНЫЕ НАБЛЮДЕНИЯ

Наблюдения над действующими вулканическими процессами велись издревле, но вполне осознание их значимости пришло с введением самого понятия «актуализм». В начале XIX века исследователи оценили важность систематических наблюдений над активными геологическими процессами и получения их количественных параметров, особенно это касалось процессов вулканических.

Еще продолжались дискуссии о принципах актуализма, когда, начиная с конца XIX века, во всем мире шел интенсивный сбор информации об активных геологических процессах. На большинстве вулканов, расположенных в доступных районах, были созданы вулканологические обсерватории; сейсмически-активные районы покрылись сетью сейсмических станций; в особо активных районах были созданы специальные геодинамические полигоны. Режимные наблюдения включали измерение вариаций физических полей, состава летучей фазы и деформаций рельефа поверхности. Новейшей тенденцией в этой области явилось измерение состава ювенильных газов в термальных водах. В итоге возникли новые отрасли науки о Земле современные вулканология и сейсмология.

В 20х годах XIX века началось наблюдение над извержениями Гавайских вулканов и с тех пор оно велось систематически вплоть до наших дней либо под эгидой службы национальных парков, либо как вулканической обсерватории геологической службы США. Частые извержения, «невзрывчатый» их характер, доступность районов извержений, вооруженность обсерватории новейшей техникой наблюдений привели к тому, что за период жизни обсерватории был накоплен огромный фактический материал об условиях извержений базальтовых вулканов, без преувеличения легший в основу современной вулканологии [Hawaiian volcano observatory].

Осознание важности этих фундаментальных данных привело к тому, что сегодня геологическая служба США имеет три вулканообсерватории: Гавайскую, Иеллоустонского национального парка, и Каскадных гор. Работами обсерватории Каскадных гор было детально изучено извержение вулкана Маунт Сейнт Хеленс, аналогичное извержению вулкана Безымянный на Камчатке в 1956 году. Еще более значительны долгосрочные режимные наблюдения на Иеллоустонской кальдере. Они позволили дифференцировать подвижки масс, связанных с глубинными источниками базальтовой магмы, периферическим очагом «кислой» магмы, расположенным неглубоко под кальдерой, подтоком высокотемпературных глубинных флюидов, сейсмической активностью и деформациями поверхности [Smith et al., 2002] и на основе метода актуализма восстановить процессы массопереноса в ходе жизни кальдеры.

ГЕОЛОГИЯ НОВЕЙШИХ ВУЛКАНИЧЕСКИХ ПОЯСОВ – КЛЮЧ К ГЕОДИНАМИКЕ ВУЛКАНИЗМА

Не менее значительными, чем проведение режимных наблюдений на действующих вулканах, явились описания геологии и петрологии новейших вулканических поясов. Работы такого рода, выполненные в Новой Зеландии, Скалистых горах Северной Америки, Японии стали бесценным пособием для геологов, в районах древнего вулканизма.

В СССР начало подобных исследований связано с именем академика А.Н. Заварицкого, по инициативе которого при московском академическом институте ИГЕМ была создана Лаборатория вулканологии, а у подножья Ключевской группы вулканов - Ключевская вулканостанция. С работой этих организаций связано развитие советской вулканологии. Параллельно академик А.Н. Заварицкий выступил инициатором организации Камчатской аэрогеологической экспедиции, отличные фотографии которой легли в основу Атласа вулканов Камчатки [Святловский, ред., 1959]. К сожалению, в Атласе геологическое положение и строение отдельных вулканов не рассматривалось. Таким образом, Атлас стал не более чем прекрасным камчатским сувениром ( в еще большей степени это относится ко второму изданию Атласа).

После смерти академика А.Н. Заварицкого научный уровень исследований Лаборатории вулканологии резко изменился. При том, что весь вновь созданный Институт вулканологии практически занимался вулканической геологией, главной чертой подхода к изучению геологии вулканических толщ была его «негеологичность». Описание вулканов осуществлялось в соответствии с требованиями каталогов активных вулканов мира. Исследования ограничивались монографическим описанием вулканов с детальной характеристикой петрографии слагающих его пород. Территориально исследования ограничивались Камчаткой и реже – Курильскими островами. Единственным специалистом, привлекавшим геологические данные о строении вулканов и развитии вулканизма, был А.Е. Святловский [Святловский, 1959, 1967].

Особый подход, на основе геологического картирования, был характерен для изучения Паужетского района, где осуществлялось бурение под разведку геотермального месторождения. Здесь А.Е. Святловским была развита идея о циркуляции горячих вод в артезианских бассейнах [Аверьев, Святловский, 1961]. Но в отношении общего тектонического контроля вулканических поясов А.Е. Святловский придерживался представлений о связи их с вертикальным тектоническим поднятием [Святловский, 1967, 1971].

Параллельно делались попытки привлечения геофизических данных к интерпретации геодинамики районов активного вулканизма. Пионером в этом направлении выступил Г.С. Горшков. Он обратил внимание на то, что строение и мощность земной коры Курил меняются от субконтинентальных на севере и на юге до субокеанических в центральной части, в то время, как вулканические породы повсеместно принадлежат к известково-щелочной серии. Отсюда следовал важнейший вывод о мантийной природе вулканизма, вскоре подтвержденный геофизическими данными. Подтвердилась и другая идея Г. С. Горшкова о том, что в 1956 году на вулкане Безымянный произошел направленный взрыв.

Традиции А. Н. Заварицкого были продолжены Б. И. Пийпом, первым директором Института вулканологии СО АН СССР. С моей точки зрения, важнейшим его действием явилось создание комплексной геофизической группы под руководством Г. С. Штейнберга, сосредоточившей свои работы на Авачинской сопке. В результате впервые на Камчатке под вулканом было оконтурено аномальное тело, предположительно соответствующее промежуточному магматическому очагу [Штейнберг и др., 1966]. и при подготовке доклада на сессии Генеральной Ассамблеи МГГК в Москве в 1971 году. Я использовал все материалы геологического строения молодых вулканических поясов для реконструкции их геодинамики. Я нашел плодотворный метод исследования структуры вулканических поясов – рассмотрение ее как двухъярусное образования (наподобие древних платформ), где нижний ярус представлен дислоцированными дочетвертичными толщами, а верхний – горизонтально-лежащими вулканическими формациями четвертичного времени. Так вырисовалась система грабен-синклинальных структур, контролирующих вулканические пояса. Идея была представлена в виде тезисов доклада на II Всесоюзном вулканологическом совещании. Соавтором их я поставил А. Е. Святловского [Эрлих, Святловский, 1966], а через год она в полной форме была опубликована мной в журнале Геотектоника [Эрлих, 1966]. Идея настолько прочно прижилась, что много лет спустя А. Е. Святловский, полностью исключивший из своих работ даже малейшие упоминания моего имени, с уверенностью говорит о грабен-синклиналях, как о несомненном факте. Идеи, представленные нами на X генеральной ассамблее МГГК, были по достоинству оценены генеральным секретарем Международной ассоциации вулканологии профессором П. Эвраром. Он предложил специальный выпуск Bulletin Volcanologique, который и вышел в 1979 году [Erlich, Gorshkov, eds., 1979]. Мы в меру сил достойно продолжили традицию применения метода актуализма, начатую А. Н. Заварицким и Б. И. Пийпом. К концу 1960х годов описание геологии и петрологии новейшего вулканизма на основе традиционных методов была, по существу, исчерпана, и необходимо было переходить на новые методы исследования. Это было осуществлено Фаридом Кутыевым, исследовавшим тяжелую фракцию вулканических пород [Erlich, Gorshkov, eds., 1979]. Так или иначе, мы сделали все, что было в силах.

Исследования в области геотермии начались в СССР не учеными, которым непосредственно по должности следовало этим заниматься, а по инициативе, заштатного инженера, работавшего в организации, не имевшей никакого отношения энергетике вообще, – проектно-сметной конторе Главсахалинрыбпрома. Он написал письмо прямо И. В. Сталину с призывом начать исследования в области геотермальной энергетики [Белоусов, Эрлих, 2015]. Инерция была так велика, что даже после получения положительных резолюций И. В. Сталина и В. М. Молотова, имевших силу директивы, первые шаги были предприняты лишь много лет спустя, после организации Сибирского отделения АН СССР. А когда работы уже начались, они смогли быть завершены только после «угощения» начальника, отвечавшего за распределение станков нефтяного бурения. История эта во всех деталях рассказана в статье [Белоусов, Эрлих, 2015].

