Что такое землетрясение и почему его предсказывают? Источники землетрясения

Что такое землетрясение

Землетрясение — это колебания земной поверхности и подземные толчки, происходящие в результате движения тектонических плит.

Когда происходят крупные землетрясения, новости пестрят словами, которые не всем понятны: «магнитуда», «сейсмическая активность», «рои» и тому подобное. Объясняем термины, и разбираемся можно ли предсказать землетрясения

Почему происходят землетрясения

Земная кора разбита на несколько больших тектонических плит, которые плавают на полужидкой мантии под ними. В основном землетрясения происходят в результате движения этих плит. Когда они движутся друг на друга, возникает огромное давление. В какой-то момент плиты соскальзывают, высвобождая энергию в виде сейсмических волн, которые мы воспринимаем как землетрясение.

Во время землетрясения движение тектонических плит может колебаться от всего нескольких миллиметров до метров. Магнитуда землетрясения определяется величиной смещения, которое происходит вдоль разлома, причем более крупные землетрясения соответствуют большему скольжению. Однако даже небольшие перемещения могут нанести значительный ущерб, если землетрясение происходит в густонаселенном районе и/или условия грунта усиливают сейсмические волны.

За секунды до сильных толчков в Турции многие видели короткие вспышки — что-то вроде локального северного сияния. Местное население считает, что это следы применения «сейсмического оружия». Но реально ли с научной точки зрения вызвать землетрясение современными техническими средствами — что в Турции, что в Йеллоустоуне, что любом другом месте? И не связаны ли загадочные вспышки с чем-то совсем иным? Naked Science попробует разобраться в этом вопросе.

Турецкая dikGAZETE опубликовала материал, автор которого пытается решить загадку голубоватых вспышек: их в Турции видели непосредственно перед сильным землетрясением. Журналист напоминает, что 27 января 2023 года американское посольство в этой стране выпустило предупреждение о том, что безопасность здесь под угрозой. Аналогичные заявления затем сделали европейские сателлиты США и также закрыли консульства в некоторых частях страны.

В публикации сделана попытка провести связь между тем, что мы наблюдаем на видео выше, и последующим катастрофическим землетрясением, которое, по последним данным, унесло жизни более 14 тысяч граждан Турции (вероятно, эти цифры еще возрастут). Казалось бы, какая тут может быть связь? Разве человечество уже научилось вызывать землетрясения по своему желанию? Вроде бы мы пока даже толком предсказать-то их не можем?

Видео из соцсетей

Понять опасения жителей Турции в каком-то смысле можно. В 2016 году там произошла попытка военного переворота, в которой погибли 240 и получили ранения 2200 человек. Расследование выявило, что с переворотом могли быть связаны люди, возможно, имеющие отношение к ЦРУ (в связи с чем турецкая прокуратура даже выписала ордер на арест нескольких таких лиц).

Илон Маск: «Мы устраиваем перевороты где хотим. Смиритесь с этим».

Разумеется, сам по себе твит Маска (и кого угодно еще) ничего не доказывает. Зато он неплохо иллюстрирует тот факт, что граждане США в курсе способностей своего государства по устройству переворотов по всему миру. Граждане стран, где происходят перевороты, тоже что-то замечают и в дальнейшем склонны с опаской относиться к действиям Штатов в этом регионе.

Но точно ли проект HAARP мог вызвать настолько мощное землетрясение? Что это вообще за голубые вспышки перед ним? Способны ли люди в принципе спровоцировать землетрясения и извержения, хотя бы в зонах риска, типа Йеллоустона?

Серия землетрясений разбудила «спящий» тектонический разрыв. Изучение этого явления показало, что мощные подземные толчки в некоторых регионах почти невозможно прогнозировать.

Американские ученые провели исследование, которое подробно описывает причины и механизмы серии землетрясений, прокатившихся по югу Калифорнии в июле—августе этого года. Статья об исследовании опубликована в издании Science.

Сейсмические события, называемые «роем землетрясений Риджкреста», стартовали 4 июля 2019 года. Тогда южную Калифорнию потряс предварительный подземный толчок силой магнитудой 6,4 балла. Главный толчок магнитудой 7,1 балла случился спустя 36 часов и стал сильнейшим в регионе за последние два десятилетия. За ним последовало около тысячи афтершоков (менее интенсивных повторных подземных толчков).

