В самом деле, почему? Речь идет о землетрясениях, которые очень часты на нашей планете и не так уж редки в бассейне Индигирки. Как свидетельствуют статистические данные, на земном шаре ежегодно происходит около трехсот тысяч землетрясений, но, к счастью, катастрофические из них лишь единичные.
Какие же причины способствуют возникновению землетрясений? Они самым тесным образом связаны с разломами земной коры, причем не со всякими, а главным образом долгоживущими. Такие разломы в бассейне Индигирки существуют и известны с глубокой древности: Упоминавшийся ранее Правомомский протяженный (500-600 км) разлом на северной границе хребта Черского возник давно, но периодические движения в его зоне нередко возобновляются вплоть до настоящего времени. Разлом этот не единственный в пределах Индигирки. Имеются и другие столь же долгоживущие разломы, но еще более протяженные.
Землетрясения - преимущественно короткие подземные толчки. Они продолжаются всего несколько секунд, но в единичных случаях длятся 25-30, а порой и того больше.
Землетрясения возникают в определенных местах - гипоцентрах (или очагах)-в результате разрядки напряжений, накапливающихся в оболочках Земли и главным образом в земной коре. Но иногда очаги находятся на глубине 600-700 км от поверхности - в пределах следующей земной оболочки - мантии. То место на земной поверхности, где подземные толчки имеют наибольшую силу, называется эпицентром. Ученым-сейсмологам уже давно известно, что землетрясения чаще всего происходят там, где земные оболочки ослаблены разломами и трещинами. Естественно, в таких зонах накопившаяся энергия в процессе разрядки освобождается и устремляется к поверхности. Она таит в себе силу, которая способна произвести невообразимую катастрофу, разрушая всяческие сооружения, унося десятки тысяч человеческих жизней.
Сила землетрясений оценивается в баллах по принятой в нашей стране двенадцатибальной шкале (от 1 до 12). Первые два балла почти не ощущаются людьми, а три - только некоторыми из них в пределах помещений. Четырехбалльное чувствуется каждым, кто пребывает в доме, пятибалльное - почти всеми людьми, независимо от того, где они находятся. Что же касается щестибального землетрясения, то оно отчасти уже разрушительное. Естественно, что семибальное наносит еще больше повреждений сооружениям, образуются даже трещины в домах.
А теперь укажем на более сильные землетрясения, весьма разрушительные и опасные для людей. Именно одно из таких и произошло в бассейне реки Индигирки 19 мая (18 мая по Гринвичу) 1971 года, а точнее в ручье Кобди, левом притоке речки Артык, в 30 км восточнее поселка того же названия. В эпицентре землетрясение ощущалось с сотрясением 8-9 баллов. В пределах Индигирки (горах хребта Черского) случались землетрясения и раньше, и тоже довольно ощутимые - пяти- и шестибальные. Но такой силы толчки отмечаются здесь впервые.
В результате этого землетрясения произошли значительные изменения местности в его эпицентре. Область видимых нарушений земной поверхности составляет 18 кв. км. В основном это были срывы - оползни, в том числе и лесной растительности, со склонов ручьев и распадков. Размеры оползней различны, от нескольких квадратных метров до 20 тыс. кв., м. Неодинакова и мощность сорванного покрова - от 10-15 см до 1- 1,5 м, а общий объем смещенного со склонов материала представляется довольно внушительным - 143 тыс. куб. м.
В некоторых ручьях сильно обводненный материал образовал сели, которые создавали местами запруды, подобие плотин, высотой до 15 м, но они были неустойчивей тут же разрушались новыми потоками (фото 44).
В самом поселке Артык вовремя землетрясения ощущались резкие толчки, во многих домах появились трещины. Весьма ощутимые толчки были и в других поселках, в том числе и в Усть-Нере, находящейся в 130 км от эпицентра землетрясения.
Толчки в эпицентре, хотя и небольшой силы, продолжались еще долго, без малого целый месяц.
Как уже упоминалось, землетрясения возникают в зонах разломов. Эпицентр Артыкского (или Индигирского) землетрясения расположен в зоне крупнейшего на Северо-Востоке СССР Чай-Урьинского глубинного разлома.
Любопытно отметить, что этот разлом давал о себе знать очень давно, около 250 млн. лет тому назад. Тектонические движения в полосе разлома происходили и позднее. Но наиболее активные проявлялись сравнительно недавно, в последний миллион лет, когда Верхне-Нерская впадина была приподнята на 150-200 м. Это же подтверждается и молодыми террасами, которые возвышаются над современным руслом ее примерно в таких же пределах, а местами и больше.
Артыкское землетрясение произошло почти в безлюдном месте, поэтому, как кажется, нанесенный им ущерб оказался небольшим. Если бы здесь находились какие-либо постройки, особенно на склонах, от них бы не осталось и следа. Случись такой силы землетрясение в городе, результаты его были бы совсем иными, что можно продемонстрировать на конкретных примерах.
Почти такой же силы землетрясение в том же 1971 году произошло в Петропавловске-Камчатском. Поскольку я находился тогда там, могу об этом землетрясении рассказать более подробно.
25 ноября (24 ноября по Гринвичу) в 7 часов 35 минут (время местное) почти везде в домах зажегся свет и люди стали собираться на работу. Вдруг начало слегка пошатывать предметы в домах. Дальше - больше, сила толчков нарастала от секунды к секунде. Возник оглушительный грохот, который к тому же усиливался хлопаньем дверей, топотом ног бегущих на улицу людей, криком и плачем детей. Мы также быстро открыли дверь своей квартиры (она начала было заклиниваться) и с 4-го этажа поспешно спустились вниз. Внизу, возле дома, уже находилось много людей, некоторые из них оделись кое-как (а ведь шел снег, пуржило). Конечно же, люди уходили из домов главным образом уже тогда, когда толчки, по существу, прекратились.
Когда грохот совсем утих и несколько улеглась пыль, люди медленно, как бы нехотя, начали расходиться по своим квартирам. Вернулись и мы, застав в ней необычайный хаос. На полу и в других местах разбросаны книги, вывалившиеся из шкафа. Почти вся стеклянная посуда свалилась на пол, и теперь везде валялись только ее осколки. Свалились со столов телевизор и радиоприемник. Все это невообразимо перемешано и вдобавок обильно присыпано осыпавшейся штукатуркой и отчасти обвалившимися со стен и потолков мелкими кусками бетона. Появились трещины вдоль стен, а блоки(дом крупноблочный) обособились. Вдобавок ко всему дом оказался в аварийном состоянии.
Позднее представилась возможность убедиться, что и в других местах города землетрясением оставлены бесчисленные следы. Многие строения повреждены, а в некоторых появились даже зияющие трещины. Изредка встречались трещины в грунте. Растрескался лед в озерах, отчасти повреждены водопроводная сеть города, а также порваны электропровода. Но ни один дом не был разрушен, никто из людей не пострадал, хотя это и было самое сильное землетрясение на Камчатке после 1959 г. и продолжительность его необычная - целых 40 секунд.
Ощущение после землетрясения довольно странное - как будто бы вас время от времени потряхивает и трудно на первых порах избавиться от ложного впечатления. Однако были и повторные толчки, но небольшой силы и опасности для людей они не представляли.
