Вулканы и землетрясения - это особые явления природы, происходящие в связи с особенностями тектоники плит. Извержение вулкана, как правило, сопровождается землетрясениями, относящимися к особому состоянию содрогания земной коры, в результате чего происходит резкое высвобождение мощной энергии. Большей частью, это сейсмические волны, зарожденные земными природными явлениями, а иногда и определенными техногенными событиями.

Вулканы - разнообразные отверстия в коре земли, из недр которых с огромной скоростью и силой на поверхность выбрасываются большие объемы расплавленных горных пород.

Прежде чем рассмотрим примеры извержения вулканов в России, вкратце приведем некоторые определения, и выясним, каким же образом возникают подобные явления.

Общая информация о вулканах и землетрясениях

Землетрясения происходят в связи с внезапным скачком давления, накопившимся под земной корой за какой-то определённый период времени. Сейсмическая обстановка определяется измерениями при помощи сейсмометра (размер и сила произошедшего землетрясения).

Точка возникновения землетрясения называется его эпицентром. Гипоцентр - точка на земной поверхности, и над эпицентром вулканов. Извержения, включающие массы (экструзии) расплавленной магмы, как правило, приобретают форму гор или возвышенностей после остывания выброшенных материалов.

Эти ужасные природные явления могут возникать в любой части земной поверхности (даже в горах), как на территории суши, так и на морском дне и в океанах. Нередко наблюдается на территории России, о чем будет более подробно рассказано чуть ниже в статье.

Подразделяются вулканы на 3 типа: потухшие, спящие (пока не активные) и активные.

Карты с местами вулканических вспышек и землетрясений демонстрируют, что большей частью (как отмечалось выше) эти явления между собой тесно взаимосвязаны, и основой их возникновения в большей степени является особенность тектоники литосферных плит Земли.

Самые страшные катаклизмы в мире

Ниже представлены несколько вулканов России, проявлявших свою активность за последние пять лет, и дана краткая история их активности.

Плоский Толбачик

В ноябре 2012 года извержение вулкана в России произошло на востоке Камчатки. Это место - Толбачикский вулканический массив, входящий в Ключевскую группу вулканов (юго-западная ее часть). В состав ее входят Плоский Толбачик (с высотой 3140 м) и Острый Толбачик (3682 м). Расположены они на древнем щитовом вулкане.

Это было новое извержение, начавшееся с открытия трещины (длина примерно 5 км). Потоки лавы залили стационар (бывшая база «Ленинградская»), находящийся у подножия вулкана, и здание базы парка природного «Вулканы Камчатки».

Кизимен

Это стратовулкан в форме правильного конуса. Последнее активное извержение его случилось в 2013 году. Вулкан (2485 м) расположен на южной стороне хребта Тумрок (западный склон), в 265 километрах от города Петропавловск-Камчатский и в 115 километрах от с. Мильково.

Наибольшая его активность наблюдалась в 2009 году, в результате чего в долине гейзеров произошла активизация многих из них. Пепел в результате действия вулкана в том году разлетелся на большие территории биосферного заповедника (Корноцкий). Появился данный вулкан 12 тыс. лет назад.

Безымянный

Это еще один вулкан, расположенный на Камчатке около Ключевской сопки. От посёлка Ключи он расположен приблизительно в 40 километрах (Усть-Камчатский район). Его абсолютная высота равна 2882 метрам.

Последнее извержение его случилось в 2013 году, но самое знаменитое - в 1955-1956 гг. Облако извержения на тот момент достигло высоты почти 35 км. В итоге сформировался подковообразный кратер, открытый в восточном направлении (диаметр 1,3 км). На восточном подножии на территории площадью, равной 500 кв. км, все кустарники и деревья были переломаны и повалены.

Ключевская Сопка

Сравнительно недавно (август 1913 г.) сильное извержение вулкана в России произошло на востоке Камчатки. Этот стратовулкан - самый высокий из всех активных в Евразии. Его возраст приблизительно составляет 7000 лет, а высота периодически изменяется (4750-4850 м).

В октябре 2013 года произошла главная фаза (после 4 лавовых потоков) извержения с подъемом столба пепла до 10-12 километров. Шлейф от него протянулся в юго-западном направлении. Пеплопад прошел в селах Атласово и Лазо и Атласово, причем, толщина его слоя составляла примерно два миллиметра.

Карымская Сопка

Извержение последнее этого стратовулкана, находящегося на Камчатке (Восточный хребет), произошло в 2014 году. Его абсолютная высота равна 1468 метрам. Это один из активнейших вулканов. С 1852 года всего зафиксировано больше 20 извержений.

Около Карымской Сопки есть одноименное озеро, в котором в 1996 году при масштабном подводном взрыве, почти все живое, обитающее в нем, погибло.

Последнее извержение вулкана в России

Вулкан Шивелуч тоже находится на (Восточный хребет). Это самый северный из всех действующих Высота его абсолютная - 3307 метров.

В июне 2013 года (ранним утром) Шивелуч выбросил на высоту 10000 метров мощный столб пепла. В результате, в поселке Ключи (47 км от вулкана) произошел пеплопад. Все улицы и дома его покрыло миллиметровым слоем пепла рыжего цвета. В октябре (после извержения Ключевской сопки) Шивелуч вновь извергнул столб пепла на высоту 7600 метров. В феврале 2014 данная отметка достигла более 11 километров, а в мае вулкан изверг сразу 3 столба (от 7000 до 10000 метров).

В заключение об интересном факте

Землетрясения и извержение вулкана в России увеличили площадь территории России на 4 500 кв. метров. Что произошло? В связи с сейсмическими событиями, произошедшими на Курилах и Сахалине в 2007-2009 годах, территория страны увеличилась.

После землетрясения на юге Сахалина (Невельск) в августе 2007 года дно моря поднялось, образовав при этом новый небольшой участок суши (площадь три кв. км). Дополнительно 1,5 кв. километров территория России получила в результате нового извержения Пика Сарычева (Курильский

Иногда земная кора приходит в движение: происходит землетрясение - грозное природное явление, о котором, наверное, слышал каждый. Ежегодно регистрируется до миллиона слабых и несколько тысяч сильных землетрясений.

Сильные землетрясения способны вызвать серьёзные разрушения. За несколько секунд окружающая местность может стать неузнаваемой от разрушенных зданий и сооружений. В результате землетрясений нередко гибнет много людей.

Обычно землетрясения происходят вблизи границ плит. Как вы уже знаете, эти плиты находятся в постоянном движении. Плиты движутся и по горизонтали, и по вертикали. Когда края соприкасающихся плит «застревают», плиты сдвигаются, возникают подземные толчки. Районы, где особенно часты землетрясения, называют сейсмически активными (от греческого слова «сейсмос» - землетрясение).

Место, где происходит разрыв и смещение горных пород, называют очагом землетрясения. Обычно он находится на глубине нескольких километров.

Над очагом на земной поверхности расположено место наибольшего проявления землетрясения. Его называют эпицентром (от греческого слова «эпи» - над).

Землетрясения опасны своей внезапностью. С давних пор люди стремились научиться предсказывать эти явления природы.

В мире организована целая сеть станций, которые постоянно ведут наблюдения за состоянием земной коры. Они регистрируют все, даже слабые землетрясения, улавливая те волны, которые расходятся от места подземных ударов. К сожалению, надёжно и точно предсказывать землетрясения пока не удаётся.