«Это была одна из наиболее хорошо изученных последовательностей землетрясений в истории, которая позволила разобраться в механизмах подобных событий», — говорит ведущий автор исследования, геолог Захари Росс. Эпицентр землетрясений находился около города Риджкрест, в 190 километрах к северу от Лос-Анджелеса. По названию этого города и получила свое имя серия толчков. В этих процессах были задействованы 20 небольших разломов земной коры, ранее неизвестные ученым.

«Рой землетрясений Риджкреста» и сейсмическая активность вдоль подземных разломов, которые ему сопутствовали, привели к пробуждению разлома Гарлок. Этот геологический сдвиг длиной примерно 250 километров проходит по северному краю пустыни Мохаве и пересекает широко известный разлом Сан-Андреас. Гарлок не проявлял значимой активности около пяти столетий, и его стороны смещались относительно друг друга не более чем на сантиметр в год. Однако с июля 2019 года стороны разлома Гарлок сместились на 2 сантиметра по вертикали.

Команда ученых под руководством Захари Росса попробовала понять, что означают эти изменения и к чему они приведут. Исследователи собрали данные о землетрясениях с наземных сейсмологических датчиков, а также с космических спутников NASA и JAXA (Японского аэрокосмического агентства). Это позволило составить точную карту разломов и составить новую модель, описывающую подземные смещения.

Исследование группы Росса ставит под сомнения общепринятый взгляд на сильные землетрясения. Ранее считалось, что мощные сейсмические события вызваны разрывами коры вдоль линии длинного разлома, а максимальная магнитуда землетрясения напрямую связана с протяженностью разлома. Однако составленная учеными карта показала, что разломы, которые спровоцировали «серию Риджкреста», пересекали друг друга под неожиданными углами.

По мнению ученого, это противоречит существующему на данный момент предположению о том, что в механизмах мощных землетрясений доминируют сдвиги вдоль длинных разломов. Подобные катаклизмы могут быть обусловлены общим вкладом множества небольших разломов, что делает прогнозирование таких событий практически невозможным.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.

Что это такое и при чем тут вообще «сейсмическое оружие»?

Но вот что можно было точно сказать уже тогда, это то, что HAARP к этому всему отношения не имеет. Дело в том, что вопреки названию, исходно целью проекта было вовсе не изучение северного сияния. Его финансировали военные, а строила компания, относящаяся к ВПК. Целью было использовать ионосферу Земли для улучшения возможностей военных по передаче своих и перехвату чужих сигналов.

Радиоволнами, однако, не вызвать землетрясение. Вообще, события такой громадной энергии, как сейсмические, при сегодняшних технологиях вызывать особо нечем. Многочисленные конспирологические истории о том, что «взрыв термоядерной бомбы может разбудить Йеллоустон», — результат невысокого уровня школьного образования в современном обществе.

Начнем с основ: современная наука в смысле изучения землетрясений находится примерно на той же стадии, что биология при Линнее. Она может описывать, но не может понять — и, следовательно, не может предсказать, когда случится землетрясение. Объяснить его после того, как оно случилось, это запросто. Но наука, не имеющая предсказательной силы в отношении конкретных событий, неизбежно остается наукой, для которой причинно-следственные связи в изучаемой области не ясны в достаточной степени. Скорее всего, ситуация через какое-то время изменится (и она постепенно меняется), но сложно сказать, когда именно это произойдет.

А ведь чтобы спровоцировать землетрясение или извержение (любыми средствами — хоть «Царь-бомбой»), нужно понимать что именно вы делаете. Геофизик Виктор Боков формулирует это так:

«Чтобы гарантированно запустить извержение, надо точно понимать, как будут распространяться ударные волны от ядерных взрывов в верхних слоях мантии и куда именно они придут». Однако сейчас мы не в состоянии сделать нужные расчеты: сейсмология до этого еще просто не доросла.

Но она точно доросла до описания уже случившихся сейсмических событий. И из такого описания мы знаем, что в 1975 году в черте Йеллоустонского парка случилось землетрясение энергией две мегатонны тротилового эквивалента. Для сравнения: самое мощное ядерное оружие в сегодняшних арсеналах, В83 — всего лишь 1,2 мегатонны.

При этом двухмегатонное естественное событие случилось на глубине 10 километров — прямо напротив пузыря магмы под национальным парком. Любая термоядерная бомба, взорванная на поверхности, не смогла бы доставить на эту глубину энергию даже 20 килотонн. То есть событие 1975 года было заведомо — на порядки — сильнее, чем любой возможный антропогенный удар по Йеллоустону. И?

И ничего. Оно и не удивительно: взрыв — не спичка, а магма — не порох. Нельзя запустить процесс извержения (и даже землетрясения, хотя они и серьезно различаются), если магма в его районе не находится в нужном состоянии по температуре и давлению. А мы, напомним, пока не умеем заранее понять, находится она в нем или нет.