Укажем еще на один пример. Несколько меньшей силы землетрясение произошло в Ташкенте в 1966 году. Среднюю интенсивность проявления этого землетрясения в городе можно оценить семью баллами. Результаты его оказались неутешительными, город не устоял перед стихией и был настолько разрушен, что его почти заново пришлось строить. Как известно, очень большую и дружную помощь в восстановлении Ташкента оказали многие города и республики нашей страны. Это, несомненно, очень сказалось на его быстром возрождении.
Таковы землетрясения силой 8 (а для Индигирки 8- 9) баллов. Можно только вообразить, что собой представляют более сильные - девяти - двенадцатибальные землетрясения; они чрезвычайно разрушительны.
Землетрясения - стихия страшная. Поэтому в тех местах, где они происходят, или в сейсмически опасных зонах, предпринимаются такие меры, которые были бы способны предотвратить воздействие стихии. Жилые дома и другие сооружения возводятся с учетом возможной силы землетрясений, чтобы такие здания могли противостоять толчкам и не разрушались. Великолепной иллюстрацией тому являются последствия землетрясений в Ташкенте и Петропавловске-Камчатском. В первом случае почти все постройки, возведенные, вероятно, без учета возможной силы землетрясений, разрушались, тогда как в Петропавловске-Камчатском подобного не случилось, все дома и иные постройки уцелели, ибо при строительстве их предприняты соответствующие меры предосторожности.
На основании детального изучения сейсмоопасных зон ученые теперь уже знают, в каких местах и какой силы могут быть землетрясения, что весьма важно при возведении сейсмостойких сооружений, а значит, и для жизни людей. Что же касается предсказаний возможного времени (точной даты землетрясения), то это вопрос очень сложный. Тем не менее учеными уже многое сделано, и землетрясения с большей или меньшей долей вероятности все же ими предсказываются.
Необходимо сказать еще об одном аспекте проблемы. До сих пор, говоря о силе землетрясений, мы оценивали ее в баллах. Сама же балльность землетрясений определяется характером воздействия их на соответствующие объекты, обусловленного удаленностью того или иного объекта от гипоцентра землетрясения - чем объект дальше находится, тем воздействие на него будет слабее.
Но такая оценка силы землетрясений слишком субъективна. В связи с этим учеными, изучающими землетрясения, предложена и другая шкала, основанная на объективной оценке землетрясений. За единицу шкалы принята магнитуда, представляющая собой постоянную энергетическую характеристику землетрясений в его гипоцентре.
В последнее десятилетие сейсмологи, климатологи, гидрологи и другие учёные, изучающие Землю, говорят об участившихся природных катаклизмах. И это обусловлено не улучшением статистики или методов обнаружения. После сильнейшего землетрясения в Японии, случившемся совсем недавно, в Интернете появились даже высказывания о том, что Земля вступает в эпоху глобальных землетрясений. Но причину таких потрясений пока никто назвать не может. Не претендуя на окончательное решение данной загадки, я попробую сделать первый шажок в этом направлении. Но прежде нам придётся вспомнить некоторые основы физики.
Наверное, многие ещё помнят, как на школьных уроках физики нам рассказывали о потенциальной и кинетической энергиях: бросаем мячик в воздух и придаём ему кинетическую энергию EK, которая преобразуется в потенциальную энергию EP по мере подъёма, а затем потенциальная энергия снова преобразуется в кинетическую в ходе падения. И согласно закону сохранения энергии, ЕК=ЕР. Всё хорошо в таком объяснении до тех пор, пока мы рассматриваем свободное падение исключительно под действием силы тяжести, пренебрегая силами сопротивления воздуха. Но как только мы переходим к падению не свободному, сразу же возникают неустранимые противоречия.
Например, рассмотрим, что происходит при течении воды сверху вниз внутри вертикально поставленной трубы под действием собственной силы тяжести. Пусть мы подняли в высоко расположенный бак некоторое количество воды и передали ей потенциальную энергию. Затем открываем краник на трубе и вода самотёком потекла вниз. Выделим некоторый элементарный объём воды в трубе и проследим за его движением. По мере опускания потенциальная энергия данного элементарного объёма постоянно снижается. Но вследствие постоянства скорости кинетическая энергия остаётся неизменной. Вопрос: куда исчезает потенциальная энергия, если кинетическая энергия не меняется? В тепло трения? Ничего подобного. Любой специалист по теплообмену и гидродинамике ответит, что при равномерном течении воды в трубе никакое тепло трения в ней не выделяется, как бы ни была труба ориентирована в пространстве: вертикально, горизонтально или наклонно (трение есть, а тепло трения не выделяется - вот такой парадокс!). К тому же это следует из самых общих положений физики: выделение тепла (то есть изменение энергии) возможно лишь при совершении работы, которая рассчитывается как A=FL или A=maL, откуда видно, что при нулевом ускорении (как раз наш случай) работа не совершается и потому тепло выделяться не может.
Наткнувшись на этот парадокс, я начал искать, как возникли представления о потенциальной и кинетической энергии и были получены их формулы. И выяснил удивительнейшие вещи. Оказывается, потенциальная энергия - это ошибка и такой формы энергии в природе не существует, а вместо неё есть энергия гравитационного поля. Понятие потенциальной энергии выдвинул Галилео Галилей (только в его время использовалось иное название, сам термин "энергия" стал использоваться лишь в 19м веке). Сбрасывая предметы с наклонной Пизанской башни, Галилей задался вопросом: откуда падающее тело приобретает свою кинетическую энергию? Он заметил, что прежде чем тело сбросить с башни, он должен его на башню поднять и при этом совершить некоторую работу. Поэтому Галилей предположил, что выполняемая им работа тратится на увеличение некоторой скрытой энергии, которая впоследствии преобразуется в кинетическую. Но он ошибся. Его эксперименты можно объяснить с двух разных позиций: 1) поднимая тело на башню, мы совершаем работу над телом с увеличением его скрытой энергии, которая затем преобразуется в явную кинетическую энергию в ходе падения тела; 2) поднимая тело на башню, мы совершаем работу над некоторой невидимой средой с увеличением её энергии, которая затем преобразуется в кинетическую энергию в ходе падения тела. Во времена Галилея отсутствовало понятие этой невидимой среды (гравитационного поля), поэтому он мог сделать только первый вывод. Он его и сделал, и это стало потом официальной точкой зрения всей науки.
Вторую ошибку совершил Исаак Ньютон, дав неправильный вывод формулы потенциальной энергии. Он рассуждал примерно следующим образом: "Пусть у меня на ладони лежит предмет. Буду поднимать ладонь очень медленно и равномерно так, чтобы сила веса FG уравнивалась силой реакции ладони FN, а кинетическая энергия была бы практически нулевой. При подъёме выполняется работа A=INT(FG dh). Расписывая силу веса FG по 2му закону, получаем формулу A=mgh. Эта работа была потрачена на увеличение потенциальной энергии тела, которая потом будет преобразована в кинетическую энергию, если позволить телу свободно падать". Ошибка такого вывода состоит в следующем: когда на тело действуют силы F1,F2,F3,.... а их результирующей является сила FS, то при расчёте сууммарной работы, выполненной всеми силамии вместе, необходимо под знак интеграла подставлять результирующую силу, а не частную. Ньютон же использовал в расчёте частную силу (силу веса). Так как результирующая сила в нашем случае равна нулю (реакция ладони уравновешивает силу веса), то общий результат будет также равен нулю. То есть работа над поднимаемым телом не производится и его энергия не меняется. Если она была равна нулю на уровне моря, то останется равной нулю не зависимо от высоты подъёма. Иначе говоря, потенциальной энергии не существует.
