4
ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ
4.1. Понятие землетрясения
По данным ЮНЕСКО, землетрясениям принадлежит первое место по причиняемому ими экономическому ущербу и одно из первых мест по числу унесенных ими человеческих жизней.
Ежегодно в мире фиксируется около 500 тысяч землетрясений. Из них 400 тысяч настолько слабы, что человек их даже не замечает, а ощутимые разрушения приносят лишь около сотни землетрясений в год.
17 августа 1999 г. под руинами в результате мощного землетрясения оказалось несколько городов Турции, а спустя месяц, 21 сентября, трагическое землетрясение произошло на Тайване (см. с. 56—58).
1976 г. был годом усиления тектонической активности. В феврале произошло сильнейшее землетрясение в столице Гватемалы. Его сила составляла 7 баллов. Число погибших превысило 20 тысяч человек. Пострадали соседние страны: Гондурас и Сальвадор.
В этом же году в мае было сильнейшее землетрясение на севере Италии. Толчки этого землетрясения ощущались во Франции, Германии, Польше, Австрии, Чехословакии и Югославии.
В июне жертвой землетрясения стали районы Китая. В течение 3 дней было зарегистрировано более 100 подземных толчков силой около 4 баллов и 15 силой более 5 баллов. В Пекине пострадали здания, была нарушена телефонная и железнодорожная сеть.
Некоторые факты
7 декабря 1988 года в Армении, в то время одной из республик Советского Союза, в результате землетрясения погибло около 25 тыс. человек, практически полностью были разрушены второй по численности населения город Ленинакан, города Спитак, Кировакан и еще 60 населенных пунктов (см. фото на с. 58).
28 мая 1995 года мощный подземный удар сравнял с землей небольшой город Нефтегорск на острове Сахалин. Это землетрясение — одно из самых разрушительных в России в этом веке.
Силы глубинной энергии приводят к подвижкам больших участков земной коры, в результате могут подниматься и опускаться материки, наступать или отступать моря.
К числу наиболее грозных проявлений внутренней силы Земли относятся землетрясения и извержения вулканов. В настоящее время действует около 600 вулканов. Районы землетрясений и проявления вулканизма находятся в основном по обоим побережьям Тихого океана, а также в поясе от Средиземноморья до Гималаев. На Тихоокеанский пояс приходится 80—90% всех землетрясений.
Землетрясения — это подземные удары и колебания земной поверхности, вызванные в основном тектоническими движениями в земной коре или верхней части мантии Земли и когда практически мгновенно происходит смещение больших участков литосферы относительно друг друга. Подземные толчки и колебания земной поверхности передаются на большие расстояния в виде упругих колебаний.
Таблица 3.
Ежегодно сейсмографы фиксируют несколько сотен тысяч землетрясений. Люди ощущают лишь около 10 тыс. землетрясений, из них примерно 100 бывают разрушительными.
Существует часть земного шара, которую можно считать свободной от землетрясений, — это Антарктида. Можно сказать, что это своего рода сейсмическая загадка, так как в Антарктиде есть и молодые горы, и действующие вулканы.
По подсчётам учёных, все происшедшие только в нашем столетии землетрясения унесли более 1 млн жизней. А за всю историю человечества от землетрясения погибло порядка 75 млн человек.
В таблице 3 приведены данные о крупнейших (по количеству жертв) землетрясениях XX века.
4.2. Причины возникновения землетрясений и их классификация
В недрах земли постоянно происходят сложные процессы накопления энергии, высвобождение которой и вызывает сейсмический толчок. Момент высвобождения этой энергии, которую принято называть энергией тектонических процессов, связывают с движением плит, на которые разбита земная кора. На границах между плитами могут происходить три явления: в одних случаях плиты раздвигаются, в других — сдвигаются или скользят одна относительно другой.
В месте столкновения двух плит происходит деформация земной поверхности с выделением накопленной энергии. Землетрясения подобного типа называются тектоническими. Иногда случаются землетрясения во внутренних частях плит — так называемые внутриплитовые землетрясения. Они возникают из-за развития деформации (накопления энергии) в плитах, вызванной давлением на их краях.
