Максимальная магнитуда землетрясения

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.

Виды землетрясений

• Тектонические землетрясения — возникают в результате движения и взаимодействия тектонических плит. Они являются наиболее распространенным типом землетрясений и могут произойти в любой точке мира.
• Вулканические землетрясения — происходят в результате вулканической активности, такой как движение магмы или обрушение вулканического конуса. Чаще всего они встречаются вблизи активных или потенциально активных вулканических районов.
• Обвальные землетрясения — случаются в результате обрушения подземных шахт, подземных полостей или других искусственных сооружений.
• Взрывные землетрясения — происходят в результате искусственных взрывов, таких как ядерные испытания или взрывные работы в карьерах.
• Оползневые землетрясения — происходят в результате перемещения больших масс камня, земли или других материалов вниз по склону.
• Рои землетрясений — последовательности землетрясений, которые происходят в определенной области в течение короткого периода времени (1–15 дней). Они часто связаны с вулканической или геотермальной активностью.

Как измеряют землетрясения в баллах

В разных странах принято по-разному оценивать интенсивность землетрясения.

• В России и некоторых других странах принята 12-балльная шкала Медведева — Шпонхойера — Карника.
• В Европе — 12-балльная Европейская макросейсмическая шкала.
• В США — 12-балльная модифицированная шкала Меркалли.
• В Японии — семибалльная шкала Японского метеорологического агентства.

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

• Не ощущается. Регистрируется только сейсмическими приборами.
• Очень слабые толчки. Замечают только некоторые люди, находящиеся в полном покое на верхних этажах зданий, и домашними животными.
• Слабое. Ощущается только внутри некоторых зданий, как сотрясение земли от проезжающего трамвая.
• Интенсивное. Большинство людей замечает такое землетрясение. Можно наблюдать легкое колебание или дребезжание предметов быта, оконных стекол. Могут скрипеть двери и/или стены.
• Довольно сильное. Ощущают многие даже вне зданий, а внутри — все. Шатается мебель, маятники часов останавливаются, могут появиться трещины в окнах и штукатурке.
• Сильное. Ощущается всеми. Предметы падают с полок, а картины — со стен. Отдельные куски штукатурки откалываются.
• Очень сильное. Появляются трещины в стенах домов, есть видимые повреждения.
• Разрушительное. Образуются видимые трещины на крутых склонах и в сырой почве. Памятники сдвигаются, фабричные трубы не выдерживают и падают. Дома сильно повреждаются.
• Опустошительное. Сильно повреждаются или рушатся каменные и кирпичные постройки. У деревянных домов нарушается геометрия.
• Уничтожающее. Трещины в земле достигают ширины в метр. Возникают оползни и обвалы со склонов. Каменные здания рушатся. Ж/д рельсы искривляются.
• Катастрофа. Появляются большие трещины в поверхностных слоях земли. Возникают многочисленные оползни и обвалы. Каменные дома и мосты почти полностью разрушаются.
• Сильная катастрофа. Огромные изменения в земной коре: многочисленные трещины, обвалы, оползни. Меняется рельеф: возникают водопады, запруды, течение рек отклоняется. Ни одно сооружение не выдерживает.

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.

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 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.

• Геологическая служба США (USGS) — научное агентство правительства США, которое предоставляет информацию о землетрясениях и других стихийных бедствиях. Геологическая служба США управляет Передовой национальной сейсмической системой (ANSS), национальной сетью сейсмических приборов, которые отслеживают землетрясения в США.
• Обсерватория Земли Ламонт-Доэрти — исследовательское подразделение Колумбийского университета, специализирующееся на науках о земле и окружающей среде, включая исследования землетрясений.
• Калифорнийский технологический институт (Калтех) — ведущий исследовательский университет, где находится сейсмологическая лаборатория, которая проводит исследования землетрясений и оценку сейсмической опасности.
• Японское метеорологическое агентство (JMA) — национальное метеорологическое агентство Японии, отвечает за мониторинг землетрясений и их исследования в Японии.
• Научно-геологические компании, такие как Schlumberger, Halliburton и CGG — используют методы сейсмической съемки для изучения подповерхностной структуры Земли.
• Инженерные и консалтинговые компании, такие как Arup, MWH Global и GHD — специализируются на оценке сейсмической опасности и снижении рисков, а также на сейсмостойком проектировании и модернизации зданий.
• Технологические компании, такие как Early Warning Labs, ShakeAlert и MyShake — разрабатывают и внедряют системы раннего предупреждения землетрясений, используя сочетание сенсорных сетей, машинного обучения и других передовых технологий.