Такой вывод может показаться на первый взгляд ошибочным, т.к. практика показывает, что при подъёме предмета мы всегда должны выполнить некоторую работу. Но всё дело в том, что работа выполняется вовсе не над поднимаемым предметом, а над тем, что мешает ему подняться: над гравитационным полем. Если расписать выполняемую работу через потенциалы поля, мы получим классическую формулу A=mgh. Поэтому измерения не могут свидетельствовать о правоте традиционной точки зрения, с таким же основанием они могут свидетельствовать о правоте альтернативной позиции.
Почему же Ньютон допустил ошибку? Скорее всего, он не был готов к признанию того факта, что гравитационное поле может обладать энергией, так как в его время считалось, что существует только механическая энергия и только механические тела могут обладать такой энергией. И подобное мировозрение сохранилось до сих пор. В некоторых книгах по механике или астрономии мы можем даже прочитать такое определение гравитационной энергии: гравитационная энергия - это механическая энергия предмета, находящегося в гравитационном поле. Согласно такому определению, само гравитационное поле энергией не обладает.
Третью ошибку о невозможности извлечения энергии из гравитационного поля допустил немецкий физик и математик Карл Гаусс. В середине 19го века он доказал такое положение: суммарная работа при перемещении тела по замкнутому контуру в потенциальном поле равна нулю. Перевожу это с языка физики на человеческий: по какой бы запутанной траектории мы не перемещали тело в потенциальном поле, но когда оно приходит в начальную точку старта, здесь его энергия становится той, какой была в момент начала движения, поэтому суммарное изменение энергии равно нулю и работа не выполняется. Гравитационное поле является разновидностью потенциального, поэтому сделанный Гауссом вывод вроде должен быть полностью применим к гравитации. Но Гаусс не заметил (и до сих пор никто не замечает), что применительно к гравитационному полю появляется очень важная особенность, которая может кардинально изменить результат: дополнительная выталкивающая сила Архимеда. Если мы рассчитаем круговой интеграл от произведения силы тяжести предмета на дифференциал перемещения, он будет равен нулю. Добавление Архимедовой силы к силе веса ничего не меняет, если Архимедова сила остаётся постоянной. Но если она меняется на разных участках контура, такой интеграл уже не будет равен нулю. А его отличие от нуля говорит о том, что работа выполняется и извлекать энергию из гравитационного поля становится возможным, не смотря на его потенциальность. Изменить же силу Архимеда очень легко использованием фазовых переходов испарение+конденсация или плавление+кристаллизация. Первый случай имеет место на нашей Земле (изменение плотности циркулирующей в атмосфере воды и пара), второй случай наблюдается на сутнике Юпитера Ио (недра Ио разогреваются за счёт изменения плотности пород в процессах плавления и кристаллизации и поглощения энергии гравитационного поля Юпитера). И когда я исправил эти три ошибки, допущенные гениями науки в разные времена, я получил причину того, что многие сегодня называют концом света: приход эпохи глобальных землетрясений из-за постоянного извлечения энергии из гравитационного поля Земли падающими атмосферными осадками.
Когда вода испаряется с поверхности океанов и морей под действием солнечного излучения, на испарение тратится некоторая энергия Q. Подъём пара в верхние слои атмосферы происходит без затрат энергии. Почему? А потому что такой подъём проиходит равномерно, а работа и затраты энергии имеют место лишь для неравномерного движения. При конденсации пара вверху выделяется точно такое же количество энергии Q, какое было затрачено при испарении внизу. Следовательно, солнечная энергия из этого процесса уходит. Образованные капли дождя не удерживаются, падают вниз ускоренно и приобретают кинетическую энергию, которую потом тратят на разрушение горных пород и переработку их в минеральное удобрение (водная эрозия). Откуда они черпают кинетическую энергию? Только из энергии гравитационного поля, больше неоткуда. И происходит это в полном соответствии с обнаруженным мною правилом: через изменение плотности и выталкивающей силы Архимеда путём фазовых переходов испарение+конденсация. По этой причине энергия гравитационного поля постоянно снижается. Это происходит медленно, но не отвратимо. И вот что отсюда следует.
Плотность энергии гравитационного поля прямо пропорциональна квадрату напряжённости поля. Поэтому уменьшение одного ведёт к ослаблению другого. Гравитационное поле нашей планеты уже не может притягивать все находящиеся на поверхности Земли предметы с такой же силой, как раньше. То есть падает давление, с которым все предметы давят на основание. В том числе падает давление, с которым вышележащие горные породы давят на нижележащие. И эти нижележащие породы, которые раньше при сильном давлении были сжаты, при сбросе давления начинают расширяться. Этот феномен расширения глубокозалегающих горных пород был обнаружен на нашей сверхглубокой скважине в районе Кольского полуострова: поднятые снизу образцы оказались все в трещинах, это их раскалывали внутренние напряжения по мере подъёма образца, сброса давления и его расширения.
Итак, планета начинает расширяться в объёме, а её поверхность растягиваться. Этот процесс можно назвать гравитационным свеллингом (англ. swelling - распухание). Мои расчёты показали, что за год земной радиус увеличивается на величину 3-5см. И если этот процесс рассчитать в прошлое, то за 200 миллионов лет мы получим ситуацию, когда Земля уменьшится в диаметре примерно в полтора раза, а все материки сомкнутся в один, покрыв всю поверхность съёжившейся планеты и не остатив океанам ни кусочка. Это очень хорошо совпадает с тем, о чём говорят сегодня фиксисты - стороники концепции неподвижности материков. В среде геофизиков сегодня имеются две точки зрения: большинство (мобилисты) придерживается мнения о перемещении материков по подстилающей астеносфере, меньшинство (фиксисты) отвергает такую точку зрения и рассматривает материки неподвижными на распухающей планете, что и создаёт видимость их континентального дрейфа. Но в последнее время наметилась тенденция к объединению этих двух позиций: происходит одновременно и дрейф материков по астеносфере, и распухание земного шара. Вот только о причине распухания пока нет общего мнения.
Вследствие того, что поверхность планеты отнюдь не резиновая, в подкорковых и мантийных породах постепенно накапливаются напряжения, которые рано или поздно провоцируют землетрясения. Вследствие того, что свеллинг планеты происходит постоянно (где-нибудь обязательно идёт дождь и падает снег), а землетрясения случаются не так уж часто, накапливающиеся напряжения не могут полностью разрядиться. Они копятся все больше и больше, вызывая землетрясения всё более и более сильные. В итоге землетрясения усиливаются до такой степени, что становятся глобальными и охватывают весь земной шар, а их сила становится настолько огромна, что разрушает всю техническую инфраструктуру. В итоге цивилизация гибнет, а выжившие одиночки после прекращения эпохи глобальных землетрясений строят новую цивилизацию.