Извержения вулканов - это грозное и опасное для людей природное явление. Вулканы образно называют огнедышащими горами. Само название этих гор происходит от имени древнеримского бога огня Вулкана.

Вулкан представляет собой гору, в верхней части которой имеется углубление - кратер, к которому подходит жерло. Под вулканом находится особая камера - очаг магмы.

Магма представляет собой расплавленное вещество мантии (от греческого слова «магма» - тесто, месиво).

Вулканы образуются в тех районах Земли, где глубокие трещины в земной коре создают пути для выхода магмы на поверхность. Пытаясь освободиться от колоссального давления, которое существует на глубине, магма устремляется вверх по жерлу и изливается на земную поверхность. Излившуюся на поверхность магму называют лавой. Обычно это бывает вблизи границ плит. Области наибольшего распространения вулканов совпадают с сейсмически активными районами.

Если лава густая, вязкая, то она остывает достаточно быстро, образуя высокую гору с крутыми склонами, имеющую форму конуса. Это конический вулкан. Более жидкая лава растекается быст рее, остывает медленнее, поэтому она успевает стечь на значительные расстояния. Склоны такого вулкана пологие. Это щитовой вулкан.

Иногда очень вязкая лава может застыть в канале, образуя пробку. Однако через некоторое время давление снизу выталкивает её, происходит сильное извержение с выбросом в воздух каменных глыб - вулканических бомб.

При извержении на поверхность выходит не только лава, но и различные газы, пары воды, вулканическая пыль, тучи пепла. Пыль и пепел разносятся на сотни и тысячи километров. Во время грандиозного извержения вулкана Кракатау в Индонезии (1883) частички вулканической пыли и пепла, образовавшиеся после взрыва вулкана, два раза облетели вокруг Земли.

В царстве беспокойной земли и огнедышащих гор

Вулканы, которые извергались хотя бы один раз на памяти человечества, называют действующими. Они могут извергаться постоянно или периодически. Если же об извержениях вулканов не сохранилось никаких сведений, их называют потухшими.

Обычно извержения вулканов сопровождаются подземным гулом, а иногда землетрясениями. Потоки лавы вызывают пожары, разрушают дороги, заливают поля.

Сейчас на суше насчитывают несколько сотен действующих вулканов. Ежегодно происходит 20-30 извержений.

В нашей стране много действующих вулканов на Камчатке и Курильских островах. Самый большой из них - Ключевская Сопка - расположен на Камчатке. Его высота 4688 м. Много вулканов на дне океанов. Там происходят подводные извержения.

1. Назовите основные районы распространения вулканов.
2. На каком материке нет вулканов?
3. Где на территории России расположены действующие вулканы?
4. Почему возникают землетрясения?
5. Что называют очагом и эпицентром землетрясения?
6. Каково строение вулкана?
7. Что служит причиной извержения вулкана?
8. Как происходит извержение вулкана?

Землетрясение возникает при внезапном смещении двух участков плит. Место в глубине, где происходит разрыв и смещение пород, называют очагом землетрясения. Над ним на земной поверхности находится эпицентр. Вулканы располагаются в основном вдоль границ плит. В этих местах магма при извержении вулкана изливается на поверхность в виде лавы.

Поиск по сайту.

На Земле нет более грозного, впечатляющего и гранди­озного явления природы, чем извержение вулканов. Дав­но известно, какие беды они несут людям, однако немно­гие знают, что с ними связано много полезного для человека. Во-первых, после извержения склоны вулка­нов и окружающие пространства покрываются слоем плодородного пепла, во-вторых, в результате вулканиче­ской деятельности формируются руды металлов и раз­нообразные строительные материалы, в-третьих, в вул­канически активных областях изливаются теплые и го­рячие минерализованные источники. И, наконец, извер­жения помогают нам получить неоценимую информацию о составе и строении глубоких недр нашей планеты.

Вулканы встречаются не только на Земле, но и ши­роко распространены на других планетах. Принято счи­тать, что вулканизм мог играть определяющую роль в формировании внешних оболочек космических тел, в том числе и нашей планеты, и благодаря ему смогли образоваться сложные органические соединения.

СОВРЕМЕННЫЕ ВУЛКАНЫ

Большинство действующих вулканов приурочено к зоне перехода от континентов к океанам. Широко известно так называемое Тихоокеанское огненное кольцо. Только в пределах этого кольца и на Индонезийской островной дуге располагаются 75% всех действующих вулканов, в пределах Средиземного моря - всего 5%, почти столько же, сколько во внутренних частях континентов (напри­мер, в области Великих африканских грабенов). Совсем недавно вулканы действовали на Аравийском полуост­рове, в Монголии и на Кавказе.

Вулканические извержения зарегистрированы и на дне Мирового океана. Многие Вулканы таятся в пучинах океанов, и лишь часть их выступает в виде отдельных островов или целых архипелагов - например, Гавайские, Галапагосские острова, о-ва Самоа и др. Вулканы в океанах, так же как и на суше, приурочены к зонам разломов в земной коре. Вулканические цепи в океанах вытянуты на 2000 км. К ним относятся Гавайские, Га­лапагосские, Молуккские и многие другие острова в Тихом, Индийском и Атлантическом океанах.

Тихий океан условно подразделяется на три вулкани­ческие провинции. К западной провинции приурочены протяженные цепи архипелагов: Самоа, Маршалловы острова, Каролинские острова, о-ва Кука, о-ва Тубуан, о-ва Туамоту. В центральной провинции располагается вулканический хребет Императорских гор и Гавайский архипелаг. На востоке Тихого океана протягивается Восточно-Тихоокеанский хребет.

В Индийском океане вулканы группируются в обла­сти Коморских островов и протягиваются от Сейшель­ских островов к Маскаренским. В Атлантическом океане многие аналогичные острова приурочены к Срединно-Атлантическому хребту - это о-ва Ян-Майен, Азорские, Канарские, Зеленого Мыса и Исландия с ее 140 вулка­нами, из которых 26 действующих.

Древние люди поклонялись вулканам и обожествля­ли их. Недаром последние получили название от имени подземного бога огня и кузнечного цеха - Вулькано. Вначале этим именем был назван небольшой остров и гора в Тирренском море вблизи Сицилии, поскольку над вершиной горы всегда курился дым и возникали огнен­ные факелы.

Вулкан чаще всего имеет вид конусообразной горы (рис. 11). Ее склоны выполнены застывшей лавой, вул­каническими гипсами и бомбами. На вершине имеется углубление - кратер, в котором нередко располагается озеро. На дне кратера находится канал, заканчиваю­щийся на поверхности жерлом. Канал заполнен застыв­шей лавой до тех пор, пока новая порция расплавленной магмы не поступит из глубины. Вследствие взрыва и выброса огромного количества обломочного материала, проседания и обрушения на вершине вулкана образуется кальдера. Например, при взрыве вулкана Бандайсан в Японии появилась кальдера шириной 2700 м и глубиной 400 м. Еще большие размеры имеет кальдера вулкана Кракатау. Она достигает в поперечнике почти 9 км, а дно ее опущено на 300 м ниже уровня моря.

