ВИГЕНИКА И ВИБРОГЕОДИНАМИКА - ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА ВОЛНОВОЙ ПЛАНЕТОДИНАМИКИ.
УРАВНЕНИЯ И ПОДХОДЫ ТЕОРИИ ВОЛНОВОЙ ПЛАНЕТОДИНАМИКИ В РАЗВИТИИ ДИНАМИЧЕСКОЙ «ВОЛНОВОЙ» ПАРАДИГМЫ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ. ВИГЕНИКА И ВИБРОГЕОДИНАМИКА – КАК ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА В НАСЛЕДОВАНИИ ПОДХОДОВ Н.ТЕСЛА.
Свидетельство о публикации №215071001212
Андреев Геннадий Петрович*, Микляев Михаил Икарович, Дорофеев Иван Иванович
Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ", г. Москва
Развитие научных направлений в области геологии, геодинамики и наук о Земле (физика, геология, космология), комплексная (виброгеодинамическая) интерпретация космо-геолого-геофизических данных, авторский вклад в формирование нового научного направления – вигеника, виброгеодинамика – в связи с задачами обеспечения геоэкологической безопасности недропользования и индустриальной геологоразведки.
Аннотация
В работе показано – как фундаментальные физические и астрофизические явления находят своё проявление и отражение в геологических процессах и в их определяющих параметрах, таких, например, как седиментогенез, особенности поведения геохронологической шкалы и многие другие явления, те которые и являются предметом изучения геологии, виброгеодинамики, как исследовательского направления, изучающего колебательные аспекты существования геосреды и такого теоретического направления как вигеника. Полученные результаты позволяют вскрыть, показать и аналитически описать и смоделировать глубинные причины этих процессов. Это удается теоретически и разнопланово обосновать и представить относительно просто и наглядно. Например, по-новому привлекая уже давно известные фундаментальные физические законы – обнаруживая их новые «геологические следствия».
Ключевые слова: Виброгеодинамика, Вигеника, седиментогенез, колебательные аспекты геологической среды, динамическая «волновая» парадигма недропользования, теории волновой планетодинамики, задачи геоэкологической безопасности недропользования, инновационная геофизика и индустриальная геологоразведка.
*Персоналии: http://www.mathnet.ru/rus/person/112595
ВИГЕНИКА И ВИБРОГЕОДИНАМИКА - ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА ВОЛНОВОЙ ПЛАНЕТОДИНАМИКИ.
Прикладная актуальность изучаемой природной виброгеодинамики обусловлена тем, что она непосредственно связана с практическими задачами поисков, разведки и разработки месторождений нефти и газа. Прежде всего это геолого-геофизическое обеспечение недропользования, включая его геоэкологию и безопасность, а также современное инновационное совершенствование.
Например, изучение виброгеодинамики «подсказывает» практическую целесообразность доразведки внутипластовой динамики залежей углеводородов (УВ). То есть актуально давать адекватные геофизические отображения геонеоднородностей не только в пространстве, но и во времени. Для индустриальной геологоразведки это затруднительно по технологическим и экономическим причинам.
Отсюда следует новое и дополнительное – виброгеодинамическое – обоснование для актуальности такой инновационной геофизики, как пассивная сейсмометрия. Она способна эффективно участвовать в изучении «мерцающей» трещиноватости в геосреде. Например, при гидроразрывах нефтегазоносных пластов. Также могут регистрироваться и текущие естественные (виброгеодинамические) деформации месторождений УВ (циклические сжатия, разуплотнения, сдвиговые и ротационные импульсы и мозаика напряженно-деформированных состояний).
Возникают дополнительные виброгеодинамические причины для пассивно-сейсмометрического уточнения текущей геометрии сетей флюидодренирования, а также для картирования и сейсмолокационного мониторинга зон наиболее вероятных разгерметизаций залежей газа и подземных газохранилищ.
Все это определяет практическую целесообразность пассивно-сейсмического и других видов мониторинга циклических (виброгеодинамических) процессов в геосреде месторождений углеводородов (и особенно – газовых).
Такие задачи актуальны, прежде всего, для снижения аварийности недропользования. Например, при бурении скважин и для уточнения мест их безопасного расположения, в том числе и согласно с основными зонами флюидодренирования. Последние на участках без скважин – затруднительны для выявления обычной геологоразведкой.
Сюда же относятся и вопросы геоэкологии и энергосбережения. Например, за счёт поисков и практического использования новых возможностей для резонансного согласования между двумя основными составляющими в добыче УВ – между режимами добычных (наземных) мощностей, с одной стороны, и внутренней (глубинной) виброгеодинамикой – с другой стороны, «невидимой» для традиционной индустриальной геологоразведки.