Такая эпоха глобальных землетрясений на Земле уже была, когда стремительно таяли льды и кончался ледниковый период. В те времена вдавленные глубоко вниз под действием веса ледовых полей породы начинали подниматься, расширяться и это вызывало сильнейшие землетрясения. Их сила была такова, что возникало так называемое каменное цунами: как бы волна, но бегущая не по воде, а по скальным породам суши. Остатки таких каменных цунами сегодня находят в Скандинавии: каменный вал длиной в несколько сот километров. И если во времена ледникового периода существовала развитая техническая цивилизация, она вполне могла погибнуть.
К сожалению, я не могу сказать, с какой периодичностью приходит эпоха глобальных землетрясений и когда следует ожидать её наступления. Мои формулы об этом ничего не говорят. И можно ли связывать с этим процессом зловещие предсказания майя о конце света в декабре 2012 года - я тоже не знаю. Но настораживает тот факт, что планету сотрясает всё чаще и сильнее. Есть ещё один феномен, который сильно ухудшает ситуацию. Но о нём в следующей статье.
Среди множества трюизмов, коими столь богата наша жизнь, аксиоматическое умозаключение "Земля - круглая", пожалуй, можно отнести к наиболее заезженным. О том, что наша планета имеет шарообразную форму, лучшие умы человечества догадались еще пару тысяч лет назад, а в ХХ веке "визуальное подтверждение" этого факта было со всей убедительностью продемонстрировано всем сомневающимся фотосъемками, сделанными разнообразными космическими аппаратами.
Однако, как удалось выяснить при помощи все тех же космических наблюдений и сделанных на их базе специальных вычислений, до идеальной сферы Земля все-таки не дотягивает: благодаря ее быстрому осевому вращению и наличию значительных объемов текучего расплавленного вещества внутри периметр планеты по экватору немного больше (точнее, всего на 0,3%), чем "высота" (от Северного полюса к Южному).
Тем не менее до самого недавнего времени считалось вполне установленным фактом, что этот небольшой дефект медленно, но верно нивелируется из-за так называемого процесса восстановления гравитационного (изостатического) равновесия, начавшегося примерно восемнадцать тысяч лет назад. Но совсем недавно Земля опять начала сплющиваться.
Причиной, инициировавшей тысячелетний процесс возврата к правильным геометрическим формам, стало окончание очередного Ледникового периода: по мере таяния льдов в околополярных зонах Земли происходит постепенный подъем поверхности (или, по-научному, "рост положительного рельефа"). Масштабы этого подъема могут показаться более чем скромными (скажем, по некоторым данным, в ряде регионов Скандинавии и Северной Канады положительный рельеф за год увеличивается в среднем на один сантиметр), но длительность и устойчивость этого процесса казалась такой, что, ceteris paribus, наши далекие потомки могли бы в один прекрасный день с удовлетворением запротоколировать его успешное завершение.
Геомагнитные измерения, которые с конца 70-х годов стали неотъемлемым атрибутом научно-исследовательских программ спутникового наблюдения, стабильно фиксировали выравнивание гравитационного поля планеты. В общем, с точки зрения мейнстримовских геофизических теорий гравитационная динамика Земли представлялась вполне прогнозируемой, хотя, разумеется, как внутри мейнстрима, так и за его рамками существовали многочисленные гипотезы, по-разному интерпретирующие средне- и долгосрочные перспективы этого процесса, а равно и то, что происходило в прошлой жизни нашей планеты. Довольно большой популярностью пользуется сегодня, скажем, так называемая пульсационная гипотеза, согласно которой Земля периодически то сжимается, то расширяется; есть сторонники и у "контракционной" гипотезы, постулирующей, что в долгосрочном плане размеры Земли будут уменьшаться. Нет единства у геофизиков и по части того, в какой фазе находится сегодня процесс послеледникового восстановления гравитационного равновесия: большинство специалистов полагают, что он довольно близок к завершению, но имеются и теории, утверждающие, что до его конца ещ
В. ОБРУЧЕВ.
В. Обручев в китайском костюме во время одного из странствий по Поднебесной.
Определение глубины очага землетрясения: Э - эпицентр, Г - гипоцентр (очаг).
Зависимость разрушений от направления ударов.
Искривления железнодорожных путей при землетрясении.
Сдвиг полевых дорог при землетрясении 1891 года в Японии: FF - трещина в земле; пунктиром показано положение дорог перед сдвигом.
Землю, твердую почву под нашими ногами, мы привыкли считать чем-то незыблемым, прочным. На ней мы возводим самые тяжелые сооружения, углубляя их фундамент тем глубже, чем они тяжелее. Поэтому, когда земля начинает колебаться под ногами так, что на ней нельзя устоять, когда раскачиваются большие деревья, трещат и на наших глазах разваливаются прочные здания, простоявшие десятилетия и более, когда трещины разрывают почву и из глубины ее раздается гул и грохот, как будто рушатся сами недра Земли, - человека охватывает ужас, он теряет голову, не знает куда бежать, где спасаться от грозящей гибели.
А между тем наша Земля содрогается постоянно. Точные инструменты обнаружили, что каждый год случается от восьми до десяти тысяч землетрясений, т.е. примерно одно землетрясение каждый час; в действительности их гораздо больше, т.к. две трети земной поверхности покрыто водой, на которой нет станций, записывающих все, даже слабые сотрясения почвы, да и на материках обширные площади таких станций не имеют. К счастью, в большинстве случаев землетрясения так слабы, что человек их не ощущает. Он начинает их замечать, когда вещи в доме уже потрескивают или стукаются друг о друга; но эти землетрясения еще безобидные. Немного сильнее те, при которых звенит посуда, качаются висячие лампы и стенные картины, дребезжат стекла в окнах; такие землетрясения уже тревожат нас. А когда начинает сыпаться штукатурка, падают разные предметы, останавливаются маятники часов, хлопают двери и в стенах появляются трещины, люди невольно выбегают из зданий, потому что чувствуют себя в большей безопасности на улице, чем в закрытом помещении, которое становится похожим на мышеловку или западню.
Таких землетрясений в течение года бывает несколько десятков, а еще более сильных, которые разрушают города и губят тысячи людей, - только единицы. Еще реже случаются катастрофические землетрясения, при которых в течение нескольких секунд погибает больше людей, чем от эпидемий или сражений.
Землетрясение проявляется на земной поверхности, но его очаг , т.е. область, где оно возникает, находится в недрах Земли, на большей или меньшей глубине, и сосредоточен в пределах плоскости или какого-нибудь пространства с неизвестными нам ограничениями.
Для упрощения вычислений принимают, что очаг представляет точку, называемую гипоцентром . Из него исходит ударная волна, распространяющаяся во все стороны и приводящая все частицы в упругие колебания, которые вместе с самой волной постепенно ослабевают с удалением от гипоцентра. На земной поверхности сотрясение всего сильнее в области, расположенной непосредственно над очагом: ее называют эпицентральной областью , а эпицентром - точки над гипоцентром.
С удалением во все стороны от эпицентра сотрясения чувствуются все слабее и слабее и, наконец, уже не ощущаются человеком, но записываются точными инструментами.
Изучение землетрясений составляет задачу особого отдела геологии, называемого сейсмологией (от греческого слова "сейсм" - сотрясение). Сотрясения, ощущаемые человеком, называют макросейсмами, а ощущаемые только инструментами - микросейсмами.