Извержение вулканов - весьма красочное зрелище. Подземный гул, сопровождаемый сотрясениями почвы, выброс высоко в воздух раскаленных обломков - вулка­нических бомб и пепла, излияние раскаленной лавы, которая стекает по склону и широко разливается на рав­нине, уничтожая при этом все живое, - все это впечат­ляет. Катастрофические извержения сохранились в па­мяти человечества и многократно зафиксированы в са­мых различных летописях. Благодаря описаниям рим­ского ученого Плиния Младшего, до нас дошли сведения о страшном извержении Везувия в 79 г. н. э., во время которого раскаленная туча пепла полностью засыпала города Помпею, Геркуланум и Стабию. Со времени раз­рушения Помпеи и до XVII в. насчитывается восемь сравнительно слабых извержений Везувия. В 1631 г. в результате сильного извержения лавовый поток затопил несколько деревень. Другое сильное извержение произо­шло в 1794 г. и продолжалось 10 дней. После взрывов и сильных землетрясений лава стала изливаться из кра­тера. Раскаленный поток устремился вниз по склонам и быстро достиг цветущего города Торре-дель-Греко. Через несколько часов города не стало, его жители по­гибли. Даже море не в силах было остановить лаву.

Грандиозным было извержение в 1883 г. вулкана Кракатау, расположенного в Зондском архипелаге. Ост­ров Кракатау размером 9X5 км был необитаем, и опи­сания извержения получены с кораблей, находившихся в это время в Зондском проливе. 27 августа произошло четыре сильных взрыва. Грохот одного из них был слы­шен на расстоянии 5000 км. Пепел, выброшенный в ат­мосферу на огромную высоту, рассеялся по всей Земле. Вызванные взрывом волны-цунами пронеслись по бли­жайшим побережьям и погубили 36 тыс. человек. Боль­шая часть острова Кракатау погрузилась в пучины океа­на. Такая же учесть постигла о-в Санторин, один из южных островов архипелага Киклады в Эгейском море. Трагедия произошла в 1500 г. до н. э.

Самыми сильными в XX в. являются извержения вулканов Безымянного на Камчатке в 1955 г. и Эль-Чичон в Мексике в 1982 г. Длительное время сопка Безы­мянная не подавала признаков жизни и считалась по­тухшим вулканом. О ее пробуждении возвестили под­земные толчки, а извержение началось рано утром 22 октября 1955 г. За несколько дней высота вулкани­ческих выбросов достигла 8 км. Сверкали огромные мол­нии, взрывы не прекращались в течение всего ноября. Только за один месяц кратер вулкана расширился на 500 м. Гигантский взрыв произошел 30 марта 1956 г. Туча пепла достигла высоты 40 км. Начался пеплопад. Площадь, покрытая пеплом, имела протяженность 400 км и ширину 150 км. Общий объем пепла составил около 0,5 млрд. м 3 . Внешний вид вулкана очень сильно изменился, и прилегающие к нему районы были покрыты нагромождениями остывающей лавы. Извержение произошло в совершенно безлюдной местности, и эта катастрофа, к счастью, не привела к человеческим жертвам.

В Советском Союзе деятельность современных вул­канов изучается на Курильских островах и па Камчат­ке, где Академией наук СССР организован и плодотвор­но работает специальный вулканологический институт. У подножия самого активного вулкана, Ключевского, сотрудниками вулканологической станции ведется по­стоянное наблюдение. На Камчатке насчитывается несколько сот вулканов, из них 30 действующих (рис. 12).

ВУЛКАНИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

Вулканические извержения - мощное и грозное явление природы, перед которым человек чувствует себя бессиль­ным. Они приносили много бедствий, и редкие из них заканчивались без человеческих жертв. Лавовые потоки уничтожали поля и сады, постройки и города. Вулкани­ческий пепел толстым покровом покрывал все созданное человеком, превращая цветущие сады и поля в безжиз­ненную пустыню.

Во время извержения Везувия в 79 г. н. э. погибло около 25 тыс. жителей. Огненная газовая туча вулкана Мон-Пеле удушила 28 тыс. жителей города Сан-Пьер на о-ве Мартиника. При извержении вулкана Табора в 1914 г. в Индонезии погибло более 90 тыс. человек.

Такие катастрофы все-таки редкое явление. За по­следние 500 лет от вулканических извержений погибло 240 тыс. человек. Сейчас человек борется с разруши­тельными силами. Иногда применяются пассивные сред­ства защиты. Это расположение поселений в относитель­но безопасных местах, использование прогноза извер­жения для заблаговременной эвакуации людей из опасной зоны.

К активным средствам защиты относятся разрушение при помощи авиации и артиллерии части кратера, с тем чтобы лава стала течь в безопасном направлении.

Во время извержения, Килауэа на Гавайских остро­вах в 1955 г. перед фронтом лавового потока в течение нескольких часов насыпали вал длиной около 300 м, расположенный косо по отношению к движению потока. Лава, подойдя к валу, повернула - и жители деревни были спасены. В недалеком будущем человек научится ослаблять силу извержения. Разрабатываются проекты бурения скважин в вулканический канал па глубину до 2 км, с тем чтобы через образовавшееся отверстие периодически выпускать скопившиеся газы. Таким обра­зом, вероятно, удастся предотвратить взрыв.

При извержении вулканов выбрасывается большое количество газов и паров воды. Конденсируясь, вода выпадает в районе извержения в виде обильных дождей и ливней. Огромная ее масса, стекающая бурными по­токами по склонам, оврагам и ущельям, насыщается пеплом, песком и вулканическими бомбами. Жидкая масса грязи лавиной движется по склону вулкана, сметая все на своем пути. В предгорье грязевой поток ши­роко растекается л покрывает постройки, поля и сады.

Вместе с тем вулканический пепел и песок после осе­дания представляют собой прекрасное удобрение. В нем содержится значительное количество фосфатов, азота, калия, магния, кальция. Поверхность, покрытая пеплом, способствует резкому повышению урожайности. Вот по­чему, несмотря на угрозу извержения, люди вновь и вновь возвращаются на склоны вулканов и продолжают возделывать там землю и разводить сады. Так было и на склонах Везувия, где на месте разрушенных горо­дов и деревень появились новые поселения, окруженные садами, виноградниками и полями. Также быстро осваи­вались и обживались склоны вулканов в Индонезии, Японии и на островах Тихого океана.

Определенную опасность представляют озера, распо­ложенные в кратерах, поскольку при соприкосновении раскаленной магмы с водой происходит взрыв и огром­ная масса воды устремляется вниз по склону, сокрушая все на своем пути. В целях безопасности в кратерах действующих вулканов иногда проделывают тоннели, и по ним вода озера заблаговременно спускается перед началом извержения.

В вулканически активных районах на поверхность земли поступают горячие (термальные) воды. Они кон­центрируются на относительно небольшой глубине, что позволяет тепло Земли поставить на службу человека. Водяные пары и нагретая вода, находящиеся в недрах под большим давлением, используют в Исландии для обогрева жилья, парников и выработки электроэнергии. В Италии почти 10% всей электроэнергии вырабатыва­ется при помощи вулканического пара. Обычно исполь­зуются газы и пары воды с температурой 174-240°С, находящиеся под давлением около 16 10 5 Па.

В настоящее время разработана обширная програм­ма использования тепловой энергии на Камчатке. Здесь расположено более сотни выходов термальных вод, ра­ботает Паужетская геотермальная электростанция, ко­торая не только вырабатывает электроэнергию, но и обогревает дома, оранжереи, плавательные бассейны.

Сейчас в кругу ученых рассматривается вопрос непо­средственного использования энергии извержения. Она в абсолютном выражении колоссальна. Так, например, энергия извержения небольшого вулкана соответствует взрыву нескольких десятков атомных бомб, аналогичных сброшенным американцами на японские города Хироси­му и Нагасаки в конце второй мировой войны. Подсчи­тано, что во время относительно слабого извержения си­цилийского вулкана Этна в 1928 г. была выделена энер­гия, равная электроэнергии, выработанной всеми элект­ростанциями Италии за три года.