Таким образом, виброгеодинамика показывает дополнительные практические задачи для современной геофизики.
Это адекватное изучение геосреды во всей её структурно-динамической целостности. То есть практически важно давать геофизические отображения не только статической картины породных масс. Но также целесообразна и доразведка внутренней динамики залежей УВ. Прежде всего, с целью совершенствования их разработки. Например, за счет создания инновационных постоянно действующих гидродинамических моделей месторождений. Это послужит формированию всё более «интеллектуальных» объектов недропользования. Например, за счёт постоянно действующей информационной связи с ними, в том числе и с помощью пассивной сейсмометрии.
Это и есть Экология в её наиболее полном понимании – как адекватное соотношение между Природой и Технологиями.
Наличие такой связи представляет собой главный принцип управления любыми объектами. В рамках существующего преобладания прежде всего статической части в используемой парадигме геосреды и недропользования – этот важнейших принцип не реализуется со всей его возможной на сегодня полнотой.
Отсюда следуют известные многомиллиардные издержки – в качестве платы за запаздывания в применении инновационной геофизики (включая пассивную сейсмометрию) и в формировании новых научно-методических основ для современного недропользования и его динамической парадигмы.
Вскрываемая «физика геологии».
Образно говоря, впервые полученные результаты выполненных исследований представляет собой как бы, прослеживание в процессах земной коры – одного из самых простых и универсальных природных явлений – «закона маятника»: «каждому блоку – соответствует свое собственное колебание». Это допустимо определять, как один из примеров отображения законов фундаментальной физики – в геологических фактах.
Закономерности, открытые в ходе исследований – в их наиболее общем виде восходят к отдельным космологическим представлениям, которые развиваются современными теориями физики «суперструн».
Их суть опирается на фундаментальный факт – расширение Пространства. При этом на каждом его этапе звучит своя доминантная частота. То есть звучание Пространства не одинаково с течением времени. В прошлом преобладали более высокие частоты – по сравнению с настоящим. Период доминантного (резонансного) звучания описывается формулой: T=T_0 e^(-qt).
То же самое изменение мелодики пространства, но уже через изменение частоты (а не периода) – отображает следующая формула: w=w_0 e^qt.
Важно подчеркнуть, что существует некоторая базовая частота w_0. А в отдельные периоды времени Пространство (в том числе и геологическое) – по мере своего расширения – периодически входит в свои резонансные состояния.
В каждом из них звучит, определенная гармоника – производная от wо.
Это соответственно – и удвоенная, и утроенная частоты и другие кратно целочисленные значения. А также и – половинная, третья, четвертная и другие всё более мелкие целочисленные значения – производные от той же базовой частоты w_0:
…, 1/4 w_0, 1/3 w_0, 1/2 w_0, w_0, 2w_0, 3w_0, 4w_0, …
Те же самые «прямые» и «обратные» последовательности можно проследить и по величинам – обратным относительно w_0 – то есть по периодам, производным от T_0. Фундаментальное соотношение между «w» и «T» известно в виде: w=2пи/T.
Важно, что каждый текущий период может быть представлен как T=T_0/N, где N – целое число – оно определяет так называемые «уровни волнового поля»:
N=8-k/2 , здесь «k» – волновое число.
Далее (помня, что T=T_0 e^(-qt) и T=T_0/N) – находим такие моменты времени «t», в которые резонансно звучат различные гармоники базовой частоты «w_0». В итоге получаем: t=t_N=ln(N)/q, где N – целое.
Виброгеодинамические резонансы – как «разделители» геохронологии.
В качестве одного из результатов выполненного исследования оказалось возможным заключить, что события геохронологической шкалы описываются натуральным математическим рядом. Это особенно четко можно было бы показать, если бы мы имели полные – без размывов и денудаций – последовательности наблюдаемых пластований горных пород.
Далее целесообразны дополнительные пояснения для скрытой физики – имеющей место за видимой картиной и за привычными представлениями о геохронологии. Это можно проиллюстрировать за счет вспомогательных уточнений для частично уже изложенных выше результатов выполненных исследований в области природной виброгеодинамики. Например, при рассмотрении «не видимой» и не вполне явной ранее – скрытой физической природы частоты w.
С течением времени эта фундаментальная «исходная» частота w_0 начинает «порождать» свои всё более высокочастотные гармоники. Такие трансформации базовой частоты w_0 происходят по мере её как бы «растяжения» – за счёт общего расширения Пространства (в том числе и геологического).
