Причины сдвига литосферных плит

Ученым давно известно, что территория Турции находится в сейсмоопасной зоне — на стыке двух литосферных плит. К примеру, Немецкий исследовательский центр геологических наук (GFZ) в Потсдаме занимается сейсмическим мониторингом в этой зоне еще с 1980-х годов. Данные показывали, что риск землетрясений крайне высок во всем регионе вокруг Мраморного моря. Более того, за последнюю четверть века в Турции уже было семь землетрясений с магнитудой 7 и выше. Однако землетрясение, произошедшее 6 февраля 2023 года стало неординарным сейсмологическим событием не только для Турции, но и всего мира, по которому прокатилась волна землетрясений. Но с чем это связано и насколько грозит последствиями в будущем не только Турции, но и другим регионам?

В Турции литосферные плиты сдвинулись более чем на 3 метра

Что такое литосферные плиты и почему происходят землетрясения

Земля, в отличие от многих других планет солнечной системы, имеет не монолитную кору, а множество отдельных литосферных плит, которые дрейфуют в вязкой мантии. Обычно они смещаются в год на несколько сантиметров, что является нормальным явлением. Но иногда эти плиты сталкиваются друг с другом.

Как правило, после столкновения плиты начинают давить друг на друга, то есть между ними возникает напряжение, которое нарастает до тех пор, пока не начинает превышать их прочность. В результате возникает разлом или одна из полит начинает уходить под другую. То есть в этот момент происходит разрядка напряжения, и в результате чего плиты резко приходят в движение. При этом на поверхности земле возникают те самые разрушительные толчки.

Землетрясение происходит, когда литосферные плиты сдвигаются друг относительно друга

Именно по этой причине наиболее сейсмоопасными считаются районы, которые расположены на стыке двух литосферных плит или у их края. Примером является Турция, большая часть которой находится на Анатолийской плите, а юго-запад — на Аравийской плите. Между ними имеется глубокий тектонический разлом.

Что произошло с тектоническими плитами в Турции

Сейсмологи еще несколько лет назад говорили, что литосферные плиты на территории Турции, фактически, сцеплены. Поэтому землетрясение было лишь делом времени. Как отмечают эксперты Аравийская плита давит на Анатолийскую на протяжении сотен лет, в результате чего напряжение накапливаетя. Так как мощных землетрясений в Турции не было давно, скопилось много энергии.

Когда эта энергия высвободилась, плиты разошлись вдоль разлома протяженностью 150 км, причем в течение нескольких секунд они сместились на расстояние до 3 метров, а в некоторых местах даже больше. То есть Турция, фактически, сдвинулась относительно Сирии на юго-запад, о чем сообщает профессор Карло Доглиони, президент Национального института геофизики и вулканологии.

Сдвиг литосферных плит хорошо виден по деформации железной дороги в Турции

Согласно последним данным итальянских сейсмологов, смещение плит друг относительно друга произошло не только в горизонтальной плоскости, но и вертикальной. Часть территории Турции опустилась на 5-6 метров, в результате чего стране теперь грозит еще и затопление.

Разлом после землетрясения в Турции, сняты из космоса российским спутником «Канопус-В»

Кроме того, на месте разлома образовалось ущелье глубиной порядка 30 метров и шириной около 200 метров. Но, что самое интересное, со спутника зафиксировано движение тектонических плит вдоль линии разлома даже после землетрясения, что настораживает ученых.

По оценкам специалистов, высвободившаяся энергия, вызвавшая землетрясение, по силе равна взрыву 300 средних атомных бомб. Внезапного землетрясения такой мощности на территории Турции еще не было ни разу со времен изучения сейсмологии.

Чем грозит сдвиг литосферных плит?

“Заряженный” стык двух литосферных плит “разрядился”, можно сказать “выстрел” произошел, а значит все самое страшное уже позади. Но действительно ли все закончилось? На самом деле нет. Как мы недавно рассказывали одним толчком землетрясения подобной мощности не ограничиваются. Повторные толчки, или афтершоки, могут длиться на протяжении нескольких дней, месяцев или даже лет. Но, к счастью, их сила с каждым разом ослабевает.