На п-ове Камчатка, изобилующем действующими вул­канами, в настоящее время разработан проект получе­ния тепловой энергии непосредственно из лавового оча­га. Так, под кратером Авачинского вулкана на глубине около 4 км находится раскаленная лава с температурой 700-800°С. В сторону очага предполагается пробурить скважины, по которым будет закачиваться холодная вода. На глубине она быстро превратится в пар. Исполь­зование даже 10% тепла этого вулканического очага будет достаточно для работы в течение 200 лет геотер­мальной электростанции мощностью в 1 млн. кВт.

К достоинствам вулканов относится их способность поставлять на земную поверхность многие необходимые людям минералы, горные породы и руды. Во время из­вержений вместе с газами в атмосферу выбрасывается медь, олово, свинец, серебро, золото, никель и другие металлы. Например, при извержении вулкана Этна в атмосферу было выброшено 9 кг платины, 240 кг золота, 420 тыс. т серы и много других элементов и соединений. Все они находятся в тонкораспыленном состоянии, но иногда при осаждении в ряде мест могут иметь промыш­ленное значение.

Особенно большие скопления ценных минералов и горных пород наблюдаются в местах выхода термаль­ных источников, где нередко отлагаются сера, бор, ртуть и т.д. Горные породы, образованные во время извер­жения, также представляют ценность для человека. Ба­зальты и андезиты не только употребляются при строи­тельстве дорог, но и являются хорошим облицовочным материалом. Туф - прекрасный строительный материал. Он легко режется простой пилой, обладает хорошей звукоизоляцией. Из разноцветного туфа построены мно­гие дома в г. Ереване и других районах Кавказа.

Предсказание извержений и борьба с этой стихией - дело очень важное и сложное. Оно требует от специали­стов-вулканологов отличного знания древних вулканов, их особенностей. Вулканолог досконально должен знать и сам процесс извержения не только на поверхности, но и хорошо представлять его течение в недрах Земли.

Профессия вулканолога требует самоотверженности и мужества. Извержение вулкана видно за много кило­метров. Но ведь надо не только зафиксировать извер­жение на фото- и кинопленке, но и взять пробы горячей лавы, измерить ее температуру в момент извержения и т. д. Бельгийский вулканолог Гарун Тазиев, известный нам и как автор книг о вулканах, много раз спускался в кратеры действующих вулканов, брал образцы лавы и пепла из лавового кипящего озера.

Советские вулканологи могут наблюдать и непосред­ственно изучать извержения вулканов на п-ове Камчат­ка. Как только появляются признаки активности того или иного вулкана, сразу же снаряжается экспедиция. Ученых на вертолетах доставляют на склон действую­щего вулкана. Здесь они кропотливо изучают состав из­вергающегося газа, паров воды, вулканического пепла и вулканических бомб, а также еще не застывшей, го­рячей лавы.

ПРИЧИНЫ И РАСПРОСТРАНЕНИЕ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ

Землетрясения связаны с колебаниями, казалось бы, твердой и неподвижной земной поверхности. Люди зна­комы с землетрясениями с глубокой древности и всегда относились к ним с опасением, так как, наряду с извер­жениями вулканов, наводнениями, тайфунами, эти явле­ния вызывали сильные разрушения и приводили к че­ловеческим жертвам. Иногда сотрясения земной поверхно­сти приводят к более ужасным последствиям, чем вулка­нические извержения. Токио, Лиссабон, Скопле, Гвате­мала, Манагуа, Сан-Франциско, Ашхабад и другие го­рода в свое время были почти стерты землетрясениями с лица земли.

Зародившиеся в земных недрах сейсмические волны с высокой скоростью расходятся во все стороны, подобно тому как звуковые волны распространяются в воздухе. Эти волны обнаруживаются и записываются специаль­ными приборами - сейсмографами.

Движение горных пород и ударные волны - не един­ственные признаки землетрясений. Смещение пород происходит на глубине в несколько десятков и даже сотен километров. В эпицентре землетрясений, т. с. проекции очага землетрясения на земную поверхность, сотрясение влечет за собой множество опасных последствии. В го­родах, например, сильно вибрируют и рушатся здания. Замыкания в электросетях и разрушения газовых магистралей приводят к возникновению пожаров. Рыхлые осадочные породы при землетрясениях ополза­ют и оседают. Особенно эффектны оползни и обвалы в горах и холмистой местности. В приморских районах возникает еще одна опасность - гигантские волны-цуна­ми. Они образуются в результате «моретрясения», пере­секают океаны и моря и обрушиваются па прибрежные города, сокрушая все на своем пути.

Интенсивность землетрясения измеряется в баллах или выражается его магнитудой. Магнитуда - это чис­ло, пропорциональное логарифму амплитуды (выражен­ной в микрометрах) наиболее крупной волны, зарегист­рированной сейсмографом на расстоянии 100 км от эпи­центра. Магнитуда изменяется от 1 до 9. Например, если она равна 5, то под этим подразумевается, что энергия данного землетрясения в 10 раз больше той, которая имела место при сотрясении в 4 магнитуды.

Измерение в баллах отражает качественную меру воздействия землетрясения на любую конкретную точку. Его сила регистрируется по 12-балльной шкале Меркал­ли. С удалением от эпицентра сила толчков уменьшает­ся. Сотрясение в 7 баллов может вызвать большие раз­рушения в эпицентре, однако правильно сконструиро­ванные антисейсмические постройки способны выдержать эти толчки. Обширные разрушения вызываются земле­трясениями с силой более 7 баллов.

Первопричина этого явления объясняется перерас­пределением энергии в недрах Земли. Можно перечис­лить и другие причины землетрясений: 1) тектонические движения, как горизонтальные, так и вертикальные; 2) вулканизм; 3) возбуждение земной коры при искус­ственных взрывах.

В земной коре многократно возникают различные ко­лебания. Одни имеют режимы сжатия, другие - растя­жения, третьи -горизонтальных сколов. Все они прямо или косвенно вызывают землетрясения. Наиболее мощ­ные и многочисленные сейсмически активные области располагаются вдоль побережий Тихого океана, остров­ных дуг и глубоководных желобов (рис. 13). Здесь по линии глубинных разломов земной коры происходит до 90% землетрясений. Всего около 5% всех землетрясений связано с зонами растяжения, возникшими вдоль обшир­ной системы подводных срединно-океанических хребтов. Это места подъема базальтовой магмы из недр, которая периодически раскалывает океаническую кору, что при­водит к появлению продольных разрывов.

Разрывы, приводящие к землетрясению, возникают также в зоне трансформных разломов. Последние рас­секают срединно-океанические хребты поперек и посте­пенно смещают отдельные участки морского дна на раз­личные расстояния. Примером такого разлома на суше является разлом Сан-Андреас в Калифорнии. Макси­мальное смещение вдоль него во время землетрясения в 1906 г. составило 7 м.

Большой сейсмичностью характеризуется Альпийско-Гималайский складчатый пояс. Особенно подвержена землетрясениям территория Турции. В 1939 г. в г. Эр­зинджане в результате этого стихийного бедствия погиб­ло около 40 тыс. человек. С тех пор произошло еще 20 землетрясений, унесших жизнь более 20 тыс. человек. Преобладающая часть их очагов приурочена к зоне Анатолийского разлома. По нему соприкасаются Евразийская и Африканская литосферные плиты. В настоя­щее время по этому разлому происходит горизонтальное смещение. Южный блок двигается на запад со скоростью около 10 см в год.

