Полная версия

Главная arrow География arrow ГЕОЛОГИЯ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Землетрясения

Землетрясения — это одни из наиболее страшных природных катастроф, в течение считанных минут уносящие десятки и сотни тысяч человеческих жизней, вызывающие опустошительные разрушения в городах и поселках и меняющие рельеф. В декабре 1988 г. в Армении произошло мощное землетрясение, названное спитакским по наименованию города Спитак, полностью стертого им с лица земли. Тогда за несколько секунд погибли более 25 тыс. человек, а несколько сотен тысяч получили ранения. Ашхабадское землетрясение в октябре 1948 г. унесло более 100 тыс. жизней. В результате землетрясений в Китае в 1920 г. погибли 200 тыс. человек, в Японии в 1923 г. — более 100 тыс. Примеров катастрофических землетрясений, повлекших за собой большие жертвы, очень много. Такими были, например, землетрясения в 1755 г. в Лиссабоне, в 1906 г. в Сан-Франциско, в 1908 г. на острове Сицилия, в 1950 г. в Гималаях, в 1957 г. в Западной Монголии и в 1960 г. в Чили. В 1976 г. 250 тыс. человек стали жертвами очень сильного тянь-шаньского землетрясения в Китае. 3100 человек погибли при землетрясении 1980 г. в Италии, 2500 — в 1981 г. в Иране. В 1993 г. сильное землетрясение обрушилось на японский город Кобе, вызвав пожары, опустошившие целые кварталы и повлекшие человеческие жертвы. В 1994 г. мощные подземные толчки сотрясли Сан-Франциско, обрушив автомобильные эстакады. Трагедией обернулось землетрясение в 1995 г. в Нефтегорске на севере Сахалина, когда рухнуло несколько зданий, под обломками которых погибли 2 тыс. человек. Зимой 1998 г. мощное землетрясение обрушилось на Афганистан. В 2003 г. мощное землетрясение в Восточном Иране стерло с лица земли город Вам, погубив несколько десятков тысяч человек. В феврале 2004 г. много жертв было при землетрясении в Марокко на северо-западе Африки. Этот список можно продолжать бесконечно, так как землетрясения разной силы и в разных районах земного шара происходят постоянно, приводя к многочисленным человеческим жертвам и нанося огромный материальный ущерб. Именно поэтому ученые различных стран предпринимают большие усилия в изучении природы землетрясений и их прогноза. К сожалению, непосредственно предсказать место и время землетрясения, за исключением нескольких случаев, до сих пор еще не удается.

Положение гипоцентра (или очага, фокуса) и эпицентра землетрясения

Рис. 5.16. Положение гипоцентра (или очага, фокуса) и эпицентра землетрясения

Что представляет собой землетрясение. Интенсивность землетрясений. Землетрясение — это мгновенное высвобождение огромной энергии в результате разрыва горных пород. А почему вдруг горные породы, такие прочные на первый взгляд, раскалываются? Дело в том, что на них воздействуют очень большие силы, которые их либо сжимают, либо, наоборот, растягивают. Любая горная порода обладает своим пределом прочности, и, если напряжения растут и превышают его, она не выдерживает и раскалывается.

Разлом, смещение в горных породах охватывает некоторый объем, который называют очагом, или гипоцентром землетрясения (рис. 5.16). При мгновенном смещении пород возникают упругие волны деформаций, которые, распространяясь из очага во все стороны и достигая земной поверхности, производят разрушения. Чем больше объем очага, тем землетрясение сильнее.

Наверное, многие слышали, как говорят, что эпицентр землетрясения был, скажем, в районе города Из- мит в Турции. Эпицентр — это проекция гипоцентра на земную поверхность. Вокруг эпицентра располагается область наиболее сильных сотрясений, а с удалением от него они уменьшаются. Участки одинаковых сотрясений отмечают на карте линиями, которые называют изосей- стами (от греч. isos — равный, seistos — сотрясения).

Как же измеряют интенсивность землетрясений? В России для этого используют 12-балльную шкалу. В соответствии с ней землетрясения в 1—3 балла определяют как слабые, в 4—5 — ощутимые, в 6—7 — сильные, в 8—10 — очень сильные, разрушительные, в 11—12 — катастрофические.