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

• Институт физики Земли — ведущий российский научно-исследовательский институт, специализирующийся на геофизике, в том числе на изучении землетрясений.
• Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет) — государственное учреждение, ответственное за мониторинг и прогнозирование опасных природных явлений, включая землетрясения.
• Институт динамики геосфер — научно-исследовательский институт РАН, который специализируется на геодинамике, сейсмологии и изучении землетрясений.
• Дальневосточное отделение РАН — филиал Российской академии наук, который проводит исследования в различных областях, включая сейсмологию и изучение землетрясений в Дальневосточном регионе.

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.

Регистрация и измерение интенсивности землетрясенийРазмещение сейсмически активных зон

Землетрясение – это резкие импульсные сотрясения участков земной поверхности. Эти сотрясения могут быть вызваны разными причинами, что позволяет по происхождению землетрясения разделять на следующие главные группы:

• тектонические, обусловленные высвобождением энергии, возникающей вследствие деформаций толщ горных пород;
• вулканические, связанные с движением магмы, взрывом и обрушением вулканических аппаратов;
• денудационные, связанные с поверхностными процессами (крупными обвалами, обрушением сводов карстовых полостей);
• техногенные, связанные с деятельностью человека (добыча нефти и газа, ядерные взрывы и пр.).

Наиболее частыми и мощными являются землетрясения тектонического происхождения. Напряжения, вызванные тектоническими силами, накапливаются в течение некоторого времени. Затем, когда превышается предел прочности, происходит разрыв горных пород, сопровождающийся выделением энергии и деформацией в виде упругих колебаний (сейсмических волн). Область внутри Земли, где происходит образование разломов и возникновение сейсмических волн, называют очагом землетрясения; очаг является областью зарождения землетрясения. Как правило, главному сейсмическому удару предшествуют предварительные более слабые точки – форшоки (англ. «fore» — впереди + «shock» — удар, толчок), связанные с началом образовании разломов. Затем происходит главный сейсмический удар и следующие за ним афтершоки. Афтершоки – это подземные толчки, следующие за главным толчком из одной с ним очаговой области. Число афтершоков и продолжительность их возникновения возрастает с ростом энергии землетрясения, уменьшением глубины его очага и может достигать нескольких тысяч. Их образование связано с возникновением новых разломов в очаге. Таким образом, землетрясение обычно проявляется в виде группы сейсмических толчков, состоящей из форшоков, главного толчок (сильнейшего землетрясение в группе) и афтерошоков. Сила землетрясения определяется объёмом его очага: чем больше объём очага, тем сильнее землетрясение.

Условный центр очага землетрясения называют гипоцентром, или фокусом землетрясения. Его объём можно очертить по расположению гипоцентров афтершоков. Проекция гипоцентра на поверхность называется эпицентром землетрясения. Вблизи эпицентра колебания земной поверхности и связанные с ними разрушения проявляются с наибольшей силой. Территория, где землетрясение проявилось с максимальной силой, называется плейстосейстовой областью. По мере удаления от эпицентра интенсивность землетрясения и степень связанных с ним разрушений уменьшается. Условные линии, соединяющие территории с одинаковой интенсивностью землетрясения называются изосейстами. От очага землетрясения изосейсты вследствие разной плотности и типа грунтов расходятся в виде эллипсов или изогнутых линий.

По глубине гипоцентров землетрясения делятся на мелкофокусные (0-70 км от поверхности), среднефокуные (70-300 км) и глубокофокусные (300-700 км). Основанная часть землетрясений зарождается в очагах на глубине 10-30 км, т.е. относится к мелкофокусным.

Регистрация и измерение интенсивности землетрясений

Ежегодно на Земле регистрируется несколько сотен тысяч землетрясений, часть из них оказываются разрушительными, часть вообще не ощущается людьми. Интенсивность землетрясений может быть оценена с двух позиций: 1) внешнего эффекта землетрясения и 2) измерения физического параметра землетрясения – магнитуды.

Определение внешнего эффекта землетрясения основано на определении его интенсивности, представляющей собой меру величины сотрясения грунта. Она определяется степенью разрушения построек, характером изменения земной поверхности и ощущениями, которые испытывают люди во время землетрясений. Интенсивность землетрясений измеряется в баллах.