Локальные и относительно слабые землетрясения часто объясняются вулканической деятельностью. Взры­вы вулканов, подъем магмы с глубины 50-70 км сопро­вождаются колебаниями грунта.

На нашей планете имеются два пояса, с которыми связаны землетрясения, - Тихоокеанский и Алышйско-Гималайский. Тихоокеанский пояс протягивается от Чили к Центральной Америке, образует дугу в Кариб­ско-Антильской области, проходит через Мексику, Ка­лифорнию, Алеутские острова, охватывает п-ов Камчат­ку, Курильские острова, Японию, Филиппины, Индоне­зию и Новую Зеландию. Альпийско-Гималайский склад­чатый пояс включает в себя горные сооружения Испа­нии, юга Франции, Италии, Югославии, Греции, Турции, юга Советского Союза (Карпаты, Крым, Кавказ, Па­мир), Ирана, севера Индии и Бирмы.

Землетрясения в основном происходят на окраинах континентов и в вулканических поясах. Однако на Земле имеются места, где, казалось бы, не должно быть зем­летрясений, например Восточная Африка и Восточная Сибирь (Прибайкалье, Забайкалье). На самом деле эти области очень активны в сейсмическом отношении.

Внутренние районы древних континентальных плат­форм и щитов слабо сейсмичны. Канадский, Бразильский и Скандинавский щиты, Сибирь, Африка, Австралия, Антарктида редко подвергаются землетрясениям, кото­рые возникают только в областях развития разрывов.

ИЗУЧЕНИЕ И ПРОГНОЗ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ

Регистрация землетрясений осуществляется с помощью сейсмографа. По-видимому, первый прибор такого рода был изготовлен в Китае еще во II в. н.э. С тех пор эти приборы все время совершенствовались, и, наконец, око­ло 100 лег назад были созданы эффективные самозапи­сывающие и очень чувствительные сейсмографы. В кон­струкции прибора используется горизонтально закрепленный маятник. В записывающем устройстве применяют механические, оптические и электромагнит­ные элементы. Их назначение - передавать колебания маятника на светочувствительную бумагу, намотанную на вращающийся барабан. На бумагу, когда грунт на­ходится в покое, маятник наносит горизонтальную линию, при колебаниях почвы запись идет в виде ломаной ли­нии различной крутизны.

В последние годы в отработанных шахтах и специ­ально построенных бетонированных бункерах для наб­людения за сейсмическими волнами планеты, кроме чувствительных сейсмографов, устанавливают различ­ные лазерные приборы. Они регистрируют не только мелкие сейсмические волны, но и с их помощью ведут наблюдения за зонами крупных разломов, фиксируют малейшие перемещения почвы.

Искусственные взрывы, вызывающие серию сейсми­ческих волн, широко используют при выяснении состава верхней части земной коры и главным образом при по­исках структур, благоприятных для концентрации нефти и газа. Сейсмические волны принимаются и записыва­ются группами сейсмографов, расположенных по зара­нее выбранному направлению.

Различная скорость прохождения сейсмических волн в разных горных породах и средах дает основание су­дить об общем характере пород, залегающих в недрах. При этих исследованиях главное внимание уделяется степени отражения и преломления волн. Серия взрывов позволяет определить глубину отражающего или пре­ломляющего слоя в разных местах, наметить его место­нахождение на карте и установить структуру подстила­ющих пород.

Наблюдение и изучение сейсмически активных райо­нов ведут с целью предупреждения вредных последствий катастрофических явлений. Возможны ли какие-либо за­щитные меры от землетрясений? Ведь в населенных пунктах от сильных подземных толчков многие соору­жения получают повреждения. Степень повреждения за­висит не только от силы землетрясения, но и от качества построек. Разрушение происходит за счет неустойчиво­сти грунта и непрочности каменной кладки.

При строительстве в сейсмически опасных зонах учитывают многие геологические факторы, определяю­щие устойчивость сооружений. Идеальным защитным устройством является заложение фундамента на проч­ной скальной породе. При строительстве на слабо за­крепленных грунтах, крутых склонах и насыпных зем­лях необходимо создавать арочные бетонные основания. Нежелательно возводить здания на морских утесах, вблизи обрывов, глубоких котлованов или на оползне­вых склонах, а также на участках с высоким уровнем грунтовых вод.

Практикой убедительно доказано, что железобетон­ные здания обладают хорошей устойчивостью. Для уве­личения сейсмоустойчивости каменных, и даже деревян­ных, домов применяются связывающие скобы, подпорки и стойки. Наиболее безопасна гибкая конструкция, ко­торая двигается как единое целое, при этом в результа­те сотрясений почвы не возникают трещины и отдельные части сооружения не ударяются друг о друга.

Во время землетрясения в 1930 г. в Италии сильные разрушения объяснялись тем, что при строительстве использовалась тяжелая галька. Множество разрушений в Скопле (Югославия) в 1963 г. характеризовалось пло­хим сцеплением цемента с непромытым заполнителем, применением слабых железобетонных перекрытий, ле­жавших на плохо закрепленных кирпичных стенах.

Человек давно предпринимал попытки предугадать землетрясения. Однако до настоящего времени эта проб­лема остается очень трудной и сложноразрешимой.

Один из распространенных способов предсказаний землетрясений основан на анализе предварительных толчков. Чаще всего они отделены от главного толчка очень небольшим промежутком времени. Подземные толчки заранее могут быть зафиксированы сейсмогра­фами, а также определены по поведению животных (вой собак, уползание змей из нор и т.д.). Так, в 1974 г. в Хайнэне (КНР) было отмечено странное поведение жи­вотных. Их беспокойство усилилось. В 2 часа ночи 4 февраля было объявлено, что в ближайшее время сле­дует ожидать землетрясения. Местное население поки­нуло дома. В 7 ч 30 мин утра произошло землетрясение с магнитудой 7,3. Оно сравняло с землей 90% зданий. Однако число жертв было минимальным.

Определенных успехов в предсказании землетрясе­ний добились советские ученые. Их прогноз основан на изучении изменений свойств горных пород землетрясе­нием. Известно, что до его начала скорость сейсмиче­ских волн снижается в результате образования трещин, затем возрастает по мере того, как подземная вода за­полняет эти трещины. Землетрясения же следует ожи­дать тогда, когда скорость волн снова станет обычной для этих пород. Таким образом, можно предсказать вре­мя его начала. На основе этих данных в Советском Сою­зе были предсказаны землетрясения, причем одно из них почти за 4 месяца. Впоследствии открытие советских ученых было подтверждено американскими, японскими и китайскими сейсмологами. Все они осуществили удач­ный прогноз в районах, где имелась густая сеть сейсмо­графов.

Вулканические извержения происходят не только в современную эпоху. Они были распространены и в да­леком историческом и геологическом прошлом. Огром­ные пространства, занятые многометровыми толщами изверженных пород, пепла и вулканических туфов, сви­детельствуют о грандиозных и продолжительных извер­жениях в различные геологические периоды. Примерно тоже самое можно сказать и о сильных землетрясениях. Вулканические извержения и землетрясения требуют дальнейшего изучения, поскольку в странах с активной вулканической деятельностью и высокой сейсмичностью сними связаны многие жизненноважные проблемы. Эти явления имеют прошлое, настоящее и будущее. До тех пор, пока жива наша планета, пока в ее недрах имеется рас­плавленное вещество, на земную поверхность будет из­ливаться, лава, будут происходить взаимные перемещения блоков земной коры, вызывающие сильнейшие землетря­сения.