Проект HAARP чисто технически слишком далек от спектра энергий, способных запустить землетрясения или извержения. Напомним: две мегатонны толчка 1975 года — это 2,3 миллиарда киловатт-часов энергии, выплеснутой в считаные секунды. Мощность всех излучателей  HAARP — жалкие 3600 киловатт. То есть даже если бы все его излучатели работали целый век, то и тогда бы не потребили бы столько энергии, сколько воздействовало на крупный пузырь магмы под Йеллоустоном в 1975 году.

Все, чем может обладать человек и что не основано на термоядерной энергии, в принципе слишком слабо, чтобы спровоцировать сейсмику «турецкого» или «йеллоустонского» уровня.

Поэтому когда турецкая dikGAZETE пишет про HAARP: «эта программа может менять климат, растапливать льды на полюсах и перемещать их, играть с озоновым слоем, вызывать землетрясение, управлять океанскими волнами, манипулировать энергетическими полями Земли, контролировать человеческий мозг, создавать термоядерный взрыв без распространения радиации», — то это означает, что автор статьи просто не понимает суть вопроса. Человек пока не способен делать такие вещи, как в цитате выше, и в ближайшем обозримом будущем и не будет способен.

Когда мы говорим о землетрясениях, обычно используется терминология, которая иногда может сбивать с толку среднестатистическое население. В данном случае речь пойдет о термине сейсмический рой. Это термин, который широко используется, когда происходят такие события, и многие люди не знают, что он означает.

По этой причине мы собираемся посвятить эту статью тому, чтобы рассказать вам, что такое сейсмический рой, каковы его характеристики и насколько важно его знать.

Что такое сейсмический рой

Сейсмический рой — это группа близких землетрясений., определенной магнитуды, которые происходят один за другим с течением времени, а не по схеме одного крупного землетрясения и нескольких более мелких афтершоков.

Более или менее жесткие плиты, на которых расположены континенты, плавают над горячей вязкой астеносферой в верхней части мантии. При надавливании одного на другое происходят землетрясения, но не только из-за этого.

В случае с Гренадой Зона воздействия сейсмического роя представлена ​​совокупностью обширных разломов, накопивших энергию и которым предшествовали землетрясения.

Лучше ли несколько небольших землетрясений, чем одно сильное землетрясение с афтершоками? В общем, с деструктивной точки зрения да. С точки зрения энергии, поскольку шкала логарифмическая, рост происходит быстро. Требуется множество малых величин, чтобы равняться одной большой величине. Многие землетрясения магнитудой 4,5 означают землетрясения менее энергичные, чем землетрясения магнитудой 5.

Сегодня ученые говорят о шкале моментной величины (МВт). В Европе 4,5 МВт и V-VI «очень сильные», как и самый сильный случай в Гранаде. Когда случается большое землетрясение, оно никогда не происходит в одиночку. Всегда есть поправки. Те, кто следуют ему, снижают свою интенсивность, что нормально. Конечно, разрушительная сила землетрясения связана не только с интенсивностью вибрации очага, но и с глубиной и расстоянием от источника.

Как долго длится рой землетрясений?

Трудно предсказать, как долго продлится рой землетрясений, поскольку землетрясения очень трудно предсказать. Это займет столько времени, сколько длятся небольшие землетрясения вместе с их афтершоками. Южная часть полуострова находится в месте соприкосновения двух крупных тектонических плит: евразийская и африканская плиты. От этого трения Африканская плита толкает и накапливает энергию.

Природа каждого землетрясения разная, но в Испании оно обычно связано с разломами, трещинами в земной коре, выделяющими энергию. Это совершенно нормально. Это происходило и будет продолжаться. Африка толкает около 4 или 5 миллиметров в год к полуострову.

Так называемая Пиренейская микроплита испытывает давление со стороны большой Нубийской плиты (где находится Африка), которая движется на северо-запад, но не очень быстро. Эта деятельность включает в себя складывание и разломы. Но у нас не очень четкая граница плит, полоса тектонической активности около 600 километров.

В восточной части полуострова, ближе к Гранаде, Альмерии и Мурсии, можно сказать, что земля растягивается или рвется. На западе, в Кадисе и Алгарве, он сжат. Сближение этих двух плит началось около 40 миллионов лет назад и продолжается по сей день. Мало-помалу они заставят Средиземное море исчезнуть. Приблизительно через 50 миллионов лет на его месте появится великая горная цепь, которая охватывает нынешнюю Южную Европу.