Использование итогов наблюдений за эволюцией вулканизма в области современных островных дуг помогло выдающемуся японскому вулканологу и петрологу Х. Куно [1970] поставить в правильный контекст представления о характере накопления тепла за весь период геологического развития, предшествующий эпизодам траппового вулканизма.

МАГМАТОГЕННЫЕ СТРУКТУРЫ ПРОНИЦАЕМОСТИ

Расшифровка магматогенных структур в равной мере делается на данных о геологии активных вулканических областей (например, Исландии) [Gudmundsson, 1995] и провинций древнего вулканизма, особенно областей траппового вулканизма, таких как Деккан и Сибирская платформа. Это создает основу для применения в отношении подобных структур метода актуализма. К таким структурам относятся рои трещин и даек, вулканы центрального типа, силлы. В верхнем структурном ярусе образуются многочисленные силлы и происходит излияние на поверхность больших масс базальтовой магмы.

Разновременное появление на поверхности газов и лавы, описанное на Килауэа и на Большом трещинном Толбачинском извержении, подкрепляется данными о механизме движения базальтовых расплавов в плоских каналах [Макдональд, 1975, Федотов, ред., 1984]. Описанное явление приводит к идее о существовании базальтовых высокотемпературных (~ 1200-1400°С и выше) расплавов, обладающих большой теплоёмкостью. Миграция этого энергоёмкого теплоносителя в больших количествах обусловлена высоким температурным напором. Он поддерживается конвективной, обусловленной перемещением теплосистем, передачей тепла в магматической системе от источника генерации тепла по системе плоских структур. В них реализуется большая часть тепловых потерь всей магматической системы.

Магмообразование, как показали недавние исследования [Schmandt, Jacobsen, Becker, et al. 2014], происходит в переходной зоне нижней мантии в интервале глубин от 410 до 660 км, где имеет место дегидратация высокотемпературного оливина - рингвудита, способного удерживать воду. Вода освобождается в процессе погружения блоков мантии. При этом кристаллическая решетка силикатов уплотняется, и приобретает перовскитовую структуру. Предполагается, что погружение происходит в зоне субдукции, соответствующей зоне Бениоффа. Однако, материал был исследован на примере района Запада США, находящемся в провинции Хребтов и Бассейнов, где какие-либо указания на наличие зоны Бениоффа отсутствуют.

Насыщение базальтовыми расплавами нижней части коры приводит к утяжелению соответствующих блоков, что ведет к их опусканию. Одновременно происходит рост корней гор. Вновь образованные структуры способствуют аккумуляции тепла в результате чего температура под структурами может достигнуть 12000C. В итоге происходит расплавление пород и смена способов передачи тепла от молекулярного (кондуктивного) к конвективному. Миграция расплавов к поверхности Земли производит поднятие блоков коры и мантии, компенсирующееся опусканием соседних блоков. Этот процесс может служить заменителем субдукции в зоне Бениоффа.

Перенос больших количеств тепла к головной части магматических дрен создает высокотемпературные условия перед их фронтальными частями, вызывая расплавление пород на этом узком участке. Только так возможно объяснить то, что дайки пронизывают различные структуры, не нарушая их залегания. Этим же процессом, на наш взгляд, проще объяснить выдержанность малых мощностей даек на больших расстояниях.

ПРОНИЦАЕМОСТЬ ЗЕМНОЙ КОРЫ И ВЕРХНЕЙ МАНТИИ ДЛЯ ПРИРОДНЫХ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕЙ

Пространственное распределение рудных месторождений контролируется полем деформации, конечным выражением чего служат структуры рудных полей. Основу применения метода актуализма здесь создает сводка данных о проницаемости пород и миграции рудных гидротерм, представленная в работе Дж. Лоулисса [Лоулисс Дж.].

Можно различить два типа структур, в которых происходит перемещение гидротерм: структуры первичной транспортировки и структуры циркуляции в коре. Кальдеры и вулканотектонические депрессии представляют собой сочетание обоих типов структур.

При высоких температурах вода обладает очень низкой вязкостью. Известно, что в этом отношении она больше напоминает газ, чем жидкость и, следовательно, высокотемпературная вода может легко проникать даже в тончайшие трещины. Она также имеет очень низкую плотность. Таким образом, большой объём высокотемпературных гидротерм, просачиваясь через породу, может прореагировать с этой породой и образовать минералы. Это не относится к очень солёным рассолам, образовавшимся около интрузий в результате разделения фаз при декомпрессии.

Рассолы тяжелы и практически не подвержены конвекции. В результате этого около интрузии и в ней образуется порфировая минерализация.

Часто можно наблюдать продвижение температурного поля гидротермальной системы вверх к дневной поверхности, когда изотермы от 300°С до 240°С располагаются на глубине 1-3 км, что обусловлено высокой проницаемостью высокотемпературных гидротерм. В этом интервале глубин отсутствует резкий перепад растворимости большинства обычных гидротермальных минералов. Здесь проходит граница, обусловленная свойствами гидротермальных растворов, и она располагается ниже уровня, на котором находится большая часть эпитермальной рудной минерализации. Породы могут охлаждаться настолько, что это приводит к быстрому выпадению минералов и последующему полному и быстрому закупориванию трещин.

ДИСКУССИИ ХХ ВЕКА. МОДИФИКАЦИЯ МЕТОДА. КАНОН ШТИЛЛЕ

В начале XX века принцип актуализма был модернизирован в связи с появлением так называемого канона Штилле [Штилле, 1964]. Канон прокламировал пульсационный характер развития эндогенных процессов, устанавливал существование коротких вспышек усиленной эндогенной активности, сменяемых периодами относительно медленного развития. Такая повторяющаяся перемена интенсивности процессов отражает цикличность изменения геодинамического состояния Земли. Им была также отмечена общая тенденция к ускорению эндогенных процессов в течение времени, максимум интенсивности которых достигается в четвертичный период. Х. Штилле (1897-1966) [Stille, Wilhelm Hans] рассматривал как геологические события явления, основанные на несогласиях, датировка которых базировались на палеонтологических данных, что не позволяло достаточно точно оценить продолжительность пульсов. Предположительно, она составляла первые десятки миллионов лет.

Цикличность вулканизма отражает цикличную смену динамической обстановки – от растяжения (базальтовые излияния) к сжатию и горообразованию (извержения игнимбритов, внедрение интрузий гранитоидов). Глобальные пульсации такого рода подтверждаются анализом времени внедрения кимберлитов и ультраосновных-щелочных пород [Милановский, Мальков, 1980; Эрлих, 1973; Erlich, Hausel, 2002].

Точно так же, как в свое время метод актуализма, канон Штилле пользовался поначалу широчайшим признанием. В разных районах находили аналоги выделенных Штилле фаз. Некритическое увлечение каноном доходило до вульгаризации плодотворной идеи. В итоге фазы стали использовать как аналоги стратиграфических границ и приписывать им повсеместное распространение (что никогда не предполагалось автором). Учитывая продолжительность фаз складчатости, целый ряд ведущих геологов - Дж. Гиллули, Н. С. Шатский, А. Л. Яншин отвергли канон. Детальный обзор всех аргументов против канона дан в работах [Хаин, Ломизе, 1995; Эрлих, 2010]. Дискуссии вокруг принципа актуализма, по сути, велись и ведутся не с ним, а с «катастрофизмом», которому в равной мере противостояли Хаттон и Ляйелл, а с каноном Штилле в его вульгаризированной форме.

Считалось, что принципы актуализма не учитывают постоянных изменений в характере проявления геологических процессов во времени. Это совершенно не соответствует действительности. Сам Х. Штилле показал специфику геологического развития в докембрийское время [Эрлих, 2010]. А. Л. Яншин, установил изменение во времени основных геофизических параметров планеты [Яншин, 1993]. После выхода работ А. Л. Яншина критика касалась, по сути, не актуализма, но униформизма в понимании Ляйелла [Биографии великих. Ляйелл].

При изучении стратиграфии четвертичных вулканитов Камчатки и Курильских островов было обнаружено, что геологи, исследовавшие удаленные друг от друга области – Японию, Новой Зеландию, США, не имея на этот счет предвзятых мнений, получали совершенно идентичную картину [Эрлих, 1973]. Рассмотрение событий четвертичного времени позволило наметить пульсы короткие, продолжительностью несколько сотен и десятков тысяч лет.

Базу для подхода к проблемам магматизма и тектоники с точки зрения оценки их энергетики создает рассмотрение вопросов генерации теплового потока. В середине XX века канон Штилле был блестяще подтвержден радиологическими датировками комплексов изверженных пород [Рубинштейн, 1967]. В итоге было установлено, что продолжительность пульсов повышенной магматической и тектонической активности составляет всего 1-2 млн. лет. Проверка распределения во времени самых молодых извержений была проведена с использованием каталогов датировок извержений [Влодавец, 1966, Широков, 2008, Земцов, Тронь, 1985].