Земная твердь во все времена была символом безопасности. И сегодня человек, который боится полетов на самолете, чувствует себя защищенным, только ощутив под ногами ровную поверхность. Страшнее всего поэтому становится, когда в буквальном смысле почва уходит из-под ног. Землетрясения, даже самые слабые, настолько сильно подрывают чувство безопасности, что многие последствия связаны не с разрушениями, а с паникой и имеют психологический, а не физический характер. Кроме того, это одна из тех катастроф, предотвратить которые человечество не в силах, а потому множество ученых исследуют причины возникновения землетрясений, разрабатывают методы фиксации толчков, прогнозирования и предупреждения. Уже накопленный человечеством объем знаний по этому вопросу позволяет свести к минимуму потери в некоторых случаях. В то же время примеры землетрясений последних лет явно свидетельствуют о том, что еще очень многое предстоит узнать и сделать.

Суть явления

В основе каждого землетрясения лежит сейсмическая волна, приводящая в Она возникает в результате мощных процессов различной глубины. Довольно незначительные землетрясения происходят из-за дрейфа на поверхности, часто вдоль разломов. Более глубокие по своему расположению причины возникновения землетрясений чаще имеют разрушительные последствия. Они протекают в зонах вдоль краев смещающихся плит, которые погружаются в мантию. Происходящие здесь процессы приводят к наиболее заметным последствиям.

Землетрясения случаются каждый день, однако большую их часть люди не замечают. Они лишь фиксируются специальными приборами. При этом наибольшая сила толчков и максимальные разрушения приходятся на зону эпицентра, места над очагом, породившим сейсмические волны.

Шкалы

Сегодня существует несколько способов, позволящих определить силу явления. В их основе лежат такие понятия, как интенсивность землетрясения, его энергетический класс и магнитуда. Последняя из названных представляет собой величину, которая характеризует количество энергии, выделившейся в виде сейсмических волн. Такой способ измерения силы явления был предложен в 1935 году Рихтером и поэтому в народе называется шкалой Рихтера. Она используется и сегодня, однако в ней, вопреки расхожему мнению, каждому землетрясению приписываются не баллы, а определенная величина магнитуды.

Баллы землетрясений, которые всегда приводятся в описании последствий, имеют отношение к другой шкале. В ее основе лежит изменение амплитуды волны, или величины колебаний в эпицентре. Значения этой шкалы также описывают интенсивность землетрясений:

• 1-2 балла: достаточно слабые толчки, регистрируются только приборами;
• 3-4 балла: ощутимо в высотных здания, часто заметно по раскачиванию люстры и смещению небольших предметов, человек может почувствовать головокружение;
• 5-7 баллов: толчки можно ощутить уже на земле, возможно появление трещин на стенах зданий, осыпание штукатурки;
• 8 баллов: мощные толчки приводят к появлению глубоких трещин в земле, заметным повреждениям зданий;
• 9 баллов: разрушаются стены домов, часто подземные сооружения;
• 10-11 баллов: такое землетрясение приводит к обвалам и оползням, обрушению зданий и мостов;
• 12 баллов: приводит к самым катастрофическим последствиям, вплоть до сильного изменения ландшафта и даже направления движения воды в реках.

Баллы землетрясений, которые приводятся в различных источниках, определяются именно по этой шкале.

Классификация

Возможность предсказывать любую катастрофу связана с четким пониманием того, что ее вызывает. Основные причины возникновения землетрясений можно поделить на две большие группы: природные и искусственные. Первые связаны с изменениями в недрах, а также с влиянием некоторых космических процессов, вторые вызваны деятельностью человека. Классификация землетрясений основана на причине, вызвавшей его. Среди природных выделяют тектонические, обвальные, вулканические и прочие. Остановимся на них подробнее.

Тектонические землетрясения

Кора нашей планеты постоянно находится в движении. Именно оно лежит в основе большинства землетрясений. Тектонические плиты, составляющие кору, перемещаются друг относительно друга, сталкиваются, расходятся и сходятся. В местах разломов, где проходят границы плит и возникает сила сжатия либо натяжения, накапливается тектоническое напряжение. Нарастая, оно, рано или поздно, приводит к разрушению и смещению горных пород, в результате чего и рождаются сейсмические волны.

Вертикальные подвижки приводят к образованию провалов или же поднятию пород. Причем смещение плит может быть незначительным и составлять всего несколько сантиметров, однако количества высвобождаемой при этом энергии достаточно для серьезных разрушений на поверхности. Следы таких процессов на земле очень заметны. Это могут быть, например, смещения одной части поля относительно другой, глубокие трещины и провалы.

Под толщей вод

Причины возникновения землетрясений на дне океана те же, что и на суше — подвижки литосферных плит. Несколько отличаются их последствия для людей. Очень часто смещение океанических плит вызывает цунами. Зародившись над эпицентром, волна постепенно набирает высоту и у берега часто достигает десяти метров, а иногда и пятидесяти.

По статистике, свыше 80 % цунами обрушиваются на берега Тихого океана. Сегодня существует множество служб в сейсмоопасных зонах, трудящихся над прогнозированием возникновения и распространения разрушительных волн и оповещающих население об опасности. Однако человек по-прежнему мало защищен от подобных стихийных бедствий. Примеры землетрясений и цунами начала нашего века - лишнее тому подтверждение.

Вулканы

Когда речь заходит о землетрясениях, поневоле в голове возникают и виденные когда-то изображения извержения раскаленной магмы. И это неудивительно: два природных явления связаны между собой. Причиной землетрясения может стать вулканическая деятельность. Содержимое огненных гор оказывает давление на поверхность земли. В течение иногда достаточно длительного периода подготовки к извержению происходят периодические взрывы газа и пара, которые порождают сейсмические волны. Давлением на поверхность создается так называемый вулканический тремор (дрожание). Он представляет собой серию мелких сотрясений почвы.

Причиной землетрясений являются процессы, протекающие в недрах как действующих вулканов, так и потухших. В последнем случае они являются признаком того, что замершая огненная гора еще может проснуться. Исследователи вулканической деятельности часто используют микроземлетрясения для прогнозирования извержения.

Во многих случаях бывает трудно однозначно отнести землетрясение к тектонической или вулканической группе. Признаками последней считается расположение эпицентра в непосредственной близости от вулкана и относительно небольшая магнитуда.

Обвалы

Причиной землетрясения может послужить и обрушение горных пород. в горах возникают вследствие как разнообразных процессов в недрах и природных явлений, так и человеческой деятельности. Обрушиваться и порождать сейсмические волны могут пустоты и пещеры в земле. Обвалу горных пород способствует недостаточное отведение воды, которая разрушает, казалось бы, твердые структуры. Причиной обвала может стать и тектоническое землетрясение. Обрушение внушительной массы при этом вызывает незначительную сейсмическую активность.

Для подобных землетрясений характерна небольшая сила. Как правило, объема обрушившейся породы недостаточно, чтобы вызвать значительные колебания. Тем не менее иногда землетрясения такого типа приводят к заметным разрушениям.

