Некоторые до сих пор думают, что землетрясения - явление редкое, необычное. Это далеко не так. Тяжелые, катастрофические землетрясения действительно бывают не очень часто - 1-2 раза в году; более же слабые - гораздо чаще. Всего на земном шаре ежегодно происходят сотни тысяч землетрясений! Оказывается, наша Земля, предстающая в народных сказаниях, пословицах и поговорках символом незыблемости и устойчивости, на самом деле не так уж незыблема. Людей давно уже волновал вопрос: каковы причины возникновения этих грозных явлений природы — землетрясений ?
Возможные причины землетрясения
Попытки объяснить причины землетрясений делались уже в глубокой древности и нашли свое отражение у различных народов в многочисленных легендах и преданиях. Долгое время происхождение землетрясений объясняли причинами сверхъестественного характера. Так, у племен, населявших Сибирь, существовало представление, что землетрясения вызываются гигантскими подземными чудовищами. В преданиях, распространенных среди туркменов, рассказывалось о чудовищном драконе. Когда он идет по земле, она сотрясается, а деревья с треском лопаются. В древнерусских источниках рассказывалось о китах, на которых якобы держится Земля. Когда киты поворачиваются с боку на бок, то на земной поверхности слышатся отголоски этого шума - происходит землетрясение. Церковники использовали землетрясения наряду с другими грозными явлениями природы в качестве доказательства могущества бога, объясняя их как «божью кару», посланную людям за грехи.
Научный подход
Причины возникновения землетрясений легко назвать , если обратиться к науке в узнать мнение ученых. Землетрясение - это колебания земной коры, вызванные различными причинами. В зависимости от них различают землетрясения трех типов:
- Обвальные.
Во многих местах встречаются горные породы, растворимые водой, например известняк, соль. Подземные воды постепенно растворяют их, и с течением времени под землей образуются трещины, пустоты, пещеры. Нередко они достигают значительных размеров. В конце концов кровля пещеры может не выдержать давления пластов, расположенных выше, и обрушиться. При этом возникает подземный толчок или даже серия толчков - землетрясение. Источником обвального землетрясения могут быть и другие явления, например обвал в горах. Землетрясения этого типа имеют небольшую силу и ощущаются лишь в непосредственной близости от места обвала.
- Вулканические.
Извержения вулканов, и сами по себе достаточно грозные явления природы, очень часто сопровождаются землетрясениями. Нередко они бывают разрушительными, но их распространение обычно ограничивается небольшим районом, примыкающим к вулкану.
- Тектонические.
Чаще всего землетрясения не связаны ни с обвалами, ни с извержениями вулканов. Это так называемые тектонические землетрясения - наиболее сильные землетрясения, захватывающие иногда площади в миллионы квадратных километров. Причиной их являются движения обширных участков земной коры. А движения эти вызываются тем, что вещество в недрах земного шара находится в непрерывном перемещении. Там, где оно поднимается, земная кора прогибается вверх; там, где вещество опускается, происходит опускание и земной коры. Эти совершенно незаметные для глаза перемещения в конце концов и приводят к разрыву пластов горных пород.
Таким образом, причинами землетрясений являются : обвал горных пород (и, как следствие, толчки), извержения вулканов, но главная причина большинства землетрясений — движения обширных участков земной коры.
В чем причина разрушений при землетрясении?
Представьте себе, что вы сгибаете руками гибкий прут. Сначала он гнется. Чем дальше, тем сильнее сопротивление прута; наконец, он с треском ломается. Примерно то же происходит и с горными породами. Если один участок земной коры поднимается, а соседний опускается, то постепенно накапливаются упругие силы, которые в конце концов приводят к разрыву пластов. Далеко не всегда, однако, эти разрывы, трещины видны на земной поверхности. Бывает, что они проходят на глубине в десятки километров от поверхности земли.
Иногда происходит перемещение горных пород вдоль образовавшихся трещин на значительную высоту, хорошо заметное и на поверхности. В 1906 году катастрофическое землетрясение разрушило город Сан-Франциско. Вначале образовался разлом земной коры. Во время землетрясения вдоль линии разлома гигантские пласты земли опустились местами до 7 м. В Ассаме (Индия) во время очень сильного землетрясения участок земной коры опустился более чем на 10 м и на протяжении десятков миль образовался так называемый сброс. По-видимому, такие перемещения чаще происходят там, где ранее возникали трещины, сбросы, сдвиги и где земная кора уже ослаблена.
Обычно землетрясения наблюдаются в районах молодых складчатых гор, где движение вещества в земных недрах происходит особенно активно. Подвержены землетрясениям и районы океанических впадин, в чем причина разрушений при землетрясении .
В Тихом океане вдоль островных дуг и побережий материков протянулись глубоководные впадины. На прилегающей к этим участкам океана суще расположены высокие молодые горы. По-видимому, дальнейшее развитие этих гор и впадин и обусловливает частые землетрясения на берегах Тихого океана. Нередко образовавшаяся в результате тектонического землетрясения трещина открывает выход на земную поверхность магме. Так возникает вулкан.
Наряду с зонами, подверженными землетрясениям, имеются обширные области, где их почти не бывает. К таким, как говорят, асейсмическим областям относятся, например, Восточно-Европейская равнина, где расположены Москва и Санкт-Петербург, и Западно-Сибирская низменность. Они представляют собой так называемые платформы, устойчивые участки земной коры.
Возможные последствия землетрясений
Землетрясения приносят огромные бедствия людям, разрушая целые районы. Возможные последствия землетрясений бывают столь тяжелыми, что пострадавшим государствам приходится разрабатывать планы восстановления хозяйства, как это обычно бывает после войн:
- обваливаются стены домов, разрушаются города;
- под обломками домов гибнут жители;
- землетрясение вызывает значительные изменения рельефа морского дна. Колебания морского дна, в свою очередь, приводят в движение огромные массы воды, образуя цунами;
- прерывается связь, прекращается подача электричества, выходит из строя водопровод;
- разрушаются дороги, здания, мосты;
- на земной поверхности образуются огромные трещины;
- подземные толчки могут вызывать оползни и обвалы в горах;
- землетрясения вызывают топографические изменения топографии: появляются новые горы, реки, озера, а некоторые, существовавшие ранее, исчезают. В море возникают новые острова, а другие, недавно значившиеся на картах, скрываются под водой.
Защита от последствий землетрясений
Итак, непосредственные причины и возможные последствия землетрясений науке известны. Нельзя ли предсказывать землетрясения и тем самым предотвращать колоссальные бедствия, обрушивающиеся время от времени на людей? Этот вопрос давно занимает ученых. В результате многолетних наблюдений выделены сейсмоопасные, то есть подверженные сильным землетрясениям, районы: Крым, Кавказ, Памир, Тянь-Шань, Прибайкалье, Курило-Камчатская дуга и некоторые другие.
Точно известно, какой силы землетрясения могут произойти в той или иной сейсмической области. Это позволяет составить специальные карты сейсмического районирования, на которых указаны области, подверженные землетрясениям, и обозначена возможная сила их. Таким образом, для составления прогноза землетрясений не хватает лишь одного фактора — времени начала землетрясения. Для того чтобы научиться предсказывать и это, необходимо лучше знать строение земных недр.
