Внутриплощадочный подземный толчок
Распространение смайлика, связанного с Ново-Мадридской Зональю (с 1974 года). Эта зона интенсивного земного землетрясения расположена глубоко внутри североамериканской плиты. Термин внутриплита земного землетрясения относится к разнообразию земного землетрясения, которое происходит внутри тектонической плиты, что контрастирует с межплитным земным землетрясением, которое происходит на границе тектонической плиты.
Внутриплитные земные толчки относительно редки по сравнению с более знакомыми границами межплитовых земных затворов. Структуры, далекие от границ плит, имеют тенденцию к отсутствию smic retrofitting, поэтому крупные внутриплитные земные толчки могут привести к тяжелым повреждениям. Примерами разрушительных внутриплитных землетрясений являются опустошительный подземный толчок Гуджарата в 2001 году, подземные толчки Индийского океана 2012 года, подземный толчок Пуэбла 2017 года, подземные толчки № 1 — № 2 в Нью-Мадриде, Миссури, и подземный толчок 1886 года в Чарльстоне, Южная Каролина.
Фаульные зоны в тектонических пластах
Поверхность Земли составляют семь первичных и восемь вторичных тектонических плит, плюс десятки третичных микроплит. Большие пластины движутся очень медленно, что связано с конвекционными токами в мантии ниже коры. Поскольку они не все движутся в одном направлении, пластины часто непосредственно коллидируют или движутся вбок друг вдоль друга, тектоническая среда, которая делает земные землетрясения частыми. Относительно мало земных землетрясений происходит во внутриплощадочной среде, большинство из них происходят при разломах вблизи краев плит.
По определению, внутриплитные земные толчки происходят не вблизи границ плит, а вдоль разломов в нормально устойчивой внутренней части плит. Эти земные землетрясения часто происходят в месте древних неудачных рифтов, потому что такие старые структуры могут представлять слабость в коре, где они могут легко p для размещения регионального тектонического пролива.
По сравнению с земными землетрясениями вблизи границ пластин, внутриплощадочные земные землетрясения не совсем понятны, и связанные с ними опасности могут быть трудно квантовать.
Примеры
Примеры внутриплитовых земных землетрясений включают в себя землетрясения в Минерале, В в 2011 году (предполагаемая магнитуда 5,8), в Нью-Мадриде в 1 и 2 (оцененная магнитуда 8,1), в Бостоне (Кейп-Энн) землетрясение 1755 года (оцененная магнитуда 6,0-6,3), земные землетрясения, ощущаемые в Нью-Йорке в 1737 и 1884 годах (обе магнита), в Шар1875 году, в Шароколо 5,5).
В 2001 году большое внутриплитное земное землетрясение опустошило регион Гуджарат, Индия. Земное землетрясение произошло вдали от каких-либо границ плит, что означало, что область над эпицентром не была подготовлена к земным землетрясениям. В частности, трепетному ущербу подвергся Кутчский район, где смерти превысил 12 000 человек, а общая смерти превысила 20 000 человек.
В 2017 году землетрясение в Ботсване глубиной 24 — 29 км, сотрясавшее восточную часть Ботсваны, произошло на расстоянии более 300 км от самой близкой активной границы плиты. Это событие произошло в недозаселенном районе Ботсваны.
Земное землетрясение 1888 года в Рио-де-ла-Плата также было внутриплитным землетрясением.
Причины
Многие города живут с смическим риском редкого, большого внутриплощадочного земного землетрясения. Причиной этих земных землетрясений часто является необузданность. Во многих случаях причинный порок глубоко закапывается, а иногда даже не может быть найден. Некоторые исследования показали, что она может быть вызвана текучими средами, движущимися вверх по коре вдоль древних зон разломов. В этих условиях трудно рассчитать точную опасность для данного города, особенно если в историческое время было только одно земное землетрясение. Достигнут некоторый прогресс в понимании механики ошибок, приводящих в действие эти земные землетрясения.
Внутриплощадочные земные толчки могут быть не отнесены к древним зонам разлома и вместо этого вызваны деглациацией или эрозией.