Разработано несколько шкал для определения интенсивности землетрясений. Первая из них была предложена в 1883-1884 гг. М. Росси и Ф. Форелем, интенсивность в соответствии с этой шкалой измерялась в интервале от 1 до 10 баллов. Позднее, в 1902 г. в США была разработана более совершенная 12-балльная шкала, получившая название шкалы Меркалли (по имени итальянского вулканолога). Этой шкалой, несколько видоизменённой, и в настоящее время широко пользуются сейсмологи США и ряда других стран. В нашей стране и некоторых европейских странах используется 12-балльная международная шкала интенсивности землетрясений (MSK-64), получившая название по первым буквам её авторов (Медведев –Шионхойер — Карник).

В соответствии с этой шкалой землетрясения подразделяются на слабые — от 1 до 4 баллов, сильные — от 5 до 7 баллов и сильнейшие — более 8 баллов.

Оценка интенсивности землетрясений, хотя и опирается на качественную оценку эффекта землетрясения (воздействие землетрясения на поверхность), но не позволяет проводить математически точное определение параметров землетрясения.

В 1935 г. американским сейсмологом Ч. Рихтером была предложена более объективная шкала, основанная на измерении магнитуды (эта шкала впоследствии стала широко известна как шкала Рихтера). Магнитуда (от лат. «magnitudo» – величина), согласно определению Ч. Рихтера и Б. Гуттенберга, это величина, представляющая собой десятичный логарифм максимальной амплитуды сейсмической волны (в тысячных долях миллиметра), записанной стандартным сейсмографом на расстоянии 100 км от эпицентра землетрясения.

Хотя в этом определении не уточняется, какие из существующих волн надо принимать в расчет, стало общепринятым измерять максимальную амплитуду продольных волн (для землетрясений, очаг которых располагается вблизи поверхности, обычно измеряется амплитуда поверхностных волн). В целом, магнитуда характеризует степень смещения частиц грунта при землетрясениях: чем больше амплитуда, тем значительнее смещение частиц.

Шкала Рихтера теоретически не имеет верхнего предела. Чувствительные приборы регистрируют толчки с магнитудой 1,2, в то время как люди начинают ощущать толчки только с магнитудой 3 или 4. Наиболее сильные землетрясения, происшедшие в историческое время, достигали магнитуды 8,9 (печально знаменитое землетрясение в Лиссабоне в 1755 г.).

Между интенсивностью землетрясения в эпицентре (I0), которая выражается в баллах, и величиной магнитуды (М) существует зависимость, описываемая формулами

I0 = 1,7М-2,2 и М = 0,6I0+1,2.

Соотношение между балльностью и магнитудой зависит от расстояния между очагом и точкой регистрации на поверхности земли. Чем меньше глубина очага, тем больше интенсивность сотрясения на поверхности при одной и той же магнитуде.

Следовательно, землетрясения с одинаковой магнитудой могут вызывать разные разрушения на поверхности в зависимости от глубины очага.

Регистрация землетрясений проводится на сейсмических станциях с помощью специальных приборов – сейсмографов, записывающих даже малейшие колебания грунта. Запись колебаний называют сейсмограммой. Сейсмограммы должны регистрировать колебания грунта в двух взаимоперпендикулярных направлениях в горизонтальной плоскости и колебания в вертикальной плоскости, для чего в состав сейсмографов включены три записывающих устройства (сейсмометра). На основании определения разницы во времени регистрации разных типов сейсмических волн, и зная скорость их распространения, можно определить положение гипоцентра землетрясения. Точность таких определений достаточно высока, особенно с учётом того, что к сегодняшнему дню действует развитая международная сеть сейсмических станций.

Для характеристики землетрясений важное значение имеют также их энергия и ускорение при сотрясении грунта.

Энергия, выделяемая при землетрясении, может быть рассчитана исходя из значения магнитуды по формуле

log Е = 11,5 M, где Е – энергия, М – магнитуда.