Но если пока нельзя ни предотвратить, ни точно предсказать землетрясение, то уже можно бороться с его разрушительными действиями. Установлено, что применение при строительстве некоторых материалов, например железобетона, использование специальных конструкций зданий может значительно уменьшить, а иногда и предотвратить их разрушение. Теперь в районах, подверженных землетрясениям, ведется антисейсмическое строительство. Там не строят многоэтажных зданий. Дома возводятся на усиленных фундаментах, с легкими кровлями. Кирпичные стены связываются железобетонными, поясами. Все эти меры значительно повышают надежность зданий, и при землетрясениях они не разваливаются.
Это, конечно, далеко не все меры защиты от последствий землетрясений : в дальнейшем ученые смогут точно предсказывать начало землетрясений и тысячи людей будут спасены от гибели. Так наука вооружает людей все более мощными средствами для борьбы со стихийными бедствиями, избавляет их от страха перед грозными явлениями природы.
В данной статье мы рассмотрим причины землетрясений . Само понятие землетрясения известно всем людям, и даже детям, а вот каковы причины того, что внезапно земля под ногами начинает двигаться и все вокруг рушится?
Прежде всего, нужно сказать, что землетрясения условно разделяются на несколько видов: тектонические, вулканические, обвальные, искусственные и техногенные. Все их мы кратко рассмотрим прямо сейчас. Если вам хочется знать , обязательно читайте до конца.
Тектонические причины землетрясений
Чаще всего землетрясения происходят по причине того, что находятся в постоянном движении. Верхний слой литосферных плит называют тектоническими плитами. Сами по себе платформы движутся неравномерно и постоянно давят друг на друга. Тем не менее, они долгое время остаются в покое.
Постепенно же давление нарастает, в результате чего тектоническая платформа совершает внезапный толчок. Именно он производит колебания окружающей породы, отчего и случается землетрясение.
Разлом Сан-Андреас
Трансформные разломы – это огромные трещины в Земле, где платформы «трутся» друг о друга. Многим читателям должно быть известно, что разлом Сан-Андреас является одним из самых известных и длинных трансформных разломов в мире. Он находится в штате Калифорния в США.
Фото разлома Сан-Андреас
Платформы, движущиеся вдоль него, вызывают разрушительные землетрясения в городах Сан-Франциско и Лос-Анджелес. Интересный факт: в 2015 году в Голливуде выпустили фильм с названием «Разлом Сан-Андреас». Он рассказывает о соответствующей катастрофе.
Вулканически причины землетрясений
Одной из причин возникновения землетрясений являются вулканы. Они хоть и не производят сильные колебания земли, зато длятся достаточно долго. Причины толчков связаны с тем, что глубоко в недрах вулкана нарастает напряжение, образуемое лавой и вулканическими газами. Как правило, вулканические землетрясения продолжаются недели и даже месяцы.
Однако истории известны случаи трагических землетрясений этого типа. В качестве примера можно привести вулкан Кракатау, расположенный в Индонезии, извержение которого произошло в 1883 году.
Кракатау до сих пор иногда возбуждается. Реальное фото.
Сила его взрыва как минимум в 10 тысяч раз превышала силу . Сама гора была почти полностью уничтожена, а остров распался на три маленькие части. Две трети суши исчезли под водой, а поднявшееся цунами уничтожило всех, кто еще имел шансы спастись. Погибло более 36 000 людей.
Обвальные причины землетрясений
Землетрясения, вызванные гигантскими оползнями, называются обвальными. Они имеют локальный характер, и сила их, как правило, невелика. Но и здесь бывают исключения. Например, в Перу, в 1970 году, оползень, объемом 13 млн. кубометров, сошел с горы Уаскаран на скорости свыше 400 км/час. Погибло около 20 000 человек.
Техногенные причины землетрясений
Землетрясения данного типа обусловлены деятельностью человека. Например, искусственные водохранилища в местах, не предназначенных для этого природой, провоцируют своим весом давление на плиты, что служит к увеличению количества и силы землетрясений.
То же самое касается и нефтегазодобывающей промышленности, когда происходит извлечение большого количества природных материалов. Одним словом, техногенные землетрясения происходят тогда, когда человек взял что-то у природы из одного места, и переложил без спросу на другое.
Искусственные причины землетрясений
По названию этого типа землетрясений несложно догадаться, что вина за него целиком и полностью лежит на человеке.
К примеру, КНДР в 2006 году испытывала ядерную бомбу, что вызвало небольшое землетрясение, зафиксированное во многих странах. То есть всякая деятельность жителей земли, которая заведомо гарантированно повлечет за собой землетрясение, является искусственной причиной данного вида бедствий.
Можно ли предвидеть землетрясения?
Действительно это возможно. Так, например, в 1975 году китайские ученые предсказали землетрясение и спасли множество жизней. Но со стопроцентной гарантией это сделать невозможно даже в наши дни. Сверхчувствительный прибор, который регистрирует землетрясение, называется сейсмографом. На крутящемся барабане самописцем отмечаются колебания земли.
Cейсмограф
Животные перед землетрясениями также остро ощущают тревогу. Лошади начинают вставать на дыбы без видимых причин, собаки странно лают, а змеи выползают из нор на поверхность.
Шкала землетрясений
Как правило, силу землетрясений измеряют по Шкале Землетрясений. Приведем все двенадцать пунктов, чтобы вы имели представление о том, что это такое.
- 1 балл (незаметное) - землетрясение фиксируется исключительно приборами;
- 2 балла (очень слабое) - может быть замечено лишь домашними животными;
- 3 балла (слабое) - ощутимо только в некоторых строениях. Ощущения, как от езды в машине по кочкам;
- 4 балла (умеренное) - замечается многими людьми, может вызвать движение окон и дверей;
- 5 баллов (довольно сильное) - дребезжат стекла, висячие предметы качаются, старая побелка может осыпаться;
- 6 баллов (сильное) - при этом землетрясении отмечаются уже легкие повреждения зданий и трещины в некачественных строениях;
- 7 баллов (очень сильное) - на данном этапе здания терпят значительные повреждения;
- 8 баллов (разрушительное) - наблюдаются разрушения в зданиях, падают дымоходы и карнизы, на склонах гор можно видеть трещины в несколько сантиметров;
- 9 баллов (опустошительное) - землетрясения вызывают обвалы некоторых зданий, рушатся старые стены, а скорость распространения трещин достигает 2 сантиметров в секунду;
- 10 баллов (уничтожающее) - во многих зданиях обвалы, в большинстве – серьезные разрушения. Грунт исполосован трещинами до 1 метра в ширину, кругом оползни и обвалы;
- 11 баллов (катастрофа) - большие обвалы в горной местности, многочисленные трещины и картина общего разрушения большинства зданий;
- 12 баллов (сильная катастрофа) - рельеф глобально видоизменяется практически на глазах. Огромные обвалы и тотальное разрушение всех зданий.
В принципе, по двенадцати бальной шкале землетрясений можно оценить любую катастрофу, вызванную толчками земной поверхности.
Земная твердь во все времена была символом безопасности. И сегодня человек, который боится полетов на самолете, чувствует себя защищенным, только ощутив под ногами ровную поверхность. Страшнее всего поэтому становится, когда в буквальном смысле почва уходит из-под ног. Землетрясения, даже самые слабые, настолько сильно подрывают чувство безопасности, что многие последствия связаны не с разрушениями, а с паникой и имеют психологический, а не физический характер. Кроме того, это одна из тех катастроф, предотвратить которые человечество не в силах, а потому множество ученых исследуют причины возникновения землетрясений, разрабатывают методы фиксации толчков, прогнозирования и предупреждения. Уже накопленный человечеством объем знаний по этому вопросу позволяет свести к минимуму потери в некоторых случаях. В то же время примеры землетрясений последних лет явно свидетельствуют о том, что еще очень многое предстоит узнать и сделать.
