На главную К списку выставокАрхив выставок

LVIII чтение, посвященное дню рождения В.И. Вернадского

Журнальные статьи

1. U32586
Armitage J.J., Jaupart C. et al. The instability of continental passive margins and its effect on continental topography and heat flow // J. Geophys. Res.-Solid Earth. 2013. Vol. 118, № 4. P. 1817–1836.

The long geological history of passive margin evolution is complex yet typified by an initial ramp-like tilting of the subaerial surface toward the continent-ocean boundary, followed by episodic uplift and subsidence at a smaller wavelength. We argue that this behavior is due to changes in margin structure brought about by buoyancy-driven lithospheric flow. Continental lithosphere is melt-depleted, buoyant, and thick. It will resist convective breakdown into the asthenosphere below, but will be prone to lateral flow due to horizontal density contrasts. Changes in lithosphere thickness at the transition between continent and ocean will nucleate convection cells. Using a numerical model of viscous upper mantle flow, we show that stability or instability of the continental lithosphere at a passive margin is a function of the lithospheric rheology and composition. Increased compositional buoyancy leads to oceanward lateral flow of the continental lithosphere whereas decreased buoyancy has the opposite effect, causing landward lateral flow of the continental lithosphere. In model simulations, a continental lithosphere thought typical of Phanerozoic continental platforms experiences first a margin-wide ramp-like tilting, followed by topographic fluctuations due to an evolving array of convection cells in the mantle. The timing and magnitude of predicted changes in topography are similar to those observed at the eastern North American margin, suggesting that the tilting and episodic uplift and subsidence at continental passive margins are a natural consequence of the evolution of continental lithosphere after breakup and during mature seafloor spreading.


2. Chudaev O., Chudaeva V.A. Great role of WM Edmunds in the development of hydrogeochemistry in Russia // 15th Water-Rock Interaction International Symposium, Wri-15 / ed. Marques J.M., Chambel A. Amsterdam: Elsevier Science Bv, 2017. Vol. 17. P. 277–279.

This article discusses the joint work of Professor W.M. Edmunds (UK) with his Russian colleagues. He had an important role in the development of hydrogeochemistry in Russia. He was an initiator of the joint research projects with Russian scientists and was actively supporting the idea of holding international conferences on the territory of Russia. In addition, as a follower of V.I. Vernadsky, he was actively promoting Vernadsky's ideas outside of Russia.


3. U32586
Fourel L., Jaupart C. et al. Generation of continental rifts, basins, and swells by lithosphere instabilities // J. Geophys. Res.-Solid Earth. 2013. Vol. 118, № 6. P. 3080–3100.

Continents may be affected simultaneously by rifting, uplift, volcanic activity, and basin formation in several different locations, suggesting a common driving mechanism that is intrinsic to continents. We describe a new type of convective instability at the base of the lithosphere that leads to a remarkable spatial pattern at the scale of an entire continent. We carried out fluid mechanics laboratory experiments on buoyant blocks of finite size that became unstable due to cooling from above. Dynamical behavior depends on three dimensionless numbers, a Rayleigh number for the unstable block, a buoyancy number that scales the intrinsic density contrast to the thermal one, and the aspect ratio of the block. Within the block, instability develops in two different ways in an outer annulus and in an interior region. In the outer annulus, upwellings and downwellings take the form of periodically spaced radial spokes. The interior region hosts the more familiar convective pattern of polygonal cells. In geological conditions, such instabilities should manifest themselves as linear rifts striking at a right angle to the continent-ocean boundary and an array of domal uplifts, volcanic swells, and basins in the continental interior. Simple scaling laws for the dimensions and spacings of the convective structures are derived. For the subcontinental lithospheric mantle, these dimensions take values in the 500-1000 km range, close to geological examples. The large intrinsic buoyancy of Archean lithospheric roots prevents this type of instability, which explains why the widespread volcanic activity that currently affects Western Africa is confined to post-Archean domains.


4. U43129
Fourel L., Jaupart C. et al. The Earth’s mantle in a microwave oven: thermal convection driven by a heterogeneous distribution of heat sources // Exp. Fluids. 2017. Vol. 58, № 8. P. 90.

