Батыр Каррыев - Вот пришло землетрясение. Факты, причины, гипотезы и последствия

• Название: Вот пришло землетрясение. Факты, причины, гипотезы и последствия
• Автор: Батыр Каррыев
• Жанр: История

Книга о землетрясениях и связанных с ними явлениях природы. Рассказывается о том, почему происходят землетрясения. Приводятся малоизвестные сведения о сейсмических катастрофах прошлого и настоящего. О достижениях сейсмологии и о той роли, которую землетрясения играли и играют в истории человечества.

---

Маллет опубликовал карты мировой сейсмической активности, впервые наглядно проиллюстрировавшие тот факт, что землетрясения концентрируются в опоясывающих Землю определенных зонах. Объяснение этому было найдено только в ХХ веке с появлением теории дрейфа материков Вегенера.

Несмотря на революционное значение идей Маллета почти до конца XIX века торжествовало объяснение землетрясений подземными вулканическими взрывами предложенное Александром Гумбольдтом. Вслед за древнегреческим учёным Страбоном он рассматривал вулканы как предохранительные клапаны Земли: «…в тех местах, где эти клапаны открыты, там напряжения вулканических сил слабее, нежели там где их нет».

Близкое к современному понимание причин сейсмической активности планеты сформировалось только к началу прошлого века. Череда разрушительных землетрясений конца XIX – начала XX веков способствовала тому, что в странах Европы, России, США и Японии приступили к систематическим наблюдениям за сейсмической активностью Земли.

Были изобретены приборы для регистрации сейсмических колебаний, дешифрирована их структура, созданы первые каталоги инструментально зарегистрированных землетрясений и построены карты распределения их эпицентров на планете. Это позволило установить связь между землетрясениями и трансформацией вещества на поверхности и внутри планеты. Стали понятны причины разрушения зданий, и появилась возможность не интуитивно, а на научной основе возводить инженерные сооружения в сейсмоопасных зонах.

В 1899 году немецкий учёный Эмиль Вихерт предположил, что фиксируемые на сейсмограмме продольные P и поперечные S сейсмические волны имеют глубинное происхождение, т.е. связаны с источниками в недрах Земли.

В 1906 году Вихерт истолковал промежуточные группы волн на сейсмограмме как отраженные от земной поверхности. В свою очередь британский учёный Диксон Олдхэм (Richard Dixon Oldham, Олгрем) изучив характер распространения P- и S волн выдвинул предположение о наличии у планеты центрального ядра и оценил его размеры (1906). Позже оно было подразделено на внешнее «жидкое» и внутреннее «твёрдое» ядро.

В 1907 году немецкий учёный Карл Цепприц (Karl Zoppritz) доказал, что изучение амплитуд сейсмических волн позволяет судить о внутреннем строении Земли.

В 1909 году хорватский учёный Андрей Мохоровичич обнаружил границу между земной корой и лежащей под ней мантией.

В 1913 году прогресс в области геологических исследований и инструментальные сейсмические данные позволили американскому учёному Бено Гутенбергу сформулировать общее представление о внутреннем строении Земли.

В 1926 году английский учёный Гарольд Джеффрис и Бено Гутенберг обосновали границу между мантией и ядром планеты.

В последующие годы сеть сейсмических станций расширялась, охватывая страны и континенты. Это позволило собрать достаточные данные для установления характера распространения сейсмических волн в земных недрах и разработки способов установления по ним места нахождения очагов землетрясений и определения их мощности.

В 1936 году датский учёный Инге Леманн по данным сейсмических станций Екатеринбург и Иркутск оборудованных сейсмографами Бориса Голицына – самых лучших на то время, установила существование у планеты твёрдого внутреннего ядра. Но только спустя пятьдесят лет американскими и французскими учёными было доказано, что твердое земное ядро состоит из железа и никеля, а его диаметр составляет около 2,4 тысячи километров. Уже к середине XX века, в первую очередь в работах австралийского сейсмолога Кита Эдварда Буллена накопленные сведения были обобщены, и он построил первую общепризнанную модель внутреннего строения планеты.

Изучение землетрясений принесло немало удивительных открытий о строении планеты, состоянии вещества на недоступных для человека глубинах. И главное – понять механизм возникновения самых опасных т.н. тектонических землетрясений и установить области их преимущественного возникновения.