Размещение сейсмически активных зон

Подавляющее большинство землетрясений приурочены к тектонически активным зонам земной коры, связанным с границами литосферных плит. Так высокосейсмичным районом является обрамление Тихого океана, где океаническая литосферная плита поддвигается под континентальные или более древние океанические плиты (процесс поддвига океанической плиты называют субдукцией). Зоны поддвига плиты и её погружения в мантию трассируется положением очагов землетрясений, фиксируемых до поверхности нижней мантии (граница 670 км, связанная с возрастанием плотности вещества) и иногда глубже. Эти зоны получили название сейсмофокальных зон Беньофа. Ещё одна область активной сейсмичности связана с Альпийско-Гималайским поясом, протягивающимся от Гибралтара до Бирмы. Этот грандиозный складчатый пояс образован в результате столкновения континентальных литосферных плит. В пределах этого пояса очаги землетрясений приурочены главным образом к земной коре (глубинам до 40-50 км) и не образуют выраженных сейсофокальных зон. Их образование связано с процессами скучивания и раскалывания на надвигающиеся друг на друга пластины толщ континентальной литосферы. Очаги землетрясений приурочены и к зонам раздвижения и раскалывания плит. Процесс раздвижения литосферных, сопровождающийся формированием новой океанической коры за счёт мантийных расплавов, активно протекает в зонах срединно-океанических хребтов. Растяжение континентальных литосферных плит (происходящее, например, в Восточной Африке или в районе озера Байкал).

В 1930-х годах американский сейсмолог Чарльз Рихтер предложил знаменитую шкалу Рихтера — теоретический концепт мощности землетрясений. Он разработал теорию для того, чтобы измерять размеры землетрясений в южной части Калифорнии при помощи сейсмографических станций. Однако по мере того, как аналогичные станции начали появляться по всему миру, специалисты обнаружили, что метод Рихтера подходит только для землетрясений определенных частот и дальностей.

Чтобы извлечь максимум пользы из растущего числа сейсмографических станций, научное сообщество разработало новую методологию, построенную на оригинальной шкале Рихтера. Она включает в себя измерения объемных и поверхностных сейсмических волн, которые соответствуют разным типам сигналов. Каждое землетрясение высвобождает специфический объем энергии, поэтому магнитуда может различаться в зависимости от данных сейсмографических станций. Средняя погрешность составляет 0,3 единицы.

Продолжение истории после рекламы

• От 1 до 3,5 — Едва ощутимые толчки, которые фиксируются сейсмографами, но почти не отражаются на людях. Можно почувствовать в тихих помещениях и на верхних этажах зданий.
• От 3,5 до 5,5 — Ощутимое землетрясение. Предметы внутри помещений и на улице раскачиваются, дребезжат стекла. Колебания могут разбудить спящих людей.
• От 5,5 до 6,0 — На зданиях появляются трещины.
• От 6,0 до 8,0 — Повреждения построек. По стенам и штукатурке могут поползти трещины, в том числе довольно большие. Падение тяжелых предметов в квартирах, обвал карнизов и дымовых труб.
• От 9,0 до 11 — Огромные разрушения. Обвалы зданий, широкие трещины в грунте, полное уничтожение старых построек.
• От 11 до 12 — Полное разрушение всех построек вне зависимости от возраста и кардинальные изменения в рельефе местности.

Разные страны используют разные системы измерений, от 7-балльных (шкала Японского метеорологического агентства) до 12-балльных (Шкала Медведева — Шпонхойера — Карника).

6 февраля в Турции произошло одно из крупнейших землетрясений за последнее время. Афтершок от него дошел до Средиземноморского побережья, а аналитики говорят, что последствия мы будем ощущать еще долго.

По магнитуде это землетрясение — не самое серьезное. Оно не вошло в десятку крупнейших землетрясений, когда-либо зафиксированных в истории. Конечно по разрушительности они уступают другим, но их последствия тоже оказались катастрофическими для многих людей. О самых мощных землетрясениях в истории — в материале “Рамблера”.

Великое Чилийское землетрясение, 1960 год

По различным оценкам землетрясение получило магнитуду от 9,3 до 9,5. Несмотря на то, что изначально шкала Рихтера предполагала всего 9 баллов. Эпицентр расположился в городе Вальдивия, расположенном в 400 километров от столицы Чили Сантьяго.

После нескольких серьезных толчков на территории Чили появились более слабые. Они вызвали извержения вулканов, оползни и цунами, которые смывали все на своем пути. Несколько крупных городов в Чили были уничтожены. После серии отливов и цунами в Чили волна докатилась до Калифорнии и Японии, где люди погибли от стихийных бедствий.