Из этого положения следует вывод об инерционности величины теплового потока и практическом постоянстве во времени, что противоречит установленному пульсационному характеру геологических процессов.

В то же время внедрение интрузий и пульсы тектонических перестроек имеют четкий эпизодический характер. Продолжительность эпизодов интенсивной магматической активности и тектонических преобразований соответствует разного рода космогоническим постоянным (канон Миланковича, закон Хейла) [Хаин, Ломизе, 1995, Milankovich, 1941], и варьирует от десятков лет до нескольких миллионов лет.

ПРОБЛЕМЫ ГЕНЕЗИСА ТЕПЛА

Основной движущей силой всех геологических преобразований Хаттон считал внутреннее тепло Земли. Оно создает граниты, базальты, минерализованные жилы и является причиной горообразования. Идея Хаттона оставалась в основе теорий о происхождении теплового потока до тех пор, пока О.Ю. Шмидтом не была выдвинута гипотеза изначально холодной Земли. Безраздельное господство этой гипотезы поставило вопрос о генезисе теплового потока в центр дискуссий о характере эндогенной активности. В. В. Кузнецов и В. Н. Ларин [Кузнецов, 2000, Ларин, 2005], признают, что основные запасы тепла были созданы на начальных стадиях формирования планеты. Нами вопрос о происхождении тепла Земли был рассмотрен в статье [Белоусов, Эрлих, 2012]. Плодотворность канона Штилле была признана в обобщающей работе [Лаверов, ред., 1998].

Для объяснения происхождения теплового потока обычно обращаются к радиоактивности гранитов, как генератору тепла. Однако эта идея не подтверждается, поскольку тепловой поток практически одинаков в областях развития океанической и континентальной коры. Непреодолимую трудность для принятия концепции, предполагающей связь теплового потока с радиоактивностью, представляют данные о количестве радиоактивных минералов в породах. Акцессорные минералы по определению составляют не более 1% от объема породы, а радиоактивные минералы обычно составляют не более 10% от количества акцессорных минералов, то есть их содержание в породе не превышает 0,1%. Представить, что содержащиеся в таких количествах радиоактивные минералы могут обеспечить разогрев невозможно. Остается без ответа ряд вопросов: почему температура увеличивается с глубиной; почему раньше Земля была значительно горячее, и около четырех миллиардов лет назад океаны кипели. И если источник тепла – радиоактивность, то температура со временем должна возрастать, а она уменьшается…

Первичным источником теплового потока изначально признавались глубины Земли. Основой для выработки таких представлений было возрастание температур с глубиной. Эта идея отразилась во введении понятия о геотермическом градиенте – величине, описывающей прирост температуры горных пород на один градус на единицу глубины. Также были введены такие понятия о тепловом потоке, как его плотность и интенсивность. Сравнение темпа нарастания температуры с глубиной на наиболее изученных геотермальных полях, привело к введению понятия базовый уровень температур [Аверьев, 1966].

Все эти введённые понятия описывают региональный тепловой поток. Однако, геологические процессы, происходящие в земной коре, такие как магматизм и гидротермальная деятельность, проявляются в очень ограниченных по площади линейных зонах и точках, для которых типичен аномальный тепловой поток, обычно характеризующийся значениями 2-3•10-4кал/см2сек, то есть выше среднего регионального на два порядка [Smirnov, Sugrobov, 1982]. Если предполагать, что эти аномальные потоки генерируются за счёт энергии источников, формирующих региональный тепловой поток, то геологическая структура, которая могла бы обеспечить аккумуляцию тепла с площади, в 100-200 раз превышающую площадь геотермального района, на которой отмечен аномальный тепловой поток. Так, например, площадь Мутновского геотермального района нами оценивается в 5000 км2. Соответственно, площадь, с которой необходимо было бы «собрать» тепловую энергию, была бы около 0.5-1.0х106 км2, что превышает размеры всей Камчатки. Таким образом, вокруг геотермальных районов тепловой поток должен быть существенно меньше среднеземных значений, что не подтверждается данными по геологии геотермальных областей [Белоусов, Эрлих, 2012; Smirnov, Sugrobov, 1982]. Из этих оценок следует вывод, что генерация аномальных тепловых потоков не связана с источниками тепла, формирующими региональный тепловой поток.

На протяжении долгого периода широким признанием пользовались представления о прямой связи гидротерм с магматическими телами. Но экспериментальные данные показывают, что растворимость летучей фазы в силикатных расплавах не более 4-5%. С другой стороны, были получены данные о том, что источником всех (или, значительной части) современных гидротерм является вода, извлеченная из осадочных толщ (возможно в ходе субдукции литосферных плит).

Совпадение времени пульсов подъема горст-антиклинальных систем (т. е. пульсов горообразования) и коротких фаз массовых извержений кислой пирокластики и внедрения гранитных массивов отражает процесс роста корней растущих горных систем. Вулкано-тектонические депрессии, расположенные в грабен-синклиналях, контролирующих положение молодых вулканических поясов, по всей видимости, отражают рост гранитных куполов, в пределах которых сосредотачивается формирование гранитного слоя коры. Гидротермы циркулируют в глубинных частях грабен-синклиналей, контролирующих структурное положение вулканических поясов. Эти структуры играют для горячих вод роль аналогов артезианских бассейнов [Святловский, 1971].

Возрастающее количество фактов указывает на возможность мантийного происхождения кислых магм [Маракушев, Тарарин, 1964, Эрлих, 1973, Соболев, Соболев, 1964]. Свидетельства основываются на составе ассоциации минералов-вкрапленников в кислых вулканитах и на находках Ф. Ш. Кутыевым в кислых вулканитах минералов-индикаторов высоких давлений – пиропа, муассонита [Erlich, Gorshkov,eds. 1973].

Крупнейшие геотермальные поля локализуются в пределах кальдер и вулкано-тектонических депрессий, образование которых ассоциируется с выбросами кислой пирокластики. Характерными примерами служат: Паужетские термы Южной Камчатки; гидротермальная система Узон-Гейзерной вулканотектонической депрессии Восточной Камчатки; геотермальные проявления Северного острова Новой Зеландии, локализующиеся в кальдере Таупо; геотермальная система, связанная с кальдерой Йеллоустон на Западе США. Недаром поэтому вопрос о генезисе гидротермальных систем связывается с вопросом о генезисе кислых магм.

Кальдеры и вулканотектонические депрессии сочетают в себе два важнейших элемента, определяющих столь частую ассоциацию с ними современных гидротермальных систем: они представляют собой структуры, генерирующие горячие воды, поскольку в их корнях локализуются интрузии гранитоидного состава, а заполняющие их толщи создают идеальные условия для циркуляции горячих вод.

В горст-антиклинальных поясах интрузии обычно локализуются вдоль оси зон поднятия, а выходы современных гидротерм располагаются в грабенах, рассекающих поднятые блоки.

Идея прямой связи гидротерм и газов с вулканическими проявлениями была настолько всеобщей, что когда в районе проявления гидротерм одновозрастных им вулканических центров не обнаруживалось, то это вызывало недоумение и требовало дополнительных разъяснений. Так произошло, в частности, с одним из наиболее изученных гидротермальных районов мира Лардерелло-Травале-Амиата в Италии [Gianelli,Manzella,Puxeddu, 1997], где бурение не вскрыло магматических тел. Позже аналогичная ситуация обнаружилась в Тибете [Dor Ji and Zhao Ping, 2000]. Общее сравнение пространственного положения районов распространения гидротерм с районами современного вулканизма показывает, что какое-либо соответствие между ними отсутствует. Как известно, на востоке США (в Джорджии, Вирджинии) нет никаких указаний на наличие молодого вулканизма. Здесь располагаются многочисленные горячие источники [Lund, Bloomquist, Boyd, Renner, 2005; Wang Ji Yang, 1995]. Аналогичная ситуация наблюдается в Китае [Wang Ji Yang, 1995].

При обсуждении вопроса о генезисе теплового потока необходимо принимать во внимание следующие замечания:

1. Широко используемая идея постоянного поступления летучих из осадков за счет субдукции толщ, заполняющих неогеновые желоба, подобных паратунской и вилючинской свитам на Камчатке, не работает для областей развития платформенных и океанических базальтов, где нет осадков, подобных слагающих эти свиты, и где базальтовый вулканизм носит резко наложенный характер.

