Землетрясения по праву считаются одними из самых грозных и разрушительных явлений природы. За всю историю они унесли миллионы жизней, стерли с лица земли сотни городов и поселений, повредив или полностью уничтожив бесчисленное множество построек.
Ощущение и последствия
Во время подземных толчков человек испытывает не просто дискомфорт, но часто и панический ужас. Кажется невероятным, когда привычная и твердая земля под ногами внезапно приходит в движение, начинает дрожать и волноваться. В домах раскачиваются люстры, падают предметы, в стенах и потолках появляются трещины, а иногда и обрушения. Сама местность может преобразиться: в земле разверзаются глубокие трещины, меняется рельеф, облик рек и озер.
Исторические свидетельства
Люди знакомы с землетрясениями с глубокой древности. Отголоски этих катастроф встречаются в мифах и легендах многих народов. Например, у древних майя-киче существовала легенда о «бунте вещей», когда дома рушились сами собой, а деревья раскачивались без ветра. Упоминания о «трясениях земли» есть и в исторических хрониках, включая русские летописи, которые сообщают о таких событиях в 1231 году. Стоит отметить, что для Русской равнины землетрясения нехарактерны; чаще они происходят в горных и предгорных регионах.
Спутники катастрофы
Опасность представляют не только сами колебания почвы. Нередко землетрясения влекут за собой другие стихийные бедствия-спутники: разрушительные цунами, крупные оползни и обвалы, провалы грунта и селевые потоки. Яркий пример — Лиссабонское землетрясение 1755 года, которое вместе с гигантской волной уничтожило город и унесло жизни около 50 тысяч человек. Эта катастрофа заставила европейцев серьезно задуматься о природе этого явления и дала толчок его научному изучению.
Научное изучение и приборы
Для наблюдения за колебаниями земли были изобретены специальные приборы — сейсмографы (от греческого «сейсмос» — землетрясение). С их помощью ученые выявили, что от очага землетрясения расходятся два основных типа волн: продольные и поперечные. Продольные волны, распространяясь подобно волнам на воде, особенно опасны для построек, вызывая сильную встряску, которая раскалывает даже прочные стены. Поперечные волны действуют по принципу сжатия и растяжения, иногда буквально подбрасывая сооружения. К счастью, столь мощные поперечные толчки случаются редко.
Принцип работы классического сейсмографа основан на инерции. Неподвижный маятник, закрепленный на пружине в твердой породе, остается относительно стабильным, в то время как корпус прибора, связанный с землей, колеблется вместе с ней. Луч света от маятника падает на вращающийся барабан с фотобумагой, вычерчивая волнистую линию — сейсмограмму, которая и является записью подземных толчков.
Характеристики и география
Большинство землетрясений длятся секунды или минуты и являются слабыми, часто оставаясь незамеченными для человека и фиксируясь только приборами. Однако отзвуки сильных толчков могут прокатиться по всей планете и быть зарегистрированы сейсмическими станциями по всему миру. Это позволяет ученым не только изучать сами землетрясения, но и «просвечивать» недра Земли, узнавая о строении глубоких слоев.
Место, где зарождается толчок, называется очагом землетрясения. Его центральная точка — гипоцентр, а проекция гипоцентра на поверхность Земли — эпицентр, где сила толчков обычно максимальна. Большинство очагов расположено в литосфере, на глубинах от 5 до 40 км, но в некоторых регионах, например на тихоокеанском побережье, они могут достигать 600-700 км.
Если очаг находится под океаном, он может породить цунами — гигантские волны, движущиеся со скоростью до 800 км/ч. На мелководье у берега они замедляются, вырастают в высоту и обрушиваются с чудовищной силой. В России цунами угрожают дальневосточным берегам, где для предупреждения населения действует специальная служба.
Сейсмически активные зоны
Распределение землетрясений по планете неравномерно. Основные сейсмические пояса — это Тихоокеанское огненное кольцо, горные системы Альп, Гималаев и Кавказа, а также Срединно-Атлантический хребет. В России к опасным регионам относятся Кавказ, Алтай, Саяны, Байкальская рифтовая зона, Камчатка и Курильские острова. Для оценки опасности территории ученые составляют специальные карты, на которые наносят эпицентры и изосейсты — линии, соединяющие точки с одинаковой силой толчков.
Причины и человеческий фактор
Основная причина землетрясений — тектонические движения литосферных плит. Накопленное напряжение в горных породах достигает предела, происходит разрыв и резкое смещение блоков земной коры, энергия которого и высвобождается в виде толчков.
В последнее время к естественным причинам добавился антропогенный фактор. Крупномасштабная деятельность человека — создание огромных водохранилищ, добыча полезных ископаемых, закачка жидкостей в недра или подземные ядерные испытания — может провоцировать индуцированную сейсмичность, вызывая подземные толчки, иногда с катастрофическими последствиями, как это случалось с некоторыми плотинами.
Это, однако, дает надежду на будущее: понимание механизмов возникновения толчков открывает перспективы для управления сейсмической энергией. Возможно, однажды человечество научится предотвращать катастрофические землетрясения, безопасно снимая тектоническое напряжение, или даже использовать эту колоссальную энергию в мирных целях.