Сильные землетрясения обыкновенно начинаются одним или несколькими слабыми ударами, за которыми следуют после короткого или длинного промежутка времени один или несколько главных ударов, наиболее разрушительных; затем удары постепенно ослабевают и наконец переходят из макросейсмических в микросейсмические. В общем землетрясение может длиться несколько часов или целые сутки. Иногда известная область Земли испытывает сотрясения разной силы в течение нескольких дней, недель или месяцев.
Почти каждое землетрясение сопровождается звуковыми явлениями, которые производят сильное впечатление и внушают человеку ужас. Подземный гул то подобен глухим раскатам грома, то клокотанию кипящей воды, то грохоту тяжелого поезда или обвала, то свисту ветра, то визгу при полете снаряда, то взрыву. Звуки иногда опережают волну землетрясения, иногда отстают от нее.
Для изучения землетрясений используют специальные инструменты - сейсмографы . Они регистрируют землетрясение, отмечая время, силу и направление каждого удара в отдельности. Кривая хода землетрясения называется сейсмограммой . Она пишется на бумаге, заправленной в сейсмограф.
Хорошие сейсмографы регистрируют не только землетрясение, случившееся в той местности, где установлен инструмент, т.е. где находится сейсмическая станция или в ближайших окрестностях, но и самые отдаленные землетрясения и позволяют определить, на каком расстоянии от станции они случились, а также их силу.
Вопрос о том, на какой глубине находится очаг землетрясения, решается вычислениями на основании сейсмо-граммы. Грубый, но наглядный способ дает измерение трещин в стенах зданий. Определив наклон трещин к земной поверхности и проведя к ним перпендикуляры, можно найти очаг на пересечении последних на глубине с вертикалью, проведенной через эпицентр, или на пересечении перпендикуляров друг с другом.
Наблюдения показали, что большая часть землетрясений зарождается на глубине 50 км от земной поверхности, небольшая часть - на глубине от 50 до 100 км и лишь единичные землетрясения исходят с глубин до 300-700 км.
Область, наиболее пострадавшая от землетрясений, располагается вокруг эпицентра и называется плейстосейстовой областью. Размеры ее зависят не только от силы удара, но и от глубины очага.
Сила землетрясений определяется по их последствиям; по принятой в СССР шкале различают 12 баллов землетрясений: от незаметного до сильной катастрофы. (О градациях силы землетрясений см. "Наука и жизнь" № Там же пояснено отличие классификации интенсивности землетрясений в баллах и по величине магнитуды по шкале Рихтера. - Прим. ред .)
Причины землетрясений бывают троякие. Во-первых, пустоты, создаваемые в растворимых породах земной коры подземными водами, являются причиной землетрясений, обусловленных провалом кровли этих пустот. Это провальные землетрясения , они имеют очень небольшую область распространения, маленькую плейстосейстовую область, небольшую глубину очага, но могут быть очень разрушительными.
Во-вторых, вулканическим извержениям часто предшествуют, а иногда и сопутствуют более или менее сильные землетрясения, обусловленные внезапным разрежением напряжения газов в канале вулкана, при выпирании ими лавовой пробки из жерла, а также провалами кровли пустот, образовавшихся после излияния лавы. Эти вулканические землетрясения иногда бывают весьма разрушительными: область их распространения и плейстосейстовая область невелики, очаг неглубокий.
В-третьих, все медленные смещения толщ в земной коре в связи с их дислокациями - образованием складок, сбросов, взбросов и сдвигов - часто сопровождаются землетрясениями. Эти тектонические землетрясения наиболее распространены и являются также нередко самыми разрушительными; область их распространения и плейстосейстовая область могут иметь очень различные размеры, а очаг может находиться на различных глубинах.
Каковы предвестники землетрясений?
Слабые сотрясения почвы, регистрируемые сейсмографами, а отчасти также замечаемые людьми за несколько часов до разрушительного землетрясения, являются его предвестниками, впрочем необязательными; сильное землетрясение может наступить без таких предвестников, или же они предшествуют ему так непосредственно, что теряют свое предупредительное значение. Иногда все дело может закончиться этими слабыми сотрясениями.
Наиболее чуткими по отношению к близкому землетрясению являются животные. Домашние животные - куры, свиньи, ослы - начинают беспокоиться и шуметь. Дикие звери ревут, крокодилы выползают из воды, на острове Куба ручные ужи, спасаясь, уползают из домов на поля. (Подробнее см.: П. Мариковский. Животные предсказывают землетрясения. - Алма-Ата: Наука, 1984. - Прим. ред .)
Последствия землетрясений выражаются в более или менее сильных повреждениях всяких сооружений человека вплоть до их полного разрушения, в трещинах, сбросах и сдвигах пластов земной коры, обвалах и оползнях в горах, в исчезновении и появлении источников, осушении и затоплении морских берегов.
Степень повреждения сооружений зависит прежде всего от качества постройки, но также и от состава почвы, характера сотрясения, силы удара и угла его выхода. Вертикальные удары, которые наблюдаются в эпицентре и в непосредственной близости к нему, менее вредны, чем волнообразные колебания, которые характерны для окружающей местности. Волны землетрясения, пробегающие в почве, сильно разрушают здания, в особенности стены, если они параллельны волне. Они не только поднимаются по волне, но и выгибаются ею. Угол выхода удара на поверхность, как показали теория и опыт, влечет наибольшие разрушения при величине от 45 до 55 о.
Влияние состава почвы объясняется тем, что скорость распространения землетрясения зависит от него; в твердых породах скорость гораздо больше, чем в рыхлых. В мощной толще рыхлых пород, например наносов (аллювий долин), волна ослабевает и может даже совсем затухнуть; но небольшая толща, лежащая на твердых коренных породах, не успевает смягчить удар, а подбрасывается на своем основании. В этих условиях разрушение будет сильнее, чем прямо на коренных породах.
При наибольшей силе землетрясения все здание превращается в кучу обломков. Однако огромное значение имеет качество материала, из которого построено здание: стены, сложенные из кирпича на хорошем цементе, при той же силе землетрясения пострадают гораздо меньше, чем стены, сложенные из валунов, связанных глиной.
Разрушение зданий часто сопровождается пожарами, так как развалившиеся очаги, опрокинутые лампы, разорванные электропровода дают начало огню, а порча водопроводов и загромождение улиц обломками затрудняют в городах тушение пожаров. Так, при землетрясении 1 сентября 1923 года в Японии после первого толчка в Токио вспыхнули пожары в 76 местах, и за двое суток выгорело три четверти города.
Сильные разрушения зданий, в особенности при землетрясениях, случающихся ночью, неминуемо влекут за собой гибель людей, засыпанных обломками в домах: всеобщая паника, пожары и загромождение улиц затрудняют своевременное откапывание живых. Например, землетрясение 1920 года в провинции Ганьсу в Китае повлекло за собой смерть около 200 000 человек, большинство из них было засыпано в разрушенных от удара пещерных жилищах в лёссе.
Кроме зданий в городах во время землетрясений страдают также и подземные сооружения - трубы канализации, водопроводов и газопроводов, кабели освещения и телефона, каменные и железные мосты (у последних соскакивают с устоев отдельные фермы), рельсовые пути (искривляется полотно вместе с рельсами).