Существует и международная шкала Ч. Рихтера, где интенсивность землетрясения измеряется магнитудой. Магнитуда — это десятичный логарифм отношения максимальных амплитуд сейсмических волн данного землетрясения к амплитуде волн стандартного землетрясения. Чем больше размах волны, тем соответственно больше смещение грунта и сильнее землетрясение. По шкале Рихтера максимальная интенсивность землетрясений достигает 8,8 балла.

При любом землетрясении выделяется огромная энергия, которая превышает энергию взрыва самых мощных термоядерных бомб (рис. 5.17). Поэтому так велики бывают разрушения.

Уже говорилось о том, что приход на земную поверхность сейсмических волн регистрируют специальные приборы — сейсмографы, которые записывают колебания грунта в виде сейсмограмм. Ежегодно регистрируют несколько сотен тысяч землетрясений, однако не более 100 из них можно отнести к сильным и разрушительным.

Распространение землетрясений. Землетрясения происходят в определенных районах земного шара. Наибольшее их количество связано с активными окраинами континентов, например по всей окружности Тихого океана. В других случаях землетрясения связаны с горноскладчатыми зонами, возникшими при столкновении

Выделение энергии при землетрясениях разной силы крупных литосферных плит

Рис. 5.17. Выделение энергии при землетрясениях разной силы крупных литосферных плит, например в Альпийском складчатом поясе, протягивающемся вдоль Средиземного моря и охватывающем Альпы, Апеннинский полуостров, Балканы, Карпаты, Анатолию, Кавказ, горы Ирана, Гималаи и т. д.

Наиболее сейсмичны те районы, где океаническая кора погружается (т. е. субдуцирует) под континентальную. В верхней части холодной, тяжелой и хрупкой океанической плиты возникают многочисленные очаги землетрясений, глубина которых может достигать 700 км, но чаще всего составляет 300—350 км.

Гипоцентры этих землетрясений образуют наклонную зону, уходящую под континент. Ее называют сей- смофокалъной зоной Беньоффа, по имени геофизика, подробно описавшего ее в 1949 г., хотя открыта она была еще в 1936 г.

Землетрясения сопровождают и образование рифтов как в срединно-океанических хребтах, так и на континентах, например в районе озера Байкал. Но в этих местах они связаны с процессами растяжения, а не сжатия, как на Кавказе, в Турции, Иране и в зонах Беньоффа.

Почему в 1999 г. сильнейшие землетрясения разрушили город Измит в Турции, несколько городов на острове Тайвань и в других местах? Потому что напряжения сжатия, развивающиеся на границах сталкивающихся либо погружающихся друг под друга литосферных плит, превысили прочность горных пород, и те стали разламываться и раскалываться. Напряжения рассасываются после землетрясений, а потом вновь нарастают, так как плиты продолжают сближаться или, наоборот, расходиться. Снова происходит мгновенная разрядка напряжений, т. е. землетрясение.

В пределах СНГ землетрясения наиболее часто происходят в Восточных Карпатах, в горах Крыма, на Кавказе, в Копетдаге, на Тянь-Шане и Памире, Алтае, на озере Байкал, острове Сахалин, на Камчатке и Курильских островах. Большая часть землетрясений, около 85%, происходит в обстановке сжатия и только 15% — в обстановке растяжения земной коры.

Есть и огромные районы — древние платформы, такие как Восточно-Европейская, Сибирская, Северо-Американская и др., а также обширные океанические плиты, в которых землетрясений практически не бывает.

Таким образом, землетрясения происходят в наиболее геологически активных районах земного шара, там, где сейчас наблюдается максимальное расчленение высот рельефа, например на востоке Азии: глубоководный желоб (более 9 км глубины), островная дуга с вулканами высотой до 3 км, окраинное море и континент. Такие же активные геологические процессы — поднятия гор и опускание впадин — происходят на Кавказе, в Иране, Афганистане, в Гималаях.