Convective motions in silicate planets are largely driven by internal heat sources and secular cooling. The exact amount and distribution of heat sources in the Earth are poorly constrained and the latter is likely to change with time due to mixing and to the deformation of boundaries that separate different reservoirs. To improve our understanding of planetary-scale convection in these conditions, we have designed a new laboratory setup allowing a large range of heat source distributions. We illustrate the potential of our new technique with a study of an initially stratified fluid involving two layers with different physical properties and internal heat production rates. A modified microwave oven is used to generate a uniform radiation propagating through the fluids. Experimental fluids are solutions of hydroxyethyl cellulose and salt in water, such that salt increases both the density and the volumetric heating rate. We determine temperature and composition fields in 3D with non-invasive techniques. Two fluorescent dyes are used to determine temperature. A Nd:YAG planar laser beam excites fluorescence, and an optical system, involving a beam splitter and a set of colour filters, captures the fluorescence intensity distribution on two separate spectral bands. The ratio between the two intensities provides an instantaneous determination of temperature with an uncertainty of 5% (typically 1K). We quantify mixing processes by precisely tracking the interfaces separating the two fluids. These novel techniques allow new insights on the generation, morphology and evolution of large-scale heterogeneities in the Earth's lower mantle.


5. U32586
Jaupart C. et al. The building and stabilization of an Archean Craton in the Superior Province, Canada, from a heat flow perspective // J. Geophys. Res.-Solid Earth. 2014. Vol. 119, № 12. P. 9130–9155.

How continental lithosphere responds to tectonic stresses and mantle convective processes is determined in large part by its mechanical strength and temperature distribution, which depend on crustal heat production. In order to establish reliable crustal and thermal models for the Superior Craton, Canadian Shield, new measurements of heat flux and heat production in 28 deep boreholes at 16 sites are combined with a larger set of older data. The Superior Province was assembled by the docking of volcanic/plutonic and metasedimentary terranes and continental fragments to the southern margin of an older core around 2.7Ga. The average heat flux is much lower in the craton core than in the accreted terranes, 31 versus 43mWm(-2). The major accreted volcanic/plutonic belts share the same heat production characteristics, testifying to the remarkable uniformity of crust-building mechanisms. The marked difference between the crusts of the core and the accreted belts supports the operation of two different crust-forming processes. The crust of the craton core has an enriched upper layer, in contrast to that of the younger belts which lack marked internal differentiation. At the end of amalgamation, the lithosphere of the craton core was colder and mechanically stronger than the lithosphere beneath newly accreted material. Surrounding the craton core with weaker belts may have ensured its stability against tectonic and mantle convection perturbations. This large strength contrast accounts for the lack of lithospheric imbrication at the edge of the craton core as well as for the different characteristics of seismic anisotropy in the lithospheres of the craton core and the younger terranes.


6. Koulakov I., Jaupart C. et al. The feeder system of the Toba supervolcano from the slab to the shallow reservoir // Nat. Commun. 2016. Vol. 7. P. 12228.

The Toba Caldera has been the site of several large explosive eruptions in the recent geological past, including the world's largest Pleistocene eruption 74,000 years ago. The major cause of this particular behaviour may be the subduction of the fluid-rich Investigator Fracture Zone directly beneath the continental crust of Sumatra and possible tear of the slab. Here we show a new seismic tomography model, which clearly reveals a complex multilevel plumbing system beneath Toba. Large amounts of volatiles originate in the subducting slab at a depth of similar to 150 km, migrate upward and cause active melting in the mantle wedge. The volatile-rich basic magmas accumulate at the base of the crust in a similar to 50,000 km(3) reservoir. The overheated volatiles continue ascending through the crust and cause melting of the upper crust rocks. This leads to the formation of a shallow crustal reservoir that is directly responsible for the supereruptions.


7. U12578
Levy F., Jaupart C. The initiation of subduction by crustal extension at a continental margin // Geophys. J. Int. 2012. Vol. 188, № 3. P. 779–797.

We investigate how subduction may be triggered by continental crust extension at a continental margin. The large topography contrast between continental and oceanic domains drives the spreading of continental crust over oceanic basement. Subduction requires the oceanic plate to get submerged in mantle, so that negative buoyancy forces may take over and drive further descent. This is promoted by two mechanisms. Loading by continental crust bends the oceanic plate downwards. Extension in the continental domain induces crustal thinning, which acts to raise mantle above the oceanic plate. In this model, the width of the continental region undergoing extension is an important control parameter. The main physical controls are illustrated by laboratory experiments and simple theory for elastic flexure coupled to viscous crustal spreading. Three governing dimensionless parameters are identified. One involves the poorly constrained oceanic plate buoyancy. We find that the oceanic plate can be thrust to depths larger than 40 km even if it is buoyant, enabling metamorphic reactions and density increase in the oceanic crust. Another parameter is the ratio between the width of the continental extension region and the flexural parameter for the oceanic plate. Initiating subduction is easier if the continent thins over a short lateral distance or if the oceanic plate is strong. The third important parameter is the ratio of oceanic plate thickness to initial continental crust thickness, such that a weak plate and a thick crust do not favour subduction. Thus, the change from a passive to an active margin depends on the local characteristics of the continental crust and is not determined solely by the age and properties of the oceanic lithosphere. It is shown that the spreading of continental crust induces uplift of the margin as the adjacent seafloor subsides. Evidence for the emplacement of continental crust over oceanic basement at passive margins is reviewed.