Южная Испания геодинамически сложна. Самое сильное землетрясение на полуострове произошло в Гранаде, но оно было на глубине до 600 км. В 2010 году была магнитуда 6,4, но ее почти никто не заметил, потому что она была такой глубокой. Нет никаких научных оснований ожидать крупного землетрясения в Гренаде.

Можно ли предсказать землетрясения?

В Гранаде последнее крупное землетрясение произошло в городе Аренас-дель-Рей в 1884 году. Пострадало 106 населенных пунктов, из них серьезно пострадало 39. Он полностью разрушил Аренас-дель-Рей и Вентас-де-Сафаррайя, их пришлось восстанавливать.

Что надо сделать?

По данным Главного управления гражданской защиты:

Если вы находитесь внутри здания, убедитесь, что вы:

Если землетрясение застанет вас за границей, вам следует:

После разрушительного землетрясения в Лорке (Мурсия) в 2011 году ICOG разработала Десять заповедей, направленных на минимизацию ущерба от землетрясения в Испании, призывая к постоянному обновлению стандартов сейсмостойкости зданий.

Как видите, сейсмический рой может быть опасен, если не принять мер предосторожности и действий. Я надеюсь, что с помощью этой информации вы сможете больше узнать о том, что такое сейсмический рой, его характеристиках и опасности.

Содержание статьи соответствует нашим принципам редакционная этика. Чтобы сообщить об ошибке, нажмите здесь.

Популярное

Это первая мягкая посадка на другом небесном теле для Индии, ставшей четвертой страной, которая смогла реализовать подобное на земном спутнике. Кроме того, это первая посадка в приполярной области Селены, где грунт богат водным льдом.

Биоинженеры предложили переделать шприцы по образцу пчелиного жала

Импровизированные шприцы применял еще Гиппократ, а шприц современного вида с иглой и поршнем сложился уже к XV веку. Однако все имеющиеся конструкции далеко не безупречны: их введение часто требует заметной силы, из-за чего неопытные пользователи могут делать ошибки при введении различных препаратов. Шприц, который позволял бы сделать инъекцию с меньшими усилиями, при этом слабо травмируя зону введения, был бы крайне полезен в медицине.

Ученые опровергли «правило десяти тысяч шагов»

Часто говорят, что для поддержания здоровья важно проходить хотя бы десять тысяч шагов в день. Однако новое масштабное исследование показало, что пользу приносят и не такие далекие прогулки, поэтому для снижения риска смерти достаточно четырех тысяч шагов.

Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Как предсказать землетрясение

В настоящее время ученые не в состоянии точно предсказывать землетрясения. Существуют методы обнаружения изменения сейсмической активности и деформаций в земной коре, которые могут указывать на повышенную вероятность землетрясения, но на основе этих методов нельзя сказать его точное время или место.

Основное внимание в настоящее время во всем мире уделяется совершенствованию систем раннего предупреждения, а также подготовке и повышению осведомленности населения. Системы раннего предупреждения используют сети сейсмического мониторинга для обнаружения начала землетрясения и быстрой выдачи предупреждений тем, кто находится в пострадавшем районе, позволяя им принять защитные меры до начала сильного сотрясения.

В качестве инструмента для прогнозирования землетрясений и систем раннего предупреждения сейчас активно рассматривают (но пока широко не используют) нейросети. Алгоритмы искусственного интеллекта, такие как машинное и глубокое обучение, можно обучить на исторических сейсмических данных для выявления закономерностей и составления прогнозов о будущих землетрясениях. Эти алгоритмы также можно использовать для анализа сейсмических данных в реальном времени. Однако точность прогнозирования землетрясений на основе ИИ все еще ограничена. Множество факторов усложняют прогнозирование землетрясений, включая ограниченный набор данных, доступных для обучения, нелинейный и хаотический характер землетрясений и влияние человеческой деятельности на измерения.

Кто исследует землетрясения

Существует множество компаний и организаций, которые занимаются исследованиями землетрясений — как частные, так и государственные.

В России работают несколько организаций, которые занимаются исследованиями и мониторингом землетрясений.

Где чаще случаются землетрясения

В мире есть несколько районов, которые подвержены землетрясениям больше других.

Эти районы подвергаются более высокому риску землетрясений из-за наличия активных линий разломов и границ плит. Однако землетрясения могут произойти в любой точке мира, даже в районах, традиционно не считающихся подверженными высокому риску.