Суть явления
В основе каждого землетрясения лежит сейсмическая волна, приводящая в Она возникает в результате мощных процессов различной глубины. Довольно незначительные землетрясения происходят из-за дрейфа на поверхности, часто вдоль разломов. Более глубокие по своему расположению причины возникновения землетрясений чаще имеют разрушительные последствия. Они протекают в зонах вдоль краев смещающихся плит, которые погружаются в мантию. Происходящие здесь процессы приводят к наиболее заметным последствиям.
Землетрясения случаются каждый день, однако большую их часть люди не замечают. Они лишь фиксируются специальными приборами. При этом наибольшая сила толчков и максимальные разрушения приходятся на зону эпицентра, места над очагом, породившим сейсмические волны.
Шкалы
Сегодня существует несколько способов, позволящих определить силу явления. В их основе лежат такие понятия, как интенсивность землетрясения, его энергетический класс и магнитуда. Последняя из названных представляет собой величину, которая характеризует количество энергии, выделившейся в виде сейсмических волн. Такой способ измерения силы явления был предложен в 1935 году Рихтером и поэтому в народе называется шкалой Рихтера. Она используется и сегодня, однако в ней, вопреки расхожему мнению, каждому землетрясению приписываются не баллы, а определенная величина магнитуды.
Баллы землетрясений, которые всегда приводятся в описании последствий, имеют отношение к другой шкале. В ее основе лежит изменение амплитуды волны, или величины колебаний в эпицентре. Значения этой шкалы также описывают интенсивность землетрясений:
- 1-2 балла: достаточно слабые толчки, регистрируются только приборами;
- 3-4 балла: ощутимо в высотных здания, часто заметно по раскачиванию люстры и смещению небольших предметов, человек может почувствовать головокружение;
- 5-7 баллов: толчки можно ощутить уже на земле, возможно появление трещин на стенах зданий, осыпание штукатурки;
- 8 баллов: мощные толчки приводят к появлению глубоких трещин в земле, заметным повреждениям зданий;
- 9 баллов: разрушаются стены домов, часто подземные сооружения;
- 10-11 баллов: такое землетрясение приводит к обвалам и оползням, обрушению зданий и мостов;
- 12 баллов: приводит к самым катастрофическим последствиям, вплоть до сильного изменения ландшафта и даже направления движения воды в реках.
Баллы землетрясений, которые приводятся в различных источниках, определяются именно по этой шкале.
Классификация
Возможность предсказывать любую катастрофу связана с четким пониманием того, что ее вызывает. Основные причины возникновения землетрясений можно поделить на две большие группы: природные и искусственные. Первые связаны с изменениями в недрах, а также с влиянием некоторых космических процессов, вторые вызваны деятельностью человека. Классификация землетрясений основана на причине, вызвавшей его. Среди природных выделяют тектонические, обвальные, вулканические и прочие. Остановимся на них подробнее.
Тектонические землетрясения
Кора нашей планеты постоянно находится в движении. Именно оно лежит в основе большинства землетрясений. Тектонические плиты, составляющие кору, перемещаются друг относительно друга, сталкиваются, расходятся и сходятся. В местах разломов, где проходят границы плит и возникает сила сжатия либо натяжения, накапливается тектоническое напряжение. Нарастая, оно, рано или поздно, приводит к разрушению и смещению горных пород, в результате чего и рождаются сейсмические волны.
Вертикальные подвижки приводят к образованию провалов или же поднятию пород. Причем смещение плит может быть незначительным и составлять всего несколько сантиметров, однако количества высвобождаемой при этом энергии достаточно для серьезных разрушений на поверхности. Следы таких процессов на земле очень заметны. Это могут быть, например, смещения одной части поля относительно другой, глубокие трещины и провалы.
Под толщей вод
Причины возникновения землетрясений на дне океана те же, что и на суше — подвижки литосферных плит. Несколько отличаются их последствия для людей. Очень часто смещение океанических плит вызывает цунами. Зародившись над эпицентром, волна постепенно набирает высоту и у берега часто достигает десяти метров, а иногда и пятидесяти.
По статистике, свыше 80 % цунами обрушиваются на берега Тихого океана. Сегодня существует множество служб в сейсмоопасных зонах, трудящихся над прогнозированием возникновения и распространения разрушительных волн и оповещающих население об опасности. Однако человек по-прежнему мало защищен от подобных стихийных бедствий. Примеры землетрясений и цунами начала нашего века - лишнее тому подтверждение.
Вулканы
Когда речь заходит о землетрясениях, поневоле в голове возникают и виденные когда-то изображения извержения раскаленной магмы. И это неудивительно: два природных явления связаны между собой. Причиной землетрясения может стать вулканическая деятельность. Содержимое огненных гор оказывает давление на поверхность земли. В течение иногда достаточно длительного периода подготовки к извержению происходят периодические взрывы газа и пара, которые порождают сейсмические волны. Давлением на поверхность создается так называемый вулканический тремор (дрожание). Он представляет собой серию мелких сотрясений почвы.
Причиной землетрясений являются процессы, протекающие в недрах как действующих вулканов, так и потухших. В последнем случае они являются признаком того, что замершая огненная гора еще может проснуться. Исследователи вулканической деятельности часто используют микроземлетрясения для прогнозирования извержения.
Во многих случаях бывает трудно однозначно отнести землетрясение к тектонической или вулканической группе. Признаками последней считается расположение эпицентра в непосредственной близости от вулкана и относительно небольшая магнитуда.
Обвалы
Причиной землетрясения может послужить и обрушение горных пород. в горах возникают вследствие как разнообразных процессов в недрах и природных явлений, так и человеческой деятельности. Обрушиваться и порождать сейсмические волны могут пустоты и пещеры в земле. Обвалу горных пород способствует недостаточное отведение воды, которая разрушает, казалось бы, твердые структуры. Причиной обвала может стать и тектоническое землетрясение. Обрушение внушительной массы при этом вызывает незначительную сейсмическую активность.
Для подобных землетрясений характерна небольшая сила. Как правило, объема обрушившейся породы недостаточно, чтобы вызвать значительные колебания. Тем не менее иногда землетрясения такого типа приводят к заметным разрушениям.
Классификация по глубине возникновения
Основные причины возникновения землетрясений связаны, как уже говорилось, с различными процессами в недрах планеты. Один из вариантов классификации подобных явлений основывается на глубине их зарождения. Землетрясения разделяют на три типа:
- Поверхностные - очаг располагается на глубине не более 100 км, к этому типу относится примерно 51 % землетрясений.
- Промежуточные - глубина варьируется в диапазоне от 100 до 300 км, на этом отрезке располагаются очаги 36 % землетрясений.
- Глубокофокусные - ниже 300 км, на долю этого типа приходится около 13 % подобных катастроф.
Наиболее значительное морское землетрясение третьего вида произошло в Индонезии в 1996 году. Его очаг располагался на глубине свыше 600 км. Это событие позволило ученым «просветить» недра планеты на значительную глубину. С целью исследования структуры недр используются практически все глубокофокусные землетрясения, неопасные для человека. Многие данные о строении Земли были получены в результате изучения так называемой зоны Вадати-Беньофа, которую можно представить в виде кривой наклонной линии, обозначающей место захода одной тектонической плиты под другую.