Число жертв составило около шести тысяч человек, большинство людей погибли от цунами, вызванных землетрясением. Финансовый ущерб по ценам 1960 года оценивается в полмиллиарда долларов.

Землетрясение в Индийском океане, 2004 год

Эпицентр землетрясения находился в Индийском океане, недалеко от одного из индонезийских островов. По разным оценкам, магнитуда составила от 9,1 до 9,3. После землетрясения поднялось огромное цунами, высота волн была более 15 метров.

Ученые выяснили, что землетрясение вызвало движение тектонических плит на морском дне океана, в результате чего появились разрушительные цунами. Оно накрыло Шри-Ланку, Индонезию, Индию и Таиланд. На протяжении недели после землетрясения сейсмологи фиксировали значительное количество афтершоков.

Сначала сообщалось, что пострадало не более сотни человек, а потом начали фиксировать количество жертв. По данным независимых источников, количество погибших может достигать до 300 тысяч человек. Их точное количество подсчитать невозможно, так как многие люди утонули и пропали без вести. В прибрежных районах было объявлено ЧП, около миллиона людей остались без своих домов. В итоге землетрясение вошло в десятку самых разрушительных в истории.

Великое Аляскинское землетрясение, 1964 год

Магнитуда землетрясения оценивалась в 8,3 балла по шкале Рихтера. Эпицентр землетрясения располагался в Аляскинском заливе и вызвал катастрофические последствия в виде обвалов и лавин в горах. Эти последствия сильно ударили по инфраструктуре Аляски — были завалены шоссе и железные дороги, поэтому у многих людей не было возможности передвигаться по стране. Землетрясение также вызвало сдвиг береговой линии. Примечательно, что даже некоторые дома, находившиеся в районе оползней, отодвинулись, но не пострадали и не были разрушены.

Из-за того, что район, в котором произошло землетрясение, был не так густонаселен, большого количество жертв и экономических потерь удалось избежать. Всего после землетрясения погиб 131 человек.

Землетрясения и по сей день остаются самым непредсказуемым природным явлением на планете. Геологи до сих пор не нашли способа обнаруживать подземные толчки до того, как они произойдут, и сильные землетрясения нередко приводят к разрушительным последствиям. Вкратце разбираемся, как возникают землетрясения, какими они бывают и как их измеряют.

Причины землетрясений

Оболочка Земли состоит из четырех массивных слоев: внутреннее ядро, внешнее ядро, мантия и кора. Последняя лежит прямо поверх мантии и представляет собой аналог тонкой пленки, покрывающей поверхность нашей планеты. Однако эта пленка состоит из множества самостоятельных фрагментов, похожих на кусочки мозаики. Более того, эти кусочки медленно двигаются, проскальзывают мимо друг друга и периодически сталкиваются: мы называем их тектоническими плитами, а края плит — границами.

Границы плит состоят из множества разломов, и большинство землетрясений в мире происходят именно в них. Из-за того, края довольно грубые, во время движения плиты цепляются друг за друга, и в точках трения накапливается потенциальная энергия. Когда плиты наконец расцепляются, эта энергия высвобождается в виде сейсмических волн — и в результате возникает землетрясение.

Какие бывают землетрясения

• Тектонические — возникают из-за тектонических процессов в недрах земной коры.
• Вулканические — возникают из-за извержения вулканов.
• Обвальные — возникают в результате обрушения заброшенных горных рудников.
• Техногенные — возникают из-за вмешательства человека; например, мощного взрыва.
• Искусственные — возникают из-за мощного взрыва.
• Моретрясения — так называют тектонические или вулканические землетрясения, происходящие под водой или близ берега.

Как измеряют мощность землетрясений

Данные о землетрясениях фиксируются при помощи сейсмографов: специальных инструментов, состоящих из прочного основания, стоящего на земле, и тяжелого груза. Когда землетрясение набирает обороты, основание сейсмографа начинает трястись, тогда как груз остается неподвижным, т.к. пружина, к которой он прикреплен, поглощает все колебания. Таким образом, геологи записывают разницу в позиции между базой инструмента и грузом.

