Перколяционный механизм гравитационной дифференциации как модель сейсмической активности

В работе показано, что наряду с традиционными механизмами дифференциации вещества в гравитационном поле (конвекцией) существует и механизм, обусловленный неустойчивостью многофазной среды по отношению к перколяционному переходу. Этот механизм, в частности, проявляется при перемещении связной области трещин в твердой литосфере Земли. Критический уровень пористости обеспечивает образование зон прозрачности – макроскопических кластеров газовой компоненты. Нижняя часть области прозрачности характеризуется дефицитом порового давления по сравнению с литостатическим. С другой стороны, верхняя часть области включает зоны с избыточным поровым давлением. Перепады внутрипорового давления пропорциональны размерам зоны прозрачности и компенсируются прочностью твердой матрицы. При некотором критическом размере кластеров газовой компоненты уровень флуктуации внутрипорового давления превышает прочность пород — твердая матрица разрушается. Газ перемещается в верхние горизонты, где избыточное поровое давление провоцирует дальнейшее разрушение твердой матрицы. Построена двумерная модель процесса дифференциации. Результаты численного моделирования сопоставляются с данными наблюдений. При вливании всплывающего кластера в приповерхностную зону прозрачности внутрипоровые давления выравниваются, что ведет к выделению большого количества энергии. При этом глубины, на которых это происходит, соответствуют максимуму в распределении гипоцентров землетрясений.
Ил. 3. Библиогр. 8.