Антропогенный фактор
Природа землетрясений со времени начала развития технических знаний человечества несколько изменилась. Кроме естественных причин, вызывающих подземные толчки и сейсмические волны, появились и искусственные. Человек, осваивая природу и ее ресурсы, а также наращивая техническую мощь, своей деятельностью может спровоцировать стихийное бедствие. Причины возникновения землетрясений — это подземные взрывы, создание крупных водохранилищ, добыча большого объема нефти и газа, следствием чего становятся пустоты под землей.
Одна из достаточно серьезных проблем в этом плане — землетрясения, возникающие из-за создания и заполнения водохранилищ. Огромные по объему и массе толщи воды оказывают давление на недра и приводят к изменению гидростатического равновесия в породах. При этом чем выше созданная плотина, тем больше вероятность появления так называемой наведенной сейсмической активности.
В местах, где происходят землетрясения по естественным причинам, часто деятельность человека наслаивается на тектонические процессы и провоцирует возникновение стихийных бедствий. Подобные данные накладывают определенную ответственность на компании, занимающиеся разработкой нефтяных и газовых месторождений.
Последствия
Сильные землетрясения приводят к большим разрушениям на обширных территориях. Катастрофичность последствий уменьшается по мере удаления от эпицентра. Наиболее опасные результаты разрушений — это различные Обрушение или деформация производств, связанных с опасными химическими веществами, приводит к их выбросу в окружающую среду. То же можно сказать и о могильниках и местах захоронения ядерных отходов. Сейсмическая активность способна стать причиной заражения огромных территорий.
Помимо многочисленных разрушений в городах, землетрясения имеют последствия и иного характера. Сейсмические волны, как уже отмечалось, могут вызывать обвалы, сели, наводнения и цунами. Зоны землетрясений после стихийного бедствия часто меняются до неузнаваемости. Глубокие трещины и провалы, смыв грунта — эти и другие «преображения» ландшафта приводят к значительным экологическим изменениям. Они могут привести к гибели флоры и фауны местности. Этому способствуют различные газы и соединения металлов, поступающие из глубоких разломов, и просто уничтожение целых участков зоны обитания.
Сильные и слабые
Наиболее внушительные разрушения остаются после мегалоземлетрясений. Их характеризует магнитуда свыше 8,5. Такие бедствия, к счастью, крайне редки. В результате подобных землетрясений в далеком прошлом образовывались некоторые озера и русла рек. Живописный пример «деятельности» стихийного бедствия — озеро Гек-Голь в Азербайджане.
Слабые землетрясения — скрытая угроза. О вероятности их возникновения на местности, как правило, узнать очень трудно, тогда как более внушительные по магнитуде явления всегда оставляют опознавательные знаки. Поэтому под угрозой находятся все производственные и жилые объекты вблизи сейсмически активных зон. К таким строениям относятся, например, многие АЭС и электростанции США, а также места захоронения радиоактивных и ядовитых отходов.
Районы землетрясений
С особенностями причин возникновения стихийного бедствия связано и неравномерное распределение сейсмически опасных зон на карте мира. В Тихом океане расположен сейсмический пояс, с которым, так или иначе, связана внушительная часть землетрясений. Он включает Индонезию, западное побережье Центральной и Южной Америки, Японию, Исландию, Камчатку, Гавайи, Филиппины, Курилы и Аляску. Второй по степени активности пояс — Евроазиатский: Пиренеи, Кавказ, Тибет, Апеннины, Гималаи, Алтай, Памир и Балканы.
Карта землетрясений полна и других зон потенциальной опасности. Все они связаны с местами тектонической активности, где велика вероятность столкновения литосферных плит, либо с вулканами.
Карта землетрясений России также полна достаточного количества потенциальных и действующих очагов. Наиболее опасные зоны в этом смысле — это Камчатка, Восточная Сибирь, Кавказ, Алтай, Сахалин и Курильские острова. Самое разрушительное по своим последствиям землетрясение последних лет в нашей стране произошло на острове Сахалин в 1995 году. Тогда интенсивность стихийного бедствия составила без малого восемь баллов. Катастрофа привела к разрушению большой части Нефтегорска.
Огромная опасность стихийного бедствия и невозможность его предотвращения заставляет ученых всего мира подробно изучать землетрясения: причины возникновения и последствия, «опознавательные» знаки и возможности прогнозирования. Интересно, что технический прогресс, с одной стороны, помогает все точнее предсказывать грозные события, улавливать малейшие изменения во внутренних процессах Земли, а с другой — он же становится источником дополнительной опасности: к разломам поверхности добавляются аварии на ГЭС и АЭС, в местах добычи, ужасные по своим масштабам пожары на производстве. Само землетрясение — явление столь же неоднозначное, как и научный и технический прогресс: оно разрушительно и опасно, но свидетельствует о том, что планета живет. По мнению ученых, полное прекращение вулканической деятельности и землетрясений будет означать смерть планеты в геологическом плане. Завершится дифференциация недр, закончится топливо, разогревающее нутро Земли уже несколько миллионов лет. И пока непонятно, будет ли место людям на планете без землетрясений.
Вулканы и землетрясения - это особые явления природы, происходящие в связи с особенностями тектоники плит. Извержение вулкана, как правило, сопровождается землетрясениями, относящимися к особому состоянию содрогания земной коры, в результате чего происходит резкое высвобождение мощной энергии. Большей частью, это сейсмические волны, зарожденные земными природными явлениями, а иногда и определенными техногенными событиями.
Вулканы - разнообразные отверстия в коре земли, из недр которых с огромной скоростью и силой на поверхность выбрасываются большие объемы расплавленных горных пород.
Прежде чем рассмотрим примеры извержения вулканов в России, вкратце приведем некоторые определения, и выясним, каким же образом возникают подобные явления.
Общая информация о вулканах и землетрясениях
Землетрясения происходят в связи с внезапным скачком давления, накопившимся под земной корой за какой-то определённый период времени. Сейсмическая обстановка определяется измерениями при помощи сейсмометра (размер и сила произошедшего землетрясения).
Точка возникновения землетрясения называется его эпицентром. Гипоцентр - точка на земной поверхности, и над эпицентром вулканов. Извержения, включающие массы (экструзии) расплавленной магмы, как правило, приобретают форму гор или возвышенностей после остывания выброшенных материалов.
Эти ужасные природные явления могут возникать в любой части земной поверхности (даже в горах), как на территории суши, так и на морском дне и в океанах. Нередко наблюдается на территории России, о чем будет более подробно рассказано чуть ниже в статье.
Подразделяются вулканы на 3 типа: потухшие, спящие (пока не активные) и активные.
Карты с местами вулканических вспышек и землетрясений демонстрируют, что большей частью (как отмечалось выше) эти явления между собой тесно взаимосвязаны, и основой их возникновения в большей степени является особенность тектоники литосферных плит Земли.
Самые страшные катаклизмы в мире
Ниже представлены несколько вулканов России, проявлявших свою активность за последние пять лет, и дана краткая история их активности.
Плоский Толбачик
В ноябре 2012 года извержение вулкана в России произошло на востоке Камчатки. Это место - Толбачикский вулканический массив, входящий в Ключевскую группу вулканов (юго-западная ее часть). В состав ее входят Плоский Толбачик (с высотой 3140 м) и Острый Толбачик (3682 м). Расположены они на древнем щитовом вулкане.
