ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ

Незыблемость земной поверхности, по которой мы ходим и ездим, если верить признанной повсеместно теории тектонических плит, является не более чем иллюзией. В соответствии с этим постулатом кажущаяся устойчивой поверхность Земли на самом деле состоит из непрерывно 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 км и покоится на менее устойчивом и более мягком слое, который называется астеносферой. На этих плитах хаотично нагромождены континенты, толщина которых составляет 70 км. Ученые выдвигают теорию, что причиной дрейфа плит является перераспределение тепловой энергии внутри Земли.

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

Существуют две основные причины землетрясений. Одной из них являются процессы поверхностного характера, которые вызывают незначительные землетрясения. Эти процессы заключаются в том, что плиты, дрейфующие вдоль таких великих разломов, как, например, разлом Сан-Андреас в Калифорнии или Альпийский разлом в Новой Зеландии, действуют подобно ножницам, круша края друг друга. Вторая 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 км повторно всасываются, поглощаются. По этой причине происходят уже более крупные землетрясения.

Для наглядности можно представить следующее. Оболочка Земли — это как бы поверхность моря, волнующаяся от приливов и отливов. Твердый объект, натолкнувшийся на препятствие в каком-то месте под землей, может освободиться от сдерживающих его пут и устремиться 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 эту аналогию действительность, состоит в том, что обычно землетрясения имеют несколько эпицентров одновременно на протяжении всей линии разлома. Таким образом, ударная волна и ее эффект обладают сложным рисунком и широкой зоной действия.

Землетрясение, как правило, начинается с легкого дрожания земли. Вслед за этим, порой стремительно, возникает серия сильных толчков, способных вызвать извержение вулкана, камнепад и даже разрывы земной поверхности. Участки земли могут подниматься и опускаться, провоцируя, в свою очередь, оползни и цунами — гигантские приливные волны, внезапно обрушивающиеся на прибрежные зоны (они еще называются сейсмическими волнами). И наконец, в завершающей стадии землетрясения наблюдается уменьшение силы вибрации.

Когда землетрясения происходят в городской зоне, разрушения обычно бывают значительными и носят катастрофический характер. При этом хрупкие, но возведенные на скальном основании строения лучше переносят землетрясения, чем более прочные, но 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 млн. человек.

Сейсмологи научились измерять силу и разрушительную мощь землетрясения. С помощью сейсмографов собирается информация о скорости распространения, глубине и длительности таких процессов. Существует два типа волн, проходящих в толще Земли. П-волны — первичные волны, имеющие компрессионный характер и распространяющиеся очень быстро. П-волны не проходят сквозь толщу воды. В-волны — вторичные волны, являющиеся поперечными и вызывающие вибрацию земли, перпендикулярную направлению их распространения.

Цунами вызываются третьим типом волн, которые называются Д-волнами (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 более 3000 км 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 была изобретена в 1933 году американским сейсмологом Чарльзом Ф. Рихтером и предполагает измерение величины энергии, освобожденной землетрясением в точке происхождения.

Эта шкала является логарифмической. То есть освобождаемая энергия измеряется баллами, когда каждый последующий больше предыдущего на единицу. Однако фактическая сила землетрясения увеличивается при этом в 10 раз, т. е. сила землетрясения, равная шести баллам по шкале Рихтера, будет в 10 раз больше той, которая обозначается пятью баллами.

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

Сильным считается землетрясение, достигшее по шкале Рихтера шести баллов и более. При землетрясении в 7 баллов по шкале Рихтера высвобождается энергия, равная энергии при взрыве 1 млн. тонн ТНТ. Случались и землетрясения в 8,5 балла.

Шкала же, разработанная итальянским сейсмологом Джузеппе Меркалли, учитывает влияние субъективных факторов. Они измеряют силу землетрясения по его воздействию на обитателей сейсмозоны: по повреждению строений, ранениям и гибели населения, а при слабом землетрясении — проснулись ли от него спящие люди. На шкале Меркалли есть 12 степеней, обозначаемых римскими цифрами. I степень обычно не ощущается людьми (разве что кроме самых чувствительных или находящихся в подходящих для этого условиях). II степень ощущается большинством людей и вызывает небольшие подвижки малых предметов. При землетрясении IV степени в стенах могут образоваться трещины, при этом возникает эффект, похожий на удар в здание тяжелого транспортного средства.

При IX степени здание может быть сдвинуто с фундамента и иметь значительные трещины и повреждения. При XI степени почти не остается уцелевших зданий, мосты обрушиваются, 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 шести баллов по шкале Рихтера, а по шкале Меркалли классифицировались как землетрясения IX степени и выше. Исключения составляют лишь те, которые приносили чрезвычайно большие разрушения или огромные человеческие жертвы. При этом количество жертв не всегда было решающим фактором для отбора катастрофы. Весьма часто, особенно если это касается Китая, сведения чрезвычайно скудны и, несмотря на значимость землетрясения, автор посчитал возможным только упомянуть его в списке в конце раздела.

Всего же, согласно подсчетам американских ученых из Центра изучения землетрясений, в двадцатом столетии ежегодно регистрируется до 20 толчков силой от шести баллов и выше. К счастью, большинство из них происходит в ненаселенных районах. Тем не менее землетрясения ежегодно уносят в среднем 10 тыс. жизней.