Таким образом – начинают возникать другие гармонические частоты: 2w_0, 3w_0, 4w_0 и т.д. – вплоть до любого «n». Например, от геологических масштабов времени – и вплоть до собственных колебаний Земли в реальном времени (~54 мин). Каждая последующая «дочерняя» частота может возникнуть только в определённых «пространственно-временных обстоятельствах». А главное – это происходит в гармоническом соотношении и соответствии с базовой частотой w_0.
Такая заданность обуславливается следующими объективными причинами. Скорость расширения Пространства q – «задана» нам Природой. И мы можем рассчитать и знать время, когда возникнет – очередная гармоника.
Это видно из двух предыдущих выражений: T=T_0 e^(-qt) и w=w_0 e^(qt). Например, если в некоторый прошлый момент времени t1=0 прозвучала некоторая частота w=w_0, то частота равная 2w_0 – сможет зазвучать только в определённый момент времени t2=ln(2)/q.
Общая формула для мометов времени, в которые могут звучать те или иные последующие гармоники имеет вид: t_N=ln(N)/q.
Каждый момент возникновения новой гармоники – особенный. Рождаемый при этом виброгеодинамический «звук» недр существует – в резонансе с его порождающим «родительским» колебанием природной среды. Резонанс – это привлечение дополнительной энергии в область гармонически согласованных вибраций.
В итоге возникает мощный энерговсплеск, часто аномальный по своей высокой интенсивности. Он тут же «откликается» – отображается и фиксируется – в земных (тектоно-седиментационных) процессах.
Последние выполняют роль подобную гигантскому «самописцу», который «регистрирует» происходящие виброгеодинамические «подкачки» дополнительной внешней энергии. Она поступает к планетарному телу (и к его земной коре) за счет общего резонансного возбуждения расширяющегося Пространства в определенные моменты времени. Тогда происходят смены одних режимов геологического развития и седиментации – на другие.
Такие «резонансные переходы» в условиях существования земной коры могут иметь катастрофические (тектонические) формы – в их глобальном проявлении. Что и отражается в виде уже всем известных особенностей геохронологической шкалы.
Другое дело, что срытая физическая природа таких процессов ранее была не ясна. Она была завуалирована за привычными геологическими представлениями. Но их внутренняя физика может быть выявлена на основе проводимых виброгеодинамических исследований.
Региональные проекции общих виброгеодинамических закономерностей
Впервые выявленные особенности возможно наблюдать и иллюстрировать на примере уникальных и опорных для этой работы фактов. Это колебания базисов седиментации Волго-Уральской и Западно-Сибирской нефтегазоносных провинций (по В.И. Шпильману, 1982), а также с помощью отдельных событий, отраженных в деталях строения геохронологической шкалы.
Таким образом, как бы через «увеличительное стекло» астрогеологических взаимодействий – возможно более внимательно рассмотреть земные геологические процессы с целью выявления их скрытой физической природы. И наоборот – с опорой на базовые данные по седиментогенезу Волго-Урала и Западной Сибири – становится исполнимым расчёт такого астрофизического параметра как «q».
И тогда обобщить результаты проделанной работы удаётся, исходя из следующего определения: «Что такое наука? – Это прогноз!».
Например, за счёт использования представленного выше параметра «q» – становится достижимым прогноз предстоящих состояний земной коры и планетарного тела в целом – на любой наперед заданный период времени. То есть возможно с большой обоснованностью показать – «что» и «как» будет происходить в земных процессах и в обусловленном ими седиментогенезе (колебания – подъёмы/опускания земной поверхности).
Отсюда с помощью аналитического прогнозирования становится возможным «увидеть» поведение геохронологической цикличности – на любом наперёд заданном интервале времени. Ранее это в опосредованном виде было показано на примере впервые полученных результатов численного моделировании седиментогенеза Волго-Урала и Западной Сибири. По итогам изучения виброгеодинамики этих двух регионов были выявлены характерные периоды Галактических «звучаний», отраженных в особенностях седиментационных процессов (216, 108, 72, 36 млн. лет и другие более мелкие и крупные характерные устойчивые циклы).
Седиментогенез – как «самописец» геоастрофизических процессов.
Детальное изучение циклов, впервые выявленных в региональной седиментации – как резонансных явлений – позволяет также вскрыть и их дополнительные особенности. Они не были известными ранее.
Например, в каждом последующем развитии геологических событий – всегда есть определённая доля повторения того, что уже происходило прежде. Данный факт в количественном аналитическом виде представлен впервые. Отмеченная особенность – как достаточно общее свойство – наглядно конкретизируется в качестве следствия из выявленной симметричности в «несущем динамическом каркасе» исследуемых интервалов времени. Например, в виде вскрытой структуры – внутри интегральной картины разномасштабных астрогеологических взаимодействий. В них впервые выявляется единый гармонический инвариант (рисунок А).
