Корреляция и возможные связи между динамикой геофизических параметров и динамикой скорости вращения Земли

В ритмической структуре геофизических процессов присутствуют ритмы 0.5, 1, около 13, около 27 сут, 1,2-3,5-6,10-12,18-20 лет и другие; некоторые из них мы обнаружили во временных рядах рассмотренных выше геофизических параметров. Существует множество примеров, свидетельствующих о синхронных изменениях геофизических полей и различных космогенных факторов, многие из них описаны.

Напрашивается вывод, что геофизические процессы синхронизованы какими-то общими внешними факторами, по аналогии с медициной — времядатчиками, только синхронизация выражена гораздо слабее, чем в медицине, и вопрос о наличии или отсутствии причинно-следственных связей остается дискуссионным.

Анализ рассмотренных в работе данных о временных вариациях наклонов и деформаций, а также уровня грунтовых вод в скважинах проводился и ранее. В частности, спектральный анализ рядов, построенных для разных геофизических параметров, определяющих напряженно-деформационное состояние среды, выявил подобие их спектров, на основании чего были сделаны выводы о наличии общих причин, управляющих геофизическими процессами.

Было также высказано предположение, что колебания с периодами 12, 6 и 4 мес, характерные для временных рядов наклонов и деформаций, в основном связаны с циклическими изменениями метеорологических факторов. Здесь мы рассмотрим вопрос о возможном существовании связей динамики этих параметров, а также динамики глубины КФС с динамикой скорости вращения Земли.

Наблюдаемое сходство между динамикой геофизических параметров и динамикой скорости вращения Земли, равно как и геофизических параметров между собой, конечно, не является ответом на вопрос о наличии или отсутствии причинно-следственных связей между ними. Вариации скорости вращения Земли, как известно, обусловлены процессами, протекающими в атмосфере, гидросфере, жидком ядре, а также земными приливами, поэтому изучение упомянутых корреляционных связей может дать представление о синхронности изменения этих параметров, возможно, под влиянием каких-то общих факторов, а также может помочь в понимании механизмов их взаимодействия.

Для выяснения синхронности и коррелированности динамики рассматриваемых рядов была рассчитана нормированная корреляционная функция (R) для двух коррелируемых эквидистантных рядов, первый из которых рассматривался как условно фиксированный, а второй — условно сдвигающийся относительно первого. По результатам корреляционного анализа была построена таблица экстремальных коэффициентов корреляции (табл. 6.2). Все приведенные коэффициенты корреляции значимы при уровне значимости 0.001. Уровень грунтовых вод хорошо коррелирует с деформациями и наклонами дневной поверхности, достигает 0.65.

Коэффициенты корреляции глубины КФС и уровней грунтовых вод составляют 0.44 для Хаита и всего 0.15 для Тавиль-Доры. Коэффициенты корреляции скорости вращения Земли и уровня грунтовых вод и деформаций — 0.4, для наклонов — 0.7, для глубины КФС он не превышает 0.33. Но, для высокочастотной составляющей, с периодами менее 2 лет, коэффициент корреляции скорости вращения Земли и глубины КФС существенно возрастает. Тогда составляют 0.40, 0.45, 0.28 и 0,70 соответственно для Тавиль-Доры, Хаита, Чиль-Доры и Чусала.

Значения скользящего коэффициента взаимной корреляции R рядов глубины КФС и скорости вращения Земли в целом невысоки, причем по данным станций Тавиль-Дора и Чиль-Дора они ниже, чем в Чусале и Хаите (рис. 6.8). Скорее всего, это связано с большей неоднородностью поля поглощения на юге Гармского района, а небольшие по размеру блоки могут реагировать на внешние воздействия по-разному.

Наиболее высокие значения R получены для глубины КФС и деформаций и наклонов земной поверхности. Для всех графиков характерно аномальное поведение коэффициента корреляции в 1982-1984 гг. как геофизических параметров между собой, так и корреляции каждого из них со скоростью вращения Земли. Этот период отмечается также аномально низкими значениями скорости вращения Земли, к этому периоду относятся два наиболее сильных землетрясения Гармского района.

Максимальная скоррелированность уровня грунтовых вод и скорости вращения Земли отмечается в 1983 г. (R — 0.7). Отметим высокие значения R деформаций и скорости вращения в Чиль-Доре.