В 2023 году в Турции случилось крупнейшее с 1939 года землетрясение. Страна расположена на границе Африканской и Евразийской плит, которые сталкиваются и вызывают значительную тектоническую активность в регионе. Это приводит к высокой частоте землетрясений, в том числе средней и большой магнитуды. Западные и восточные регионы Турции особенно подвержены риску, а такие города, как Стамбул, Измир и Бурса, уязвимы к последствиям землетрясений. В связи с этим Турция предпринимает шаги по смягчению последствий землетрясений с помощью введения особых строительных норм, сейсмической модернизации зданий и планирования готовности к стихийным бедствиям.

Вероятность землетрясения в России зависит от конкретного региона. Некоторые части России, такие как полуостров Камчатка и острова Сахалин, расположены в сейсмически активных районах и подвержены более высокому риску землетрясений. Другие части России, такие как Северо-Европейская равнина, расположены в регионах с более низкой сейсмической активностью и подвержены меньшему риску.

Общая сейсмическая опасность в России считается от умеренной до высокой. В прошлом страна пережила несколько значительных землетрясений, включая Камчатское землетрясение 1952 года магнитудой 9,0 и Сахалинское землетрясение в Нефтегорске 1995 года магнитудой 7,5.

Энергия землетрясений и законы гидродинамики

В этой главе мы рассмотрим такое известное в геофизике сейсмическое событие, как рой землетрясений. Современная геофизика, не имея серьёзных объяснений этому феномену, старается обойти этот тип землетрясений стороной, а если и затрагивает эту тему, то нерешительно обвиняет в этом процессе магму, которая якобы изменяет температурный фон земной коры в районе очага землетрясения, тем самым вызывая объёмное расширение пород, что и приводит к многократным подземные толчки. Мы находим это объяснение беззубым и наивным, ибо для того, чтобы объёмное расширение пород соответствовало магнитуде подземных толчков, необходим значительный перепад температур, происходящий с частотой роя землетрясений. Такой процесс возможен только в том случае, если остывание и прогрев горного массива будет происходить с высокой скоростью.

Рис. 1. Горячие точки
планеты. Круги красного цвета наиболее активные точки

Также можно привести образец мантийных плюмов
на примере Йеллоустонского супервулкана.
Известен интересный факт, показывающий, что магма может путешествовать по
подземным магистралям на десятки, а возможно и на сотни километров. Так 19
сентября 2017 года в Мексике произошло землетрясений с эпицентром  в 55 километрах от
вулкана Попокатепетль. В момент подземного толчка на вершине вулкана появилась
вспышка, после чего вулкан выстрелил в атмосферу газы в виде пара, дыма и пепла.
Очевидно, что выхлоп вулкана был связан с ударной волной магмы, которая за
несколько секунд прошла по подземным магистралям 55 км. Плюс, хорошо известно,
что жидкая магма может образоваться из раскалённых блоков тектонических плит в
результате сброса давления при их подвижках. Анализируя изложенные факты можно
заключить, что жидкой магмы, способной вызвать гидравлический удар в глубинах
Земли, имеется достаточное количество, и запрет гидравлического удара,
связанный с якобы отсутствием необходимого количества жидкой магмы в глубинах,
Земли отсутствует. Естественно, магма в первую очередь будет присутствовать в
зонах разломов тектонических плит, подъёмов, субдукций, спрединга, сдвигов, ибо
там происходят резкие сбросы давлений, изменения температур и огромные скачки
напряжений. Особенно ярко это проявляется в так называемом Огненном кольце по
краям Тихоокеанской тектонической плиты. Именно там расположены вулканы и там
происходят значительное количество всех землетрясений. Существует подозрение,
что магма путешествует тысячи километров по подземным каналам Огненного кольца,
рис. 2 отмечаясь гидравлическими ударами в различных его местах в виде
землетрясений!