Он неизменно повторяется в разных масштабах своих проявлений – до и после настоящего момента – на общем интервале времени протяженностью во многие миллиарды лет.
Итоговая модель подобных разномасштабных соотношений – позволяет как бы «пропутешествовать во времени» – как в прямом, так и в обратном направлениях. Возможно даже прогнозировать такие события – как прошлого, так и будущего – время реализации которых выходит далеко за рамки фактических данных известной геохронологической шкалы. Например, модельная «обратная прокрутка» и экстраполяция планетарной виброгеодинамики – в далекое прошлое позволяет просмотреть вероятный интервал для «Начала расширения Пространства» – в диапазоне 13-15 млрд. лет.
Полученные результаты представляют собой дальнейшее развитие тех общих волновых уравнений и соответствующих аналитических моделей общего виброполя «ядро-кора», которые были принципиально рассмотрены в предыдущих работах по теории и практике виброгеодинамики [ 1-6 ].
Единая виброгеодинамическая «расшифровка» Волго-Уральских и Западно-Сибирских седиментационных «отпечатков» фундаментальных астрофизических событий дала дополнительную возможность для выявления количественных разномасштабных «небесно-земных» связей. Это помогло успешно и более результативно продолжить дальнейшие уточнения в выполняемых модельных построениях. На их основе стало возможным по-новому учесть такой общеизвестный – фундаментальный факт Природы – как расширение Пространства.
Седиментационное отображение этого астрофизического явления представляет собой впервые полученный и научно важный результат. Он позволил точнее описать – в виде единой моделирующей кривой – длительную в геологическом времени последовательность и динамику осадконакопления в пределах объединённого пространства Волго-Урала и ЗапСиба.
Такой уникальный итог удалось получить, несмотря на всевозможные «внешние» геологические несходства между привычными представлениями об истории и особенностях формирования обоих регионов. Их основное развитие (и накопление преобладающей части их породных осадков) происходило в разные геологические периоды. Они сменяли друг друга – в течение прохождения одного галактического «года» за другим. Но за этими «деревьями» традиционно воспринимаемых фактических отличий удалось – с помощью новых виброгеодинамических закономерностей – показать общий «лес» единой физики в изучаемых земных процессах.
Несмотря на все известные геологические различия Волго-Уральской и Западно-Сибирской НГП в колебаниях их седиментационных базисов оказывается постоянным набор их гармоник. Меняются только их частоты. Это происходит единым образом – для всех составляющих гармоник в общем процессе седиментогенеза в течение их развития.
Иначе отмечаемое обстоятельство возможно сформулировать следующим образом. За общее рассматриваемое время частота «вибраций» седиментогенеза изменяется синхронно – для каждой из выявленных гармоник.
Выполненные исследования показывают, что отсюда следует новый фундаментальное результат.
Он заключается в том, что отмеченные изменения частот седиментационных колеаний – соответствуют общеизвестному астрофизическому факту – скорости расширения Пространства. То есть становиться возможным дать новое количественное доказательство синхронности между принципиально разными по масштабу процессами – астрофизическими и геологическими.
Таким образом, краткая схема рассматриваемой части выполненных исследованиях сводится к следующим пунктам.
1. Сначала мы получаем величину разности между выявленными частотами.
2. Затем учитываем и используем важный факт – интервал времени, в течение которого происходили изучаемые нами седиментационные процессы, в том числе и установленные изменения в выявленных «частотах седиментогенеза».
Такой интервал определяется с помощью амплитудно-частотного анализа и вайлет-обработки исходных кривых седиментационных колебаний. Они отражают изменения в глубинах стояния базисов осадконакопления – как Волго-Урала, так и ЗапСиба (по В.И. Шпильману, 1982). Каждая такая исходная кривая представляет собой «свертку» (фокусировку) всего огромного осадочно-породного бассейна – в такую «точку записи», синусоидальные движения которой отображают в себе фактические общие колебания всего региона в целом.
С помощью указанных способов обработки двух исходных седиментационных кривых удалось определить характерный интервал времени между всеми синфазными точками в геологическом развитии двух указанных НГП – то есть в течение двух соседних галактических периодов. Этот интервал определяется величиной в 216 млн. лет. Вот за такой период и формируется вычисленная разница между «смежными во времени» частотами. Отсюда однозначно вычисляется величина скорости расширении пространства q. Она близка к уже давно известным астрофизическим оценкам.
От фактов и вычислений – к модельным прогнозам.
Зная q мы теперь можем вычислить и моменты времени, в которые прозвучала каждая гармоника в определенные этапы геологического развития каждой из НГП.
Используются следующие формулы.
1. Дифференциальное уравнение для изменения периода со временем: dT/dt=-q.
