Сейсмическая активность Земли

Людям, не имеющим ученых степеней в области точных наук, очень сложно понять, почему в 21 веке от последствий разрушительных природных бедствий: землетрясений и извержений вулканов гибнет большое количество людей, а наука до сих пор не научилась их предсказывать.

Но даже не специалистам понятно, что причины этих стихийных бедствий связаны, и что большинство из них происходят там, где соотношение суши и моря постоянно изменяется, и происходит процесс непрекращающегося преобразования коры Земли.

Еще в древних мифах и легендах мы находим упоминание о губительной силе землетрясений. Это и рассказы Библии о падении Иерихонских стен в 1100 г. до н.э. от громовых звуков священных труб. Это и умело вписанные в «Песни о Гайавате» упоминания о падениях небесных камней (метеоритов) и землетрясениях в Скалистых горах. Это и предание о разрушении ослепленным Самсоном царского дворца. Три тысячи филистимлян были погребены под его развалинами.

Причины возникновения сейсмической активности Земли, как и вулканической, следует искать в самых глубоких недрах Земли — самой наименее изученной области геологии. Основная проблема в изучении заключается в том, что глубже скважины 4 км в сейсмически активных зонах ученым заглянуть не удалось.

Большее количество крупных землетрясений происходит в двух сейсмических зонах Тихоокеанской и Средиземноморско-Трансазиатской. На Тихоокеанскую зону приходится 80% всех землетрясений, на Средиземноморско-Трансазиатскую – 15%, остальные 5% происходят в оставшихся сейсмических зонах.

Начиная с середины XX века СССР, США, Япония и Китай стали активно искать методику прогнозирования землетрясений, но подход к прогнозу был разный. В СССР в основном собирали данные в сейсмически активных районах. Япония и США попытались собрать всю доступную геофизическую информацию.

В Китае была создана армия народных наблюдателей, с помощью которой в 1975 году было предсказано разрушительное землетрясение с М 7,3 в городе Хайченге. В городе объявили тревогу, большая часть людей была эвакуирована. Сильный сейсмический толчок привел к разрушению 90% всех искусственных построек.

Но уже в следующем году Таншанское землетрясение произошло неожиданно. В результате погибли сотни тысяч человек.

Множество неподтвержденных прогнозов наносили огромные экономические ущербы, а большинство предсказанных землетрясений так и не случалось. Сейчас используются самые новейшие научно-технические достижения, ведутся наблюдения Земли со спутников, но точные предсказания так и не появляются.

Землетрясения являются самой губительной природной стихией. От последствий сейсмической активности (пожаров, разрушений строений, цунами и паники) погибает самое большое количество людей. По данным статистики, ежегодно от землетрясений погибает более 10 тыс. человек, что в 25 раз больше, чем от извержений вулканов. Самые сильные сейсмические толчки только до середины XX века унесли множество человеческих жизней: в 1923 году в результате землетрясения в Токио — 140 тысяч человек; в 1946 году после землетрясения в Ашхабаде — более 100 тысяч человек.

Ученые занимаются изучением предвестников землетрясений: водного режима, деформации земной коры, атмосферных явлений, изменений свойств горных пород и геомагнитного поля, аномального поведения птиц и животных.

По причине, их вызвавшей, землетрясения разделяют на четыре типа.

Вулканические. Толчки вулканических землетрясений происходят довольно часто. Сейсмическая активность возникает в зонах активной вулканической деятельности. Поскольку зоны сейсмической и вулканической деятельности часто совпадают, бывает очень сложно определить тип землетрясения. Точно о вулканическом типе землетрясения можно говорить только в ситуациях, когда сейсмическая активность наблюдается одновременно с усилением активности вулкана.

Последствия вулканических землетрясений распространяются не более чем на 30-50 км вблизи вулкана, очаг располагается на небольшой глубине, а эпицентр находится рядом с конусом вулкана. Энергии вулканических землетрясений характерна энергия взрывов, сопровождающая быстро протекающие химические реакции.

Тектонические. Площадь толчков при тектонических землетрясениях может распространяться на 1500-2000 км, а сейсмические волны нередко обегают весь земной шар. Последствия заключаются в изменении земной поверхности, возникновении гор, озер и впадин, сильном разрушении домов и зданий. Энергия тектонических землетрясений сопоставима с энергией ядерных реакций.