В земной коре при каждом сколько-нибудь значительном землетрясении образуются трещины , в наибольшем количестве в области эпицентра; иногда они расходятся во все стороны от какого-либо центра, но чаще располагаются без всякого порядка в разных направлениях. В горах они обычно располагаются вдоль склона, а на побережье - вдоль берега. Трещины достигают ширины от 20-50 см до 10-15 м и тянутся иногда на многие километры; глубина их доходит до 10 м; в них проваливаются отдельные здания, люди и животные. Трещины, образовавшиеся при первом ударе, иногда закрываются при следующих, но часто смыкаются медленно или остаются открытыми.
Опускания более крупных площадей или провалы их происходят при очень сильных землетрясениях, достигают даже 60 м глубины и сопровождаются извержением воды и грязи. В Лиссабоне при землетрясении 1755 года опустилась набережная с массой собравшихся на ней людей, а во время землетрясения 1861 года в дельте реки Селенги на озере Байкал случился провал - оседание площади около 260 км2, которая вместе с находившимися на ней жилищами и стадами опустилась ниже уровня озера в среднем на 2,9 м.
Если очаг землетрясения находится где-либо под дном океана или большого моря, то сотрясение передается через всю толщу воды - это море-трясение (или цунами). Его ощущают на кораблях, проходящих в это время по морю. При вертикальном ударе, т.е. над эпицентром, корабль вдруг поднимается, а затем опускается, замечается вспучивание воды. При боковых ударах корабль испытывает толчок, как будто он наткнулся на подводную скалу, плавучий лес или ледяную глыбу; незакрепленные предметы падают, люди с трудом удерживают равновесие; особенно сильно бывает сотрясение руля. Удар часто сопровождается глухим шумом, переходящим из воды в атмосферу.
Более разрушительны последствия моретрясений, если эпицентр находится недалеко от берега. Тогда море при первом ударе часто осушает большую площадь, а затем волна с громадной силой возвращается обратно, обрушивается на берега и смывает с них все. Так, при Лиссабонском землетрясении 1775 года волна достигла высоты 26 м и погубила 60 000 человек, распространившись на 15 км в глубь страны. На Камчатке в 1923 году волны занесли лед на полкилометра от берега, завалили им несколько зданий; тундра была залита на несколько километров. Мелкая прибрежная часть моря часто покрывается беспорядочными бушующими волнами, которые мечутся взад и вперед. Волны, поднятые землетрясением у берега, затем распространяются на большое расстояние по океанам и размывают берега, прибрежные селения и города. Например, землетрясение 1960 года в Чили вызвало возобновление деятельности вулканов и сильное цунами, волны которого достигали западных берегов Тихого океана. (Катастрофическое цунами в конце 2004 года в восточной части Индийского океана привело к гибели сотен тысяч людей и к огромному материальному ущербу в странах Юго-Восточной и Южной Азии. См. «Наука и жизнь» № 3, 2005 г. - Прим. ред.) Распространение землетрясений на земной поверхности показывает, что они тесно связаны с областями дислокаций и вулканизма. Статистика показывает, что 40% землетрясений приурочено к берегам Тихого океана, от Магелланова пролива через Алеутские острова до Новой Зеландии, которые отличаются и обилием вулканов. Здесь мы находим горные цепи, окаймляющие материки, и в ближайшем соседстве с ними - самые глубокие впадины на дне океанов, вытянутые вдоль берегов, т.е. наиболее резкие переломы рельефа. Около 50% землетрясений приходится на так называемый «пояс разлома» Земли, который тянется от Мексики в Западном полушарии через Атлантический океан по Средиземному морю до Каспия и Индии и отличается молодыми складчатыми горами и крупными опусканиями - провалами, а также действующими вулканами. Только 10% землетрясений падает на остальные главные массы материков, причем среди них нужно выделить как наиболее подверженные: 1) пояс разломов вдоль африканских озер, Красного и Мертвого морей; 2) горные цепи Тянь-Шаня и Памира и 3) южную часть озера Байкал с прилегающей местностью.
Соотносятся ли как-то землетрясения с другими явлениями природы? Статистика показала, что землетрясения случаются: 1) чаще осенью и зимой, чем весной и летом (соотношение 4:3); 2) чаще во время новолуния и полнолуния; 3) чаще в перигее, т.е. во время нахождения Луны на наименьшем расстоянии от Земли; 4) удары бывают чаще и сильнее во время нахождения Луны на меридиане данного места.
С ветрами, осадками и переменами атмосферного давления также замечаются известные соотношения. Так, сильные ветры сами вызывают микросейсмические колебания. Землетрясения наблюдаются несколько чаще после периода сильных осадков. Наиболее ясна связь с резкими переменами давления воздуха, и это понятно: падение атмосферного давления на 1 мм соответствует уменьшению давления на 1 км2 на 13,6 миллиона килограмм. Резкое падение или увеличение давления воздуха может вызвать разрежение напряжения в складках или разломах в форме смещения толщ, которое, в свою очередь, вызовет сотрясение. Такое же влияние может иметь усиление нагрузки на земную кору вследствие большого количества осадков зимой и осенью, давления ветра и усиления морских приливов в зависимости от положения Луны.
Предотвращать землетрясение человек не в состоянии: в его силах в лучшем случае только заблаговременно предупреждать о них, чтобы люди успели спастись, и возводить такие сооружения, которые выдерживают даже сильные сотрясения.
С целью предупреждения в местностях, подверженных землетрясениям, устраивают сейсмические станции, снабженные точными и чувствительными сейсмографами, которые должны не только регистрировать сильные сотрясения, но и микросейсмические и на основании их изучения выяснить по возможности такие движения, которые являются предвестниками разрушительных. К сожалению, это сделано не во всех регионах Земли.
Предохранительные мероприятия, уже принятые во всех странах, сильно страдающих от землетрясений, состоят в определенных правилах для возведения зданий. В основном они сводятся к расширению фундамента, применению металлической связи в кирпичной кладке, особой прочности сводов и перемычек, отделению крыши зазором от дымоходов, запрещению тяжелых карнизов и лепных украшений и употреблению вполне доброкачественных материалов. Постройки, возведенные согласно этим правилам, называются антисейсмическими и должны гарантировать живущих в них от гибели под развалинами.
См. в номере на ту же тему
В. ОБРУЧЕВ Землю, твердую почву под нашими ногами, мы привыкли считать чем-то незыблемым, прочным. На ней мы возводим самые тяжелые сооружения, углубляя их фундамент тем глубже, чем они тяжелее. Поэтому, когда земля начинает колебаться под ногами так, что на ней нельзя устоять, когда раскачиваются большие деревья, трещат и на наших глазах разваливаются прочные здания, простоявшие десятилетия и более, когда трещины разрывают почву и из глубины ее раздается гул и грохот, как будто рушатся сами недра Земли, - человека охватывает ужас, он теряет голову, не знает куда бежать, где спасаться от грозящей гибели.Таких землетрясений в течение года бывает несколько десятков, а еще более сильных, которые разрушают города и губят тысячи людей, - только единицы. Еще реже случаются катастрофические землетрясения, при которых в течение нескольких секунд погибает больше людей, чем от эпидемий или сражений.