Решением этого уравнения является зависимость следующего вида:
T=T_0 e^(-qt). Здесь Т – есть период, t – время, T_0=1080 млн. лет.
Тогда при сопоставлении двух различных исследуемых провинций можно записать для каждого периода из пятёрки параметров – соответствующие периоды обеих НГП:
T_1=T_0 e^(-qt1). T_2=T_0 e^(-qt2). T_1/T_2=e^(-q(t1-t2)). дельта_t=t1-t2.
Для получения последующего итога напомним промежуточные результаты. Величина дельта_t=216 млн. лет. И ранее также уже было отмечено, что T=2пи/w (где w – это частота). С учётом такой связи периода (Т) и частоты (w) – можем вычислить q, поскольку величины периодов и частот взаимосвязаны: T_1/T_2=w_2/w_1. Эти величины вычислены из модельной косинусоиды для двух НГП.
2. Далее вычисляем значение для q=ln(w_2/w_1 )/дельта_t.
И теперь напомним, что отношение между всеми периодами T_n=T(N)=T_0/N – представляют собой отношение целых чисел.
Поскольку рассматриваемые периоды – являются гармониками базового периода T_0=1080 млн. лет, то отношения типа: T_i/T_j=w_j/w_i – представляют собой отношения резонансных периодов и частот. Тогда мы можем вычислить времена – в которые наступают резонансы: t_n = t(N) = [ln(N)] /q.
И это дает основание для того, чтобы далее определить все подобные резонансные времена.
Далее полученные результаты позволяют сделать для них значимое дополнительное обобщение. Оно целесообразно как составная часть в последующей подготовке конечного интегрального результата выполненных исследований. Для этого нужно напомнить, что наше изложение происходит с привлечением астрофизических представлений о механике «суперструны». Её различные гармоники взаимодействуют между собой, накладываясь друг на друга.
С учетом этого для намеченного обобщения возьмём вместо числа «n» отношение двух чисел p=l/m. Они соответствуют двум взаимодействующим гармоникам. И затем получим следующее выражение для различных времён резонансов t_p = [ln(p)] / q = [ln(l/m)] / q.
Это было использовано для выполнения некоторых промежуточных действий. Они имеют вспомогательный характер и поэтому не приводятся в данном тексте. Но их целесообразно отметить, потому что на выполненных технических расчетах основано построение важного итогового графика (рисунок А).
Суть этих вспомогательных действий сводилось к простой последовательности действий.
Была построена квадратная таблица с осями «Х» и «У». По ним были отложены значения величин «l» и «m». А во внутренних ячейках этой таблицы – то есть на пересечении соответствующих строк и столбцов – по предыдущей формуле вычислим все моменты резонансов tp. На основе данных этой таблицы – построим теперь график зависимости, которая показывает то, как взаимосвязаны между собой два параметра:
1) Значения «резонансных» моментов времени (вдоль его общего течения), то есть моменты времени для максимального проявления «пиков» отдельных резонансов (ось «Х»).
2) Величины отдельных интервалов времени (его отдельные отрезки) между моментами соседних резонансов (ось «У»).
Соотношение этих параметров и его основные особенности достаточно наглядны в графическом виде. Соответствующий график мы можем построить в значительном диапазоне времён. Например, от – 13 млрд. лет до + 13 млрд. лет.
На графике видно, что по мере общего течения времени – промежутки (периоды) между моментами проявления резонансов (соседних – смежных по времени) все более и более возрастает.
Такая особенность оригинальным образом впервые показывает дополнительное и наглядное выражение фундаментального природного явления – расширения Пространства – влияющего в том числе и на геологические процессы, включая и бассейновый седиментогенез в пределах Волго-Уральской и Западно-Сибирской НГП.
На представленном графике величина времени «0» – соответствует текущему моменту времени, в котором мы сейчас находимся. Этот график моделирует общий фон в последовательности тех событий, составной частью которых являются изучаемые седиментационные процессы.
Таким образом, возможно получить графическое отображение определенной части скрытых причин этих процессов. Резонансы представляют собой отдельные гармоники базовой частоты или периода T_0=1080 млн. лет. Видно, что эти особенности представляют собой фрактальный, то есть повторяющийся на разных масштабах один и тот же характер – «инвариант» – длительного и разномасштабного процесса.
Он соответствует соотношениям между основными подразделениями геохронологической шкалы. Последовательный повтор во времени множественного набора из таких «инвариантных блоков» этого графика – описывает развитие рассматриваемых геологических процессов. Они в таком визуальном описании наглядно проявляют свой повторяющийся фрактальный характер.
