За рубежом К. д. з. к. были выделены в конце 19 в. американским геологом Г. Джильбертом под названием эпейрогенических. В 20 в. изучением этих движений занимались французский геолог Э. Ог, немецкие геологи Х. Штилле, С. Бубнов и др. Исследованиями выявлены две разновидности К. д. з. к.: общие колебательные движения и волновые. Общие К. д. з. к. выражаются в одновременном поднятии или опускании обширных областей, охватывающих целый материк или значительную его часть. Благодаря общим колебательным движениям происходят трансгрессии и регрессии, меняются очертания суши и моря, изменяется состав морских осадков по вертикали, образуется их слоистость, возникают морские и речные террасы и так далее. Общие колебания состоят из движений многих порядков, наложенных друг на друга. Наиболее крупные общие колебания имеют период, измеряемый 200—300 млн. лет. Они лежат в основе тектонических циклов, которые проявляются прежде всего в повторяемости крупных трансгрессий и регрессий. На их фоне происходят частые трансгрессии и регрессии с меньшим периодом. Самые короткие циклы трансгрессий и регрессий измеряются тысячами и даже сотнями лет. Чем короче период цикла, тем более локально он проявляется. Средняя скорость общих колебаний, измеренная за длительный геологический срок, обычно выражается в сотых и десятых долях мм в год. Отдельные кратковременные колебания высших порядков происходят значительно быстрее, со скоростью, близкой к скорости современных К. д. з. к.
Волновые К. д. з. к. накладываются на общие колебания и выражаются в длительном расчленении любого крупного участка поверхности на зоны поднятий и прогибаний. Эти движения фиксируются в рельефе земной поверхности и распределении фаций и мощности осадочных отложений. Их амплитуда может достигать 15—20 км.
В развитии волновых К. д. з. к. наблюдаются различные режимы, из которых основные — геосинклинальный и платформенный. В геосинклиналях волновые К. д. з. к. очень контрастны и имеют большую амплитуду: узкие (в несколько десятков км) зоны поднятия и прогибания тесно примыкают друг к другу и часто разделены глубинными разломами. На платформах К. д. з. к. характеризуются малой амплитудой (до нескольких км) и крайне слабой контрастностью: широкие (сотни и тысячи км), в плане округлые области медленного поднятия и опускания коры плавно и постепенно переходят друг в друга.
Поскольку в течение геологической истории материков в целом геосинклинальный режим постепенно уступал свое место платформенному, К. д. з. к. более поздних периодов суммарно менее интенсивны, чем те же движения в более ранние периоды. Однако в областях тектонической активизации (например, в Тянь-Шане) К. д. з. к. снова приобретают чрезвычайно высокую интенсивность, хотя ранее там уже устанавливался на длительное время спокойный платформенный режим.
На поверхности островов и шельфового дна морей наблюдаются признаки древних, новейших и современных К. д. з. к. О Колебательных движениях земной коры на дне глубоких океанов известно очень мало.
Предполагается связь К. д. з. к. с изменениями плотности материала в верхней мантии и в глубине земной коры и с его перемещениями.
Изучение К. д. з. к. имеет большой практический интерес, поскольку оно помогает устанавливать закономерности распределения в земной коре таких формаций осадочных пород, с которыми связаны залежи полезных ископаемых (нефть, газ, уголь, осадочные руды Fe, Mn, фосфоритов, бокситов и др.).
Поскольку современные колебательные движения отражают процессы, происходящие в глубинах Земли, при изучении причин таких движений приходится сталкиваться с большим разнообразием явлений. Это обстоятельство чрезвычайно затрудняет изучение таких движений.
За последние годы неоднократно предпринимались попытки осуществить спектральный анализ современных вертикальных движений. Для различных профилей и в платформенных и в высокоподвижных областях получены спектры весьма сложного характера. Правда, удается подметить некоторые общие закономерности. Так, коротковолновая часть спектра в подвижных областях оказывается более интенсивно выраженной, чем в платформенных. Но это явление можно было предвидеть, ибо оно отражает давно известное геологам правило: в подвижных областях движения носят более дробный характер, чем на платформах. Гораздо интереснее факт наличия волн определенной длины практически во всех профилях на двух платформах — Русской и Североамериканской. Оказалось, что в спектрах современных вертикальных движений этих платформ, как правило, присутствуют волны длиной в 300, 210, 170, 130, 100, 80 и 65 км.
Сейчас изучение глубинных источников современных вертикальных движений земной коры идет по линии построения частных моделей, дающих представление о возможном эффекте действия какого-либо одного из предполагаемых источников. Следует надеяться, что сложение этих моделей позволит создать в дальнейшем некую комплексную модель глубинных процессов, порождающих современные движения. Такая схема, видимо, будет достаточно сложной.