Предсказание
Ученые продолжают искать причины этих земных землетрясений, и особенно для некоторых признаков того, как часто они повторяются. Лучший успех пришел с детальным микро- смическим мониторингом, включающим dense arrais smometers. Таким образом, очень небольшие земные землетрясения, связанные с причинно-следственной неисправностью, могут быть расположены с большой точностью, и в большинстве случаев эти линии в соответствии с паттернами. Криосисмы иногда могут быть приняты за внутриплощадочные земные толчки.
Дальнейшее чтение
- Внутриплита Earthquakes: Возможные мс для Нового Мадрида и Чарльстона Earthquakes
- Симптоматические особенности внутриплита Earthquakes — PDF
- Физическое понимание больших внутриплитных землетрясений — PDF
- Программа Earthquake Hazards, USGS
Сильные землетрясения иногда возвращаются, и речь идет не о банальных повторных толчках. Два катаклизма могут разделять тысячи километров и несколько месяцев, но одно является прямым следствием другого. Учёные выяснили, как это происходит, и надеются научиться предсказывать такие повторы.
Сейсмологи выяснили, каким образом сильные землетрясения на окраинах литосферных плит могут иногда спровоцировать не менее разрушительные толчки на значительном удалении от первого очага и по прошествии длительного времени. Такие парные катаклизмы могут стать причиной неожиданно сильных разрушений, а специалисты, изучая их, надеются лучше понять динамику землетрясений.
Геологи под руководством Чарльза Аммона из Университета штата Пенсильвания изучали взаимосвязь между широко распространенными субдукционными и редкими внутриплитными землетрясениями.
Субдукционные землетрясения происходят на границах литосферных плит в зоне субдукции, когда погружающаяся плита временно застревает и становится причиной сильных напряжений в земной коре. Со временем они увеличиваются, и когда возрастают настолько, что преодолевают силу трения, плита резко продвигается вниз, что и становится причиной субдукционного землетрясения. На их долю приходится от 80% до 90% катаклизмов.
Очаг внутриплитного землетрясения, как и следует из названия, расположен далеко от границы плиты. Они случаются реже и в большинстве случаев значительно слабее субдукционных. По словам Аммона, последние серьёзные события такого рода происходили в 1930-х и 1970-х годах, но ученые в то время не обладали оборудованием, которое позволило бы получить подробную картину землетрясения. Сейчас такая аппаратура создана и установлена в интересных геологам и сейсмологам районах.
Год назад Японию и Курильские острова с интервалом в два месяца дважды сотрясали сильнейшие землетрясения. По мнению учёных, одно из них стало прямым следствием другого.
Эпицентры толчков располагались в районе Курильских островов, между западной оконечностью острова Хоккайдо и южным окончанием Камчатского полуострова. И Япония, и Камчатка известны как сейсмоактивные зоны. В то же время на Курилах, где располагался эпицентр ноябрьского землетрясения, значительной сейсмической активности не отмечалось с 1915 года.
Именно эти два землетрясения стали объектом текущего исследования, результаты которого опубликованы в последнем номере Nature.
Первое землетрясение магнитудой 8,3 балла было субдукционным. Оно произошло 15 ноября 2006 года, когда край погружающейся Тихоокеанской литосферной плиты «получил отпор» со стороны Курильской островной дуги, под которую океаническая плита погружается со скоростью около 8 см/год. Это землетрясение стало причиной разрушений в Японии, а вызванная им волна цунами даже докатилась до Калифорнии.
Спустя два месяца, 13 января 2007 года, произошло второе землетрясение — внутриплитное; его магнитуда составила 8,1 балла, а очаг располагался в верхней части Тихоокеанской плиты, в пределах так называемого внешнего поднятия, но не у его края. С таким поднятием знаком всякий, пытавшийся засунуть под шкаф ковёр — из-за трения на нём возникают складки. Подобно этому и участки океанической земной коры, погружающейся под континентальную, «вспучиваются» перед глубоководным желобом.
Вместе с группой коллег из Японии и США Аммон изучил последовательность сейсмических толчков в регионе и показал связь между двумя событиями.