Амплитуда внутренних составляющих такого фрактального инварианта – различна. Одни из них малы, а другие имеют очень большую величину. Последние соответствуют крупным подразделениям геохронологической шкалы, а первые – мелким её единицам.
Эта модель была сопоставлена с известными особенностями геологической истории. Получено высокое совпадение – между модельным описанием конкретных седиментаций двух НГП – с одной стороны, и последовательностью фактов в общепланетарной геологической истории с другой.
Фундаментальная физика – как инструмент исследования виброгеодинамики
В поисках «гео-астрофизических» закономерностей имеются давние и развитые традиции (библиография насчитывает многие сотни работ).
Общеизвестный результат исследований в этом направлении представляет собой уже давно доказанный факт влияния на земные процессы – со стороны внешних орбитальных (астрофизических) воздействий. Их эффективность и значимость для геологических процессов – в данной работе обосновывается дополнительным образом.
Это делается на основе формулируемых виброгеодинамических представлений о строении Земли – как физического резонатора – для энергетического согласования самых разных по масштабу процессов, происходящих в рамках устойчивых «космо-земных» взаимодействий.
Особенно явным представляется влияние на геологические события со стороны внеземных воздействий – на примере самых общих плането-орбитальных закономерностей. Последние могут быть показаны в виде базовых принципиальных соотношений – между орбитальными периодами для различных планет Cолнечной Системы, с одной стороны, и особенностями их внутреннего строения – с другой стороны.
Для соответствующей иллюстрации этого – ещё раз вернёмся к одному из фундаментальных положений физики. Оно утверждает, что движение всех составных частей Солнечной Системы действительно подчиняется указанному закону Кеплера:
T^2/r^3 = 4пи^2/gM. Как известно, это выводится из общих гравитационных взаимодействий: a=v^2/r=gM/r^2; T=2пиr/v.
Тогда T^2=(4пи^2 r)/a=2пиL/a, и L= aT^2/2пи.
Где T – период орбитального движения; r – радиус орбиты; g – гравитационная постоянная; М, m – массы взаимодействующих тел; v – скорость; а – центро-стремительное ускорение; L – длина орбиты.
Для наглядности последующих рассуждений – немного изменим используемое соотношение L= aT^2/2пи. Оно служит как бы «переходным мостиком» между космологией и геологией. Представим его в более развёрнутом виде. Для этого примем следующие обозначения: T= T1+"тау". Тогда L_1=(aT1^2)/2+a"тау"T1.
Сделанное преобразование и выделение указанных обозначений
выполнено для того, чтобы перейти из одной системы координат в другую – вспомогательную. В ней становится возможным видеть дополнительные важные особенности во взаимосвязи изучаемых природных явлений.
Здесь мы получаем одно очень важное аналитическое преимущество. Потому, что отсюда начинает просматриваться дополнительный физический смысл тех самых коэффициентов, которые ранее были уже выявлены эмпирически. И они указывались в исходном виде уравнения виброгеодинамики.
Таким образом, постепенно становятся более очевидными следующие особенности – важные для более общего понимания виброгеодинамических процессов. Во-первых, это помогает отметить тождественность в соотношениях между эмпирически построенными зависимостями (выведенными из седиментогенезов Волго-Уральской и Западно-Сибирской НГП – с одной стороны, и теоретическими уравнениями плането-орбитальных движений – с другой стороны.
Здесь мы можем видеть точную сопоставимость этих значений с теми периодами, которые были получены нами ранее при изучении колебаний седиментационных базисов Волго-Уральской и Западно-Сибирской НГП – в результате их амплитудно-частотного анализа и вейвлет-обработки.
Рассмотрим дополнительные особенности виброгеодинамического выражения: L= AT^2+BT. Напомним, что «L= 2пиr». Радиус-вектор (r) от центра Галактики до какого-либо её текущего положения на спирали «золотого сечения» выражает полученное уравнение: r= "альфа"(k)T^2+"бетта"(k)T. Ниже мы покажем природу параметра «k», от которого зависит динамика развития спирали.
Давайте посмотрим – как «работает» «k» над развитием Спирали по мере его разворачивания. Сначала дадим промежуточное выражение для "тау"=T_0/N.
Поскольку N – целое число, то видно, что "тау" представляют собой гармоники базового периода T_0, которые и были эмпирически выявлены в базисах осадконакопления Волго-Уральской и Западно-Сибирской НГП. В которых проявляется звучание гармоник суперструны и их взаимодействия или резонансов, отображаемых геохронологической шкалой.
И поскольку N=8-k/2, то видно что "тау" есть функция от k.