8. U10290
Milelli L., Fourel L., Jaupart C. A lithospheric instability origin for the Cameroon Volcanic Line // Earth Planet. Sci. Lett. 2012. Vol. 335. P. 80–87.

The Cameroon Volcanic Line (CVL) is an enigmatic structure that defies common dynamic models of melt generation and volcanic activity on Earth. There, magma generation and intrusion has been sustained for more than 70 Myr over a 1600 km long chain straddling the ocean continent boundary, with no detectable spatial age progression. The chain is nearly perpendicular to the coastline and terminates in a Y-shaped structure that has not been affected by absolute plate motions, implying that the mantle upwelling that feeds magmatic activity is attached to the continent. We propose that this form of volcanism is due to a new type of instability that may develop within the subcontinental lithospheric mantle at the edge of a continent. Laboratory experiments document how lithosphere beneath a continental block of finite size can become unstable due to cooling from above. The instability pattern is made of linear upwellings and downwellings that converge radially towards the center of the continent in an outer region and an array of polygonal cells in a central region. The pattern is characterized by branching structures that are reminiscent of the strike and Y-shaped outline of the CVL. The instability develops over long timescales with small rates of upwelling and melting, and is attached to the continent by construction. Downwellings adjacent to upwellings induce compression in the crust, which may account for deformation in the Benue trough just before the onset of CVL magmatism.


9. U32586
Roman A., Jaupart C. Postemplacement dynamics of basaltic intrusions in the continental crust // J. Geophys. Res.-Solid Earth. 2017. Vol. 122, № 2. P. 966–987.

Laboratory experiments document the postemplacement behavior of mafic intrusions that spread at a density interface and founder as they become denser than their surroundings due to cooling and crystallization. All else being equal, the larger the intrusion volume, the farther the intrusion can spread and the smaller its aspect ratio is. The final aspect ratio is a function of a single dimensionless number analogous to the Rayleigh number of thermal convection. Once it is denser than its surroundings, the intrusion becomes unstable and may founder in two different regimes. At aspect ratios larger than about 0.4, the "teardrop" regime is such that the intrusion thickens in a central region, developing the shapes of a funnel and a pendant drop. At lower aspect ratios, another regime is observed, with thickening of the intrusion at the leading edge and thinning in a central region. The thick outer ring in turn becomes unstable into a set of teardrops and leads to an irregular horizontal outline. In one variant called the "jellyfish" regime, the thin central region develops a number of downwellings and upwellings in a Rayleigh-Taylor-like pattern. These instabilities may get arrested due to cooling as the intrusion and encasing rocks become too strong to deform. One would then be left with a funnel-shaped residual body or a wide irregular one with thick peripheral lobes and a thinner central region. These different patterns can be recognized in upper crustal mafic intrusions.


10. U10290
Roman A., Jaupart C. The impact of a volcanic edifice on intrusive and eruptive activity // Earth Planet. Sci. Lett. 2014. Vol. 408. P. 1–8.

In a volcanic area, the orientation and composition of dikes record the development of the magmatic system that feeds intrusive and eruptive activity. At Spanish Peaks, Colorado, curved dike trajectories issuing from a single focal area have been attributed to horizontal propagation from a pressurized central reservoir in a deviatoric tectonic stress field. These dikes, however, are nowhere in contact with the central intrusion, are younger than it by about 1 My and are not filled with the same magma. They were emplaced at shallow depths (approximate to 1 km), where the local stress field is very sensitive to surface loads. Here, we show that their trajectories can be set by the load of a volcanic edifice in a tectonic stress field. The orientation and distribution of the Spanish Peaks dikes have changed in the course of two million years as magmas were evolving chemically. Early dikes that were parallel to each another and filled with primitive melts document ascent in the regional tectonic stress field. They were replaced by curved dikes carrying evolved melts, which record the influence of a sizable volcanic edifice. Beneath this edifice, the induced compression prevented dense primitive magmas from erupting in the focal area and diverted intermediate magmas sideways. The growth of this large volcanic cone was probably responsible for the formation of a magma reservoir. The mechanisms that have shaped the Spanish Peaks dike swarm may control the spatial distribution and migration of eruptive centers in many active volcanic areas.