Можно ли предсказать землетрясение? К сожалению, как уже было отмечено, несмотря на все усилия ученых, место и время его пока точно предсказать невозможно. Однако можно очертить районы, где могут быть землетрясения различной интенсивности. Поэтому составляют специальные карты сейсмического районирования, которые очень важны, например для строителей, так как в районах с повышенной сейсмичностью все постройки должны быть специально укреплены. Особенно это касается промышленных объектов повышенной опасности — атомных электростанций, химических заводов, гидроэлектростанций. Необходимо также укреплять и жилые дома. Здесь их нельзя строить многоэтажными, лучше располагать на скальном основании, стены скреплять специальными обручами и т. д. В Японии и США, например, где часты сильные землетрясения, сейчас затрачивают много усилий на укрепление домов, мостов и промышленных построек.

Цунами. Если землетрясение происходит в океане, то над его эпицентром при внезапном вертикальном смещении дна во всей массе воды возникают своеобразные волны, двигающиеся во все стороны от эпицентра со скоростью до 800 км/ч. В открытом океане эти волны, обладающие большой длиной, практически незаметны, но с приближением к пологому берегу, в заливах, бухтах, высота их увеличивается, образуется крутая водяная стена высотой 20—30 м, а нередко и выше, которая с колоссальной силой обрушивается на пологий берег, сметая все на своем пути (рис. 5.18).

22 мая 1960 г. произошло сильное землетрясение в Тихом океане у берегов Чили. Волна за 15 часов «пробежала» по поверхности океана 10 500 км со скоростью 700 км/ч и достигла гавани Хила на Гавайских островах. В 1896 г. волны от землетрясения на японском побережье вызвали гибель 26 тыс. человек. Такие волны на-

Образование цунами

Рис. 5.18. Образование цунами. В результате возникновения разрыва в дне океана происходят землетрясение и образование пологой впадины в зеркале воды (2). Затем на месте впадины возникает водяной холм (3). Холм потом распадается, и от него расходятся пологие волны, которые при приближении к отмелому берегу вырастают в высоту и обрушиваются на него (4)

зывают цунами, что в буквальном переводе с японского языка означает «большая волна в заливе». В России опасность цунами угрожает побережью Камчатки и Курильских островов. Там создана специальная служба предупреждения этого явления.

Вопросы

  • 1. Что представляет собой землетрясение?
  • 2. Почему горные породы раскалываются?
  • 3. Что представляет собой очаг землетрясения?
  • 4. Как соотносятся между собой гипоцентр и эпицентр землетрясения?
  • 5. Какие существуют шкалы измерения интенсивности землетрясений?
  • 6. Что такое изосейсты?
  • 7. Как регистрируют землетрясения?
  • 8. Какие вам известны разрушительные землетрясения?
  • 9. Какие напряжения вызывают землетрясения?
  • 10. Где на земном шаре располагаются наиболее сейсмичные районы?
  • 1 1. Почему землетрясения приурочены к активным континентальным окраинам?
  • 12. Что такое сейсмофокальная зона Беньоффа?
  • 13. Почему землетрясения возникают в зонах столкновения литосферных плит?
  • 14. Можно ли предсказать землетрясение?
  • 15. Что такое цунами?
  • — ВЫВОДЫ -

Землетрясения происходят в результате мгновенной разрядки напряжений в земной коре и верхней мантии. При этом возбуждаются объемные и поверхностные волны, которые, достигнув поверхности земли, производят основные разрушения. Землетрясения в океанах образуют волны цунами, многократно увеличивающиеся по высоте при достижении пологого берега. Землетрясения приурочены к границам литосферных плит. В активных окраинах гипоцентры землетрясений образуют наклонные зоны, погружающиеся под континенты. Предсказать место и время землетрясения пока невозможно.

ЗНАМЕНИТОЕ ШИКОТАНСКОЕ ЦУНАМИ

Цунами в переводе с японского означает «большая волна в заливе». В России это явление, по существу, стало известным после 1952 г., когда на одном из островов Курильской гряды — Парамушире — волной высотой 12 м был разрушен городок Северо-Курильск. 4 октября 1994 г. неподалеку от острова Шикотан этой же гряды, примерно в 50 км к востоку от нее, в океане, произошло мощное землетрясение силой 8 баллов по шкале Рихтера с очагом, располагавшимся всего лишь в 30 км от поверхности. Образовавшаяся волна, которая при приближении к островам достигла высоты 10 м, наделала много бед: смыла дома и переместила их в глубь берега на 300 м; сорвала с якорей корабли и баркасы, некоторые из них оказались в 150 м от причалов. Корабли, находившиеся в открытом океане вблизи эпицентра землетрясения, ощутили сильнейший удар по корпусу, а затем их корпус вибрировал в течение полминуты. А на поверхности океана возникло как бы кипение в виде очень крутых волн и вихрей. Так что, кроме землетрясения, произошло еще и моретрясение, сопровождавшееся цунами.