2. Идея Д. С. Коржинского [Коржинский, 1974] о трансмагматической природе флюидов прекрасно объясняет последовательное поступление на поверхность лавовой колонны и потока газов, что было отмечено на Гавайях [Макдональд, 1975] и в период Большого трещинного Толбачинского извержения [Федотов, ред., 1984].

3. Окисление в базальтах должно генерироваться поступающим из глубин флюидом.

4. В пределах геотектонических систем типа Камчатки в сравнении с островными дугами нормального типа резко возрастают температуры и мощность гидротермальных проявлений, объем продуктов кислого вулканизма, увеличиваются их кислотность и диаметры кальдер и вулканотектонических депрессий. Эти отличия, по всей видимости, связаны с ускорением роста гранитного слоя коры в геотектонических системах типа Камчатки [Эрлих, 1973, Штилле, 1968].

5. Мантия проницаема для флюидов на всю или на значительную часть своей мощности [Белоусов, 1978, Белоусов и др., 2001].

6. Изначально тепло поступает с границы ядро-мантия [Ларин, 2005]. Под срединно-океаничеcкими хребтами (в Исландии), в верхней мантии отмечена тепловая аномалия, которая свидетельствует, что тепловой поток генерируется именно здесь, а не только на границе ядра [Foulger, Natland, and Anderson, 2005]. Источником тепла являются экзотермические окислительно-восстановительные реакции, которые связаны не с трением плит в зонах субдукции, а с конвекцией гидросферы в литосфере и земной коре. Этот процесс может быть энергетически поддержан за счет самовозгорания сульфидов. Избыточная энергия выделяется импульсами в форме струйного истечения. Импульсная разгрузка происходит в автоколебательном режиме (реакция Белоусова-Жаботинского). После исчерпания избыточного количества летучих, откачка магмы завершается, и система закрывается. В результате в коре оседает вся поступающая из вулканов сера. Как известно, базальты, вне зависимости от того в каких структурах они извергались, имеют температуру около 12000C. В связи с андезитовым вулканизмом можно ожидать другой экзотермической реакции, происходящей при 8000С. В обоих случаях основным газом, генерируемым этими реакциями, является сернистый ангидрид.

Большинство (70%) всех поверхностных гидротерм прямо ассоциируются с проявлениями кислого вулканизма. Обилие гидротермальных проявлений в Исландии отражает не связь их с базальтовым вулканизмом, а то, что Исландия располагается в осевой части Срединно-атлантического хребта, и является орогеническим поднятием [Foulger, Natland, and Anderson, 2005]. Кажущаяся ассоциация гидротерм с кислым вулканизмом на деле отражает связь гидротермальной деятельности с процессами тектонического поднятия (орогениями) и, добавим, процессами формирования гранитного слоя коры и корней гор.

В СССР в 60-70е годы XX века сторонники существования коротких глобальных пульсов прямо обвинялись в «неокатастрофизме» и «штиллеанстве». Таким образом, рассматривая пульсы продолжительностью в тысячи лет, мы переходили в разряд «ультраштиллеанцев».

ОБ ИСТОЧНИКАХ ЛЕТУЧИХ КОМПОНЕНТОВ

Было показано, что, судя по изотопному составу, гелий и водород в гидротермах имеют мантийное (вернее сказать – глубинное) происхождение, в то время как ряд других компонентов связан с окислением субдуцируемых осадочных толщ [Белоусов и др., 2000]. За отсутствием соответствующих данных относительная роль этих двух групп летучих не обсуждалась. Всякие попытки считать, что подавляющая часть летучих компонентов гидротерм генерировалась за счет второго из этих двух процессов вряд ли можно считать оправданной, особенно для стабильных блоков, где субдукция отсутствовала, а вулканогенные комплексы наложены на разнородный фундамент. Само по себе признание глубинного источника существенной части летучих компонентов гидротерм ставит вопрос о возможности циркуляции летучих при больших давлениях в мантии. Положительный ответ на этот вопрос дают данные о наличии гидротерм в Кольской сверхглубокой скважине на глубине более 10 км [Белоусов, Рычагов, Комлев и др., 2001]. Описания происхождения составляющих частей гидротерм послужили основой для рассмотрения некоторых важных вопросов рудообразования. На этом фоне возникли представления о дуалистичной генетической природе состава гидротерм, о том, что первичный поток летучих компонентов, имеющий глубинное происхождение, генерирует современный метаморфический процесс гранулитовой фации метаморфизма [Маракушев, Тарарин, 1964, Erlich, Gorshkov, eds., 1979]. Изотопные данные свидетельствуют о том, что значительная часть рудных компонентов рудных месторождений имеет не эндогенную природу, а извлечена из осадочных толщ. В пользу дуалистической природы гидротерм говорят данные об отсутствии связи с современными вулканами в районе Лардерелло (Италия) [Gianelli, Manzella, Puxeddu, 1997]. В тот же ряд ложатся и данные о гидротермах Тибета [Dor Ji and Zhao Ping, 2000]. Радиометрические датировки подтверждают длительное существование магматических тел в условиях коры [Эрлих, 2010, Erlich, Hausel, 2002, Price, Gamble, Smith, Stewart, Eggin, Wright, 2005].

Пульсационный характер подтока глубинных летучих [Белоусов, Эрлих, 2012, Штилле, 1964, Dor Ji and Zhao Ping, 2000, Эрлих, 1973] отражает наличие пульсов магматизма и тектонических преобразований [Милановский, Мальков, 1980, Erlich, Hausel, 2002, Stille].

Принятие той или иной гипотезы происхождения потока летучих имеет прямое практическое значение, поскольку в книге Ф. Пираджно [Pirajno, 2009] главным вопросом в процессе поиска становится оценка путей миграции гидротерм и поисков структурных ловушек, способных обеспечить их концентрацию.

Исследование срединно-океанических хребтов с помощью спускаемых погружающихся аппаратов привело к обнаружению так называемых черных и белых дымов. Реферат работ по современному рудообразованию в океанах можно найти в работе [Короновский, 1999].

СООТНОШЕНИЕ РАСПЛАВА И ГИДРОТЕРМ. ТРАНСМАГМАТИЧЕСКАЯ ПРИРОДА РАСТВОРОВ

Магмы (базальтовые в том числе) состоят из двух компонентов: силикатного расплава и летучей фазы. Силикатный расплав химически инертен, но привнос кислорода вызывает в базальтах экзотермическую окислительную реакцию. Для понимания соотношения расплава и летучей фазы важно учесть наблюдения, сделанные в ходе крупных базальтовых извержений. При побочном прорыве на Килауэа сначала появились газы, потом образовался фонтанирующий конус, и только потом потекла лава [Макдональд, 1975]. Аналогичная последовательность наблюдалась и на так называемых третьем и четвертом прорывах в ходе Большого трещинного Толбачинского извержения [Федотов, ред., 1984]. Эти наблюдения, скорее всего в результате экзотермических окислительно-восстановительных реакций типа горения. Окислительные процессы в базальтах могут энергетически обеспечить протекание процесса (аналогично самовозгоранию сульфидов). Избыточная энергия выделяется импульсами в форме струйного истечения. Импульсная разгрузка происходит в автоколебательном режиме (реакция Белоусова-Жаботинского). После исчерпания избыточного количества летучих, откачка магмы завершается, и система закрывается. Под срединно-океаничеcкими хребтами, в частности в Исландии, в верхней мантии отмечена тепловая аномалия, которая свидетельствует, что тепловой поток генерируется именно здесь, а не только на границе ядра [Foulger, Natland, and Anderson, 2005]. В. Н. Ларин [2005] показал, что источником тепла являются экзотермические окислительно-восстановительные реакции, которые связаны не с трением плит в зонах субдукции, а с конвекцией гидросферы в литосфере и земной коре. В результате в коре оседает вся поступающая из вулканов сера. Как известно, базальты, вне зависимости от того в каких структурах они извергались, имеют температуру около 12000C. Реакция SiS2+2H2O→SiO2 +2H2S происходит при минимальной разнице температур 200-3000C с выделением 60ккал/моль тепла. В связи с андезитовым вулканизмом можно ожидать другой экзотермической реакции 4FeS2 +11O2→2Fe2O3+8SO2, происходящей при 8000С. В обоих случаях основным газом, генерируемым этими реакциями, является сернистый ангидрид.

Геотектонические преобразования предстают как результат взаимодействия постоянного теплового потока и пульсационных тектономагматических событий, генерируемых пульсационными вариациями напряжений, связанными с воздействием космогонических факторов.

Энергия геотектонических преобразований создается химическими процессами преобразования коры вместе с воздействием космогонических факторов и переходом тепловой энергией в механическую работу (1 ккал тепла совершает 427 кгм работы).