Классификация по глубине возникновения

Основные причины возникновения землетрясений связаны, как уже говорилось, с различными процессами в недрах планеты. Один из вариантов классификации подобных явлений основывается на глубине их зарождения. Землетрясения разделяют на три типа:

• Поверхностные - очаг располагается на глубине не более 100 км, к этому типу относится примерно 51 % землетрясений.
• Промежуточные - глубина варьируется в диапазоне от 100 до 300 км, на этом отрезке располагаются очаги 36 % землетрясений.
• Глубокофокусные - ниже 300 км, на долю этого типа приходится около 13 % подобных катастроф.

Наиболее значительное морское землетрясение третьего вида произошло в Индонезии в 1996 году. Его очаг располагался на глубине свыше 600 км. Это событие позволило ученым «просветить» недра планеты на значительную глубину. С целью исследования структуры недр используются практически все глубокофокусные землетрясения, неопасные для человека. Многие данные о строении Земли были получены в результате изучения так называемой зоны Вадати-Беньофа, которую можно представить в виде кривой наклонной линии, обозначающей место захода одной тектонической плиты под другую.

Антропогенный фактор

Природа землетрясений со времени начала развития технических знаний человечества несколько изменилась. Кроме естественных причин, вызывающих подземные толчки и сейсмические волны, появились и искусственные. Человек, осваивая природу и ее ресурсы, а также наращивая техническую мощь, своей деятельностью может спровоцировать стихийное бедствие. Причины возникновения землетрясений — это подземные взрывы, создание крупных водохранилищ, добыча большого объема нефти и газа, следствием чего становятся пустоты под землей.

Одна из достаточно серьезных проблем в этом плане — землетрясения, возникающие из-за создания и заполнения водохранилищ. Огромные по объему и массе толщи воды оказывают давление на недра и приводят к изменению гидростатического равновесия в породах. При этом чем выше созданная плотина, тем больше вероятность появления так называемой наведенной сейсмической активности.

В местах, где происходят землетрясения по естественным причинам, часто деятельность человека наслаивается на тектонические процессы и провоцирует возникновение стихийных бедствий. Подобные данные накладывают определенную ответственность на компании, занимающиеся разработкой нефтяных и газовых месторождений.

Последствия

Сильные землетрясения приводят к большим разрушениям на обширных территориях. Катастрофичность последствий уменьшается по мере удаления от эпицентра. Наиболее опасные результаты разрушений — это различные Обрушение или деформация производств, связанных с опасными химическими веществами, приводит к их выбросу в окружающую среду. То же можно сказать и о могильниках и местах захоронения ядерных отходов. Сейсмическая активность способна стать причиной заражения огромных территорий.

Помимо многочисленных разрушений в городах, землетрясения имеют последствия и иного характера. Сейсмические волны, как уже отмечалось, могут вызывать обвалы, сели, наводнения и цунами. Зоны землетрясений после стихийного бедствия часто меняются до неузнаваемости. Глубокие трещины и провалы, смыв грунта — эти и другие «преображения» ландшафта приводят к значительным экологическим изменениям. Они могут привести к гибели флоры и фауны местности. Этому способствуют различные газы и соединения металлов, поступающие из глубоких разломов, и просто уничтожение целых участков зоны обитания.

Сильные и слабые

Наиболее внушительные разрушения остаются после мегалоземлетрясений. Их характеризует магнитуда свыше 8,5. Такие бедствия, к счастью, крайне редки. В результате подобных землетрясений в далеком прошлом образовывались некоторые озера и русла рек. Живописный пример «деятельности» стихийного бедствия — озеро Гек-Голь в Азербайджане.

Слабые землетрясения — скрытая угроза. О вероятности их возникновения на местности, как правило, узнать очень трудно, тогда как более внушительные по магнитуде явления всегда оставляют опознавательные знаки. Поэтому под угрозой находятся все производственные и жилые объекты вблизи сейсмически активных зон. К таким строениям относятся, например, многие АЭС и электростанции США, а также места захоронения радиоактивных и ядовитых отходов.

Районы землетрясений

С особенностями причин возникновения стихийного бедствия связано и неравномерное распределение сейсмически опасных зон на карте мира. В Тихом океане расположен сейсмический пояс, с которым, так или иначе, связана внушительная часть землетрясений. Он включает Индонезию, западное побережье Центральной и Южной Америки, Японию, Исландию, Камчатку, Гавайи, Филиппины, Курилы и Аляску. Второй по степени активности пояс — Евроазиатский: Пиренеи, Кавказ, Тибет, Апеннины, Гималаи, Алтай, Памир и Балканы.

Карта землетрясений полна и других зон потенциальной опасности. Все они связаны с местами тектонической активности, где велика вероятность столкновения литосферных плит, либо с вулканами.

Карта землетрясений России также полна достаточного количества потенциальных и действующих очагов. Наиболее опасные зоны в этом смысле — это Камчатка, Восточная Сибирь, Кавказ, Алтай, Сахалин и Курильские острова. Самое разрушительное по своим последствиям землетрясение последних лет в нашей стране произошло на острове Сахалин в 1995 году. Тогда интенсивность стихийного бедствия составила без малого восемь баллов. Катастрофа привела к разрушению большой части Нефтегорска.

Огромная опасность стихийного бедствия и невозможность его предотвращения заставляет ученых всего мира подробно изучать землетрясения: причины возникновения и последствия, «опознавательные» знаки и возможности прогнозирования. Интересно, что технический прогресс, с одной стороны, помогает все точнее предсказывать грозные события, улавливать малейшие изменения во внутренних процессах Земли, а с другой — он же становится источником дополнительной опасности: к разломам поверхности добавляются аварии на ГЭС и АЭС, в местах добычи, ужасные по своим масштабам пожары на производстве. Само землетрясение — явление столь же неоднозначное, как и научный и технический прогресс: оно разрушительно и опасно, но свидетельствует о том, что планета живет. По мнению ученых, полное прекращение вулканической деятельности и землетрясений будет означать смерть планеты в геологическом плане. Завершится дифференциация недр, закончится топливо, разогревающее нутро Земли уже несколько миллионов лет. И пока непонятно, будет ли место людям на планете без землетрясений.

ВУЛКАНЫ И ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ

Гораздо более непосредственную, хотя и более локализованную опасность для общества представляют собой сильные землетрясения и вулканические извержения. Именно о них думает большинство людей, когда хотят представить себе геологические катастрофы. При современном знании о том, как работает Земля, не так уж сложно делать предсказания о вероятности таких событий. Можно сказать почти со стопроцентной уверенностью, что в какой‑то момент в течение последующих нескольких сотен лет крупное и очень разрушительное землетрясение поразит Сан‑Франциско или Токио или же взорвется гора Святой Елены. Но пока что невозможно предсказать заранее, когда конкретно произойдет подобное событие или, что еще более важно, насколько крупным оно будет. И все же наблюдается определенный прогресс в отношении краткосрочных прогнозов. В большинстве случаев такие прогнозы требуют тщательного слежения, с использованием как приборов, так и простых наблюдений, в регионах, о которых уже известно, что это области высокой степени риска. В нескольких случаях, когда опасность казалась непосредственно угрожающей, проводились массовые эвакуации. Вероятно, наиболее известным примером может послужить эвакуация населения с вулканического острова Гуаделупе в Карибском море в 1975 году, когда зловещие предвестники показали, что извержение неминуемо в любой момент. Однако извержение не произошло. Три месяца спустя жители вернулись в свои дома, никакой катастрофы не было, и разгорелись горячие дебаты о необходимости проведенной эвакуации и, конечно, о точности предсказания. Но природа капризна, и еще не скоро мы разберемся в том, какие виды признаков действительно предвещают извержение или землетрясение. А пока что вполне возможно, что будут еще и другие ложные прогнозы, но в конечном итоге лучше, вероятно, следовать им, чем игнорировать. Иногда природа мстит за неверие в предсказание, как случилось вскоре после событий в Гуаделупе, когда геологи в Колумбии предупредили, что даже незначительное извержение вулкана Невадо дель Руис может расплавить снег и лед на его вершине, вызвав мощные потоки вулканического пепла и грязи, которые могут угрожать городку Амеро, расположенному у основания вулкана. В этом случае жители проигнорировали это предупреждение и предсказанные потоки грязи обрушились на город, только через несколько месяцев, уничтожив 25 000 человек.