При помощи сейсмографа магнитуда землетрясений фиксируется по т.н. шкале Рихтера: люди часто путают магнитуду и интенсивность, но вторая выясняется гораздо позже — когда подземные толчки влияют на здания, людей или природные объекты. Шкала Рихтера оценивает магнитуды в единицах от 1 до 9,5, причем показатель редко выбирается во вторую половину диапазона. Сильнейшее землетрясение в истории человечества было зафиксировано в Чили в 1960 году: возникшие из-за него цунами привели к огромным разрушениям, в том числе и в других прибрежных странах.

Где чаще всего происходят землетрясения

Технически, землетрясение может произойти где угодно и когда угодно, но, как показывает история, чаще всего эти катаклизмы происходят в трех крупных географических зонах. Первая — Тихоокеанское вулканическое кольцо, которое иногда также называют «огненным кольцом». Он расположен вдоль границ множества океанских тектонических плит, где землетрясений часто случаются из-за провалов породы. Второй регион — Средиземноморский складчатый пояс, затрагивающий северо-запад Африки и Евразию. Третий — Срединно-Атлантический хребет, разделяющий северную Америку и Евразию.

На территории РФ же большинство землетрясений фиксируется на Камчатке и Курильских островах из-за их близости к «огненному кольцу». Так, в 1952 году цунами, вызванное землетрясением в Тихом океане, разрушило прибрежный камчатский город Северо-Курильск: эта трагедия унесла жизни почти 2 500 человек.

Меры безопасности при землетрясении

Американский филиал фонда «Красный Крест» опубликовал следующие рекомендации по безопасности во время землетрясения.

• Не пытайтесь выйти из дома, пока толчки не прекратятся. Если вы все же должны покинуть помещение, не используйте лифты — спускайтесь по лестнице.
• Если землетрясение застало вас в постели, свернитесь калачиком, держитесь за что-нибудь покрепче и защитите голову руками.
• Если землетрясение застало вас не в постели, найдите ближайший крепкий предмет мебели и спрячьтесь под ним, защитив голову руками. Не стойте в дверном проеме — они не более надежны, чем любой другой элемент помещения.
• Не пугайтесь пожарных тревог и систем пожаротушения: они часто срабатывают во время землетрясений, даже если в здании нет пожара.
• Если землетрясение застало вас вне помещения, отойдите как можно дальше от зданий, линий электропередач, деревьев и фонарей. Найдите безопасное место и оставайтесь на земле, пока толчки не прекратятся.
• Если землетрясение застало вас в транспортном средстве, немедленно остановитесь на обочине. Избегайте мостов, дорожных эстакад и линий электропередач. Пристегнитесь и не выходите из машины, пока толчки не прекратятся. Если вы находитесь в горной местности или неподалеку от ущелий, остерегайтесь падающих камней и схода селей.

Землетрясение в Турции 6 февраля 2023 года потрясло весь мир, уже став причиной гибели 40 тысяч человек. И, к сожалению, подобные происшествия случаются на планете регулярно. Эти подземные толчки в одночасье унесли сотни тысяч жизней. Подобно ядерному оружию, они стирали с лица земли целые города.

Великая Чилийская катастрофа

Этот природный катаклизм, случившийся 22 мая 1960 года, не стал самым масштабным по количеству жертв. Однако он вошел в историю как самое сильное землетрясение из когда-либо наблюдаемых на планете.

Моментная магнитуда достигла 9,5 по шкале Канамори (шкала логарифмическая, производная от шкалы Рихтера: т.е. рост на 1 пункт равен увеличению амплитуды в 10 раз и увеличению энергии в 32 раза).

Эпицентр колебаний находился в южной части Чили, недалеко от города Вальдивия. Толчки уничтожили 20% промышленного потенциала страны и оставили сотни тысяч человек без жилья.

Впрочем, наибольший ущерб нанесло последующее цунами. Высота волны достигла 10 метров и смыла в океан около 6 тысяч чилийцев, став основным фактором смертности. Волна также достигла берегов Японии, погубив еще 150 человек.

Землетрясение в Шэньси

События, развернувшиеся 23 января 1556 года, вероятно, рассматривались очевидцами как конец Света. По самым скромным оценкам, катаклизм стал причиной гибели 820 тысяч человек.

Подземные толчки прошлись по центру Китая, одному из наиболее густонаселенных районов Шэньси. Современные геологические исследования позволяют говорить о магнитуде в 7,9-8 баллов. Свидетели катаклизма сообщали о появлении 20-метровых провалов и трещин в рельефе, изменении русла рек и исчезновении некоторых холмов в результате колебаний.