Здесь «"альфа"» и «"бетта"» связаны между собой. Это можно показать в определённой поясняющей последовательности. Она показывает дополнительную – скрытую взаимосвязь между составными частями уравнения. Чтобы это было нагляднее, вначале проиллюстрируем соотношение между линейными размерами (L) и радиальными (r).
L=
Исходя из того, что получаем, что "бетта"=2"альфа""тау". И "альфа"="бетта"/2"тау".
Число уровней подсистем «l» тоже есть функция от «k», поскольку оно описывается выражением l=2k+1. Например, это позволяет очень точно описать закономерность расположения планет Солнечной системы в зависимости от их уровня в Солнечной системе, исходя из того что число уровней Солнечной Системы 2*8+1=17 или удвоенное значение по диаметру соответственно равно 34.
Величина «a» также является функцией от k следующего вида: a= a_0 Ф^k/N.
Ф – это известное нам значение «золотого сечения».
И в свою очередь через связь «"альфа"» и «"бетта"» - "бетта" также представляет собой функцию от k. И тогда становится наглядно видно, что r, T, t , как и a, "альфа", "бетта", "тау" - квантуемые, прерывные, дискретные, резонансные функции.
Таким образом, коэффициенты в уравнении виброгеодинамики являются функциями, более детально отображающими не явные особенности виброгеодинамических закономерностей. Оказывается, что в колебаниях базисов седиментации Волго-Уральской и Западно-Сибирской НГП отображаются периоды, которые представляет собой разные отдельные гармоники от базового периода T_0 и знаменуют собой определённый уровень рассматриваемой Системы (Луна-Земля-Солнце-Солнечная Система … Галактика …). Всякому такому уровню соответствует своё конкретное значение волнового числа «k» (рисунок Б).
Для уровня астероидов – характерно k=2. Планеты имеют k=4. Звёзды (Солнце) отличаются k=6. У звёздных Систем k=8 (например, у Солнечной). Галактические системы имеют k=14 (и наша Галактика в том числе). На уровне с k=16 Галактику можно рассматривать по аналогии с движением Солнечной Системы по её галактической орбите. То есть Галактика на уровне k=16 «летит» как некоторое единое тело – по своей продольно-эллиптической орбите.
Заключение.
В работе достаточно разнопланово и иллюстративно показано – как фундаментальные физические и астрофизические явления находят своё проявление и отражение в геологических процессах и в их определяющих параметрах, таких, например, как седиментогенез, особенности поведения геохронологической шкалы и многие другие явления, те которые и являются предметом изучения геологии, виброгеодинамики, как исследовательского направления, изучающего колебательные аспекты существования геосреды и такого теоретического направления как вигеника. Его краткая обобщенная характеристика была представлена в предыдущих работах [1-6 и др.].
Полученные результаты позволяют вскрыть, показать и аналитически описать и смоделировать глубинные причины этих процессов. Это удается теоретически и разнопланово обосновать и представить относительно просто и наглядно. Например, по-новому привлекая уже давно известные фундаментальные физические законы – обнаруживая их новые «геологические следствия».
Геосреда существует и развивается в её своеобразном –виброгеодинамическом – двуединстве, которое связывает вибрации среды – с наиболее характерными размерами отдельных геоблоков. Отсюда открывается новая научно-познавательная возможность. Она заключается в следующем.
Надо рассматривать геологические неоднородности не обособлено, то есть не столько «сами по себе», а в качестве следствия – от усталостно-волновой деструкции породных масс. Это происходит в результате циклического развития геосреды в течение реального и геологического времени.
Подобные блочно-иерархические деструкции возникают под воздействием наиболее характерных и устойчивых природных циклов – состоящих из текущих волнообразных (колебательных) сжатий и разуплотнений. Они физически одинаково происходят в самых различных объемах земной коры. В том числе и под воздействием твердоприливного трения.
В порядке одного из практических следствий из изучаемого явления природной виброгеодинамики – определяется дополнительная задача современной геофизики. Она заключается в необходимости доизучения и доразведки не только традиционной статической картины месторождений нефти и газа (в качестве их одномоментной «фотографии), но также и их динамических изменений во времени (в виде геофизической «киносъемки» – внутренних вибраций геосреды и продуктивных нефтегазонасыщенных пластов).
Все эти представления послужат целям более совершенного управления недропользованием.
В данной связи открываются новые перспективы в обеспечении экологии и промышленной безопасности при разработке залежей УВ. Например, это актуально для создания так называемых «интеллектуальных» объектов недропользования (включая месторождения полезных ископаемых – в том числе и нефти, газа, а также подземные хранилища газа).
Рассматриваемые виброгеодинамические явления – повсеместны.
Поэтому их изучение имеет большое практическое значение – для любых видов недропользования. Особенно для обеспечения экологии и промышленной безопасности при добыче нефти и газа (и при его подземном хранении).