В противоположность инерционному региональному тепловому потоку геотектонические процессы относительно скоротечны. Как мы видели выше, пульсы интенсификации магматизма и тектонических перестроек имеют продолжительность от десятков лет до десятков миллионов лет.

ГЕНЕЗИС ТЕПЛОВОГО ПОТОКА НА ФОНЕ ОБЩИХ ГЕОДИНАМИЧЕСКИХ ТЕОРИЙ

Геотектонические преобразования предстают как результат взаимодействия постоянного теплового потока и пульсационных тектономагматических событий, генерируемых пульсационными вариациями напряжений, связанных с воздействием космогонических факторов.

Данные о происхождении теплового потока показывают необходимость рассмотрения физических основ современных геотектонических теорий.

Главный постулат модели холодной Земли – железное ядро, само существование которого отрицается В. Н. Лариным и В. В. Кузнецовым [Кузнецов, 2000, Ларин, 2005].

Второе важное положение, создающее трудность для тектоники плит - невозможность конвекции в твердой мантии. В связи с этим отметим, что в наиболее капитальной русскоязычной работе о “тектонике плит” существование конвекции в мантии рассматривается как данное и подробно разбираются разные типы конвекции [Сорохтин, Ушаков, 2002, Святловский, 1971]. С. Карато считает, что изменение термодинамических свойств астеносферы обязано не плавлению, а повышению концентрации водорода [Hedenquist, and Lowenstern, 1994]. По Ньютону степень сжатия жидкой Земли 1/ε= 232. Для реальной Земли она равна 1/ε=298. Джеффрис, а за ним Эверенден показали, что Земля, если она не всегда была такая, как сейчас, не гидростатична и, следовательно, на Земле никогда не было глобальной конвекции, которая является движителем плит [Кузнецов, 2000]. Но идеи железного ядра и конвекции составляют физическую основу тектоники плит. Другое несоответствие тектонике плит составляет локализация астеносферных зон в тектонически-активных регионах и их отсутствие в пассивных областях планеты [Алексеев, Ваньян, Бердичевский и др., 1972]. Следовательно, нет того слоя, по которому могут дрейфовать материки.

Глобальный характер пульсов изменения темпа тектонических и магматических процессов свидетельствует о том, что они определяются астрофизическими причинами. Скорее всего, механизм их воздействия на земные процессы связан с изменением магнитного поля.

Отмечаются разные по продолжительности периоды усиления вулканической и тектонической активности. Они могут быть связаны с глобальными циклами тектонической активности продолжительностью несколько десятков тысяч и тысяч лет [Giggenbach, 1997]. Распределение во времени вулканических извержений позволило предположить существование 15-летних и 19-летних циклов вулканизма [Влодавец, 1966], сходных с циклом солнечной активности. Первые предположения о связи цикличности вулканизма и 22-летнего цикла в пятнообразующей деятельности Солнца были сделаны в конце XIX века Вольфом, но реальность существования последнего получила надежное физическое обоснование только в 1913 году после открытия Хейлом закона изменения полярности магнитных характеристик Солнца. За последние 300 лет этот цикл имеет среднюю продолжительность 21.8 года. Отмечается высокая положительная корреляция этого цикла с периодами интенсификации извержений. В завершающуюся фазу излияния лавы на Южном прорыве Толбачинского трещинного извержения 1975-76 годов разгрузка расплава происходила в режиме постепенного гармоничного затухания [Федотов, ред.,1984]. Коэффициент корреляции этой гармоники с числами Вольфа составил 94%. Предполагается, что магнитное поле, наведенное солнечным ветром, влияло на плазменную фазу летучих в расплаве и приводило к колебанию уровня откачки расплава в подводящем канале.

Приведенные данные о связи времени извержений с параметрами изменения магнитного поля Солнца показывают, что понимание механизма пульсационного характера вулканических и тектонических процессов может быть достигнуто с использованием метода актуализма при изучении динамики магнитного поля. Метод актуализма может казаться плодотворным при анализе взаимодействия этих явлений.

Геотектонические преобразования предстают как результат взаимодействия постоянного теплового потока и пульсационных тектономагматических событий, генерируемых пульсационными вариациями напряжений под с воздействием космогонических факторов.

Энергия геотектонических преобразований создается химическими процессами преобразования коры вместе с воздействием космогонических факторов и переходом тепловой энергией в механическую (1 ккал тепла совершает 427 кгм работы).

В противоположность инерционному региональному тепловому потоку геотектонические процессы относительно скоротечны. Пульсы интенсификации магматизма и тектонических перестроек имеют продолжительность от десятков до десятков миллионов лет.

НОВЕЙШАЯ ТЕНДЕНЦИЯ – ГЛУБОКОЕ БУРЕНИЕ - КЛЮЧ К ПОЗНАНИЮ

ГЕОДИНАМИКИ ГЛУБИН И ГЕОЛОГИИ ОКЕАНА

Двадцатый век принес новый подход к сбору количественных данных о геологических процессах. Современный уровень техники не только расширил технические возможности наблюдений природных явлений, но позволил активно ставить задачи исследований. Одной из главных среди таких задач было получение прямых данных о природе сейсмических границ разделов. Целью исследования стало достижение первого раздела такого рода - границы между корой и мантией Земли (поверхности Мохоровичича), а методом решения – бурение сверхглубоких скважин.

Идея глубокого бурения оказалась настолько актуальной, что в 60-х годах во многих технически развитых странах начались рабочие проекты по её осуществлению (США, СССР, Германия, Япония, Швеция). Задачи ставились различные, как чисто практические (использование энергетических источников Земли, увеличение запасов геотермальной энергии), так и чисто научные. Общим для всех проектов, однако, оставались: достижение поверхности М, очень высокая стоимость, огромные технические сложности исполнения и в перспективе значительный приток данных для использования принципа актуализма на новом уровне. Все эти особенности были заложены и в проекте МОХОЛ [Project Mohole].

«Проект Мохол» осуществлялся под эгидой Национального научного фонда США (NSF). Скважина была заложена в 1961 году, близ острова Гуаделупе, к западу от мексиканского побережья Тихого океана. Глубина моря здесь 3.5 км. Всего было пробурено 5 пробных скважин, самая глубокая из которых достигла 183 метра. Бурение проводилось консорциумом нефтяных компаний с плавучей платформы. В 1965 году NSF рассмотрел итоги бурения и признал их не удовлетворительными. К этому времени было израсходовано более $50 миллионов, и Конгресс США признал дальнейшее финансирование нецелесообразным.

Ценность проекта состояла в разработке техники бурения в океане с плавучих платформ. Уже в следующем, 1966-м, году была начата программа исследования геологии океанического дна со специального судна «Гломар Челленджер». До конца 1970х с него, с использованием спутниковой навигационной системы, было пробурено 624 скважины, которые дали 170 км керна. Данные, полученные в ходе этих рейсов, легли в основу представлений о геологическом строении океанического дна. В 1985 году NSF начал новую программу глубоководного бурения, названную «JOIDES Resolution» в честь судна Джеймса Кука, на котором он совершил свое второе путешествие по Тихому океану.

Организационным решением, обеспечившим развитие глубокого бурения в США, стала концентрация всех усилий в Национальной лаборатории Сандиа (своего рода аналоге лаборатории Лос-Аламос, координировавшей работы по разработке ядерного оружия). Это лучшее подтверждение важности развития глубокого бурения.

В СССР была создана стандартная буровая установка Уралмаш 15000, позволяющая проводить бурение на глубину порядка 15-20 км, и принята программа колонкового бурения серии глубоких скважин в районах с разным геологическим строением. Первая такая скважина - Кольская сверхглубокая - была пробурена в районе Печенги.

Бурение первой в СССР Кольской сверхглубокой скважины началось в 1970 году и, по советской традиции, было приурочено к политическому юбилею - 100-летию В. И. Ленина. Бурению предшествовало сейсмическое зондирование, были намечены сейсмические границы раздела и выбрана точка наименее глубоко залегающей границы М. Но, как это часто бывает с чисто исследовательскими проектами, он неожиданно дал прямую практическую отдачу. На глубине 1.6-1.8 км было установлена промышленная медно-никелевая минерализация – новый рудный горизонт, что стало большим подспорьем горнометаллургическому комбинату. Более того, на глубине 9450-10500 метров было обнаружено значительное количество таких металлов как золото, серебро, палладий, никель, уран и многих других [Кольская сверхглубокая] (рис. 2а).