Землетрясение проявляется на земной поверхности, но его очаг , т.е. область, где оно возникает, находится в недрах Земли, на большей или меньшей глубине, и сосредоточен в пределах плоскости или какого-нибудь пространства с неизвестными нам ограничениями.
Для упрощения вычислений принимают, что очаг представляет точку, называемую гипоцентром . Из него исходит ударная волна, распространяющаяся во все стороны и приводящая все частицы в упругие колебания, которые вместе с самой волной постепенно ослабевают с удалением от гипоцентра. На земной поверхности сотрясение всего сильнее в области, расположенной непосредственно над очагом: ее называют эпицентральной областью , а эпицентром - точки над гипоцентром.
С удалением во все стороны от эпицентра сотрясения чувствуются все слабее и слабее и, наконец, уже не ощущаются человеком, но записываются точными инструментами.
Изучение землетрясений составляет задачу особого отдела геологии, называемого сейсмологией (от греческого слова "сейсм" - сотрясение). Сотрясения, ощущаемые человеком, называют макросейсмами, а ощущаемые только инструментами - микросейсмами.
Сильные землетрясения обыкновенно начинаются одним или несколькими слабыми ударами, за которыми следуют после короткого или длинного промежутка времени один или несколько главных ударов, наиболее разрушительных; затем удары постепенно ослабевают и наконец переходят из макросейсмических в микросейсмические. В общем землетрясение может длиться несколько часов или целые сутки. Иногда известная область Земли испытывает сотрясения разной силы в течение нескольких дней, недель или месяцев.
Почти каждое землетрясение сопровождается звуковыми явлениями, которые производят сильное впечатление и внушают человеку ужас. Подземный гул то подобен глухим раскатам грома, то клокотанию кипящей воды, то грохоту тяжелого поезда или обвала, то свисту ветра, то визгу при полете снаряда, то взрыву. Звуки иногда опережают волну землетрясения, иногда отстают от нее.
Для изучения землетрясений используют специальные инструменты - сейсмографы . Они регистрируют землетрясение, отмечая время, силу и направление каждого удара в отдельности. Кривая хода землетрясения называется сейсмограммой . Она пишется на бумаге, заправленной в сейсмограф.
Хорошие сейсмографы регистрируют не только землетрясение, случившееся в той местности, где установлен инструмент, т.е. где находится сейсмическая станция или в ближайших окрестностях, но и самые отдаленные землетрясения и позволяют определить, на каком расстоянии от станции они случились, а также их силу.
Вопрос о том, на какой глубине находится очаг землетрясения, решается вычислениями на основании сейсмо-граммы. Грубый, но наглядный способ дает измерение трещин в стенах зданий. Определив наклон трещин к земной поверхности и проведя к ним перпендикуляры, можно найти очаг на пересечении последних на глубине с вертикалью, проведенной через эпицентр, или на пересечении перпендикуляров друг с другом.
Наблюдения показали, что большая часть землетрясений зарождается на глубине 50 км от земной поверхности, небольшая часть - на глубине от 50 до 100 км и лишь единичные землетрясения исходят с глубин до 300-700 км.
Область, наиболее пострадавшая от землетрясений, располагается вокруг эпицентра и называется плейстосейстовой областью. Размеры ее зависят не только от силы удара, но и от глубины очага.
Сила землетрясений определяется по их последствиям; по принятой в СССР шкале различают 12 баллов землетрясений: от незаметного до сильной катастрофы. (О градациях силы землетрясений см. "Наука и жизнь" № 5, 2005 г. Там же пояснено отличие классификации интенсивности землетрясений в баллах и по величине магнитуды по шкале Рихтера. - Прим. ред.)
Причины землетрясений бывают троякие. Во-первых, пустоты, создаваемые в растворимых породах земной коры подземными водами, являются причиной землетрясений, обусловленных провалом кровли этих пустот. Это провальные землетрясения, они имеют очень небольшую область распространения, маленькую плейстосейстовую область, небольшую глубину очага, но могут быть очень разрушительными.
Во-вторых, вулканическим извержениям часто предшествуют, а иногда и сопутствуют более или менее сильные землетрясения, обусловленные внезапным разрежением напряжения газов в канале вулкана, при выпирании ими лавовой пробки из жерла, а также провалами кровли пустот, образовавшихся после излияния лавы. Эти вулканические землетрясения иногда бывают весьма разрушительными: область их распространения и плейстосейстовая область невелики, очаг неглубокий.
В-третьих, все медленные смещения толщ в земной коре в связи с их дислокациями - образованием складок, сбросов, взбросов и сдвигов - часто сопровождаются землетрясениями. Эти тектонические землетрясения наиболее распространены и являются также нередко самыми разрушительными; область их распространения и плейстосейстовая область могут иметь очень различные размеры, а очаг может находиться на различных глубинах.
Каковы предвестники землетрясений?
Слабые сотрясения почвы, регистрируемые сейсмографами, а отчасти также замечаемые людьми за несколько часов до разрушительного землетрясения, являются его предвестниками, впрочем необязательными; сильное землетрясение может наступить без таких предвестников, или же они предшествуют ему так непосредственно, что теряют свое предупредительное значение. Иногда все дело может закончиться этими слабыми сотрясениями.
Наиболее чуткими по отношению к близкому землетрясению являются животные. Домашние животные - куры, свиньи, ослы - начинают беспокоиться и шуметь. Дикие звери ревут, крокодилы выползают из воды, на острове Куба ручные ужи, спасаясь, уползают из домов на поля. (Подробнее см.: П. Мариковский. Животные предсказывают землетрясения. - Алма-Ата: Наука, 1984. - Прим. ред.)
Последствия землетрясений выражаются в более или менее сильных повреждениях всяких сооружений человека вплоть до их полного разрушения, в трещинах, сбросах и сдвигах пластов земной коры, обвалах и оползнях в горах, в исчезновении и появлении источников, осушении и затоплении морских берегов.
Степень повреждения сооружений зависит прежде всего от качества постройки, но также и от состава почвы, характера сотрясения, силы удара и угла его выхода. Вертикальные удары, которые наблюдаются в эпицентре и в непосредственной близости к нему, менее вредны, чем волнообразные колебания, которые характерны для окружающей местности. Волны землетрясения, пробегающие в почве, сильно разрушают здания, в особенности стены, если они параллельны волне. Они не только поднимаются по волне, но и выгибаются ею. Угол выхода удара на поверхность, как показали теория и опыт, влечет наибольшие разрушения при величине от 45 до 55о.
Влияние состава почвы объясняется тем, что скорость распространения землетрясения зависит от него; в твердых породах скорость гораздо больше, чем в рыхлых. В мощной толще рыхлых пород, например наносов (аллювий долин), волна ослабевает и может даже совсем затухнуть; но небольшая толща, лежащая на твердых коренных породах, не успевает смягчить удар, а подбрасывается на своем основании. В этих условиях разрушение будет сильнее, чем прямо на коренных породах.
При наибольшей силе землетрясения все здание превращается в кучу обломков. Однако огромное значение имеет качество материала, из которого построено здание: стены, сложенные из кирпича на хорошем цементе, при той же силе землетрясения пострадают гораздо меньше, чем стены, сложенные из валунов, связанных глиной.
