Каждый год сейсмические станции регистрируют сотни тысяч землетрясений. Подавляющее большинство настолько слабы, что их замечают только приборы. Но несколько раз в год где-нибудь на планете происходит толчок, способный разрушать города. Чтобы понять, откуда берётся такая сила, нужно представить себе, как устроена внешняя оболочка Земли.
Плиты, которые движутся
Твёрдая оболочка планеты — литосфера — разбита на несколько крупных и множество малых плит. Они перемещаются относительно друг друга на несколько сантиметров в год, примерно с той же скоростью, с какой растут ногти. Плиты расходятся, сталкиваются или скользят одна вдоль другой.
Движение это не плавное. На границах края плит сцеплены трением. Глубинные силы продолжают толкать плиту, а её край остаётся на месте, и порода упруго деформируется, как сжатая пружина. Напряжение копится десятилетиями и столетиями. Когда оно превышает прочность пород, происходит резкий срыв: блоки смещаются вдоль разлома за секунды, и накопленная энергия расходится в виде волн.
Место, где начался разрыв, называют очагом, или гипоцентром; точку на поверхности прямо над ним — эпицентром. Чем ближе очаг к поверхности, тем сильнее сотрясения при той же энергии.
Волны, которые расходятся от очага
От очага идут волны нескольких типов. Первыми приходят продольные волны: они сжимают и растягивают породу, как звук — воздух. За ними следуют более медленные поперечные, которые раскачивают грунт из стороны в сторону. Наконец, по поверхности распространяются самые медленные и обычно самые разрушительные волны.
Разница во времени прихода первых двух типов позволяет вычислить расстояние до очага, а данные нескольких станций — его точное положение. Те же волны служат учёным своеобразным рентгеном: именно по тому, как они проходят сквозь планету, было установлено, что у Земли есть жидкое внешнее ядро и твёрдое внутреннее.
Магнитуда и баллы — не одно и то же
В сообщениях о землетрясениях часто путают два понятия.
- Магнитуда характеризует энергию, выделившуюся в очаге. У каждого землетрясения она одна. Первую такую шкалу предложил американский сейсмолог Чарльз Рихтер в 1930-х годах; сейчас пользуются более совершенной, но суть та же. Шкала логарифмическая: увеличение магнитуды на единицу означает рост энергии примерно в тридцать раз.
- Интенсивность в баллах описывает, как землетрясение проявилось в конкретном месте: что почувствовали люди, как пострадали здания. Она убывает с расстоянием от эпицентра и зависит от грунта.
Поэтому правильно говорить «землетрясение магнитудой 7», но «в городе толчки ощущались силой шесть баллов». Самое сильное землетрясение за время приборных наблюдений произошло в Чили в 1960 году; его магнитуду оценивают в 9,5.
Почему нельзя назвать день и час
Сейсмологи хорошо знают, где землетрясения возможны: это пояса вдоль границ плит — берега Тихого океана, полоса от Средиземноморья через Кавказ и Среднюю Азию к Гималаям. В России наиболее сейсмичны Камчатка, Курилы, Сахалин, Прибайкалье, Алтай и Кавказ. Можно оценить и вероятность сильного толчка в данном районе за ближайшие десятилетия.
А вот указать заранее точное время, место и силу пока не удаётся. Разрыв начинается на глубине многих километров, в недоступной для прямых измерений толще, и надёжных предвестников, которые срабатывали бы всегда, не найдено. Сообщения о точных датах будущих землетрясений научной основы не имеют.
Что помогает на практике
Главная защита — не прогноз, а подготовка. Карты сейсмической опасности определяют, насколько прочными должны быть здания в том или ином районе. Сейсмостойкие конструкции позволяют домам выдерживать сильные толчки без обрушения.
В ряде стран работают системы раннего оповещения. Они не предсказывают землетрясение, а используют то, что электрический сигнал быстрее сейсмической волны: датчики вблизи очага ловят первые колебания, и предупреждение уходит в города за секунды или десятки секунд до прихода разрушительных волн. Этого хватает, чтобы остановить поезда и перекрыть газ.
Землетрясения — оборотная сторона той же подвижности недр, которая создаёт горы и обновляет поверхность планеты. Отменить их нельзя, но жить рядом с ними, зная их природу, вполне возможно.