11. Аксенов Г.П. Человек на все времена (как растут наши знания о Владимире Ивановиче Вернадском) // Вопросы современной науки и практики. Университет им. В.И. Вернадского. 2017. № 3 (65). С. 26–39.

Академик В. И. Вернадский (1863 – 1945) способствовал возникновению новых научных дисциплин. В конце жизни ученый сформировал новую научную парадигму с участием живой материи в космическом пространстве. В самые драматические и переломные годы в истории страны Вернадский оставался верен своему ноосферному признанию – внедрению разумных и научно-обоснованных начал в общественную и государственную жизнь. Он создал большое число институтов, лабораторий и Академию наук Украины. Как государственный и общественный деятель, Вернадский способствовал превращению России в современное демократическое и правовое государство. В статье показано, как с течением времени и бурным ростом науки возрастает масштаб личности В. И. Вернадского.


12. Калинин В.Ф., Козачек А.В. Ноосферный вектор устойчивого развития для науки и образования: результаты конференции-форума имени В.И. Вернадского // Вопросы современной науки и практики. Университет им. В.И. Вернадского. 2017. № 3 (65). С. 219–224.


13. Калиновский В.В. Увековечивание памяти академика В.И. Вернадского в Музее истории КФУ имени В.И. Вернадского // 2016. С. 33–36.

В статье рассматривается освещение жизни и деятельности академика В.И. Вернадского в экспозиции Музея истории Крымского федерального университета. Указано, что ученый был профессором и вторым ректором Таврического университета. На этом посту в нелегкое для государства время он пытался сохранить первое учебное заведение в Крыму. Об этом свидетельствуют копии документов, представленные в музее. Также в фондах имеются фотографии, книги, другие артефакты, связанные с именем В.И. Вернадского.


14. Карташова О.В. Развитие общества при переходе из биосферы в ноосферу // Научный Альманах. 2017. № 1–2 (27). С. 294–297.

Конец XX века ознаменовался появлением массы новых научных открытий. Однако зачастую, человечество не обращает внимания на ту среду, в которую оно внедряет эти достижения. Сегодня человек ставит себя выше Природы, часто забывая, что он - её часть


15. 00549X
Моисеенко Т.И. Эволюционные процессы в современной биосфере // Природа. 2015. № 10. С. 21–28.


16. Онищенко В.Л., Лагутин А.О. Ноосферная концепция В.И. Вернадского как регулятивная парадигма в условиях глобализации (по материалам творческого наследия В.И. Вернадского) // Вестник Адыгейского Государственного Университета. Серия 1: Регионоведение: Философия, История, Социология, Юриспруденция, Политология, Культурология. 2014. № 4 (148). С. 13–18.

В статье рассматривается ноосферная теория В.И. Вернадского с точки зрения ее концептуальной направленности и регулятивного значения в контексте глобализационного процесса. Выявляются общие признаки глобализации и ноосферогенеза. В настоящее время вопросы, связанные с глобализацией, включаются в состав наиболее актуальных философских и социологических проблем. Наряду с проблемами глобализации, космополитизма, компьютерных коммуникаций, экологии, устойчивого развития, рационализма и культуры внимание ученых и философов в течение последних десятилетий привлекает ноосферное учение В.И. Вернадского. В этих условиях фундаментальные положения ноосферного учения могут выполнять регулятивные функции, выступая, прежде всего, в качестве ориентиров социальных программ природоохранной деятельности, экологического образования и воспитания, научных исследований.


17. 039509
Соколов А.В. Ноосфера и библиотеки // Научные и технические библиотеки. 2017. № 9. С. 71–82.

Рассмотрены концепции ноосферы, бытующие в современной науке: философско-теологическая, естественнонаучная, феноменологическая, техногенная, гуманистическая. На основании обобщения концепций предложена идеологема ноосферы, которая включает коммуникационную инфраструктуру, представляющую собой среду существования библиотек, архивов, музеев, библиографии, книжного дела. Обоснована гипотетическая дефиниция ноосферы посттехногенного общества. Предложена культурно-историческая периодизация становления ноосферы. Подробно рассмотрена проблема «выращивания» человека ноосферного. Сделан вывод о том, что ведущая роль в этом принадлежит библиотекарям, сотрудникам музеев и других культурно-просветительных учреждений.


18. Туренко Ф.П. Энергетические ресурсы ноосферного человека по В.И. Вернадскому // Вестник МНЭПУ. 2014. № 1. С. 56–59.

В статье представлены современные данные развития учения В.И. Вернадского наукой ноосферологией.


