В первой части публикаций из цикла «Дрожь земли» мы расскажем о том, как и почему на земле возникают землетрясения.
На прошлой неделе Земля содрогнулась от подземных толчков, которые привели к разрушениям и человеческим жертвам.
Во вторник, 24 сентября, на глубине 23 км на юго-западе Пакистана произошло сильнейшее землетрясение магнитудой 7,8, погубив более 400 человек. Причем, жертв могло быть в разы больше – тряхнуло утром, но не ранним, когда большинство жителей пострадавшей провинции находились вне своих домов. Тем не менее, тысячи людей ранены, десятки тысяч остались без крова.
В среду, 25 сентября, землетрясение на глубине 30 км магнитудой 6,9 произошло в 80 км от тихоокеанского побережья Перу. К счастью, достаточно далеко и, к счастью, без цунами. Пострадали около 20 человек, разрушения незначительные.
А в четверг, 25 сентября, трусило уже многострадальную Мексику, которая за две недели пережила нашествие тропического шторма из Тихого океана, урагана из Атлантики, наводнение, оползни и атаки крокодилов. И плюс ко всему – землетрясение магнитудой 6,1, произошедшее в 100 км от тихоокеанского побережья. Благо, снова без цунами.
Три сильных землетрясения подряд! Случайность или закономерность? Можно ли объяснить подобную скорострельность? И значит ли это, что теперь недра планеты на какое-то время успокоятся? Для того чтобы ответить на эти вопросы, нужно понять природу землетрясений. Только тогда осознаешь, какая сила скрыта у нас под ногами и насколько мы ничтожны по сравнению с этой мощью.
Миллион в год
На самом деле три землетрясения в течение трех дней – вовсе не из ряда вон выходящее событие. Очень даже наоборот. В среднем в сутки, согласно статистике, на Земле происходит около – внимание – 3 тысяч землетрясений! Это более миллиона в год!
Тем не менее, сильные толчки, которые могли бы привести к разрушениям и человеческим жертвам, случаются 2-3 раза в месяц, что, согласитесь, тоже немало. Однако большинство таких землетрясений, к счастью, как правило, случаются на дне океанов и остаются незамеченными не только жителями планеты, но и зачастую сейсмологами, геологами и прочими специалистами и службами разных стран, отслеживающих движения земной коры.
Земля в лихорадке
Собственно, здесь мы подходим к двум немаловажным аспектам, о которых нужно сказать, прежде чем рассказывать о том, почему случаются землетрясения и как они происходят.
Во-первых, большая часть планеты, как известно, покрыта океанами. Морское дно испещрено горами, долинами, впадинами и прочим рельефом не меньше, чем суша. Если не больше. Ни для кого не секрет, что землетрясения, как правило, происходят в гористой или около гористой местности. Собственно, горы – это и есть продукт движения плит Земли. В том месте, где они выросли, когда-то (а зачастую и сейчас) в глубине сталкивались (или, соответственно, сталкиваются) две плиты. Проще говоря – внизу разлом. Этот разлом и это сталкивание рано или поздно приведут к землетрясению, это лишь вопрос времени.
Благо Земля покрыта океанами на 71%, то есть, более чем на две трети. А значит, как минимум две трети землетрясений происходят там, глубоко (хорошо, если глубоко!) на дне. Прибавьте к этому 71% огромную и практически необитаемую Антарктиду, и вы получите уже три четверти планеты, где возникновение землетрясений не опасно для человека.
Во-вторых, как уже сказано, большинство землетрясений в принципе не несут опасности, потому как весьма слабы. Фактически, озвученные выше цифры о 3 тысячах землетрясений в день говорят сами за себя – Земля постоянно трясется, как в лихорадке! Но, как правило, понемногу.
Магнитуды и интенсивность
Для измерения силы толчков существуют шкалы магнитуд, а по последствиям землетрясения выясняется его интенсивность. Эти две шкалы – магнитуд и интенсивности – все постоянно путают.
Знаменитая шкала магнитуд Рихтера содержит условные единицы от 1 до 9,5. Магнитуды, то есть, величины, характеризующие энергию, выделившуюся при землетрясении в виде сейсмических волн, вычисляют по колебаниям, регистрируемым сейсмографом. Однако это цифры и понятия, которые простому жителю планеты мало полезны. Нужно лишь знать, что магнитуда выясняется сразу же после землетрясения. И если сообщается, что произошло землетрясение магнитудой более 6, знайте – там, к сожалению, наверняка есть разрушения и погибли люди.
А вот шкала интенсивности землетрясения измеряется по 12-балльной системе. Она выясняется уже тогда, когда специалисты оценивают последствия землетрясения (разрушения, жертвы), то есть чуть позже. В таком случае сообщают, что интенсивность землетрясения составила некое количество баллов. Если более 7 – знайте, там беда.