«Хотя парные землетрясения такой силы случаются очень редко, они могут неожиданно нанести серьезный ущерб населению, — говорит Амон. — Нас также интересовало то, как эти события связаны друг с другом, как одно землетрясение становится спусковым крючком для второго».
Изучив сейсмические записи, исследователи обнаружили серию слабых предваряющих землетрясений — форшоков, которые начали проявляться за 45 дней до главного 8-балльного землетрясения 15 ноября 2006 года.
А буквально через несколько минут после самого ноябрьского землетрясения началась слабая сейсмическая активность на Тихоокеанской литосферной плите — и именно в той области, которая стала очагом январского землетрясения. Обычно афтершоки крупного землетрясения быстро затухают, и их магнитуда оказывается гораздо меньше магнитуды главного землетрясения.
Но в данном случае магнитуда январского землетрясения лишь немногим отличалась от ноябрьской. По словам учёного, оно отличалось большей частотой сейсмических колебаний, высвободив больше энергии, что привело к гораздо более значительным разрушениям по сравнению с ноябрьским событием.
По мнению ученых, причиной второго землетрясения стало изгибание Тихоокеанской плиты, которое происходило перед погружением под верхнюю плиту. Когда передний край Тихоокеанской плиты начал скольжение вниз, породив ноябрьское землетрясение, к востоку от него плита начала изгибаться, потом «треснула» и окончательно «сломалась» в январе.
Как заключает Аммон, вторая половина этой истории напоминает отламывание куска свежего хлеба. Когда мы начинаем ломать поджаристую французскую булку, она сначала захрустит и лишь потом сломается. Что-то подобное случилось и в данном случае — похрустывание афтершоков закончилось появлением более крупного разлома, которое и породило второе сильное землетрясение.
Но если слушать хруст хлебной корки просто приятно, то сейсмографы, регистрирующие похрустывание земной коры, могут предупредить о новом катаклизме.
Сотрудники архангельской лаборатории сейсмологии Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики имени академика Н.П. Лавёрова Уральского отделения (ФИЦКИА УрО) РАН доказали, что землетрясения на северных шельфовых и платформенных территориях связаны с геодинамикой срединно-океанических хребтов Арктической зоны. В будущем это поможет ученым точнее прогнозировать возникновение землетрясений в российской части Арктики.
Землетрясения возникают из-за распространения тектонических напряжений, создающих дополнительную нагрузку в литосфере. В отечественной сейсмологии его принято называть «деформационными волнами», в зарубежной ― «передачей возмущений». Дополнительные напряжения могут служить триггером сейсмичности, особенно в сегментах разломов с высокой концентрацией упругих напряжений. Участок литосферы становится сейсмически активным, затем возмущение перемещается, и сейсмичность начинает проявляться в другом районе.
Ученые ФИЦКИА составили детальный сейсмический каталог, в который включили данные Архангельской сейсмической сети и наблюдения других станций за период с 1980 по 2019 годы. Это позволило оценить степень воздействия процессов, происходящих в срединно-океаническом хребте, на шельфовые зоны в Северном Ледовитом океане и северную окраину Восточно-Европейской платформы. Спусковым механизмом сейсмичности, по мнению архангельских ученых, стали процессы, происходящие в срединно-океаническом хребте и проявляющиеся там также в высвобождении сейсмической энергии.
«На сейсмичность платформенных и шельфовых территорий, помимо таких факторов, как сброс частичных напряжений вследствие региональной геодинамики, постледниковая разгрузка, индуцированная сейсмичность и ряда других, может влиять и совместная деятельность арктических рифтовых структур», ― отмечает заведующая лабораторией сейсмологии ФИЦКИА Галина Антоновская.
Сейсмологи выделили временные интервалы, за которые возмущения могут достигать Новой Земли и северной окраины Восточно-Европейской платформы:
— до архипелага Новая Земля возмущения, идущие от хребта Гаккеля, распространяются за 3 года, от сегмента «хребет Книповича – трог Лены» — за 4 года, от хребта Мона — за 8 лет.
— Северной окраины Восточно-Европейской платформы возмущения достигают от хребта Гаккеля за 5 лет, от сегмента «хребет Книповича – трог Лены» — за 4 года, от хребта Мона — за 7–8 лет.