Кстати, волны цунами возникают не только при землетрясениях. 9 июня 1958 г. на Аляске со склонов горы фейруэзер в бухту Литуя сошел колоссальный оползень объемом 80 млн м3. Эта огромная масса горных пород вызвала гигантскую волну высотой 524 м, заплески которой отмечены на береговых склонах именно на этой высоте! Останкинская телебашня в Москве имеет высоту 540 м. Следовательно, волна была такой невообразимой высоты.

Цунами возникают довольно часто; только за последние 10 лет их произошло более 70. Поэтому создана специальная служба предупреждения цунами. Говорят, на прибрежных дорогах в Японии висят плакаты-предупреждения: «Путник! Почувствовав землетрясение, помни о цунами. Увидев цунами, беги в гору!»

НЕфТЕГОРСКАЯ ТРАГЕДИЯ

Ночью 28 мая 1995 г. небольшой городок Нефте- горск, расположенный на севере острова Сахалин, был уничтожен сильнейшим девятибалльным землетрясением. Рухнувшие дома погребли под своими развалинами более 2 тыс. человек. Эпицентр землетрясения находился вблизи Нефтегорска, а сейсмический очаг практически вышел на поверхность и представлял собой разлом длиной около 40 км. Наутро вся Россия узнала о трагедии.

Такого сильного землетрясения здесь не предполагали. На всех специальных картах сейсмического районирования эту зону обозначали как семибалльную. Это была явная ошибка сейсмологов, но еще больше виноваты строители, так как рухнувшие дома были возведены вообще без всяких антисейсмических приемов, обязательных даже и для семибалльной зоны.

После землетрясения началось детальное геологическое изучение этого района. Было установлено, что подобные, если не более сильные, землетрясения там имели место и раньше: были обнаружены их следы — палеосейсмодислокации, например смещение древних почвенных горизонтов, неоднократные подвижки по разломам. Уроки нефтегорской катастрофы еще долго будут извлекать строители и геологи.

КОРИНФСКИЙ ПЕРЕШЕЕК

Полуостров Пелопоннес — самый знаменитый и большой в Греции. Здесь расположены древняя Спарта, театр Эпидавр, развалины Микен, Олимпии и еще множество исторических памятников, знакомых всем по истории древнего мира.

Полуостров соединяется с материком узким, шириной всего 6 км, перешейком, на котором располагается древний Коринф. К северо-западу от перешейка находится Коринфский залив, а к юго-востоку — Сароникский, где на берегу полуострова Аттика располагаются порт Афин Пирей, а рядом сами Афины. Но чтобы попасть из одного залива в другой, надо было обогнуть полуостров Пелопоннес, а это более 1 тыс. км. Еще в VIII в. до н. э. греки ставили свои корабли на повозки с колесами и по дороге, вымощенной плитами, перетаскивали их из порта Лакэон в порт Кенхреи через высшую отметку перешейка в 50 м. О том, чтобы прорыть канал через перешеек, мечтали Александр Македонский, Гай Юлий Цезарь, Калигула, а Нерон уже начал его рыть в 68 г. н. э., но смерть прервала его работы.

Коринфский перешеек представляет собой молодое тектоническое поднятие в виде горста с многочисленными сбросами, которые прекрасно видны в стенках канала, все-таки прорытого через перешеек в 1881 г. по проекту французского инженера Фердинанда де Лессепа, создателя и Суэцкого канала, соединившего Красное море со Средиземным.

Коринфский перешеек и в наши дни геологически очень активен, там часто происходят землетрясения, северное побережье поднимается, о чем свидетельствуют волноприбойные ниши на высоте 3 м над уровнем моря. А совсем рядом, в нескольких километрах, суша опускается, и древнегреческие храмы уже погружены под воды Сароникского залива, а дороги уходят прямо в воду.

Сейчас по каналу длиной 6343 м, шириной 24 м и глубиной 8 м все время проходят корабли, значительно сокращая свой путь из одних районов Греции в другие.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>