Это было новое извержение, начавшееся с открытия трещины (длина примерно 5 км). Потоки лавы залили стационар (бывшая база «Ленинградская»), находящийся у подножия вулкана, и здание базы парка природного «Вулканы Камчатки».
Кизимен
Это стратовулкан в форме правильного конуса. Последнее активное извержение его случилось в 2013 году. Вулкан (2485 м) расположен на южной стороне хребта Тумрок (западный склон), в 265 километрах от города Петропавловск-Камчатский и в 115 километрах от с. Мильково.
Наибольшая его активность наблюдалась в 2009 году, в результате чего в долине гейзеров произошла активизация многих из них. Пепел в результате действия вулкана в том году разлетелся на большие территории биосферного заповедника (Корноцкий). Появился данный вулкан 12 тыс. лет назад.
Безымянный
Это еще один вулкан, расположенный на Камчатке около Ключевской сопки. От посёлка Ключи он расположен приблизительно в 40 километрах (Усть-Камчатский район). Его абсолютная высота равна 2882 метрам.
Последнее извержение его случилось в 2013 году, но самое знаменитое - в 1955-1956 гг. Облако извержения на тот момент достигло высоты почти 35 км. В итоге сформировался подковообразный кратер, открытый в восточном направлении (диаметр 1,3 км). На восточном подножии на территории площадью, равной 500 кв. км, все кустарники и деревья были переломаны и повалены.
Ключевская Сопка
Сравнительно недавно (август 1913 г.) сильное извержение вулкана в России произошло на востоке Камчатки. Этот стратовулкан - самый высокий из всех активных в Евразии. Его возраст приблизительно составляет 7000 лет, а высота периодически изменяется (4750-4850 м).
В октябре 2013 года произошла главная фаза (после 4 лавовых потоков) извержения с подъемом столба пепла до 10-12 километров. Шлейф от него протянулся в юго-западном направлении. Пеплопад прошел в селах Атласово и Лазо и Атласово, причем, толщина его слоя составляла примерно два миллиметра.
Карымская Сопка
Извержение последнее этого стратовулкана, находящегося на Камчатке (Восточный хребет), произошло в 2014 году. Его абсолютная высота равна 1468 метрам. Это один из активнейших вулканов. С 1852 года всего зафиксировано больше 20 извержений.
Около Карымской Сопки есть одноименное озеро, в котором в 1996 году при масштабном подводном взрыве, почти все живое, обитающее в нем, погибло.
Последнее извержение вулкана в России
Вулкан Шивелуч тоже находится на (Восточный хребет). Это самый северный из всех действующих Высота его абсолютная - 3307 метров.
В июне 2013 года (ранним утром) Шивелуч выбросил на высоту 10000 метров мощный столб пепла. В результате, в поселке Ключи (47 км от вулкана) произошел пеплопад. Все улицы и дома его покрыло миллиметровым слоем пепла рыжего цвета. В октябре (после извержения Ключевской сопки) Шивелуч вновь извергнул столб пепла на высоту 7600 метров. В феврале 2014 данная отметка достигла более 11 километров, а в мае вулкан изверг сразу 3 столба (от 7000 до 10000 метров).
В заключение об интересном факте
Землетрясения и извержение вулкана в России увеличили площадь территории России на 4 500 кв. метров. Что произошло? В связи с сейсмическими событиями, произошедшими на Курилах и Сахалине в 2007-2009 годах, территория страны увеличилась.
После землетрясения на юге Сахалина (Невельск) в августе 2007 года дно моря поднялось, образовав при этом новый небольшой участок суши (площадь три кв. км). Дополнительно 1,5 кв. километров территория России получила в результате нового извержения Пика Сарычева (Курильский
На Земле нет более грозного, впечатляющего и грандиозного явления природы, чем извержение вулканов. Давно известно, какие беды они несут людям, однако немногие знают, что с ними связано много полезного для человека. Во-первых, после извержения склоны вулканов и окружающие пространства покрываются слоем плодородного пепла, во-вторых, в результате вулканической деятельности формируются руды металлов и разнообразные строительные материалы, в-третьих, в вулканически активных областях изливаются теплые и горячие минерализованные источники. И, наконец, извержения помогают нам получить неоценимую информацию о составе и строении глубоких недр нашей планеты.
Вулканы встречаются не только на Земле, но и широко распространены на других планетах. Принято считать, что вулканизм мог играть определяющую роль в формировании внешних оболочек космических тел, в том числе и нашей планеты, и благодаря ему смогли образоваться сложные органические соединения.
СОВРЕМЕННЫЕ ВУЛКАНЫ
Большинство действующих вулканов приурочено к зоне перехода от континентов к океанам. Широко известно так называемое Тихоокеанское огненное кольцо. Только в пределах этого кольца и на Индонезийской островной дуге располагаются 75% всех действующих вулканов, в пределах Средиземного моря - всего 5%, почти столько же, сколько во внутренних частях континентов (например, в области Великих африканских грабенов). Совсем недавно вулканы действовали на Аравийском полуострове, в Монголии и на Кавказе.
Вулканические извержения зарегистрированы и на дне Мирового океана. Многие Вулканы таятся в пучинах океанов, и лишь часть их выступает в виде отдельных островов или целых архипелагов - например, Гавайские, Галапагосские острова, о-ва Самоа и др. Вулканы в океанах, так же как и на суше, приурочены к зонам разломов в земной коре. Вулканические цепи в океанах вытянуты на 2000 км. К ним относятся Гавайские, Галапагосские, Молуккские и многие другие острова в Тихом, Индийском и Атлантическом океанах.
Тихий океан условно подразделяется на три вулканические провинции. К западной провинции приурочены протяженные цепи архипелагов: Самоа, Маршалловы острова, Каролинские острова, о-ва Кука, о-ва Тубуан, о-ва Туамоту. В центральной провинции располагается вулканический хребет Императорских гор и Гавайский архипелаг. На востоке Тихого океана протягивается Восточно-Тихоокеанский хребет.
В Индийском океане вулканы группируются в области Коморских островов и протягиваются от Сейшельских островов к Маскаренским. В Атлантическом океане многие аналогичные острова приурочены к Срединно-Атлантическому хребту - это о-ва Ян-Майен, Азорские, Канарские, Зеленого Мыса и Исландия с ее 140 вулканами, из которых 26 действующих.
Древние люди поклонялись вулканам и обожествляли их. Недаром последние получили название от имени подземного бога огня и кузнечного цеха - Вулькано. Вначале этим именем был назван небольшой остров и гора в Тирренском море вблизи Сицилии, поскольку над вершиной горы всегда курился дым и возникали огненные факелы.
Вулкан чаще всего имеет вид конусообразной горы (рис. 11). Ее склоны выполнены застывшей лавой, вулканическими гипсами и бомбами. На вершине имеется углубление - кратер, в котором нередко располагается озеро. На дне кратера находится канал, заканчивающийся на поверхности жерлом. Канал заполнен застывшей лавой до тех пор, пока новая порция расплавленной магмы не поступит из глубины. Вследствие взрыва и выброса огромного количества обломочного материала, проседания и обрушения на вершине вулкана образуется кальдера. Например, при взрыве вулкана Бандайсан в Японии появилась кальдера шириной 2700 м и глубиной 400 м. Еще большие размеры имеет кальдера вулкана Кракатау. Она достигает в поперечнике почти 9 км, а дно ее опущено на 300 м ниже уровня моря.