Сейсмология быстро превратилась в практическую науку позволяя строить карты сейсмического риска и развивать методы сейсмостойкого строительства. В свою очередь её наработки быстро наши применение для поиска месторождений полезных ископаемых и установления строения верней части земной коры – сейсморазведке.

Из-за разных физических свойств материала, из которого состоит земной шар, с глубиной изменяются скорости распространения сейсмических волн. Изучение особенностей прохождения сейсмических волн от землетрясений и взрывов позволило получить представление о внутреннем строении Земли.

Самый верхний слой земного шара получил название земной коры. Она подразделяется на два основных типа – материковый и океанический. Под земной корой находится мантия толщиной около трёх тысяч километров. С глубиной в земной коре и мантии температура повышается. Из мантии к дневной поверхности идёт тепловой поток, в несколько тысяч раз меньший, чем поступает от Солнца.

Земная кора вместе с верхней частью мантии образует простирающуюся до глубин в сто километров литосферу – твёрдую оболочку Земли. Она разбита разломами на крупные блоки – тектонические плиты. Ниже мантии находится сложенное из тяжёлых металлов, преимущественно железа, земное ядро радиусом 3470 километров. Здесь плотность вещества и температура значительно увеличиваются. В мантии температура не достаточна для полного расплавления её вещества и под материками она достигает 700 градусов по Цельсию.

Распад радиоактивных элементов и сохранившийся со времён образования планеты жар приводят к тому, что в её центре температура выше, чем на поверхности Солнца. На глубине 2700 километров между земным ядром и мантией она достигает 2200 градусов по Цельсию, а мощность теплового потока из земного ядра в нижние слои мантии оценивается в тринадцать тераватт.

В состоящей из силикатных расплавов мантии происходит перенос тепла из внутренних частей планеты к поверхности. Раскалённая магма поднимается из глубин, охлаждается, а затем снова погружается, замещаясь новым горячим веществом. Тепловая конвекция в мантии приводит к тому, что более холодный материал литосферы разрушается и сегментируется на огромные тектонические плиты.

Многое, что известно о строении земного шара получено при изучении записей землетрясений. Это особенно важно, поскольку представление об устройстве планеты и составляющего вещества даёт новое знание, которое может быть использовано для различных целей – от добычи полезных ископаемых до понимания происходящих климатических изменений или природы магнитного поля Земли от которого зависит существование на ней жизни.

В 2005 году сейсмологи из США и Канады пришли к выводу, что ядро Земли вращается быстрее, чем её мантия и кора – «твердый» шар внутри планеты делает лишний оборот вокруг своей оси примерно за тысячу лет.

В 2013 году учёные из Австралийского национального университета обнаружили, что ядро нашей планеты, часто рассинхронизируется с остальными частями Земли и начинает вращаться с большей или меньшей скоростью. Собственно движениями вещества в ядре объясняется наличие магнитного поля Земли.

В сейсмологии многое взаимосвязано. Так, исследуя места возникновения землетрясений, учёные выяснили внутреннее устройство Земли, а затем то, что её вещество находятся в постоянном движении. Изучение характера этих движений привело к пониманию физических механизмов обуславливающих трансформацию вещества внутри и на поверхности планеты. Были построены модели для объяснения характера протекающих в её недрах физико-химических процессов. В свою очередь это привело к пониманию причин сейсмической активности планеты.

Сейсмология изучает землетрясения и их связь с процессами, происходящими внутри Земли. Методы и данные сейсмологии используются для исследования её внутреннего строения, производства оценок сейсмической опасности в том или ином месте. Значительный вклад в сейсмологию внесли: Д. Митчелл, Р. Маллет, Дж. Милн и Х. Джефрис (Великобритания), Б.Б.Голицын (Россия), Э. Вихерт Германия), К. Буллен (Австралия), Ф. Омори, А. Имамура и К. Вадати (Япония), А. Мохоровичич (Югославия), Б. Гутенберг и Ч. Рихтер (США), Ю. Ризниченко (СССР) и многие другие.

Сообщения о землетрясениях напоминают сводки с передовой – разрушено, погибло, ранено и т. д. Так с кем идёт война? И кто этот безжалостный противник, с которым никаким образом нельзя договориться?

Почему происходят землетрясения?