Результаты моделирования позволили ученым ФИЦКИА УрО РАН оценить амплитуду затухания возмущений, распространяющихся от арктических хребтов. К примеру, максимальное возмущение на расстояниях около 1500 км (район архипелага Новая Земля) составляет 15% от приложенного значения возмущения, на расстояниях 2000–2500 км — 10%.
Оценки, полученные учеными, могут быть учтены при будущих исследованиях внутриплитной сейсмичности Европейской Арктики.
Научная статья опубликована в журнале Seismological Research Letters.
18 апреля 2022
Почему они так часто происходят?
Плиты под озером не просто движутся, но и расходятся в разные стороны. Что может предсказать подземные толчки: предвестники или Google?
За последнюю неделю на Байкале произошло два ощутимых землетрясения. Первое – утром 14 апреля с эпицентром недалеко от поселка Янчукан (интенсивностью 5-6 баллов), второе – тем же вечером в Курумканском районе Бурятии (магнитуда 4,1). Прошлый 2021 год вообще стал самым насыщенным за всю историю инструментальных наблюдений в Байкальской рифтовой зоне. Вместо привычных 200 сейсмособытий было зарегистрировано 574, из них 124 жители Прибайкалья ощутили на себе. Отчего нас так часто «трясет», почему землетрясения выбирают ночные и утренние часы и когда ученые научатся предсказывать подземные толчки? Об этом рассказала Наталья Радзиминович, старший научный сотрудник Института Земной коры СО РАН в гостях программы «Навстречу». Первый Байкальский выбрал самые интересные фрагменты беседы.
– 2021 год отметился небывалой сейсмической активностью, с чем это связано?
– Прошлый год начался с Хубсугульского землетрясения. На севере озера Хубсугул (Монголия) произошло сильное землетрясения магнитудой 6,8 – это достаточно редкое для нашего региона событие. Как правило, после такого землетрясения возникают афтершоки, то есть повторные толчки меньшей силы. Хубсугульское землетрясение породило много афтершоков, часть из которых мы и ощущали. Кроме того, произошло достаточно сильное землетрясение в Чарской впадине.
– Почему землетрясения происходят в ранние часы, утром?
Слабые землетрясения происходят у нас практически каждый день. В зависимости от магнитуды мы можем их ощущать или не ощущать, но приборы записывают все. Весь мониторинг ведется силами геофизической службы Российской академии наук, она располагает сетью сейсмических станций. В каждом регионе есть свой филиал, в Прибайкалье таких филиалов два: байкальский (с центром в Иркутске) и бурятский, который обслуживает станции на восточном берегу озера.
– В чем особенности нашего региона?
– Вообще, если посмотреть на карту эпицентров всего земного шара, то большая часть землетрясений приурочена к границам тектонических плит. Еще из школьного курса мы знаем, что поверхность Земли разбита на литосферные плиты, они движутся и большая часть землетрясений связана с этим движением. Но есть ряд регионов на нашей планете, где сейсмичность имеет внутриплитный характер. Один из так регионов – Байкальский. Потому что наше озеро Байкал (а также соседние впадины – Тункинская, Баргузинская и др.) образуют так называемую рифтовую зону. Рифтовая зона – это зона растяжения земной коры, именно этим обусловлены землетрясения. Сейсмически активна не только Байкальская впадина, но и Тункинская, Баргузинская, Чарская, Муйская, Нижне-Ангарская.
Кроме того, по северо-восточному флангу рифтовой зоны, как предполагается, проходит граница Амурской микроплиты. И мы наблюдаем в GPS-измерениях , что берега Байкала расходятся и забайкальский блок отделяется, смещается на юго-восток со скоростью 3,4 мм в год.
– Перед учеными стоит задача прогнозировать землетрясения?
– Да, но надо сказать, что прогноз в научном понимании и прикладном – это немного разные задачи. С научной точки зрения интересен прогноз сильных, катастрофичных землетрясений с высокой магнитудой больше 7. Интересен именно процесс «подготовки» землетрясения: как готовится, начинается, развивается.