Поскольку современные вертикальные движения наиболее хорошо изучены на платформах, где эти движения, вероятно, наименее сложны по своим проявлениям, естественно было начать построение моделей именно для платформенных областей. При этом моделирование не охватывало области недавних оледенений и с другими недавними нарушениями нагрузки на земную кору. Эти области процессов восстановления изостатического равновесия в последние годы подверглись детальному исследованию, благодаря чему еще ранее удалось создать модели восстанавливающих процессов, вполне удовлетворительно согласующиеся с данными наблюдений.
Признаки новейших поднятий:
Морские террасы, береговые валы и ниши, приподнятые над современным уровнем моря.
Расширение площади, занятой прибрежными мелями, шхерами, полуостровами, расширение намывного берега.
Морские осадки, обнаруженные на суше вдали от берегов.
Речные террасы; дельты (не всегда).
Кайнозойские отложения и денудационные поверхности, приподнятые над уровнем местности, иногда изогнутые и разорванные.
Поднятие над уровнем моря коралловых рифов.
Признаки новейших опусканий:
Залитый водами моря эрозионный рельеф - террасы, речные долины, фиорды, каньоны.
Эстуарии, затопленные долины рек, лиманы.
Погруженные значительно ниже уровня моря коралловые рифы.
Этот перечень далеко не полный.
Современные же движения нагляднее всего обнаруживаются по историческим и археологическим признакам, а также по данным точных повторных нивелировок и триангуляций.
При изучении колебательных движений следует иметь в виду, что уровень океана, в свою очередь, может изменяться из-за изменения общего объема воды в океанах (таяние ледников, изменение конфигурации океанических впадин и др.). Такого рода колебания уровня моря, не связанные с тектоникой, называются эвстатическими. Их эффект сказывается одновременно и одинаково на всех берегах - по этому признаку можно отличить эффект эвстатических колебаний от эффекта вертикальных дифференциальных движений отдельных блоков земной коры.
Чтобы наглядно представить масштаб колебательных движений, составляют карты изобаз (изобазы - линии, соединяющие точки, испытывающие одинаковые поднятия или опускания).
Колебательные движения прошедших геологических периодов.
Важнейший метод их изучения - метод анализа стратиграфической колонки. Пример: разрез коренных пород Подмосковья. Он состоит из следующих отложений: средний девон - лагунные осадки, верхний девон - известняки (шло погружение), нижний карбон - прибрежные фации - лагунные и континентальные угленосные отложения (каменные угли Подмосковного бассейна). Это свидетельствует о подъеме территории. В среднем карбоне распространены прибрежные песчаники и континентальные отложения, в верхнем карбоне - морские осадки, известняки с брахиоподами, морскими ежами, кораллами, мшанками. Пермские и триасовые отложения размыты в результате начавшейся герцинской складчатости. Континентальные условия сохранялись до юры. В поздней юре началось погружение (море пришло с юга). Вместо известняков - черные аммонитовые глины. Нижний мел - глауконитовые пески, во второй половине мела - поднятие, восстановление континентального режима. Суша интенсивно размывалась. Четко фиксируется четвертичное оледенение по присутствию моренных валунных суглинков, флювиогляциальных отложений.
Подобный анализ можно проводить всюду. Стратиграфический метод изучения колебательных движений был разработан крупнейшим русским геологом А.П.Карпинским.
Наступление моря на сушу называется трансгрессией, отступление моря - регрессией.
Некоторые общие свойства колебательных движений.
1) Множественность периодов колебательных движений. Эволюционные периоды развития земной коры обычно сменяются революционными, когда все формы движения масс достигают значительной интенсивности. Этапов оживления тектонических сил выделяется несколько, последние из них: каледонский (завершился в силуре), герцинский (карбон-пермь), альпийский (палеоген-неоген). В среднем колебательные движения подобного размаха охватывают примерно по 150 млн. лет. Они способны формированию или выпадению из разреза целых систем и отделов. На фоне этих движений развиваются все более и более мелкие колебательные движения, вплоть до таких, которые считаются ответственными за явление слоистости осадочных пород. Это не лишено оснований, хотя нужно учитывать и влияние климата.
В результате интерференции движений различного периода создается чрезвычайно сложная картина. К отложениям, связанным с вертикальными движениями короткого периода, относится, например, флиш. Это толща осадков, чаще терригенного характера, отличающаяся правильным чередованием в вертикальном разрезе различных пород. Так, верхнемеловой-палеогеновый флиш юго-восточного Кавказа следующий: конгломерат - известковый песчаник - обломочный известняк - мергель - глина; мощность цикла 0,5 - 2,0 м. Накопление многокилометровых по мощности толщ флиша происходило в условиях беспрерывных колебательных движений малого размаха и короткого периода.