Рис.2. Огненное кольцо

Исходя
из физико-химических условий существования материи в недрах Земли, модель
образования роя подземных толчков, а также отдельных землетрясений будет
выглядеть так: –  Гидравлический удар
магмы, при изначальном большом давлении и высоком температурном
фоне на глубине очага землетрясения, где вещества уже находятся и приобретают
экстремальные и экзотические свойства и претерпевают необычные метаморфические
и магматические трансформации, ставит окружающее породы в экстремально
неравновесные условия. Энергия ударной волны гидроудара вызовет мгновенный
скачок давления и разогрев и так уже довольно горячих пород и магмы в районе
события на сотни и тысячи градусов, а, следовательно, мгновенное увеличение
объёма окружающих пород. Плюс ко всему во время гидроудара вследствие малой
сжимаемости магмы и высокой жёсткости окружающих пород, скачок давления будет
воздействовать практически на весь объём, участвующий в процессе, то есть
сконцентрирует всю кинетическую энергию, которой обладал поток магмы, объёмы
которой могут быть довольно значительны. Мгновенное повышение давления возможно
на тысячи атмосфер. Плюс, таким резким скачкам давления будут соответствовать
гигантские ускорения и торможения частичек вещества при прохождении через них фронта
ударной волны, которая будет смещать породные блоки, создавая из них или
разрушая пробки в мантийных каналах. Каждый последующий гидравлический удар
будет вызывать дальнейшую дестабилизацию 
и разрушение породного массива, образование новых пробок, которые будут
перекрывать трещины и разломы, создавая последовательно цепочку (рой) толчков. В соответствии с расчетной формулой Жуковским,
энергия гидравлического удара будет зависеть от минерального состава магмы,
плотности, состава окружающих пород, параметров движения магмы и его объема.
Пользуясь этой простой формулой, не только специалист по гидродинамике, но и
любой человек легко рассчитает параметры скачка давления при гидравлическом
ударе:

ΔP
= ρ • Δv • С

Где ΔP – скачок давления; ρ – плотность жидкости; Δv – изменение
скорости жидкости; С – скорость распространения ударной волны в конкретной
жидкой среде.

Пример. Выполним расчёт энергии гидроудара магмы для произвольно
выбранных параметров. Для этого необходимо знать скорость потока магмы на глубине очага. Достоверно известно, что
базальтовая лава при излиянии из кратера имеет скорость  ~ 2.0 м/с., но её истинное значение на
глубине нескольких километров неизвестно. Возможно 2.0 м/с, а возможно и 10.0
м/с., а возможно и выше. Не зная точной цифры мы вынуждены принять минимально
известную нам скорость V = 2.0 м/с. При абсолютно жестких стенках трубопровода скорость
распро­странения ударной волны Cv равна скорости
распространения звука в магме Cv = 5760 м/с. Будем считать
магму несжимаемой со средней плотностью ρ = 3000 кг/м3. Подставив
данные в формулу Жуковского, мы получим мгновенный скачок давления:

ΔP = ρ • Δv • c   = 3000 • 2.0 • 5760  = 35 МПа,

Где: ρ  –
удельная плотность базальтовой магмы кг/м3,  Δv – м/с скорость магмы в момент остановки, Cv
равна скорости распространения звука в магме.

Рассчитаем энергию потока магмы по формуле кинетической энергии:

Где,  m – масса потока магмы, m = S • L • ρ, кг,
V- скорость потока магмы, S –
площать сечения канала(~круга), L – длина канала, м2

При определении массы потока
магмы мы должны определить её объёмом. Нам известно, что разломы, дайки, трещины,
и жерла вулканов могут иметь огромные размеры, например, диаметр кимберлитовых
трубок нередко составляет 1000 и более метров. Чтобы в полной мере представить
важность параметра объёма магмы при ударе магмы примем два различных радиуса подводящих
каналов R1=30 м.
и R2=50м,
длину каналов потока магмы примем L = 10000 метров. V= 2 м/сек. удельная плотность магмы – ρ = 3000 кг/м3. Поперечное сечение
каналов составит:

S1 = 3.14 x R2
=2826m2

S2 = 3.14 x R2 = 3.14 • 502 =7850 м2

Масса потоков магмы составит:

m1 = S1• L • ρ = 2826 м2
• 10000м • 3000 кг/м3 = 84780000000 кг.

m2 = S2• L • ρ = 7850 м2• 10000м • 3000 кг/м3 = 235500000000
кг.

Энергия потока1   Ek1 = 84780000000 • 22 / 2 = 169560000000 Дж.

Энергия потока2  Ek2 = 235500000000
• 22 / 2 = 471000000000 Дж.

Эквивалент энергии в ТНТ = Ek / 4,184⋅106 Дж.

TNT1 = 169560000000/
4184000 = 40 528 кг.

TNT2 = 471000000000/
4184000 = 112 572 кг.