В прикладном аспекте, для обеспечения безопасности городов и населения, стратегия иная. Так как мы находимся в сейсмоактивном регионе, то должны быть всегда готовы к землетрясениям. Для этого проводится оценка сейсмической опасности, оцениваются очаговые зоны, формируются требования к строительству. По нормативам Иркутск построен на 8 баллов, но в пределах одного города разные грунтовые условия, поэтому толчки могут ощущаться по-разному.
Раз уж мы тут живем, все, что мы можем сделать – это минимизировать риски. Чтобы меньше бояться, стоит критически осмотреть свое жилье. Тем, кто живет на высоких этажах, нужно прикрепить шкафы к стенам, усилить полки, над кроватями не размещать тяжелые картины и предметы, убрать в ванной химические вещества подальше, чтобы не разбились.
– Ученые говорят, что в среднем в Иркутске происходит сильное землетрясение раз в 6,5 лет. Когда ждать следующего?
– Все оценки носят вероятностный характер. При прогнозе большое внимание уделяется предвестникам. Был период оптимизма, когда считалось, что мы найдем предвестник (один или несколько), который предскажет толчки. Пик оптимизма пришелся на 1975 год, когда в Китае смогли предугадать землетрясение в Хайчэне на фоне предвестников. Это был единственный случай успешного предсказания, жителей эвакуировали из города. Но оптимизм быстро прошел, когда на следующий год в том же Китае произошло землетрясение, которое унесло жизни около 500 тысяч человек. В 1990-е годы настал период пессимизма, когда провозглашалась невозможность предсказания землетрясений. В начале 2000-х мы вступили в период осторожного оптимизма. Используем вероятностную оценку, пытаемся делать прогнозы. Это лучше, чем сидеть сложа руки.
– Как можно предупредить людей о надвигающейся опасности?
– Существуют системы раннего предупреждения о землетрясениях (по аналогии с цунами), принцип их действия прост: где-то происходит землетрясение, волна доходит до ближайшей станции, обрабатывается и, если сила превышает заданный порог, то население автоматически оповещают, что через несколько секунд будут толчки. Потому что за первой P-волной – она самая быстрая – идет вторая S-волна, которая приносит большую часть разрушений. Но проблема в том, что скорость сейсмических волн очень большая, счет идет не на минута, а даже на секунды. Если в случае с цунами есть запас в часы, то в случае с землетрясениями запас маленький, буквально секунды. Тем не менее они могут предотвратить многие неприятные ситуации: хирурги успеют убрать скальпель, машинисты – остановить скоростные поезда, обычные люди – выйти из лифта и морально подготовиться.
– Когда в Иркутской области появится система раннего предупреждения?
– Два фактора мешают внедрению. Во-первых, нужна плотная сеть станций. Если первая станция на пути землетрясения находится в Иркутске, то и оповещение не нужно, мы все сами ощутим. Второе – близость к очаговым зонам, которые несут опасность. У нас маленькие расстояния, а скорость первой волны, например, составляет 6 км/сек, мы не успеем никого предупредить.
Система раннего предупреждения – это не прогноз, это уже констатация факта. Она помогла спасти жизни в Японии в 2011 году, когда произошло страшное землетрясение с цунами. Система раннего предупреждения сработала на всех смартфонах, по телевидению и радио была объявлена тревога. Этот механизм сейчас развивается. В прошлом году компания Google, например, запустила собственную систему предупреждения о землетрясениях. Она основана на том, что практически у каждого человека сегодня есть смартфон, а в нем – акселерометр, то есть датчик для ориентирования в пространстве. Если смартфон ощутил землетрясение , то он автоматически отправляет эту информация на ближайший сервер, сообщения с разных устройств объединяются и обрабатываются, включается система оповещения. В прошлом году в некоторых странах она уже была запущена.