Извержение вулканов - весьма красочное зрелище. Подземный гул, сопровождаемый сотрясениями почвы, выброс высоко в воздух раскаленных обломков - вулканических бомб и пепла, излияние раскаленной лавы, которая стекает по склону и широко разливается на равнине, уничтожая при этом все живое, - все это впечатляет. Катастрофические извержения сохранились в памяти человечества и многократно зафиксированы в самых различных летописях. Благодаря описаниям римского ученого Плиния Младшего, до нас дошли сведения о страшном извержении Везувия в 79 г. н. э., во время которого раскаленная туча пепла полностью засыпала города Помпею, Геркуланум и Стабию. Со времени разрушения Помпеи и до XVII в. насчитывается восемь сравнительно слабых извержений Везувия. В 1631 г. в результате сильного извержения лавовый поток затопил несколько деревень. Другое сильное извержение произошло в 1794 г. и продолжалось 10 дней. После взрывов и сильных землетрясений лава стала изливаться из кратера. Раскаленный поток устремился вниз по склонам и быстро достиг цветущего города Торре-дель-Греко. Через несколько часов города не стало, его жители погибли. Даже море не в силах было остановить лаву.
Грандиозным было извержение в 1883 г. вулкана Кракатау, расположенного в Зондском архипелаге. Остров Кракатау размером 9X5 км был необитаем, и описания извержения получены с кораблей, находившихся в это время в Зондском проливе. 27 августа произошло четыре сильных взрыва. Грохот одного из них был слышен на расстоянии 5000 км. Пепел, выброшенный в атмосферу на огромную высоту, рассеялся по всей Земле. Вызванные взрывом волны-цунами пронеслись по ближайшим побережьям и погубили 36 тыс. человек. Большая часть острова Кракатау погрузилась в пучины океана. Такая же учесть постигла о-в Санторин, один из южных островов архипелага Киклады в Эгейском море. Трагедия произошла в 1500 г. до н. э.
Самыми сильными в XX в. являются извержения вулканов Безымянного на Камчатке в 1955 г. и Эль-Чичон в Мексике в 1982 г. Длительное время сопка Безымянная не подавала признаков жизни и считалась потухшим вулканом. О ее пробуждении возвестили подземные толчки, а извержение началось рано утром 22 октября 1955 г. За несколько дней высота вулканических выбросов достигла 8 км. Сверкали огромные молнии, взрывы не прекращались в течение всего ноября. Только за один месяц кратер вулкана расширился на 500 м. Гигантский взрыв произошел 30 марта 1956 г. Туча пепла достигла высоты 40 км. Начался пеплопад. Площадь, покрытая пеплом, имела протяженность 400 км и ширину 150 км. Общий объем пепла составил около 0,5 млрд. м 3 . Внешний вид вулкана очень сильно изменился, и прилегающие к нему районы были покрыты нагромождениями остывающей лавы. Извержение произошло в совершенно безлюдной местности, и эта катастрофа, к счастью, не привела к человеческим жертвам.
В Советском Союзе деятельность современных вулканов изучается на Курильских островах и па Камчатке, где Академией наук СССР организован и плодотворно работает специальный вулканологический институт. У подножия самого активного вулкана, Ключевского, сотрудниками вулканологической станции ведется постоянное наблюдение. На Камчатке насчитывается несколько сот вулканов, из них 30 действующих (рис. 12).
ВУЛКАНИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ
Вулканические извержения - мощное и грозное явление природы, перед которым человек чувствует себя бессильным. Они приносили много бедствий, и редкие из них заканчивались без человеческих жертв. Лавовые потоки уничтожали поля и сады, постройки и города. Вулканический пепел толстым покровом покрывал все созданное человеком, превращая цветущие сады и поля в безжизненную пустыню.
Во время извержения Везувия в 79 г. н. э. погибло около 25 тыс. жителей. Огненная газовая туча вулкана Мон-Пеле удушила 28 тыс. жителей города Сан-Пьер на о-ве Мартиника. При извержении вулкана Табора в 1914 г. в Индонезии погибло более 90 тыс. человек.
Такие катастрофы все-таки редкое явление. За последние 500 лет от вулканических извержений погибло 240 тыс. человек. Сейчас человек борется с разрушительными силами. Иногда применяются пассивные средства защиты. Это расположение поселений в относительно безопасных местах, использование прогноза извержения для заблаговременной эвакуации людей из опасной зоны.
К активным средствам защиты относятся разрушение при помощи авиации и артиллерии части кратера, с тем чтобы лава стала течь в безопасном направлении.
Во время извержения, Килауэа на Гавайских островах в 1955 г. перед фронтом лавового потока в течение нескольких часов насыпали вал длиной около 300 м, расположенный косо по отношению к движению потока. Лава, подойдя к валу, повернула - и жители деревни были спасены. В недалеком будущем человек научится ослаблять силу извержения. Разрабатываются проекты бурения скважин в вулканический канал па глубину до 2 км, с тем чтобы через образовавшееся отверстие периодически выпускать скопившиеся газы. Таким образом, вероятно, удастся предотвратить взрыв.
При извержении вулканов выбрасывается большое количество газов и паров воды. Конденсируясь, вода выпадает в районе извержения в виде обильных дождей и ливней. Огромная ее масса, стекающая бурными потоками по склонам, оврагам и ущельям, насыщается пеплом, песком и вулканическими бомбами. Жидкая масса грязи лавиной движется по склону вулкана, сметая все на своем пути. В предгорье грязевой поток широко растекается л покрывает постройки, поля и сады.
Вместе с тем вулканический пепел и песок после оседания представляют собой прекрасное удобрение. В нем содержится значительное количество фосфатов, азота, калия, магния, кальция. Поверхность, покрытая пеплом, способствует резкому повышению урожайности. Вот почему, несмотря на угрозу извержения, люди вновь и вновь возвращаются на склоны вулканов и продолжают возделывать там землю и разводить сады. Так было и на склонах Везувия, где на месте разрушенных городов и деревень появились новые поселения, окруженные садами, виноградниками и полями. Также быстро осваивались и обживались склоны вулканов в Индонезии, Японии и на островах Тихого океана.
Определенную опасность представляют озера, расположенные в кратерах, поскольку при соприкосновении раскаленной магмы с водой происходит взрыв и огромная масса воды устремляется вниз по склону, сокрушая все на своем пути. В целях безопасности в кратерах действующих вулканов иногда проделывают тоннели, и по ним вода озера заблаговременно спускается перед началом извержения.
В вулканически активных районах на поверхность земли поступают горячие (термальные) воды. Они концентрируются на относительно небольшой глубине, что позволяет тепло Земли поставить на службу человека. Водяные пары и нагретая вода, находящиеся в недрах под большим давлением, используют в Исландии для обогрева жилья, парников и выработки электроэнергии. В Италии почти 10% всей электроэнергии вырабатывается при помощи вулканического пара. Обычно используются газы и пары воды с температурой 174-240°С, находящиеся под давлением около 16 10 5 Па.
В настоящее время разработана обширная программа использования тепловой энергии на Камчатке. Здесь расположено более сотни выходов термальных вод, работает Паужетская геотермальная электростанция, которая не только вырабатывает электроэнергию, но и обогревает дома, оранжереи, плавательные бассейны.