Людей, живших на склонах холмов, засыпало оползнем. Дома, возведенные на рыхлых обводненных грунтах у реки Хуанхэ, просто провалились под землю. Толчки разразились в 5 часов утра, когда жители спали. Согласно письменным источникам, некоторые районы провинции потеряли до 60% населения.

Таншаньское землетрясение

Одно из самых трагичных происшествий XX века. Произошло оно тоже в Китае в 1976 году. Гипоцентр находился недалеко от города Таньшань и снес 90% построек. Толчки начались ночью и похоронили под завалами 242 тысячи человек.

Антиохийское землетрясение

Природная катастрофа 526 года. Разразилась в византийском городе Антиохия и задела сопредельные области в Сирии.

Главным фактором смертности стал начавшийся пожар, который уничтожил большую часть города. По оценкам историков, в огне и неразберихе погибло 250 тысяч человек. Считается, мощность толчков могла достигать 9 баллов.

Подводное землетрясение в Индонезии

Об этой природной катастрофе почти никто не знает в России, хотя произошла она относительно недавно – в 2004 году. Вызванное подводными толчками цунами стало одним из самых смертоносных в истории.

Магнитуда землетрясения была сопоставима с чилийским. Количество высвободившейся энергии привело к тому, что изменилась скорость вращения Земли: сутки уменьшились на 3 микросекунды.

Образовавшаяся 15-метровая волна стала оказалась катастрофичной для жителей побережья Индийского океана. Индонезия, Шри-Ланка, Индия, Тайланд и некоторые другие страны в совокупности потеряли более 230 тысяч человек. Десятки тысяч пропали без вести.

Халебское землетрясение

Ещё одна историческая катастрофа, произошедшая в 1138 году в сирийском Алеппо. Землетрясение достигло магнитуды 8 и погубило свыше 200 тысяч человек.

Этот многострадальный город раскинулся вдоль крупного геологического разлома. С глубокой древности Алеппо признавался одним из самых густонаселенных городов Востока. Он полностью восстановился только к XIX веку, но вновь был поражен землетрясением, потом чумой, а после холерой.

Землетрясение на Гаити

Случилось в 2010 году. Погубило 222 570 человек! Тропический рай находится в зоне контакта крупных литосферных плит, а потому толчки здесь фиксируются регулярно.

Последнее достигло магнитуды 7. Как это ни странно, к событию гаитяне оказались абсолютно не готовы. Жилые дома и государственные здания, построенные без сейсмической защиты, не оставили шансов своим жильцам на спасение.

Никому не пожелаешь оказаться в этих местах. То же самое сейчас переживают жители Турции и Сирии. Можно им только посочувствовать.

Что такое землетрясение

Недра планеты Земля хранят множество тайн. И как бы человек не стремился стать обладателем абсолютного знания о природе земного шара, только сама голубая планета иногда дает возможность ее исследовать.

Иногда ценой познания выступают природные катаклизмы, как в случае с землетрясениями. Ведь только благодаря этому явлению, человек смог получить представление о размере земного шара и его структуре.

Наука, которая описывает, что такое землетрясения, называется сейсмологией. Помимо получения новых знаний о недрах земли, важнейшей задачей сейсмологов является предсказание катаклизмов. Для планеты возникновение землетрясений является естественным процессом, однако для человечества за ними следуют разрушения и гибель людей.

Что такое землетрясение?

Землетрясение представляет собой разломы или сдвиги земной коры, из-за чего происходят колебания на ее поверхности. Подземные толчки, или сейсмические волны — явление достаточно частое. Каждый год количество зафиксированных землетрясений превышает показатель в сотни тысяч.

Большая часть подземных толчков связана с подвижностью тектонических плит, из которых состоит вся поверхность Земли, включая сушу и океаны. Именно в месте соприкосновения плит происходят разломы, вследствие чего случаются землетрясения, извержения вулканов и цунами. Тектонические плиты находятся в постоянном движении, что провоцирует постепенное изменение рельефа поверхности планеты.

Ученые с помощью сейсмографов могут достаточно точно определить силу, местоположение и причину явления. Однако пока не существует эффективных механизмов для точного прогнозирования опасного природного явления.

Основные характеристики землетрясений

Каждое землетрясение зарождается на определенной глубине. У геологов принято различать такие величины локализации подземных толчков:

• до 70 км: стандартные (нормальные);
• до 300 км: средние (промежуточные);
• более 300 км: глубокие.