Основные представления о внутреннем строении Земли не меняются с начала прошлого века, однако учёные постоянно делают новые открытия, уточняя структуру и состав оболочек нашей планеты. Так, недавно науке стало известно, что внутреннее ядро Земли вращается под наклоном к оси вращения всей планеты. Кроме того, важным открытием стало обнаружение нового типа вулканизма, вызванного структурами в низах мантии Земли. Об этом в интервью RT рассказал доктор геолого-минералогических наук, профессор РАН, профессор геологического факультета МГУ, заместитель директора Института физики Земли РАН Роман Веселовский. Он также объяснил, как может повлиять на жизнь людей возможная смена магнитных полюсов планеты и почему извержение вулканов можно спрогнозировать не раньше чем за несколько дней.
— Роман Витальевич, что на сегодняшний день известно науке о глубинных структурах Земли, о скорости вращения ядра нашей планеты?
— Начну с того, что у Земли есть внешнее жидкое ядро и твёрдое внутреннее ядро. Учёным уже относительно давно было известно, что твёрдое ядро вращается быстрее, чем мантия планеты. Но скорость этого вращения — его называют супервращением — было очень сложно оценить, ведь внутреннее ядро начинается с глубины 2900 км.
Однако в одном из недавних исследований учёные из Южной Калифорнии использовали новые подходы для более точной оценки скорости вращения внутреннего ядра относительно внешней оболочки планеты. Удалось установить, что внутреннее ядро вращается на 0,1° в год быстрее, чем внешние оболочки, но самое важное, что они впервые определили ориентировку оси вращения ядра, которая раньше по умолчанию сопоставлялась с осью вращения Земли, а это оказалось не так: ось вращения ядра наклонена на 8° относительно оси вращения Земли.
— Как за последние годы менялись представления учёных о глубинной структуре земных недр?
— Основы современных представлений о внутреннем строении Земли были заложены в начале ХХ века, с развитием сейсмологии. Наиболее прорывные открытия в последнее время совершаются в понимании состава внутренних оболочек Земли в связи с активным развитием геохимии и петрологии, а также с появившимися возможностями численного и физического моделирования физико-химических условий в ядре и мантии Земли. Мы по-прежнему знаем, что есть верхняя и нижняя мантии Земли, внутреннее и внешнее ядра, однако в их структуре удаётся выделить новые области, которые ранее были неизвестны науке.
Одним из самых интересных открытий последнего десятилетия я бы назвал обнаружение в низах мантии крупных неоднородных структур, с которыми связаны проявления вулканизма на поверхности Земли.
Если посмотреть внимательно на географическую карту, то можно увидеть, что в Тихом океане сосредоточено очень много вулканов — например, в районе Гавайских островов. На другой стороне Земли активный вулканизм присутствует на востоке Африки. Все эти многочисленные вулканы связаны с глубинными структурами, которые находятся в низах мантии, на глубине около 2700 км. Это явление называется внутриплитный магматизм, его источники находятся на границе мантии и ядра.
И этот вулканизм отличается от того вулканизма, который проявляется обычно на границах литосферных плит. Узнать это удалось благодаря развитию методов сейсмической томографии, которое произошло за последние 15—20 лет.
— А есть ли вероятность, что в какой-то момент, с развитием научных знаний, вдруг выяснится, что строение Земли сильно отличается от наших современных представлений?
— Такая вероятность сохраняется всегда, потому что пока никто не спускался к земному ядру, чтобы изучить его. По мере совершенствования методов мы будем строить всё более точные и детальные модели. Но узнать достоверно, как именно выглядит глубинная структура нашей планеты, мы не сможем, пока не потрогаем её своими руками, образно говоря.
— Известно, что северный магнитный полюс Земли смещается на восток со скоростью примерно 55 км в год. Чем вызван этот процесс? Грозит ли Земле в обозримом будущем новая смена магнитных полюсов, как это уже бывало в истории планеты?
— Действительно, северный магнитный полюс Земли сейчас смещается быстрее, чем, например, ещё 20 лет назад. Однако это нормальное явление, поскольку магнитное поле Земли очень переменчиво и отражает процессы, происходящие во внешнем жидком ядре Земли. Также известно, что перед инверсией магнитного поля планеты скорость движения магнитных полюсов обычно увеличивалась. Это мы знаем из истории магнитного поля нашей планеты, изучением которого занимается наука палеомагнитология. Мы также хорошо знаем, что не каждый раз ускорение движения полюсов приводило к инверсии. Так что говорить однозначно, что началась инверсия магнитного поля, конечно, нельзя.