Большинство научных исследователей полагают, что причиной сейсмической активности при тектонических землетрясениях является разрядка напряжения, вызванного сдвигом, кручением или скольжением литосферных плит относительно друг друга. Доказательством гипотезы является расположение очагов землетрясений вдоль существующих разломов. Повторные разломы служат причиной для землетрясений. Эта гипотеза также подтверждается большей интенсивностью поперечных волн. Если бы вещества сжимались и растягивались без разрыва, большей интенсивностью обладали бы продольные волны.

Самые катастрофические землетрясения связаны с переделкой Земли в зонах молодой тектонической складчатости. С наступлением критического напряжения образуются разломы, в момент образования разломов и происходят сейсмические толчки. Энергия для толчков, выделившаяся в точке разлома (очаге землетрясения), передается через упругие волны в земной коре и выходит на поверхность, разрушая все вокруг. Гипоцентры многих тектонических землетрясений находятся на глубине от 10 до 50 км, а некоторые и глубже. Все эпицентры толчков располагаются на линиях разлома коры Земли, а гипоцентры находятся на плоскостях разломов, которые постепенно погружаются в недра Земли.

Денудационные. Процессы возникновения обвалов при разрушении горных пород колебаниями температуры, водой и ветром называют денудацией. Денудационные землетрясения вызваны внешними факторами, которые управляются потоками солнечного тепла. Денунация составляет менее 1% всех землетрясений.

Антропогенные. Безопасные землетрясения до 4 баллов могут быть вызваны антропогенными причинами. Например, большое количество слабых толчков стали фиксировать в некоторых штатах Америки после начала добычи сланцевого газа и тяжелой нефти. В обоих случаях применяется технология гидроудара с последующим закачиванием жидкости в образовавшиеся полости. Несколько месторождений добычи СГ были закрыты до выяснения причин.

Разработка нефтяных, газовых, угольных и алмазных месторождений может привести к проседанию различных по размеру территорий. Поскольку формирование напряжения в толще земной коры происходит медленно, результаты человеческой деятельности, возможно, будут наблюдать только через 500 -1000 лет.

К антропогенным причинам также относят небольшие толчки, следующие после подземных испытаний термоядерных бомб. Кроме того известно, что падение крупного метеорита на Землю 65 миллионов лет назад вызвало мощные землетрясения, извержения вулканов, цунами и привело к вымиранию 80% всего живого на нашей планете. Также было замечено, что быстрое падение или скачкообразное повышение атмосферного давления приводят в действие подземные толчки, особенно в сейсмически активных зонах.

Наблюдения ученые ведут и над связью сейсмической активности с фазами Луны и Солнца. Особенно влияние Солнца и Луны заметно во время нахождения Земли на самом близком от них расстоянии. Установлено повышенное влияние Луны на возникновение землетрясений в полнолуние и новолуние; наблюдается связь землетрясений и с увеличением плотности излучаемого Солнцем солнечного ветра.

Стихия землетрясений находит свое проявление в основном там, где наблюдается активный разлом. В одном и том же месте катастрофические толчки редко повторяются. Например, до 1948 года в Ашхабаде, подобное по магнитуде землетрясение случилось в XIV веке. Сейсмологи предполагают, что время накопления напряжения в одной точке измеряется тысячелетиями.

В результате сейсмической активности происходит поднятие уровня таких городов, как Ставрополь и Тула, и проседание Самары, Одессы и Баку. В некоторых больших городах происходит одновременное проседание одной части города и поднятие другой. Восточная часть Москвы уходит вниз, в то время как западная часть постепенно поднимается.

Американский геолог Ч. Лизе считает, что разломы лишь следствие, а сейсмическая активность вызвана другими причинами, вследствие более глубоких процессов (например, вследствие резких изменений объемов вещества, проводимости вещества и атомной структуры).

Но самая главная причина сейсмических толчков – это движение ядра Земли, которое еще называют внутренним солнцем и сердцем нашей планеты. О нашем общем «сердце» теоретически мы знаем много, а практически — совсем ничего. Без движения этого возмутителя спокойствия была бы невозможна жизнь на Земле. Остановка ядра станет причиной исчезновения магнитного поля нашей планеты. Солнечный ветер сможет беспрепятственно проникать на Землю, испаряя всю воду и летучие вещества с поверхности земной коры и превращая нашу планету в пустыню, похожую на Марс.

Движения ядра безостановочно преобразуют поверхность Земли, и последствия этих преобразований приносят много страданий человечеству. Ученые получили достаточно знаний о причинах, вызывающих стихийные бедствия, тщательно изучают их последствия.

Хочется верить, что в скором времени исследователи Земли создадут точную методику предсказания всех стихийных бедствий, и землетрясений в первую очередь.

www