Важнейшее практическое следствие выявленных закономерностей заключается в новом дополнительном обосновании – экономической и экологической необходимости в инновационной геофизике.
Прежде всего, имеется в виду актуальность широкого внедрения пассивной сейсмометрии (сейсмологического мониторинга недропользования – в том числе и с целью обеспечения промышленной безопасности). Иначе говоря, виброгеодинамика представляет собой – объект исследований, а передовая геофизика – служит адекватным инструментом для изучения этого объекта.
Разработки по теории волновой планетодинамики системно увязаны с проблемами газовой отрасли и с внедрением новейших технологий в том числе с целью и задачами «космосейсмолокационного» мониторинга нелинейного поведения геосреды, в частности при разработке месторождений УВ, эксплуатации газохранилищ и при вибросейсмовоздействиях для доизвлечения сырья.
В фундаментальной части работы на основе цикличности седиментогенеза Волго-Урала и Западной Сибири реконструирована единая последовательность колебаний коры с такой «иерархией» периодов, которая впервые аналитически сопоставлена (как причина и следствие) с «разрешенными размерностями» в соответствующей иерархии коровых блоков.
Полученные пространственно-временные уравнения согласуют разномасштабные движения: земной коры, флюидов в ней и мантийных масс (в виброполе «ядро-кора»), магнитных полюсов, лунно-земные удаления. Такое «виброгеодинамическое» единство среды (её волновая «голографичность») позволяет:
I) системно взаимоувязать геологическое строение и газонефтеносность на примере полуострова Ямал с общепланетарной динамикой (на основе информационно-технологического анализа разнородных геолого-геофизических данных, включая 263747 сейсмособытий за 65 лет);
2) вывести практические следствия в виде экономичного комплекса геофизических и дистанционных исследований геосреды, включая сейсмолоцирование динамики её трещиноватости;
3) на основе совокупности нескольких объектов (которые целесообразно охватить КГДИ) перспективно сформировать газоотраслевую «геодинамическую антенну» (специальная информационно-технологическая обработка ее непрерывно снимаемых данных может иметь не только актуальное практическое значение для снижения рисков недропользования, но и общефедеральную экологическую востребованность, а также и фундаментальное научное содержание для исследования современной трансрегиональной геодинамики).
Литература
1. Цикличность геодинамики и газонефтеносность / Андреев Г.П., Микляев М.И., Кантемиров Ю.И., Николаева Л.Е., Полянский Н.К., Прохонов С.В. // Геодинамика нефтегазоносных бассейнов / Тезисы и Материалы Второй Международной конференции 19-21 октября 2004 гг. М.: РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина., т. 1, C. 132-135, Москва, 2005 г., Материалы, С.68-76.
2. Волновая эволюция геоида – практические следствия в связи с газонефтеносностью, многоволновой сейсморазведкой и вибросейсмическими воздействиями / Микляев М.И., Андреев Г.П., Кантемиров Ю.Н., Астафьев Д.А., Полянский Н.К. // Проблемы геологии природного газа России и сопредельных стран: Сб.науч.тр.- М.: ВНИИГАЗ, 2005 г., (2-е изд., переработанное) 2007 г. C. 325-344.
3. Андреев Г.П., Микляев М.И., Аксенов В.В., Бюнау Е.К. / Системное отображение планетарной «виброгеодинамики» в геологическом строении и газонефтеносности Ямала (технологические следствия) // Фундаментальные проблемы геотектоники. Материалы XL Тектонического совещания. Том 1. – М.: ГЕОС, 2007, С. 14-17.
4. Развитие комплекса геофизических и дистанционных исследований (КГДИ). От теории до технологии. Геодинамическая антенна / Ю.Б. Баранов, Г.П. Андреев, М.И. Микляев, В.В. Аксенов, И.В. Тищенко, Е.К. Бюнау, Ю.И. Кантемиров, А.Е. Фейгин, С.Г. Солдаткин // Фундаментальный базис новых технологий нефтяной и газовой промышленности. Теоретические и прикладные аспекты. Москва, ГЕОС, 2007, С. 29-31.
5. Геннадий Андреев, Михаил Микляев, Игорь Тищенко / Виброгеодинамика и геологическое строение Ямала // Oil&Gas Journal Russia, июль-август 2007, С. 28-34.
6. Андреев Г.П. / Единство разномасштабных процессов в системе наук о Земле. Вигеника – прожектор виброгеодинамики недр // Общие и региональные проблемы тектоники и геодинамики. Материалы XLI Тектонического совещания. В 2-х томах. Том1. – М.: ГЕОС, 2008, С. 17-21.