Рис. 2а. Кольская сверхглубокая скважина. В начальный период бурения (до 7000 метров). Из: Кольская сверхглубокая скважина — Википедия https://ru.wikipedia.org/.../Кольская...

Первые четыре года до глубины 7 км работы велись с использованием стандартных установок нефтяного бурения. Потом проект был остановлен на год. За это время была выстроена новая вышка, а буровая установка заменена на Уралмаш 15000 (рис. 2б).

Рис. 2б. Кольская сверхглубокая скважина. В 2007 году. Из: Кольская сверхглубокая скважина — Википедия https://ru.wikipedia.org/.../Кольская...

Проектом бессменно руководил один из его авторов, Д. М. Губерман (рис. 3), а административно курировал министр геологии СССР Е. А. Козловский. Результаты исследованиий не публиковались, они проходили под грифом «секретно». Ситуация изменилась в связи Международным геологическим конгрессом, очередная сессия которого состоялась в Москве в 1984 году.

Рис. 3. Губерман Д. М. ( 1929-2011). Один из авторов и бессменный руководитель бурения Кольской сверхглубокой. Из Губерман Давид Миронович. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D1%83%D0%B1%D0%B5%D1%...

Как обычно, сессию решено было использовать для демонстрации достижений советской геологии. На выставке Геоэкспо, проходившей в рамках конгресса, был большой стенд, посвященный Кольской сверхглубокой, и, самому главному, - достижению рекордной глубины. Многие делегаты конгресса захотели своими глазами увидеть уникальную буровую на Кольском полуострове и убедиться, что действительно в Союзе достигнута рекордная глубина бурения. Прямо на скважине провели заседание секции конгресса. Фотографии и статьи о Сверхглубокой обошли газеты и журналы почти всех стран мира.

По свидетельству очевидца, особо пристальный интерес иностранных гостей вызвали буровые коронки. Все ожидали увидеть, что они оснащены алмазным инструментом. Но это были обычные твердосплавные резцы. Одной такой коронки хватало на 6-8 метров проходки, после чего бурение надо было останавливать и коронки менять. Потеря времени на подобные операции во много раз превышала стоимость алмазного инструмента.

Технические трудности были огромны. Отражалось это в соотношении времени собственно проходки и спускоподъемных операций. Количество аварий резко нарастало с глубиной. Начальной точкой многих технических сложностей часто происходило «залипание» бурового снаряда к стенкам скважины. Для устранения аварии следовало придать снаряду дополнительное усилие, превышающее его вес (около 200 тонн). Но при этом зачастую происходил обрыв колонны, потеря турбобура и, главное, надо было начинать бурение заново.

Так поступили и на этот раз, но колонна не сдвинулась. Немного прибавили усилие, и стрелка прибора резко сбавила показания. При последнем подъеме на крюке висел укороченный кусок трубы с неровным нижним краем. Это означало, что в скважине остались не только турбобур, но и 5 км буровых труб. Семь месяцев пытались их достать. Ведь потеряны результаты пятилетней работы! Потом все попытки вернуть утерянное прекратили и начали вновь бурить с глубины 7 км. Типичная сложная авария - обрыв буровой компоновки вместе с частью колонны буровых труб. Основной метод ее ликвидации - создать уступ чуть выше потерянной части и с этого места вести бурение нового обходного ствола. Всего в скважине было пробурено 12 таких обходных стволов; четыре из них протяженностью от 2200 до 5000 м. Цена подобных аварий - годы потерянного труда.

После крупнейшей аварии - "черной даты" 1984 года - снова подошли к глубине 12 км только через 6 лет. В 1990 году достигли максимума 12 262 км при температуре в районе забоя 2200С. После еще нескольких аварий убедились, что глубже не пробиться. Все возможности современной техники исчерпаны. В связи с финансовыми трудностями и прекращением государственного дотирования проект временно был остановлен в 1992 году, а в 2008 году объект был заброшен, оборудование демонтировано, началось разрушение здания (Осадчий, 2002).

Скважина, хотя и не дошла до границы М, дала первые данные о том, что на выделенных по сейсмике горизонтах не происходит смена химического состава коры на предполагаемой границе гранитного и базальтового слоев. Вместо ожидаемой базальтовой коры на глубине 9-12 км были встречены высокопористые трещиноватые породы, насыщенные высокоминерализованными водами.

Итак, началось разрушение этого уникального памятника истории техники человечества, а вид заброшенных руин Кольской сверхглубокой служит пощечиной и прямым оскорблением тем, чьим героическим трудом она была создана. И это происходит как раз в момент, когда ЮНЕСКО объявило рудники Рудных гор и Корнуолла памятниками всемирного культурного наследия. На их базе созданы музеи, ежегодно посещаемые миллионами туристов [Эрлих, 2015]. По оценке Кольского научного центра восстановление скважины обойдется всего в 100 миллионов рублей. Мелочная сумма для такого исторического объекта. Восстановленная скважина могла бы служить базой для подготовки технических кадров бурения на шельфе [Кольская сверхглубокая].

Данные, полученные на скважине, позволили изменить представления о глубинном распределении температур. На глубине 6 км был получен температурный градиент 200С на 1 км вместо ожидавшегося 160С, как и в верхей части ствола скважины. Эти результаты обсуждены в статье [Белоусов и др., 2001].

При всех описаниях Кольской сверхглубокой подчеркивается, что на момент ее закрытия она была самой длинной скважиной в мире. Официальный рекорд глубины, как и следовало ожидать, продолжался недолго. В 2008 году нефтяная скважина Maersk Oil BD-04A в Катаре достигла глубины 12 290 метров, в январе 2011 года нефтяная скважина месторождения Одопту-море проекта Сахалин-1 достигла глубины 12 345 метров, а в июне 2013 года скважина Z-42 Чайвинского месторождения достигла длины 12 700 метров. Но это все нефтяные скважины, которые бурились сплошным забоем без отбора керна и исследования физических параметров скважин по мере бурения не велись.

Не меньший интерес с точки зрения получения данных для фундаментальной науки представляют и другие потенциальные проекты сверхглубокого бурения, такие как исследование глубоких «корневых» зон гидротермальных систем и неглубоко залегающих промежуточных магматических очагов. Вполне очевидно, что глубокое бурение в пределах действующих геотермальных систем может дать ценные данные о физическом состоянии флюидов даже при значительно меньшей глубине, чем глубина границы М. Одновременно оно позволило бы резко увеличить запасы геотермальной энергии. Не случайно обращение к идее такого бурения в геологически различных областях – Камчатке, Японии, Исландии.

На Камчатке В. В. Аверьев предложил переориентировать этот проект на вскрытие промежуточного магматического очага под Авачинской сопкой или, в качестве альтернативы, на «изучение глубинных корней современных гидротермальных систем», в частности, в районе Паужетских терм на юге полуострова. В. В. Аверьев наверняка был в курсе готовящегося бурения на Кольском полуострове. Не исключено, что проект бурения под Авачу появился как конкурент Кольскому. В 1968 году В.В. Аверьев погиб в авиакатастрофе. К большому сожалению, бурение под Авачинский вулкан стало рассматриваться исключительно как потенциальный источник энергии для снабжения Петропавловска. Проект был оставлен в пользу чисто утилитарного бурения на Мутновской сопке (Белоусов, Эрлих, 2013).

Иная судьба сложилась у идеи бурения для исследования корней геотермальных систем в Японии. Здесь изучалась возможность существования глубинных геотермальных ресурсов глубже 2000 м от дневной поверхности. Проект также преследовал цель подтвердить наличие высокотемпературного пара на глубине более 2000 м. Этот проект, названный Какконда [Tamanyu, Fujimoto, 2005], изначально мыслился и затем осуществлялся как международный, при совместном участии геологических служб Японии и США. Проект Какконда ознаменовал начало целой серии аналогичных проектов. Прямо по его стопам началось бурение, имевшее целью вскрытие подводящего канала на вулкане Унзен (остров Кюсю, Япония) [Nakada, Uto et al., 2005].

В Исландии был принят проект бурения для исследования состояния перегретого пара. На протяжении нескольких лет его реализации предполагалось пробурить и испытать серию скважин, которые должны были вскрыть надкритические зоны, расположенные под тремя, недавно введенными в эксплуатацию, геотермальными системами: Крафла, Хенгилл (Несьявеллир) и Рейкьянес. Их необходимо было пробурить до глубин более 4 –5 км, для того, чтобы получить гидротермальные флюиды с температурой от 4500С до 6000С. Проект был остановлен из-за недостатка средств.