Основными плитами земной коры являются Американская, Антарктическая, Африканская, Евразийская, Индийская и Тихоокеанская. Всего насчитывается около 20 плит, на которых расположены целые страны, континенты, моря и океаны. Зоны стыков этих плит известны. Именно там расположены области наиболее активных сейсмических явлений.
Землетрясения возникают и в результате вулканической деятельности. В местах, где раздвигаются плиты, за счет тепловой конвекции возникают восходящие потоки, извергающие лаву. Данный процесс сопровождается выделением энергии и порождает вулканические землетрясения.
По сравнению с тектоническими и внутриплитовыми землетрясениями сейсмические толчки, вызванные вулканической деятельностью, гораздо слабее, так как большая часть энергии разряжается в атмосферу, и, кроме того, слабые вулканические породы разрушаются раньше, чем в них успевают накопиться значительные запасы энергии.
Ещё одну категорию образуют обвальные землетрясения, когда обрушение кровли шахты или подземных пустот вызывают образование упругих волн. К обвальным землетрясениям относятся и землетрясения, возникающие при развитии крупных оползней.
Землетрясения могут также вызываться и техногенной деятельностью человека (взрывы, артиллерийская стрельба, искусственное обрушение горных пород, движение тяжелого автотранспорта). Известно, что в некоторых районах мира землетрясения возникают в результате заполнения больших водохранилищ или закачки воды в скважины. Землетрясения в этом случае, как правило, слабые и происходят в непосредственной близости от скважины или водохранилища. Наиболее вероятной причиной этих землетрясений является возрастание порогового давления в породах, вызванного нагнетанием воды.
Наиболее сильны и опасны тектонические и внутриплитовыс землетрясения. Эти наиболее сильные землетрясения часто влекут за собой повторные толчки.
Землетрясения возникают в определенных зонах. Зона землетрясений, окружающая Тихий океан, называется Тихоокеанским поясом; здесь происходит около 90% всех землетрясений земного шара. Другой район — это Альпийский пояс, протянувшийся от Средиземноморья на восток через Турцию, Иран и северную Индию, где происходит около 5—6% всех землетрясений. Остальные 4—5% землетрясений случаются вдоль срединно-океанических хребтов или внутри плит.
Для обнаружения и регистрации сейсмических волн используются специальные приборы — сейсмографы.
Некоторые факты
Первый сейсмограф появился в Китае в 132 году. Знаменитый китайский ученый Чжан Хэн создал его в Сиане во времена династии Хань. В большом сосуде (диаметром 180 см) он поместил маятник, который мог качаться в восьми направлениях. Восемь драконов, каждый с шариком в пасти, были укреплены по краям сосуда. Когда толчок землетрясения заставлял маятник качнуться, шарик выпадал из пасти дракона и попадал в открытый рот сидящей внизу жабы. В этот момент прибор издавал звук, извещая наблюдателей, что произошло землетрясение. В зависимости от того, в рот какой из жаб попал шарик, можно было определить, в каком направлении оно произошло. Прибор работал так хорошо, что мог обнаруживать удаленные землетрясения, не ощущавшиеся самими наблюдателями.
Первый сейсмограф и...
Современный сейсмограф
Современные сейсмографы представляют собой сложные электронно-механические устройства. В них используется свойство инерции. Главная часть сейсмографа — инерционное тело — груз на пружине. Он подвешен к кронштейну, который жёстко закреплён в твёрдой горной породе и поэтому приходит в движение при землетрясении. Барабан с бумажной лентой также прикреплён к корпусу сейсмографа. Когда почва колеблется, груз маятника отстаёт от её движения. Сейсмические волны регистрируются пером на движущейся бумажной ленте. Запись сотрясений почвы называется сейсмограммой.
Ежедневно сейсмографы регистрируют на Земле более тысячи землетрясений. К счастью, многие из них настолько слабы, что не причиняют никакого вреда.