Сейчас в кругу ученых рассматривается вопрос непосредственного использования энергии извержения. Она в абсолютном выражении колоссальна. Так, например, энергия извержения небольшого вулкана соответствует взрыву нескольких десятков атомных бомб, аналогичных сброшенным американцами на японские города Хиросиму и Нагасаки в конце второй мировой войны. Подсчитано, что во время относительно слабого извержения сицилийского вулкана Этна в 1928 г. была выделена энергия, равная электроэнергии, выработанной всеми электростанциями Италии за три года.
На п-ове Камчатка, изобилующем действующими вулканами, в настоящее время разработан проект получения тепловой энергии непосредственно из лавового очага. Так, под кратером Авачинского вулкана на глубине около 4 км находится раскаленная лава с температурой 700-800°С. В сторону очага предполагается пробурить скважины, по которым будет закачиваться холодная вода. На глубине она быстро превратится в пар. Использование даже 10% тепла этого вулканического очага будет достаточно для работы в течение 200 лет геотермальной электростанции мощностью в 1 млн. кВт.
К достоинствам вулканов относится их способность поставлять на земную поверхность многие необходимые людям минералы, горные породы и руды. Во время извержений вместе с газами в атмосферу выбрасывается медь, олово, свинец, серебро, золото, никель и другие металлы. Например, при извержении вулкана Этна в атмосферу было выброшено 9 кг платины, 240 кг золота, 420 тыс. т серы и много других элементов и соединений. Все они находятся в тонкораспыленном состоянии, но иногда при осаждении в ряде мест могут иметь промышленное значение.
Особенно большие скопления ценных минералов и горных пород наблюдаются в местах выхода термальных источников, где нередко отлагаются сера, бор, ртуть и т.д. Горные породы, образованные во время извержения, также представляют ценность для человека. Базальты и андезиты не только употребляются при строительстве дорог, но и являются хорошим облицовочным материалом. Туф - прекрасный строительный материал. Он легко режется простой пилой, обладает хорошей звукоизоляцией. Из разноцветного туфа построены многие дома в г. Ереване и других районах Кавказа.
Предсказание извержений и борьба с этой стихией - дело очень важное и сложное. Оно требует от специалистов-вулканологов отличного знания древних вулканов, их особенностей. Вулканолог досконально должен знать и сам процесс извержения не только на поверхности, но и хорошо представлять его течение в недрах Земли.
Профессия вулканолога требует самоотверженности и мужества. Извержение вулкана видно за много километров. Но ведь надо не только зафиксировать извержение на фото- и кинопленке, но и взять пробы горячей лавы, измерить ее температуру в момент извержения и т. д. Бельгийский вулканолог Гарун Тазиев, известный нам и как автор книг о вулканах, много раз спускался в кратеры действующих вулканов, брал образцы лавы и пепла из лавового кипящего озера.
Советские вулканологи могут наблюдать и непосредственно изучать извержения вулканов на п-ове Камчатка. Как только появляются признаки активности того или иного вулкана, сразу же снаряжается экспедиция. Ученых на вертолетах доставляют на склон действующего вулкана. Здесь они кропотливо изучают состав извергающегося газа, паров воды, вулканического пепла и вулканических бомб, а также еще не застывшей, горячей лавы.
ПРИЧИНЫ И РАСПРОСТРАНЕНИЕ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ
Землетрясения связаны с колебаниями, казалось бы, твердой и неподвижной земной поверхности. Люди знакомы с землетрясениями с глубокой древности и всегда относились к ним с опасением, так как, наряду с извержениями вулканов, наводнениями, тайфунами, эти явления вызывали сильные разрушения и приводили к человеческим жертвам. Иногда сотрясения земной поверхности приводят к более ужасным последствиям, чем вулканические извержения. Токио, Лиссабон, Скопле, Гватемала, Манагуа, Сан-Франциско, Ашхабад и другие города в свое время были почти стерты землетрясениями с лица земли.
Зародившиеся в земных недрах сейсмические волны с высокой скоростью расходятся во все стороны, подобно тому как звуковые волны распространяются в воздухе. Эти волны обнаруживаются и записываются специальными приборами - сейсмографами.
Движение горных пород и ударные волны - не единственные признаки землетрясений. Смещение пород происходит на глубине в несколько десятков и даже сотен километров. В эпицентре землетрясений, т. с. проекции очага землетрясения на земную поверхность, сотрясение влечет за собой множество опасных последствии. В городах, например, сильно вибрируют и рушатся здания. Замыкания в электросетях и разрушения газовых магистралей приводят к возникновению пожаров. Рыхлые осадочные породы при землетрясениях оползают и оседают. Особенно эффектны оползни и обвалы в горах и холмистой местности. В приморских районах возникает еще одна опасность - гигантские волны-цунами. Они образуются в результате «моретрясения», пересекают океаны и моря и обрушиваются па прибрежные города, сокрушая все на своем пути.
Интенсивность землетрясения измеряется в баллах или выражается его магнитудой. Магнитуда - это число, пропорциональное логарифму амплитуды (выраженной в микрометрах) наиболее крупной волны, зарегистрированной сейсмографом на расстоянии 100 км от эпицентра. Магнитуда изменяется от 1 до 9. Например, если она равна 5, то под этим подразумевается, что энергия данного землетрясения в 10 раз больше той, которая имела место при сотрясении в 4 магнитуды.
Измерение в баллах отражает качественную меру воздействия землетрясения на любую конкретную точку. Его сила регистрируется по 12-балльной шкале Меркалли. С удалением от эпицентра сила толчков уменьшается. Сотрясение в 7 баллов может вызвать большие разрушения в эпицентре, однако правильно сконструированные антисейсмические постройки способны выдержать эти толчки. Обширные разрушения вызываются землетрясениями с силой более 7 баллов.
Первопричина этого явления объясняется перераспределением энергии в недрах Земли. Можно перечислить и другие причины землетрясений: 1) тектонические движения, как горизонтальные, так и вертикальные; 2) вулканизм; 3) возбуждение земной коры при искусственных взрывах.
В земной коре многократно возникают различные колебания. Одни имеют режимы сжатия, другие - растяжения, третьи -горизонтальных сколов. Все они прямо или косвенно вызывают землетрясения. Наиболее мощные и многочисленные сейсмически активные области располагаются вдоль побережий Тихого океана, островных дуг и глубоководных желобов (рис. 13). Здесь по линии глубинных разломов земной коры происходит до 90% землетрясений. Всего около 5% всех землетрясений связано с зонами растяжения, возникшими вдоль обширной системы подводных срединно-океанических хребтов. Это места подъема базальтовой магмы из недр, которая периодически раскалывает океаническую кору, что приводит к появлению продольных разрывов.
Разрывы, приводящие к землетрясению, возникают также в зоне трансформных разломов. Последние рассекают срединно-океанические хребты поперек и постепенно смещают отдельные участки морского дна на различные расстояния. Примером такого разлома на суше является разлом Сан-Андреас в Калифорнии. Максимальное смещение вдоль него во время землетрясения в 1906 г. составило 7 м.
Большой сейсмичностью характеризуется Альпийско-Гималайский складчатый пояс. Особенно подвержена землетрясениям территория Турции. В 1939 г. в г. Эрзинджане в результате этого стихийного бедствия погибло около 40 тыс. человек. С тех пор произошло еще 20 землетрясений, унесших жизнь более 20 тыс. человек. Преобладающая часть их очагов приурочена к зоне Анатолийского разлома. По нему соприкасаются Евразийская и Африканская литосферные плиты. В настоящее время по этому разлому происходит горизонтальное смещение. Южный блок двигается на запад со скоростью около 10 см в год.