— А почему происходит это смещение?
— Дело в том, что магнитное поле Земли генерируется во внешнем жидком ядре. А поскольку изменение параметров жидкости происходят гораздо быстрее, чем в твёрдом теле, то магнитное поле тоже меняет свои характеристики очень быстро.
— Чем на практике смещение магнитного полюса Земли может обернуться для людей, если человечество ещё будет населять планету к этому моменту?
— Этот вопрос волнует очень многих. Считается, что обычно инверсия происходит на протяжении 2—5 тыс. лет. Хотя, согласно последним данным, этот процесс может завершиться и в течение сотен лет, что довольно быстро даже по меркам смены человеческих поколений. Во время этой смены полюсов напряжённость магнитного поля Земли падает, планета становится более уязвима перед космическим излучением, потоком космических частиц — солнечным ветром и галактическим излучением.
В связи с этим может вырасти уровень радиационного фона на поверхности Земли. Впрочем, паниковать не стоит, потому что эти отклонения всё же не носят критический для биосферы Земли характер. Например, радиационный фон может вырасти до того уровня, какой и сейчас фиксируется в приполярных областях планеты, где он выше, чем на экваторе. Так что трагическими последствиями для человечества инверсия полюсов не грозит. Разве что радиосвязь будет работать с помехами, как во время магнитных бурь.
— Насколько помогают исследовать недра планеты сверхглубокие скважины? Например, в 2012 году на Сахалине была пробурена скважина Чайво Z-44, которая превзошла по протяжённости даже Кольскую сверхглубокую скважину. Какие данные удаётся собрать с помощью таких скважин?
— Скважина Чайво Z-44 была пробурена в рамках разработки месторождений углеводородов. Её глубина составляет только 1500 м, а вот протяжённость действительно самая большая на Земле — 15 тыс. метров. Эта скважина —горизонтальная. Поэтому в плане изучения земных недр, насколько мне известно, она не сыграла большой роли. А вот Кольская сверхглубокая действительно оказалась крайне важна для понимания строения верхних оболочек Земли, земной коры. То, что увидели исследователи, когда поднимали материал из этой скважины, порой коренным образом отличалось от существовавших на тот момент научных моделей и представлений.
Сегодня скважины, аналогичные Кольской сверхглубокой, не бурят — всё упирается в стоимость подобных проектов. Они не смогут окупиться, поскольку требуют очень дорогостоящего промышленного оборудования.
— Тоньше всего кора Земли под океаном, в районе 3—7 км. Насколько реально добраться до земной мантии, если пробурить скважину в океаническом дне?
— Вообще, мы и так знаем, как выглядит мантия Земли, её можно даже потрогать руками, если поехать на Урал или на Кипр, например. В этих районах есть геологические образования — офиолиты. По сути, это океаническая кора Земли, надвинутая в своё время на сушу. В офиолитах можно наблюдать породы мантии, которые когда-то находились на глубине 5—8 км. Поэтому учёные имеют хорошее представление о том, из чего состоят верхние горизонты мантии нашей планеты.
Отмечу, что если бурить там, где самая тонкая кора — на дне океана, то там мы столкнёмся с самым большим геотермическим градиентом. Это означает, что по мере углубления в скважину температура будет быстро расти. Хотя проекты по бурению на океанических глубинах есть, они не направлены на создание очень глубоких скважин. Интерес представляют геологические отложения, которые можно найти на большой глубине — например, в Марианской впадине.
— Геотермальная энергетика — использование температур недр планеты для получения электроэнергии хотя и существует в некоторых странах, но в целом развивается не очень активно. Почему?
— Геотермальная энергетика используется в тех регионах, где это целесообразно. Например, много геотермальных станций действует в Исландии, есть такие станции и на Камчатке. Однако нужно понимать, что не везде геотермальная энергия доступна для использования. Геотермический градиент везде отличается. Например, если мы пробурим для получения энергии скважину в Москве, то температура в ней будет расти со скоростью в 10 °C на км. Это означает, что для того, чтобы просто вскипятить воду, нам придётся пробурить скважину глубиной 10 км. Зато на Камчатке температура растёт примерно по 50—70 °C на км. И чтобы нагреть воду до состояния кипения, нам нужно бурить лишь чуть больше километра — это уже выгодно и целесообразно.