У нас в стране интенсивность землетрясения измеряют по шкале Меркалли (MM), в ЕС – по европейской макросейсмической шкале (EMS), в Японии – по шкале Японского метеорологического агентства (Shindo). Наша и европейская шкалы отличаются незначительно (для обывателя, конечно) и они обе 12-балльные. Японская шкала разработана для японцев, и их можно понять, но она весьма специфична.
Наша шкала Меркалли выглядит следующим образом:
1 балл (незаметное) — колебания почвы, отмечаемые прибором;
2 балла (очень слабое) — землетрясение ощущается в отдельных случаях людьми, находящимися в спокойном состоянии;
3 балла (слабое) — колебание отмечается немногими людьми;
4 балла (умеренное) — землетрясение отмечается многими людьми; возможно колебание окон и дверей;
5 баллов (довольно сильное) — качание висячих предметов, скрип полов, дребезжание стекол, осыпание побелки;
6 баллов (сильное) — легкое повреждение зданий: тонкие трещины в штукатурке, трещины в печах и т. п.;
7 баллов (очень сильное) — значительное повреждение зданий; трещины в штукатурке и отламывание отдельных кусков, тонкие трещины в стенах, повреждение дымовых труб; трещины в сырых грунтах;
8 баллов (разрушительное) — разрушения в зданиях: большие трещины в стенах, падение карнизов, дымовых труб. Оползни и трещины шириной до нескольких сантиметров на склонах гор;
9 баллов (опустошительное) — обвалы в некоторых зданиях, обрушение стен, перегородок, кровли. Обвалы, осыпи и оползни в горах. Скорость продвижения трещин может достигать 2 км/с;
10 баллов (уничтожающее) — обвалы во многих зданиях; в остальных — серьёзные повреждения. Трещины в грунте до 1 м шириной, обвалы, оползни. За счет завалов речных долин возникают озёра;
11 баллов (катастрофа) — многочисленные трещины на поверхности Земли, большие обвалы в горах. Общее разрушение зданий;
12 баллов (сильная катастрофа) — изменение рельефа в больших размерах. Огромные обвалы и оползни. Общее разрушение зданий и сооружений.
Зная эту шкалу в общих чертах, не нужно быть специалистом, чтобы самостоятельно оценить интенсивность землетрясения, если вы, не дай Бог, стали его свидетелем.
Очаг и эпицентр
А теперь, собственно, о природе землетрясений. Как известно, вся Земля состоит из тектонических плит, которые фактически плавают по мантии. Места, где две плиты соприкасаются, условно, для удобства, мы будем называть разломом. Таких мест на планете тысячи и все они сейсмически опасны.
Причиной землетрясения является смещение участка земной коры, то есть – движение этих самых плит. И если в центре плиты (особенно большой) бояться, в общем-то, нечего, то у ее края, у разлома, трясет регулярно и, можете быть уверены, рано или поздно тряхнет так, что мало не покажется.
Большинство очагов землетрясений возникает близ поверхности Земли. Согласно принятой классификации по глубине землетрясения бывают «нормальные» — 33-70 км, «промежуточные» — до 300 км и глубокофокусные — свыше 300 км. Наиболее опасные для человека – первые. Остальные, как правило, серьезных разрушений не приносят, хоть и ощущаются на много большем расстоянии от очага.
Кстати, очаг землетрясения (он же гипоцентр) – это и есть то место, где произошло смещение плит. А всем известный эпицентр – это место, где сила подземных толчков достигает своей наибольшей величины. Проще говоря, это участок земли, где в этот момент лучше не находиться.
29 тысяч км/час
И здесь мы, наконец, подходим к самому главному – тому, КАК возникают землетрясения.
Представьте себе разлом, в котором края двух или одной из плит вдруг приходят в движение, сталкиваясь друг с другом. Либо плиты двигаются влево-вправо, скользя друг по другу. Они либо сомнут одна другую (в первом случае), либо будут тереться друг о друга с невероятной силой (во втором).
В месте, где породы трутся или сталкиваются, за счет огромной энергии движения плит накапливается невероятная сила в форме упругих напряженных (то есть невероятно спрессованных) пород, что в какой-то момент, когда напряжение достигает критической отметки, превышающей силу трения, происходит резкий разрыв породы. В случае со скольжением, плиты начинают резко смещаться, а накопленная энергия, высвобождаясь, вызывает волновые колебания поверхности земли – то есть, землетрясения. В случае же, если плиты сталкивается, породы сминаются в складки, напряжение в месте соприкосновения превосходит предел их прочности, и они резко раскалываются, образуя разлом. В этот момент освобожденная энергия расходится во все стороны сейсмическими волнами.
Скорость сейсмических волн может достигать 8 км/с, то есть, почти 29 тысяч км/час! Это молниеносный удар из недр земли, который за сотую долю секунды способен уничтожить целые города. Однако часто землетрясению предшествуют незначительные толчки. Также не редкость, когда после первого страшного удара спустя час или сутки, приходит второй и даже третий, уничтожающие все то, что не успели уничтожить предшественники…
О самых страшных землетрясениях в истории человечества мы поговорим в нашей следующей публикации из цикла «Дрожь земли».