НОВЫЕ МЕТОДЫ НАБЛЮДЕНИЙ

Одновременно с попытками достигнуть больших глубин бурением шло и идет разработка новых методов наблюдения геодинамики глубин. Обращает на себя принципиально новый подход к исследованию поступления глубинных летучих, разработанный Ю. Д. Кузьминым [Кузьмин, 2011]. Метод основан на измерении количества летучей фазы в глубинных вадозовых водах. Анализ привел автора к предположению, что гидросфера Земли может рассматриваться как чувствительный деформограф, фиксирующий деформации поверхности. Более того, резкое различие скорости поступления ювенильных газов в метеорные воды и подъема к поверхности магматических расплавов может служить индикатором фиксации активности глубинных процессов на самом раннем этапе и, соответственно, для прогноза извержений и землетрясений.

Революционный характер предлагаемого подхода основан на возможности определения привноса ювенильных флюидов в метеорные воды, намного менее инерционные, по сравнению с сейсмогенными и вулканическими процессами. Применение этого метода открывает совершенно новые перспективы прогноза катастрофических явлений.

Идеи Ю.Д. Кузьмина вызвали большой интерес. Они встали в один ряд с данными, полученными такими вулканообсерваториями, как Гавайская, и немедленно были применены в разработке гипотез о связи вулканических процессов с солнечной активностью и вариациями магнитного поля [Кузьмин, Белоусов, Сахно, 2001]. Все это прямо отражает ценность актуализма, который и в наши дни остаётся основой наук о Земле.

Характерно, однако, что для получения разрешения на работу на одной скважине автор должен был пройти через длительную бюрократическую переписку с чиновниками разных инстанций, вплоть до Президента страны.

Принципиальная возможность этого была показана замерами содержания ювенильных газов вдоль разлоиа Сан Андреас в Калифорнии [Marty, Jambon, Sano ,1989]. Нельзя не отдать должное проницательности В. И. Белоусова, обратившего внимание на эти работы и сделавшего первые шаги для применения нового метода на Камчатке [Белоусов, Эрлих, 2014].

Новый уровень техники открыл не только просто новые технические возможности наблюдений природных явлений, а давал возможность активно ставить задачи исследований. Одной из главных среди них было получение прямых данных о природе сейсмических границ разделов. Знаменем ее стало достижение границы между корой и мантией Земли (границы М, поверхности Мохоровичича) и получение представлений о ее природе. Методом решения – бурение сверхглубоких скважин. Идея эта почти сразу стала всеобщей. Ее подхватили во всех технически-развитых странах (США, СССР, Японии, Германии). Конкретные объекты, на которых проводилось сверхглубокое бурение, варьировали от страны к стране. Общим, однако, оставалась цель - достижение поверхности М, очень высокая стоимость проекта и огромные технические сложности его осуществления. Проект обещал новый огромный приток данных для развития на новом уровне метода актуализма. Вся истории режимных вулканологических наблюдений на Камчатке показывает, что начальный импульс стимулов к исследованиям, данный созданием Сибирского отделения АН СССР и «сдвига науки на восток» оказался исчерпан. В истории отказа от исследовательского бурения под промежуточный очаг под Авачей и глубокого бурения для исследования корневых зон гидротермальных систем видно полное повторение истории начала советской геотермальной энергетики и судьбы А. А. Гавронского. В Японии те же идеи привели к глубокому бурению на геотермальном поле (проект Какконда).

Мы видели эволюцию применения метода актуализма, соответствующего уровню аналитической техники и технологии бурения – на начальной стадии это было геологическое картирование земной поверхности. Почти одновременно с с формулировкой метода актуализма была установлена значимость режимных наблюдений. В начале XX века это привело к модификации принципа актуализма и формулированию канона Штилле. Следующим этапом был переход к глубинному бурению и активной постановке научных задач.

Учитывая опыт бурения Кольской сверхглубокой, нет сомнения, что бурение серии подобных скважин принесет обильные результаты. Ими этого может явиться новые экспериментально-обоснованные представления о строении земных глубин. Лучшим путем осуществления такого проекта, мне представляется возвращение к программе бурения серии таких стандартных скважин такого рода в районах с разными геологическими условиями, подобном ранее принятой в СССР. Данные, полученные в ходе такого проекта, лягут в основу новых геодинамических концепций в области наук о Земле. Учитывая высокую стоимость бурения, представляется очевидным, чтобы он осуществлялся на международной основе.

Глобальный характер этих эпизодов свидетельствует о том, что они возникают в связи с космогоничекими процессами, активизирующими внешние оболочки Земли.

Все это обеспечило успешное применение принципа актуализма.

При этом режимные наблюдения, лежащие в основе применения метода актуализма, продолжают сохранять свое значение и, как мы видели, развивается на новой основе. Напротив, усовершенствование методов наблюдений и анализов сделали возможным прослеживать различие характера поступления глубинного материала, как это некогда было сделано на кальдере Иеллоустон (Smith et al., 2009). Не меньшей становится и необходимость организации новых стационаров.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Мы проследили историю применения метода актуализма, в соответственно изменениям уровня аналитики и технологии бурения. Почти одновременно с признанием метода актуализма широко вошли в практику режимные наблюдения. На начальной стадии главным было геологическое картирование земной поверхности. В начале XX века оно привело к модификации принципа актуализма и формулированию канона Штилле. Следующим этапом был переход от пассивного наблюдения к глубинному бурению и активной постановке научных задач.

Результатом бурения серии стандартных глубоких скважин в районах с разными геологическими условиями могут явиться новые, экспериментально-обоснованные представления о строении земных глубин. Режимные наблюдения, лежащие в основе применения метода актуализма, продолжают сохранять свое значение и, как мы видели, развиваться на новой основе. Напротив, усовершенствование методов наблюдений и анализов сделали возможным прослеживать различие характера поступления глубинного материала, как это было сделано на кальдере Иеллоустон (Smith et al., 2009). Не меньшей становится и необходимость в организации новых стационаров.

Правильное понимание движущих сил геологических процессов на основе метода актуализма возможно только с учетом особенностей теплового потока, такими как его инерционность и трансмагматическая природа. Только так можно расшифровать причину сочетания постоянства теплового потока с эпизодическим характером пульсов вулканической и тектонической активности. Постоянство связано с инерционностью глубинных процессов, происходящих, в частности, на уровне ядра Земли. Эпизодичность - с активизирующим воздействием космогонических факторов на внешние оболочки.

БЛАГОДАРНОСТЬ

Постоянная помощь С. П. Белоусовой и Р. А. Эрлих была неоценима для завершения этой статьи. Работа над структурой статьи и ее стилем, проведенная Р. А. Эрлих сделала ее намного более читаемой. Профессор В. В. Кузнецов прочел рукопись статьи, и обмен посланий с ним дал нам возможность ценной научной дискуссии. Всем этим благородным людям мы обязаны этой статьей и всем им – наша сердечная благодарность.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Аверьев В.В., 1966, Гидротермальный процесс в вулканических областях и его связь с магматической деятельностью.// Труды Второго всесоюз. вулканол. совещ., "Современный вулканизм". 3—17 сентября 1964 г. М., "Наука", 118— 128.

Алексеев А. С., Л. А. Ваньян, М. Н. Бердичевский и др., 1977, Схема астеносферных зон Советского Союза.// Доклады АН СССР, т. 239, № 4,стр. 790-793;

Белоусов В. И., Э.Эрлих, 2015, Становление геотермальной энергетики Камчатки: проблемы и решения. Вестник истории техники и естествознания, т. 36, № 2, стр. 306-321;

Белоусов В. И., Э.Эрлих, 2012, Тепло Земли; //https://sites.google.com/site/vulkaniceskaageologia/home/teplo-zemli

Белоусов В.И., С.Н. Рычагов, Ю.Д. Кузьмин, С.П. Белоусова, 2000, Гипотеза о происхождении корового источника тепла в гидротермально-магматических конвективных системах.

Белоусов В.И., С.Н. Рычагов, В.Н. Комлев и др., 2001, Печенгская глубинная и другие гидротермальные системы: новый взгляд на изоляцию ядерных материалов от биосферы // Вопросы радиационной безопасности,№ 2. С. 19-38.

Биографии великих. Ляйель (1797-1875). http://www.bibliotekar.ru/genii/66.htm

Влодавец В. И., 1966, Вулканическая активность Земли в историческое время.// Современный вулканизм, стр. 5-16;

Земцов А. Н., Тронь А. А., 1985, Статистический анализ каталогов извержений вулканов мира. //ДАН СССР, № 9, Стр. 582-585;

Кольская сверхглубокая скважина | Fresher - Лучшее из ...

www.fresher.ru/.../kolskaya-sverxglubokaya-skvazhin...