Локальные и относительно слабые землетрясения часто объясняются вулканической деятельностью. Взрывы вулканов, подъем магмы с глубины 50-70 км сопровождаются колебаниями грунта.
На нашей планете имеются два пояса, с которыми связаны землетрясения, - Тихоокеанский и Алышйско-Гималайский. Тихоокеанский пояс протягивается от Чили к Центральной Америке, образует дугу в Карибско-Антильской области, проходит через Мексику, Калифорнию, Алеутские острова, охватывает п-ов Камчатку, Курильские острова, Японию, Филиппины, Индонезию и Новую Зеландию. Альпийско-Гималайский складчатый пояс включает в себя горные сооружения Испании, юга Франции, Италии, Югославии, Греции, Турции, юга Советского Союза (Карпаты, Крым, Кавказ, Памир), Ирана, севера Индии и Бирмы.
Землетрясения в основном происходят на окраинах континентов и в вулканических поясах. Однако на Земле имеются места, где, казалось бы, не должно быть землетрясений, например Восточная Африка и Восточная Сибирь (Прибайкалье, Забайкалье). На самом деле эти области очень активны в сейсмическом отношении.
Внутренние районы древних континентальных платформ и щитов слабо сейсмичны. Канадский, Бразильский и Скандинавский щиты, Сибирь, Африка, Австралия, Антарктида редко подвергаются землетрясениям, которые возникают только в областях развития разрывов.
ИЗУЧЕНИЕ И ПРОГНОЗ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ
Регистрация землетрясений осуществляется с помощью сейсмографа. По-видимому, первый прибор такого рода был изготовлен в Китае еще во II в. н.э. С тех пор эти приборы все время совершенствовались, и, наконец, около 100 лег назад были созданы эффективные самозаписывающие и очень чувствительные сейсмографы. В конструкции прибора используется горизонтально закрепленный маятник. В записывающем устройстве применяют механические, оптические и электромагнитные элементы. Их назначение - передавать колебания маятника на светочувствительную бумагу, намотанную на вращающийся барабан. На бумагу, когда грунт находится в покое, маятник наносит горизонтальную линию, при колебаниях почвы запись идет в виде ломаной линии различной крутизны.
В последние годы в отработанных шахтах и специально построенных бетонированных бункерах для наблюдения за сейсмическими волнами планеты, кроме чувствительных сейсмографов, устанавливают различные лазерные приборы. Они регистрируют не только мелкие сейсмические волны, но и с их помощью ведут наблюдения за зонами крупных разломов, фиксируют малейшие перемещения почвы.
Искусственные взрывы, вызывающие серию сейсмических волн, широко используют при выяснении состава верхней части земной коры и главным образом при поисках структур, благоприятных для концентрации нефти и газа. Сейсмические волны принимаются и записываются группами сейсмографов, расположенных по заранее выбранному направлению.
Различная скорость прохождения сейсмических волн в разных горных породах и средах дает основание судить об общем характере пород, залегающих в недрах. При этих исследованиях главное внимание уделяется степени отражения и преломления волн. Серия взрывов позволяет определить глубину отражающего или преломляющего слоя в разных местах, наметить его местонахождение на карте и установить структуру подстилающих пород.
Наблюдение и изучение сейсмически активных районов ведут с целью предупреждения вредных последствий катастрофических явлений. Возможны ли какие-либо защитные меры от землетрясений? Ведь в населенных пунктах от сильных подземных толчков многие сооружения получают повреждения. Степень повреждения зависит не только от силы землетрясения, но и от качества построек. Разрушение происходит за счет неустойчивости грунта и непрочности каменной кладки.
При строительстве в сейсмически опасных зонах учитывают многие геологические факторы, определяющие устойчивость сооружений. Идеальным защитным устройством является заложение фундамента на прочной скальной породе. При строительстве на слабо закрепленных грунтах, крутых склонах и насыпных землях необходимо создавать арочные бетонные основания. Нежелательно возводить здания на морских утесах, вблизи обрывов, глубоких котлованов или на оползневых склонах, а также на участках с высоким уровнем грунтовых вод.
Практикой убедительно доказано, что железобетонные здания обладают хорошей устойчивостью. Для увеличения сейсмоустойчивости каменных, и даже деревянных, домов применяются связывающие скобы, подпорки и стойки. Наиболее безопасна гибкая конструкция, которая двигается как единое целое, при этом в результате сотрясений почвы не возникают трещины и отдельные части сооружения не ударяются друг о друга.
Во время землетрясения в 1930 г. в Италии сильные разрушения объяснялись тем, что при строительстве использовалась тяжелая галька. Множество разрушений в Скопле (Югославия) в 1963 г. характеризовалось плохим сцеплением цемента с непромытым заполнителем, применением слабых железобетонных перекрытий, лежавших на плохо закрепленных кирпичных стенах.
Человек давно предпринимал попытки предугадать землетрясения. Однако до настоящего времени эта проблема остается очень трудной и сложноразрешимой.
Один из распространенных способов предсказаний землетрясений основан на анализе предварительных толчков. Чаще всего они отделены от главного толчка очень небольшим промежутком времени. Подземные толчки заранее могут быть зафиксированы сейсмографами, а также определены по поведению животных (вой собак, уползание змей из нор и т.д.). Так, в 1974 г. в Хайнэне (КНР) было отмечено странное поведение животных. Их беспокойство усилилось. В 2 часа ночи 4 февраля было объявлено, что в ближайшее время следует ожидать землетрясения. Местное население покинуло дома. В 7 ч 30 мин утра произошло землетрясение с магнитудой 7,3. Оно сравняло с землей 90% зданий. Однако число жертв было минимальным.
Определенных успехов в предсказании землетрясений добились советские ученые. Их прогноз основан на изучении изменений свойств горных пород землетрясением. Известно, что до его начала скорость сейсмических волн снижается в результате образования трещин, затем возрастает по мере того, как подземная вода заполняет эти трещины. Землетрясения же следует ожидать тогда, когда скорость волн снова станет обычной для этих пород. Таким образом, можно предсказать время его начала. На основе этих данных в Советском Союзе были предсказаны землетрясения, причем одно из них почти за 4 месяца. Впоследствии открытие советских ученых было подтверждено американскими, японскими и китайскими сейсмологами. Все они осуществили удачный прогноз в районах, где имелась густая сеть сейсмографов.
Вулканические извержения происходят не только в современную эпоху. Они были распространены и в далеком историческом и геологическом прошлом. Огромные пространства, занятые многометровыми толщами изверженных пород, пепла и вулканических туфов, свидетельствуют о грандиозных и продолжительных извержениях в различные геологические периоды. Примерно тоже самое можно сказать и о сильных землетрясениях. Вулканические извержения и землетрясения требуют дальнейшего изучения, поскольку в странах с активной вулканической деятельностью и высокой сейсмичностью сними связаны многие жизненноважные проблемы. Эти явления имеют прошлое, настоящее и будущее. До тех пор, пока жива наша планета, пока в ее недрах имеется расплавленное вещество, на земную поверхность будет изливаться, лава, будут происходить взаимные перемещения блоков земной коры, вызывающие сильнейшие землетрясения.