19. 045637
Яблоков А.В., Левченко В.Ф., Керженцев А.С. Преодолимы ли трудности перехода антропосферы в ноосферу // Биосфера. 2016. Т. 8. № 3. С. 247–257.

Возникновение человека привело к превращению биосферы в антропосферу, размыканию замкнутых круговоротов вещества и нарушению биотической регуляции биосферных процессов. Человек, выйдя за рамки биологических закономерностей эволюции и популяционной динамики, расширил свою экологическую нишу за счет освоения ресурсов, недоступных другим видам, создал новый класс веществ - третичную продукцию. Нарушение биотической регуляции и загрязнение биосферы глобальными не подверженными разложению поллютантами ставят под угрозу жизнеобеспечивающие системы биосферы, несут угрозу существованию самого человека, в частности, из-за роста популяционного груза. Гармонизация происходящих сейчас на планете процессов, необходимая для перехода антропосферы в ноосферу, затруднена разницей в скоростях эволюции экосистем, технологий и сознания. Концепция кризисного управления развитием биосферы («управляемая эволюция») могла бы способствовать восстановлению гомеостаза биосферы (которую мы рассматриваем как единый организм), но для этого необходим отказ от преобладающей сейчас неолитической парадигмы природопользования.


20. 039335
Яшин А.А. Развитие концепции В.И. Вернадского о переходе биосферы в ноосферу // Вестник новых медицинских технологий. 2016. Т. 23. № 2. С. 189–196.

Начиная с 1920-х годов, великий русский ученый - естествоиспытатель, академик Владимир Иванович Вернадский (1863-1945) разработал концепцию перехода биосферы Земли в ее новое биогеохимическое качество - ноосферу. Это наиболее гениальное предвидение XX века. Предвидение - ибо Вернадский дал только научный образ теории ноосферы в силу недостаточной на тот момент времени развитости научных дисциплин системного характера, без которых невозможно становление ноосферологи, или, по терминологии автора настоящей статьи, - феноменологии ноосферы. Во второй половине прошлого века, когда основным вектором научных изысканий стали технологии - от ядерных до информационных, интерес к ноосфере В.И. Вернадского в СССР, а потом в России, как-то затушевался. На Западе, где не в части русские открытия и прозрения, слово «ноосфера» и вовсе неизвестно, а имя академика Вернадского напрочь забыто, хотя в 20-х годах прошлого века он читал лекции по биосфере-ноосфере в Сорбонне, и среди его европейских учеников всемирно известные имена Э. Леруа и П. Тейяра де Шардена. В нашей стране учение Вернадского активно развивал академик В.П. Казначеев, недавно ушедший из жизни. В последние два десятилетия в России интерес к ноосфере, продолжению исследований Вернадского резко возрос, образовывались научные школы в Москве, Санкт-Петербурге. В Туле и в Волгограде исследования координирует Ноосферная общественная академия наук (СПб, президент А.А. Субетто). Настоящая статья суммирует взгляды автора и Тульской научной школы на сущность биосферно-ноосферного перехода, а ее публикация в медицинском журнале неслучайна: человек - основной субъект медицины - во время этого перехода заметно изменяет свой психологический, отчасти и физиологический, тип.


21. 039335
Яшин А.А. Человек обогнал эволюцию на этапе перехода биосферы в ноосферу // Вестник новых медицинских технологий. 2016. Т. 23. № 4. С. 239–243.

Великий русский ученый-естествоиспытатель, академики Владимир Иванович Вернадский (1963-1945) разработал концепцию перехода биосферы Земли в ее новое биологическое качество - ноосферу, что явилось наиболее гениальным предвидением ХХ века. Однако Вернадский успел дать лишь системный абрис, который в настоящее время развивают до целостной теории различные российские школы - санкт-петербургская, московская, тульская и волгоградская - ноосферологии. Координатором является Ноосферная общественная академия науки. Настоящая статья продолжает цикл работ по данной тематике, ранее опубликованных в журнале и других изданиях, включая изданную 15-томную монографию «Живая материя и феноменология ноосферы». Анализируется фактор обгона человеком биоэволюции в интеллектуальной ее ветви на этапе перехода биосферы в ноосферу. За отправную точку взята теория нобелевского лауреата, выдающегося австрийского биолога Кондара Захариаса Лоренца (1903-1989), зоолога и зоопсихолога, создателя науки этологии. Публикация настоящей статьи в медицинском журнале не случайна, поскольку человек является основным субъектом теории и практики медицины, а во время реально наблюдаемого нами перехода биосферы в ноосферу человека, заметных изменений своего психологического, отчасти и физиологического портера. А учет фактора обгона человеком эволюции дает массу тому примеров.


На главную К списку выставокАрхив выставок