Коржинский Д. С., 1974, Взаимодействие магм с трансмагматическим флюидами.// Записки Всес. Минералогического общества,ч. 103, вып. 2, стр. 173-178;

Короновский Н. В., 1999, Гидротермальные образования в океанах//Соросовский образовательный журнал, № 10, с. 55-62.;

Кузнецов В. В., 2000,Физика изначально горячей Земли.// Новосибирск, Наука, 365 стр.

Кузьмин Ю.Д., 2011, Гидротермальная система как газотермодинамический индикатор деформационных процессов в земной коре. // Проблемы комплексного геофизического мониторинга Дальнего Востока России. Труды Третьей научно-технической конференции. Петропавлвск-Камчатский. 9 -15 октября 2011. Обнинск: ГС РАН,– 486 с.;

Кузьмин Ю. Д., В.И.Белоусов, В.Г.Сахно, 2001, Новый взгляд на Землю и процессы, происходящие на ее поверхности и в глубине.//Вестник ДВО РАН, №5, стр.106-122;

Куно Х., 1972, Плато базальты. В: Земная кора и верхняя мантия. Издательство Мир, Москва, стр. 424-441;

Лаверов Н. П., ред., 1998, Атлас временных вариаций природных, антропогенных и социальных процессов, т. 2, //М.,Научный мир, 432 стр;

Ларин В. Л., , 2005, Наша Земля.// М. Агар, 243 стр.;

Лоулисс Дж., Контроль проницаемости в рудных системах.

//https://sites.google.com/site/bibliotekageotemii/rudnaa-geotermia

Макдональд Г., 1975, Вулканы.// М., Мир, 1975, 431 с.

Маракушев А. А.,. Тарарин И. А, 1964, О глубинности формирования гранитоидов.// В кн.: XXII сессия МГК. Петрографические формации и проблемы петрогенезиса. Доклады советских геологов, Москва, Наука;

Милановский Е. Е.,. Мальков Б. А, 1980,Глобальные эпохи кимберлитового вулканизма и глобальная пульсация Земли.// Доклады АН СССР, т. 252, № 5;

Рубинштейн М. М., 1967,Орогенические фазы и периоды складчатости в свете данных абсолютной геохронологии. Геотектоника, №2, стр35-40;

Святловский А. Е., 1959, Атлас вулканов Камчатки. Москва, Наука.

Святловский А. Е., 1971.Структурная вулканология.//изд. «Недра» Москва, 232 стр.

Сорохтин О.Г., Ушаков С.А., 2002,Развитие Земли.// М: Изд-во МГУ,506 с.;

Федотов С. А., ред., 1984, Большое Толбачинское трещинное извержение. Камчатка 1975—1976.// М.: Наука,

Хаин В. Е.,. Ломизе М. Г, 1995,Геотектоника с основами геодинамики // Учебник для студентов геологических специальностей вузов. //М: Изд-во МГУ, 480 с.;

Широков В.А., 2008, Разработка новых методов долгосрочного прогноза вулканических извержений на основе изучения влияния на них космических факторов.//Материалы ежегодной конференции, посвященной Дню вулканолога, 27-29 марта 2008 г., г.. Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, С. 315-322.www. kscnet.ru/publication/volc_day

Штилле Г., 1964, Избранные труды, //Богданов А. А., Хаин В.Е., ред., М. Мир, 887 стр.;

Эрлих Э. Н., 2010, Канон Штилле и магматическая геология.//Геология и разведка. Известия ВУЗов. № 2, стр. 68-78;

Эрлих Э. Н., 1973,Современная структура и четвертичный вулканизм западной части Тихоокеанского кольца, Новосибирск, Наука, 242 стр.

Яншин А. Л., 1993, Вероятная эволюция геофизических полей в истории Земли.//В: Н.П.Лаверов, ред. В сб. Эволюция геологических процессов в истории Земли. М. Наука, 240с.;

Aktualismus Геология. http://www.wikiwiria.com/ru/a/aktualismusgeologiya

De Silva S., W.D. Gosnold, 2007, Episodic construction of batholiths: Insights from the spatiotemporal development of an ignimbrite flare-up// Journal of Volcanology and Geothermal Research 167, 320–335;

Dor Ji and Zhao Ping, 2000, Characteristic and genesis of the Yangbajing geothermal field, Tibet. //Proceedings World Geothermal Congress 1083-1088pp.;

Erlich E. N., and Gorshkov G. S., eds. 1979, Quaternary volcanism and tectonics in Kamchatka. Bulletin Volcanologique, sp. volume, vol. 42, issues 1-4, 298 p.

Erlich E.I., W. Dan Hausel, 2002, Diamond deposits, Origin, Exploration, and History of Discovery,// SME, Littleton, CO, 374 p.;

Hawaiian Volcano Observatory. https://en.wikipedia.org/wiki/Hawaiian_Volcano_Observatory

Hedenquist, J.W. and J. B. Lowenstern, 1994, The role of magmas in the formation of hydrothermal ore deposits:// Nature 370, 519-527.

James Hutton.// http://en.wikipedia.org/wiki/James Hutton

Gianelli G., A.Manzella, M.Puxeddu, 1997,Crustal models of the geothermal areas of southern Tuscany (Italy).// Tectonophysics, 281, pp. 221-239 https://sites.google.com/site/vulkaniceskaageologia/

Giggenbach, W.F., 1997, The origin and evolution of fluids in magmatic-hydrothermal systems.// in Barnes, H.L., eds., Geochemistry of hydrothermal ore deposits, 3rd edition: New York, John Wiley, p.737-796;

Gudmundsson A., 1995, Infrastucture and mechanics of volcanic systems in Iceland // J. Volcanol. Geotherm. Res., 64, P.1-22;

Foulger G.R., J.H. Natland, and D. L. Anderson, 2005, Genesis of the Iceland melt anomaly by plate tectonic processs.// In: Foulger G.R., Natland J.H.,Presnall D. C., and Anderson D. L., eds., Plates, plumes and paradigms: Geological Society of America Special Paper 388, p.595-625;

Karato S., 1993, Inner core anisotropy due to the magnetic field – induced preferred orientation of iron.// Science, v. 262, p.1708-1711;

Lund, J.W., R.G. Bloomquist, T.L. Boyd, J. Renner, 2005,The United States of America Country update// Материалы международного полевого Курило-Камчатского семинара 6 июля – 6 августа 2005 г.г. Петропавловск-Камчатский, Ю. Камчатка – о. Парамушир, стр. 25-50;

Lyell Ch., 1830-1832, Principles of geology. vol. 1, 2, John Murrey;

Marty B., Jambon A., Sano Y.,1989, Helium isotopes and CO2 in volcanic gases of Japan: Chem. Geol. 76, 25-40;

Milankovich M., 1941, Kanon der Erdlestruhlung und seine Anwendung auf des Enzeien problem. Acad. Roy.Serbe, ed. Sp. 1, CXXXI, sec. De Sci. Math et Nat., 383, Belgrade, 634 p.;

Pirajno F., 2009, Hydrothermal Processes and Mineral Systems// Springer, 1273pp.

Price R. C., Gamble J.A., Smith I.E.M., Stewart R. B., Eggin S., Wright I.C., 2005, An integrated model for the temporal evolution of andesites and rhyolites and crustal development in New Zealand’s North Island //J. Vol. Geotherm. Res. 140, 1– 24pp;

Project Mohole -//Wikipedia, the free encyclopedia https://en.wikipedia.org/wiki

Schmandt B., S.D. Jacobsen, T.W. Becker, Zenxian Liu, K. D. Dueker, 2014, Dehydration melting on the top of the lower mantle. Science 344, 1265-1268;

Smirnov Ya.B., Sugrobov V.M., 1982, Terrestrial heat flow in northwestern Pacific// Tectonophysics, 83, 1982, 109-122 pp.;

Smith R. B., M. Jordan, B. Steinberger, Ch. M. Pustas, J. Farrell, G. P. Waite, S. Hunsen, R. O’Connell, 2009, Geodynamics of Yellowstone hotspot and mantle plume: Seismic and GPS imaging and mantle flow.// Journal of Volcanology and Geothermal Research. 188:26-56;

Stille, Wilhelm Hans// http://www.encyclopedia,com/topic/Wilhelm_Hans_Stille.aspx

Wang Ji Yang, 1995, Historical Aspects of Geothermal Energy in China// Proceedings of World Geothermal Congress, Section 2, History of Geothermal, https://sites.google.com/site/vulkaniceskaageologia/

Yellowstone National Park //https:// en.wikipedia.org/Yellowstone_National_Park

Источник: Предоставлено автором