Место, где происходит столкновение или трение литосферных плит, является очагом или гипоцентром землетрясения. Именно отсюда, подобно звуковым волнам, происходят колебания. Эпицентром сейсмических волн является точка на поверхности земной коры, спроецированная по вертикали из очага.

Под влиянием землетрясений происходит деформация горных пород, они могут вибрировать, сжиматься и растягиваться. В зависимости от плотности жидкостей и видов пород, через которые проходят колебания, увеличивается или уменьшается скорость волны, а также ее класс. По направленности волны бывают двух видов:

• Продольные (первичные) объемные: имеют высокую скорость и мощное воздействие. Особенностью Р-волн является возможность прохождения сквозь любой материал, в том числе жидкость и газ. Именно поэтому человек слышит продольные волны в виде гула, шума или скрежета.
• Поперечные (вторичные) объемные: S-волны сдвига могут проходить только через твердые материи. Особенность движения — из стороны в сторону.

Поверхностные волны медленнее объемных и затухают по мере удаления от эпицентра землетрясения.

Для оценки природы землетрясений (их разрушительного потенциала и способности изменять рельеф местности) существуют такие основные параметры:

• магнитуда;
• интенсивность.

Что такое магнитуда?

Столкновение или трение тектонических плит приводит к образованию энергии, которая высвобождается через землетрясение. Количество высвобождаемой энергии учеными классифицируется с помощью шкалы магнитуд. Именно магнитуду подземного толчка фиксирует в первую очередь сейсмограф.

Для определения количества выделяемой энергии из очага толчка применяется магнитуда Рихтера (шкала Рихтера). Конечная оценка включает в себя целый комплекс величин (поверхностные колебания, значения объемных волн, глубина залегания очага и многое другое). Полученные сведения базируются на данных, полученных при колебании сейсмографа. Аппарат, в свою очередь, пропорционально отражает, насколько сдвинулись частицы почвы в зоне катаклизма.

Американский сейсмолог Рихтер выделял всего 7 делений шкалы, основываясь на информацию о землетрясениях в США. Подземные толчки этой местности характеризуются высоким залеганием, поэтому постепенно ученые усовершенствовали шкалу, учтя и очаги с локализацией на уровне более 600 км. Современная шкала кратко выглядит так:

• От 0 до 2,5 баллов: неощутимые человеком и фиксируемые только приборами.
• До 3,5: слегка ощущаются человеком как секундная вибрация грунта (пола, основания).
• До 5 баллов: видимые колебания (раскачиваются плафоны, теряют устойчивость некоторые предметы, позвякивают стекла).
• 5-6 баллов: разрушительная энергия в эквиваленте одной атомной бомбы. В зданиях, даже на нижних этажах, падают и разбиваются предметы, а люди могут терять равновесие.
• До 7 баллов: на земле появляются трещины, могут разрушаться здания, даже сейсмически стабильные, опрокидываются памятники. Это опасная ситуация, когда возможны жертвы среди населения.
• До 8 баллов: вероятны оползни, движение грунтов нарушаются наземные и подземные коммуникации. Начинается коллапс.
• Свыше 8 баллов: воздушные потоки поднимают массив грунта и камней, любые постройки разрушаются. Во время землетрясения высвобождается энергия в миллион раз больше, чем атомная бомба.

Причины и виды

Возникновение большинства зафиксированных землетрясений связано с активностью тектонических плит. Верхний слой плиты состоит из земной коры и верхнего слоя мантии. Толщина литосферы в самых тонких местах под океанами и некоторыми островами составляет не более 5 км. Под этой твердой, но хрупкой субстанцией находится астеносфера, горячая и полужидкая часть мантии с постоянно циркулирующими внутри потоками.

Благодаря конвекции в астеносфере, тектонические плиты находятся в постоянной динамике, что регулярно приводит к столкновениям, расхождениям, а также такому явлению, когда одна плита движется под другую. В месте соприкосновения и трения границ плиты накапливается энергия, которая затем высвобождается в виде землетрясения. Для планеты это процесс является естественным.

Помимо тектонических существуют и другие виды землетрясений, обычно менее катастрофические в отношении инфраструктуры и населения:

• вулканические;
• техногенные;
• подводные;
• космические и др.