При
сравнении данных приведённым в расчётной таблице американской сейсмической  лаборатории (The Nevada
Seismological Laboratory),
таблица 1, с полученным нами значением эквивалента ТНТ 40 и 112 тонн, что
соответствует сейсмическим толчкам с магнитудами М3 и М4

Richter     TNT for Seismic    Example

Magnitude      Energy Yield    (approximate)

-1.5                6 ounces            Breaking a rock on a lab table

1.0               30 pounds           Large Blast at a Construction Site

1.5              320 pounds

2.0                1 ton                  Large Quarry or Mine Blast

2.5              4.6 tons

3.0               29 tons

3.5               73 tons

4.0           
1,000 tons            Small
Nuclear Weapon

4.5           
5,100 tons            Average
Tornado (total energy)

5.5           80,000 tons           Little Skull Mtn., NV Quake, 1992

6.0       
1 million tons          Double
Spring Flat, NV Quake, 1994

6.5       
5 million tons         
Northridge, CA Quake, 1994

7.0      
32 million tons         Hyogo-Ken
Nanbu, Japan Quake, 1995

7.5     
160 million tons        Landers,
CA Quake, 1992

8.0       
1 billion tons           San
Francisco, CA Quake, 1906

8.5       
5 billion tons          
Anchorage, AK Quake, 1964

9.0      
32 billion tons          Chilean
Quake, 1960

10.0       1 trillion tons          (San-Andreas type fault circling
Earth)

12.0     160 trillion tons        (Fault Earth in half through center,

Table1. Richter magnitude for seismic
example

Отвечая
на второй вопрос возможности гидравлического удара в недрах Земли связанного с
наличием “подземных трубопроводов” достаточных размеров, мы хотели бы привести
в качестве примера “подземных трубопроводов” хорошо известные геологам
образования – дайки. Это геологическое понятие означает вертикально стоящее (или близкое к вертикали) интрузивное
геологическое тело застывшей магмы, ограниченное параллельными стенками и
секущее вмещающие породы. Мощность дайки изменяется от долей до сотен и даже
тысяч метров, протяжённость от 1 метра до 500 километров, рис. 3. Например,
всемирно известная Великая дайка Зимбабве. Она возвышается над окружающей
местностью на 50—300 м, протягиваясь на 560 километров при мощности от 3,2 до
12,3 км, рис. 4 Можно легко подсчитать тот гигантский уровень энергии,
который может образоваться при гидроударе магмы в системе крупных дайк, жил,
трещин, тектоническом разломе. Следовательно, никаких запретов на возникновение
гидравлических ударов связанных с магматическими каналами в недрах Земли не
существует.

Рис.3. Три дайки на Baranof Cross-Island Trail, Аляска.

Рис.4.
Великая дайка Зимбабве

Рой
землетрясений вулканического характера

Принципиально
рои землетрясений вулканического характера ничем не отличаются от роя
землетрясений тектонического характера. Это те же гидравлические удары вызванные
движением магмы по каналам в недрах Земли. Главной характерной особенностью роя
вулканических землетрясений является изменение глубины их очагов с очень чётко
выраженным уменьшением глубины. Если при тектоническом рое землетрясений
глубина очагов остаётся примерно на одной глубине, то согласно наблюдениям
вулканологов за извержениями вулканов, при вулканическом рое глубина очагов
землетрясений всё время уменьшается. И это легко объясняется постепенным
поднятием магмы к земной поверхности по путям миграции, и дополнительно подтверждает
связь движения магмы по каналам с образованием гидравлических ударов. Из
многочисленных геологических источников известно, что вулканы обладают
разветвлённой подземной сетью подводящих каналов, трещин, дайк, которые в силу
своих размеров и большого давления магмы могут пропускать через свои сечения
большие объёмы расплавленных пород. Причём, согласно академику Добрецову, магма
может поступать в корневую систему вулкана из различных бассейнов с различным
химическим и физическим составом магм и разными скоростями излияния, рис.5.
где: 3. главное жерло вулкана, 1,2,4,5 боковые жерла, 6 магматический очаг или
несколько очагов, 7 подводящие каналы, 8 граница Мохоровича, 9 зона основного
плавления пород, значок молнии – гидравлический удар.

Рис.5 Строение вулканов. https://geography-a.ru/menu-3-21/277-vulkan.html

В
заключение можно сказать, что в результате воздействия гидравлического удара в
породах земной коры возникнет неравновесное состояние пород в месте удара. Спустя ~ 10-6 с, произойдёт “разгрузка”
очага гидравлического удара, однако вследствие необратимых процессов, породы
очага останутся нагретым, что будет способствовать образованию в очаге
гидравлического удара последующих смещений, образованию новых разломов и
трещин, их перекрытие, а, следовательно, и повторение гидравлических ударов и
роя сейсмических волн. То,
что мощность
гидравлического удара будет зависеть от размеров разломов и может достигнуть
больших величин является очевидным следствием, 
и этот факт не нуждается в дополнительном разъяснении. Время и место будущих гидравлических ударов носит случайный
характер, следовательно, краткосрочный прогноз роя подземных толчков
принципиально невозможен. Произошедший
рой вулканических землетрясений однозначно указывает на начало движения
магматических масс к земной поверхности и скорому началу извержения вулкана. Ну и последнее, что хотелось бы отметить – механизм образования роя
землетрясений является убедительным доказательством ничтожности сил упругих
деформаций в процессах землетрясений.