— Действительно ли такие работы могут провоцировать землетрясения? Если да, то не относится ли это в равной мере и к добыче газа и нефти методом гидроразрыва пласта?
— Насколько мне известно, спровоцировать крупные землетрясения, применяя метод гидроразрыва пласта или же путём бурения скважин, невозможно. Дело в том, что крупные землетрясения вызываются только движением литосферных плит, тектоническим явлениями. К счастью, вызвать их искусственно человек не способен. Хотя небольшие колебания верхних горизонтов земной коры гидроразрыв пласта действительно может вызвать, но здесь речь идёт о такой активности, которую могут зафиксировать только сейсмометры, но человек вряд ли сможет её заметить.
— Существует гипотеза, согласно которой на сейсмическую активность Земли, а также другие геологические процессы может влиять солнечная активность, вспышки на Солнце. Находит ли эта теория подтверждение?
— Что касается вспышек на Солнце, то сомневаюсь, что они могут как-то воздействовать на земную сейсмическую активность. Однако гравитационное взаимодействие Земли с другими космическими телами, включая Солнце, такое влияние оказывать может. Конечно, сегодня это воздействие не очень сильное и вряд ли может быть основной причиной землетрясений и вулканической активности. Однако следует напомнить, что, когда Луна проходит рядом с нашей планетой, поднимается не только уровень воды в океане, но также и суши на несколько сантиметров. А четыре миллиарда лет назад, когда Луна находилась ближе к Земле, этот приливной горб земной тверди составлял несколько километров.
— Исходит ли от супервулканов, таких как Йеллоустон, реальная угроза для человечества?
— Конечно, извержение супервулканов очень опасно, поскольку приведёт не только к гибели многих живых организмов, но также изменит климат Земли. Результатом станет или похолодание, или, наоборот, усиление парникового эффекта и потепление. К счастью, такие извержения случаются крайне редко, так что у человечества есть шансы не застать подобную катастрофу.
— Насколько точно в наше время можно спрогнозировать извержение как обычных вулканов, так и супервулканов? Есть ли риск, что извержение застанет людей врасплох? Как продвинулись методы прогнозирования извержений и землетрясений за последние годы и десятилетия?
— Если говорить, к примеру, о Йеллоустоунском супервулкане, то он и сейчас живой, в его районе существует много проявлений термальной активности. Вулканическая активность продолжается, хотя и в затихшем формате. А когда произойдёт новое суперизвержение — этого никто не знает. Более-менее достоверным может быть только краткосрочный прогноз, когда магма уже будет передвигаться в земной коре. Такой прогноз можно сделать за несколько часов, может быть, дней до того, как магма начнёт выходить на поверхность. Этого может оказаться достаточно, чтобы эвакуировать людей из окрестностей вулкана. Но все вулканы разные, поэтому было бы неправильно говорить так обо всех вулканах.
Предсказать извержение за месяц, даже за две недели невозможно с высокой точностью. Как и в случае с погодными прогнозами, в этом случае мы имеем дело с нелинейными процессами, которые сложно моделировать.
Разумеется, учёные работают над тем, чтобы делать эти прогнозы более долгосрочными и точными. Совершенствуются методики, аппаратура, а кроме того, мы всё больше узнаём о прошлом Земли. И это даёт науке более надёжный фундамент для построения таких прогнозов.
- Извержение вулкана на Гавайях
- Gettyimages.ru
Также по теме
«Играют в волейбол, сосиски жарят на лаве»: живущие в Исландии россияне — об извержении вулкана Фаградальсфьядль
Лунная активность: учёные установили эпицентры землетрясений на спутнике нашей планеты
Геолог рассказал RT о причинах образования загадочных кратеров на Ямале
- Гейзер
- Gettyimages.ru
Как вулкан землетрясение остановил: учёные о взаимодействии двух стихийных бедствий
- Йеллоустонский национальный парк, США
- Gettyimages.ru