Разрушение зданий часто сопровождается пожарами, так как развалившиеся очаги, опрокинутые лампы, разорванные электропровода дают начало огню, а порча водопроводов и загромождение улиц обломками затрудняют в городах тушение пожаров. Так, при землетрясении 1 сентября 1923 года в Японии после первого толчка в Токио вспыхнули пожары в 76 местах, и за двое суток выгорело три четверти города.
Сильные разрушения зданий, в особенности при землетрясениях, случающихся ночью, неминуемо влекут за собой гибель людей, засыпанных обломками в домах: всеобщая паника, пожары и загромождение улиц затрудняют своевременное откапывание живых. Например, землетрясение 1920 года в провинции Ганьсу в Китае повлекло за собой смерть около 200 000 человек, большинство из них было засыпано в разрушенных от удара пещерных жилищах в лёссе.
Кроме зданий в городах во время землетрясений страдают также и подземные сооружения - трубы канализации, водопроводов и газопроводов, кабели освещения и телефона, каменные и железные мосты (у последних соскакивают с устоев отдельные фермы), рельсовые пути (искривляется полотно вместе с рельсами).
В земной коре при каждом сколько-нибудь значительном землетрясении образуются трещины , в наибольшем количестве в области эпицентра; иногда они расходятся во все стороны от какого-либо центра, но чаще располагаются без всякого порядка в разных направлениях. В горах они обычно располагаются вдоль склона, а на побережье - вдоль берега. Трещины достигают ширины от 20-50 см до 10-15 м и тянутся иногда на многие километры; глубина их доходит до 10 м; в них проваливаются отдельные здания, люди и животные. Трещины, образовавшиеся при первом ударе, иногда закрываются при следующих, но часто смыкаются медленно или остаются открытыми.
Опускания более крупных площадей или провалы их происходят при очень сильных землетрясениях, достигают даже 60 м глубины и сопровождаются извержением воды и грязи. В Лиссабоне при землетрясении 1755 года опустилась набережная с массой собравшихся на ней людей, а во время землетрясения 1861 года в дельте реки Селенги на озере Байкал случился провал - оседание площади около 260 км2, которая вместе с находившимися на ней жилищами и стадами опустилась ниже уровня озера в среднем на 2,9 м.
Если очаг землетрясения находится где-либо под дном океана или большого моря, то сотрясение передается через всю толщу воды - это море-трясение (или цунами). Его ощущают на кораблях, проходящих в это время по морю. При вертикальном ударе, т.е. над эпицентром, корабль вдруг поднимается, а затем опускается, замечается вспучивание воды. При боковых ударах корабль испытывает толчок, как будто он наткнулся на подводную скалу, плавучий лес или ледяную глыбу; незакрепленные предметы падают, люди с трудом удерживают равновесие; особенно сильно бывает сотрясение руля. Удар часто сопровождается глухим шумом, переходящим из воды в атмосферу.
Более разрушительны последствия моретрясений, если эпицентр находится недалеко от берега. Тогда море при первом ударе часто осушает большую площадь, а затем волна с громадной силой возвращается обратно, обрушивается на берега и смывает с них все. Так, при Лиссабонском землетрясении 1775 года волна достигла высоты 26 м и погубила 60 000 человек, распространившись на 15 км в глубь страны. На Камчатке в 1923 году волны занесли лед на полкилометра от берега, завалили им несколько зданий; тундра была залита на несколько километров. Мелкая прибрежная часть моря часто покрывается беспорядочными бушующими волнами, которые мечутся взад и вперед. Волны, поднятые землетрясением у берега, затем распространяются на большое расстояние по океанам и размывают берега, прибрежные селения и города. Например, землетрясение 1960 года в Чили вызвало возобновление деятельности вулканов и сильное цунами, волны которого достигали западных берегов Тихого океана. (Катастрофическое цунами в конце 2004 года в восточной части Индийского океана привело к гибели сотен тысяч людей и к огромному материальному ущербу в странах Юго-Восточной и Южной Азии. См. "Наука и жизнь" № 3, 2005 г. - Прим. ред.) Распространение землетрясений на земной поверхности показывает, что они тесно связаны с областями дислокаций и вулканизма. Статистика показывает, что 40% землетрясений приурочено к берегам Тихого океана, от Магелланова пролива через Алеутские острова до Новой Зеландии, которые отличаются и обилием вулканов. Здесь мы находим горные цепи, окаймляющие материки, и в ближайшем соседстве с ними - самые глубокие впадины на дне океанов, вытянутые вдоль берегов, т.е. наиболее резкие переломы рельефа. Около 50% землетрясений приходится на так называемый "пояс разлома" Земли, который тянется от Мексики в Западном полушарии через Атлантический океан по Средиземному морю до Каспия и Индии и отличается молодыми складчатыми горами и крупными опусканиями - провалами, а также действующими вулканами. Только 10% землетрясений падает на остальные главные массы материков, причем среди них нужно выделить как наиболее подверженные: 1) пояс разломов вдоль африканских озер, Красного и Мертвого морей; 2) горные цепи Тянь-Шаня и Памира и 3) южную часть озера Байкал с прилегающей местностью.
Соотносятся ли как-то землетрясения с другими явлениями природы? Статистика показала, что землетрясения случаются: 1) чаще осенью и зимой, чем весной и летом (соотношение 4:3); 2) чаще во время новолуния и полнолуния; 3) чаще в перигее, т.е. во время нахождения Луны на наименьшем расстоянии от Земли; 4) удары бывают чаще и сильнее во время нахождения Луны на меридиане данного места.
С ветрами, осадками и переменами атмосферного давления также замечаются известные соотношения. Так, сильные ветры сами вызывают микросейсмические колебания. Землетрясения наблюдаются несколько чаще после периода сильных осадков. Наиболее ясна связь с резкими переменами давления воздуха, и это понятно: падение атмосферного давления на 1 мм соответствует уменьшению давления на 1 км2 на 13,6 миллиона килограмм. Резкое падение или увеличение давления воздуха может вызвать разрежение напряжения в складках или разломах в форме смещения толщ, которое, в свою очередь, вызовет сотрясение. Такое же влияние может иметь усиление нагрузки на земную кору вследствие большого количества осадков зимой и осенью, давления ветра и усиления морских приливов в зависимости от положения Луны.
Предотвращать землетрясение человек не в состоянии: в его силах в лучшем случае только заблаговременно предупреждать о них, чтобы люди успели спастись, и возводить такие сооружения, которые выдерживают даже сильные сотрясения.
С целью предупреждения в местностях, подверженных землетрясениям, устраивают сейсмические станции, снабженные точными и чувствительными сейсмографами, которые должны не только регистрировать сильные сотрясения, но и микросейсмические и на основании их изучения выяснить по возможности такие движения, которые являются предвестниками разрушительных. К сожалению, это сделано не во всех регионах Земли.
Предохранительные мероприятия, уже принятые во всех странах, сильно страдающих от землетрясений, состоят в определенных правилах для возведения зданий. В основном они сводятся к расширению фундамента, применению металлической связи в кирпичной кладке, особой прочности сводов и перемычек, отделению крыши зазором от дымоходов, запрещению тяжелых карнизов и лепных украшений и употреблению вполне доброкачественных материалов. Постройки, возведенные согласно этим правилам, называются антисейсмическими и должны гарантировать живущих в них от гибели под развалинами.
