3. ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ 

3. ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ 

Твердое основание земной поверхности, лежащее у нас под ногами, если верить признанной повсеместно теории тектонических плит, является не более чем обманом. В соответствии с этим постулатом кажущаяся твердой поверхность Земли на самом деле состоит из постоянно дрейфующих плит.

Согласно теории, в основе которой лежат открытия в области геологии, океанографии и геофизики, литосфера, или внешняя земная кора, делится на семь основных плит и двенадцать малых. Каждая из них имеет толщину примерно 100 километров и покоится на менее устойчивом и более мягком слое, который называется астеносферой. На этих плитах хаотично нагромождены континенты, толщина которых составляет 70 километров. Ученые выдвигают теорию, что причиной дрейфования плит является перераспределение тепловой энергии внутри Земли.

Во время этого процесса происходит сталкивание между собой континентов и плит, их смещение относительно друг друга. Некоторые из них расходятся. Вдоль этих границ происходят землетрясения и извержения вулканов.

Существуют две основные причины землетрясений. Одна из них отражает процессы поверхностного характера и вызывает незначительные землетрясения. Она заключается в том, что плиты, дрейфующие вдоль таких великих разломов, как Сан-Андреаса в Калифорнии и Альпийский разлом в Новой Зеландии, действуют подобно ножницам, круша и размалывая края друг друга. Еще одна причина отражает более глубокие процессы, происходящие в зонах вдоль краев смещающихся плит, где ребра этих масс земной коры погружаются в земную мантию и на глубине около 500 километров повторно всасываются, поглощаются.

Дрожание земли возникает при землетрясении вследствие столкновения этих масс или при «наезде» одной плиты на другую. При этом в земной коре возникают стрессы, напряжения и давления, которые находят свое разрешение на поверхности Земли.

Можно нарисовать такую картину. Оболочка Земли — это поверхность моря, волнующаяся от приливов и отливов. Твердый объект, натолкнувшийся на препятствие в каком-то месте под землей, вдруг став свободным, устремляется к поверхности. Там, где он появляется на поверхности, происходят процессы, аналогичные тем, что идут в центре землетрясения. Место нахождения этого прорвавшегося на поверхность объекта называется эпицентром. Круги, расходящиеся от эпицентра, точно соответствуют волновому эффекту распространения колебаний, происходящему при землетрясении.

Единственная поправка, которую может внести в этот аналог действительность, состоит в том, что землетрясения обычно имеют несколько эпицентров одновременно на протяжении всей линии разлома. Таким образом, ударная волна и ее эффект имеют сложный характер и зону действия.

Землетрясение, как правило, начинается с легкого дрожания. Вслед за этим, порой с пугающей людей скоростью, возникает серия сильных толчков, способных вызвать извержение вулкана, камнепад и разрывы земной поверхности. Участки земли могут подниматься и опускаться, провоцируя, в свою очередь, оползни и цунами — гигантские волны, внезапно обрушивающиеся на прибрежные зоны Азии (в остальных местах эти ужасающие стены воды называются сейсмическими волнами). И, наконец, завершающая стадия цикла землетрясения характеризуется уменьшением силы вибрации.

Когда землетрясения происходят в городской зоне, разрушения обычно бывают значительными и носят катастрофический характер. Податливые строения, возведенные на скальном основании, лучше переносят землетрясения, чем жесткие, возведенные на неустойчивой основе. Землетрясения сопровождаются величайшими трагедиями именно в последнем случае. За последние 4000 лет землетрясения и возникшие в их результате пожары, оползни, наводнения и иные последствия унесли жизни более 13 миллионов человек.

Сейсмологи научились измерять силу и разрушительную мощь землетрясения. С помощью сейсмографов они собирают информацию о скорости распространения, глубине и длительности таких процессов. Существует два типа волн, проходящих в толще Земли. П — первичные волны, имеющие компрессионный характер и распространяющиеся очень быстро. П-волны не проходят сквозь толщу воды. В — вторичные волны, являющиеся поперечными и вызывающие вибрацию земли, перпендикулярную направлению их распространения. Цунами вызываются третьим типом волн, которые называются Д (длинными) волнами, расходящимися вокруг эпицентра землетрясения.

Важно отметить, что П-волны и В-волны при изменении плотности и твердости вещества, через которое проходят, тоже изменяются. Это позволяет ученым с большой долей уверенности говорить о точных границах всех трех слоев Земли: ядра, мантии и коры. (Землетрясение рождается в мантии и коре, извержение вулканов — в ядре.) Исчезновение В-волн на глубине свыше 3000 километров указывает на то, что, по крайней мере, внешняя оболочка ядра Земли жидкая.

Интенсивность землетрясений измеряется двумя способами: по шкале Рихтера и по шкале Меркалли.

Шкала Рихтера, изобретенная в 1933 г. американским сейсмографом Чарльзом Ф. Рихтером, предполагает измерение величины энергии, освобожденной землетрясением в точке происхождения. Поскольку она основана на измерении, сделанном на расстоянии 62 миль от эпицентра, принятом произвольно, требовалось применение многочисленных сейсмографов и переводных таблиц, что было слишком трудно для понимания неспециалиста, то было решено остановиться на баллах Рихтера.

Шкала является логарифмической. То есть освобождаемая энергия измеряется баллами, когда каждый последующий отличается от предыдущих на единицу. Фактическая же сила землетрясения, измеряемая этими баллами, отличается при этом в 10 раз. Например, сила землетрясения, равная 6 баллам по шкале Рихтера, будет в 10 раз больше той, которая обозначается 5 баллами.

У этой шкалы не существует верхнего или нижнего предела. Небольшие землетрясения оцениваются в пределах 0, а некоторые даже имеют отрицательное значение. Землетрясение до 1 балла в норме может быть зарегистрировано только сейсмографом. Колебания земли в 2 балла — это самые слабые землетрясения, ощущаемые людьми. При землетрясении в 5 баллов освобождается столько же энергии, сколько при взрыве 100 тонн тринитротолуола (ТНТ).

Землетрясение, достигшее по шкале Рихтера 6 баллов и более, считается сильным. При землетрясении в 7 баллов по шкале Рихтера высвобождается энергия, равная энергии при взрыве 1 миллиона тонн ТНТ. Случались и землетрясения в 8,5 балла по шкале Рихтера. Аляскинское землетрясение — из этой серии.

Шкала, разработанная итальянским сейсмографом Джузеппе Меркалли, учитывает влияние субъективных факторов. Они измеряют силу землетрясения на основании воздействия на обитателей района: повреждений строений, ранений и гибели людей, а при слабом землетрясении — проснулись ли от него спящие люди. На шкале Меркалли есть I и XII степени. Первая степень обычно не ощущается людьми (кроме самых чувствительных или находящихся в благоприятных для этого условиях). Вторая степень ощущается большинством людей и вызывает небольшие подвижки малых предметов. При землетрясении IV степени в стенах могут образоваться трещины, при этом эффект похож на удар в здание тяжелого транспортного средства.

При IX степени здание может быть сдвинуто с фундамента и иметь заметные трещины и повреждения. При XI степени почти не остается стоящих зданий, мосты разорваны, в земле образуются глубокие расселины. При XII степени разрушения полные, а волны можно наблюдать прямо на поверхности земли.

Все землетрясения, описанные в данном разделе, имели не менее 6,5 балла по шкале Рихтера, а по шкале Меркалли классифицировались как землетрясения IX степени и выше.