Как должно быть ясно из обзора тектоники плит в главе 5, наиболее высока вероятность возникновения как вулканических извержений, так и землетрясений вдоль границ между плитами. Наиболее опасны места, где плиты, сталкиваясь друг с другом, образуют зоны субдукции.

Даже беглый взгляд на рис. 5.2 покажет, что многие из таких областей плотно заселены: это большая часть западного берега Северной, Центральной и Южной Америки, Япония, Индонезия и те части Средиземноморья, которые лежат вблизи зон субдукции. Все эти районы испытали не раз и землетрясения, и извержения вулканов на протяжении писанной истории и снова испытают их в будущем. И все же в большинстве этих регионов катастрофы происходят через довольно большие промежутки времени, часто между ними успевает смениться одно или несколько поколений людей и поэтому они не очень запечатлеваются в общем сознании.

Даже в тех случаях, когда сравнительно близкая во времени геологическая опасность совершенно очевидна, общественная реакция часто бывает в лучшем случае приглушенной. Сан‑Франциско, один из самых прекрасных, но также и один из смертельно опасных городов в Соединенных Штатах (с точки зрения опасности землетрясений), все еще продолжает быть одним из самых желанных для проживания мест в стране и имеет соответственно самые непомерные цены на недвижимость. Хотя сам город не лежит в зоне субдукции, разлом Сан‑Андрэас проходит прямо над нею, а несколько других больших сбросов находятся в этом же районе. Злосчастная катастрофа 1906 года (вызванная смещением вдоль самого разлома Сан‑Андрэас) и последующие пожары, которые совместно разрушили большую часть деловых кварталов города, все еще часто вспоминаются в печати, но большинство жителей города старается не думать о выводах и предпочитает наслаждаться красотой города и идти на риск, веря, что следующий толчок не случится в ближайшем будущем. Подгоняемый движением и напором плит, он все же неизбежно произойдет, и хотя современные правила строительства обеспечивают меньший ущерб, они не гарантируют безопасности. Землетрясение 1989 года было гораздо меньшим по масштабу, чем землетрясение 1906 года, и произошло почти в 100 километрах к югу от города, вблизи города Санта‑Крус в Калифорнии; оно повредило дома и мосты в Сан‑Франциско и его окрестностях и унесло жизни 65 человек. Многие другие крупные города мира живут в постоянной опасности от проявлений геологических процессов. Их расположение обусловливает практически полную уверенность в возможности катастрофы в предстоящие несколько десятков или несколько сотен лет.

К счастью, разрушения, вызываемые землетрясениями, очень локализованы. И все же, когда они происходят в море, они возбуждают огромные цунами, которые могут перемещаться через целые океанские бассейны и причинять огромный ущерб в очень отдаленных частях земного шара. Хотя эти гигантские волны перемещаются очень быстро, обычно жителей предупреждают о них достаточно заблаговременно, чтобы они могли подготовиться, успеть выехать из низменного района. Очень мощные вулканические извержения также могут проявляться далеко за пределами непосредственно прилегающей к ним местности. В главе 12 уже отмечалось, что извержение вулкана Пинатубо на Филиппинах в 1991 году вызвало глобальное понижение средней температуры в течение нескольких лет вследствие выброса в атмосферу вулканических аэрозолей, главным образом сернистого газа. Сразу же после первоначальных извержений в атмосфере оказалось так много вулканической пыли, что самолеты коммерческих авиалиний, чьи маршруты пролегали через Тихий океан, вынуждены были, по сообщениям печати, заменять ветровые стекла каждые несколько дней из‑за щербин. Та же пыль была причиной великолепных закатов во всем мире, наблюдавшихся более года.

Многие из извержений прошлого оставили после себя легко прослеживаемые в геологическом разрезе слои пепла, имеющие часто мощность в несколько сантиметров и площадь распространения в десятки тысяч квадратных километров. Самое крупное за последние две сотни лет извержение произошло в 1815 году на острове Сумбава в Индонезии, когда крупный вулкан горы Тамбора яростно взорвался. Согласно записям европейских чиновников, живших в этом регионе в то время, взрывы, сопровождавшие извержение, были слышны за 1500 километров. На острове Ява, в сотнях километров к западу от острова Тамбора, день превратился в ночь из‑за вулканического пепла, рассеянного в воздухе. Вулканическая пыль, выброшенная в атмосферу, была почти несомненно причиной необычно холодной погоды на всем земном шаре, которая последовала за этим извержением. В своей очаровательной книжице на тему связи между климатом и вулканами Генри и Элизабет Стоммел тщательно описали холодное, ветреное (даже снежное) лето 1816 года в Новой Англии, Европе и других местах, которое последовало за извержением вулкана Тамбора. В своем исследовании они часто сталкивались с ходячим выражением того времени: «тысяча восемьсот и замерз до смерти».

Имеется достаточно данных, относящихся к недавним, тщательно задокументированным землетрясениям, как, например, в Минатубо, чтобы было ясно, что огромное количество пепла и сернистого газа, которое было выброшено вулканом Тамбора, должно было значительно повлиять на количество солнечной энергии, достигающее поверхности Земли, чтобы вызвать существенное похолодание. И действительно, некоторые исследователи отметили, что самые грандиозные вулканические события прошлого, запечатленные в геологической летописи, из которых некоторые во много раз превышали по своей мощности извержение вулкана Тамбора, вполне были способны вызвать «вулканическую зиму», длившуюся, возможно, несколько лет подряд. В сущности, нет сомнений в том, что за такими событиями следовало глобальное похолодание, если оно происходило в такой момент, когда и другие условия благоприятствовали оледенению, давая тот толчок, который был нужен для того, чтобы ввергнуть Землю в ледниковый период.

Очевидно, что геология не уважает межгосударственные границы. Наоборот, ее щедрые подарки в форме минеральных и энергетических ресурсов, добываемых из недр Земли, так же как и ее угрозы, представляют собой современные проявления геологических процессов, идущих уже миллионы, если не миллиарды лет. Эти процессы могут коренным образом изменить лицо Земли и даже повлиять на ход дальнейшей эволюции жизни и общества. Обо всех этих вещах мы знаем на основании изучения геологической летописи – данных, сохранившихся в горных породах. По мере того как эта летопись раскрывается перед нами во всех подробностях, становится возможным предвидеть, что лежит впереди, понять, как действия самого недавнего агента геологических изменений, человека, могут с высокой вероятностью нарушить ныне протекающие природные геологические циклы. И все это позволит нам понять происхождение ландшафтов, отражающих в себе всю геологическую историю и окружающих нас каждый день нашей жизни.

Эта цифра невероятно мала. В настоящее время одних родов грызунов насчитывается больше ста. Очевидно, автор, не являясь специалистом в систематике, спутал термин «род» (genus) и «семейство» (family). – Прим. переводчика.

Типичная ошибка переводчиков – город Туссон (OCR )