Как связаны магнитуда и разрушения на поверхности

Хотя магнитуда землетрясения и объем разрушений на поверхности земли коррелируют, будет неверно связывать их напрямую. Важно учитывать глубину очага землетрясения и другие параметры. Например, землетрясение, очаг которого находится на большой глубине, может очень слабо ощущаться на поверхности. Но землетрясение той же магнитуды с неглубоким очагом, может нести разрушительные последствия.

Как измеряют землетрясения в баллах

В разных странах принято по-разному оценивать интенсивность землетрясения.

Шкала Рихтера

Первую шкалу магнитуды землетрясений предложил американский сейсмолог Чарльз Рихтер в 1935 году, поэтому в обиходе значение магнитуды называют шкалой Рихтера. Шкала представляет собой логарифмическую шкалу, которая измеряет магнитуду землетрясений на основе амплитуды движения грунта, регистрируемой сейсмографами. Величина выражается в виде числа, причем каждое увеличение на единицу соответствует десятикратному увеличению движения грунта.

Сейсмограф — прибор, используемый для определения силы и направления и измерения землетрясения. Он состоит из сейсмометра — датчика, измеряющего движение грунта, — и устройства, которое записывает сигнал, производимый сейсмометром.

Проще говоря, сейсмограф подобен диктофону, который прослушивает землю и ведет запись. С той лишь разницей, что сейсмограф создает графический след волн землетрясения. Этот след затем можно проанализировать и определить величину и местоположение землетрясения.

Шкала Медведева — Шпонхойера — Карника

Шкала Медведева — Шпонхойера — Карника (MSK-64) — это способ измерения интенсивности землетрясения, который представляет собой описание последствий подземных толчков на поверхности Земли и на искусственных сооружениях. Шкала была разработана в 1970-х годах советскими геологами и используется в основном на территории бывшего Советского Союза и Восточной Европы.

Шкала варьируется от 1 до 12, при этом каждое увеличение на одну единицу соответствует увеличению интенсивности землетрясения. Каждый из уровней описывает количество повреждений зданий и степень движения грунта. Информация, полученная с помощью этой шкалы, используется агентствами по управлению стихийными бедствиями для планирования мер реагирования и восстановления, а также для оценки потенциального воздействия землетрясения.

Как баллы MSK-64 соответствуют разрушениям на поверхности

Модифицированная шкала Меркалли в Европе и США

12-балльная европейская макросейсмическая шкала, также известная как шкала интенсивности Меркалли, была разработана в начале XX века итальянским сейсмологом Джузеппе Меркалли. Шкала также основана на наблюдении за воздействием землетрясения на окружающую среду и созданные человеком сооружения, такие как здания, дороги и мосты.

В то же время, определения различных уровней интенсивности в MSK-64 и Европейской шкалы могут немного отличаться. Например, MSK-64 основывается на количестве повреждений зданий в конкретном районе, в то время как определение того же уровня интенсивности по Европейской макросейсмической шкале учитывает и степень подвижек грунта, и количество повреждений искусственных сооружений.

В США тоже используют модифицированную шкалу Меркалли (Modified Mercalli Intensity, MMI). Она также основана на комбинации инструментальных показаний и наблюдений за воздействием землетрясения на окружающую среду и искусственные сооружения и варьируется от 1 (не ощущается) до 12 баллов (полный ущерб), но была изменена, чтобы лучше отражать последствия землетрясений именно в Соединенных Штатах.

Японская шкала сейсмической интенсивности

Японское метеорологическое агентство (JMA) использует для измерения интенсивности землетрясений собственную шкалу сейсмической интенсивности, также известную как шкала Синдо. Шкала Синдо варьируется от 0 до 7 баллов и учитывает как показания приборов, так и наблюдения за воздействием землетрясения на искусственные сооружения и окружающую среду.

Шкала Синдо была названа в честь японского сейсмолога Кийо Синдо, который разработал шкалу в 1950-х годах. Шкала была разработана для отражения интенсивности землетрясений в Японии, где последствия землетрясений для сооружений могут значительно отличаться из-за уникальной географии страны и стиля строительства.