В результате смещения Аравийской и Анатолийской плит, волна землетрясений прокатилась по всему миру

Но больше всего общественность во всем мире напугали сообщения о землетрясениях, которые одновременно стали происходить в самых разных точках планеты, на разных континентах. С чем это связано? После подобных землетрясений возникают сейсмические волны, которые несколько раз обходят Землю. Они могут спровоцировать сейсмическую активность в других регионах, которые совсем не связаны с литосферными плитами, ставшими причиной землетрясения. Но самое неприятное то, что они способны спровоцировать вулканическую активность.

Однако предугадать возможные последствия таких землетрясений ученые не могут. Собственно говоря, даже сами землетрясения предсказать невозможно, не говоря уже о последствиях сейсмических волн. Поэтому остается лишь наблюдать за ситуацией и надеяться на лучшее.

Еще больше интересных материалов вы найдете на нашем ЯНДЕКС.ДЗЕН КАНАЛЕ. Подписывайтесь скорее, чтобы не пропустить самое интересное!

Напоследок напомним, что нынешнее землетрясение в Турции хоть и было чрезвычайно мощным, оно далеко не самое мощное и разрушительное за историю наблюдений. Подробнее узнать о самых разрушительных землетрясениях можно по этой ссылке.

Землетрясение в Турции привело к геологическому сдвигу Аравийской плиты, заявил президент Национального института геофизики и вулканологии Италии Карло Дольони. Разбираемся, к каким последствиям это может привести.

Турция сместилась?

Карло Дольони подчеркнул, что Аравийская плита сдвинулась примерно на три метра к северо-востоку и юго-западу по отношению к Анатолийской.

«Мы говорим о структуре в пограничной зоне между этим миром, Аравийской плитой, и Анатолийской плитой», – отметил Дольони.

Произошло это всего за несколько десятков секунд. Общая величина разлома – как минимум 150 километров. Геофизик сравнил это явление со сдвигом Турции на юго-запад.

Дольони также добавил, что афтершоки не прекратятся, пока накопленная энергия не будет высвобождена. Поэтому невозможно предсказать, когда закончатся повторные толчки.

6 февраля в Турции произошли мощные землетрясения, удар затронул и территорию Сирии. В общей сложности в обеих странах погибли около девяти тысяч человек. Толчки также ощущались на юге Казахстана, в северо-западной части штата Нью-Йорк в США, у Курильских островов и еще в нескольких десятках точек на планете.

Последствия будут

Вероятнее всего, сдвинулась не вся Аравийская плита, а лишь один из ее блоков. Однако это тоже может привести к последующим землетрясениям, рассказал Москве 24 геофизик, главный научный сотрудник Института космических исследований РАН Сергей Пулинец.

Если бы произошел сдвиг целой плиты, то все, что находилось на ней, должно было упасть. Аравийская плита не цельная, а состоит из блоков. Тот, что был непосредственно вблизи очага землетрясения, видимо, и сдвинулся. Вот мы и увидели разрушения домов в той части. Но чтобы вся тектоническая плита поменяла положение – в этом есть сомнения. Я думаю, это преувеличение.

По словам ученого, пока структура внутри Земли не поменяет положение, на поверхности будут происходить афтершоки.

«Представьте, что была определенная структура внутри Земли, она состоит из больших и маленьких блоков. Все находилось в равновесии и в один момент сдвинулось – образовалось напряжение. Чтобы земная кора успокоилась, ей нужно этого достигнуть. Блоки начинают передвигаться, пока не найдут положение равновесия. Это и есть процесс афтершоков», – объяснил специалист.

Последующие толчки будут меньше, однако затронут множество районов, отметил геофизик. «Зона зависит от магнитуды. В Турции она была 7,8, а значит, радиус зоны – более двух тысяч километров. Вот в таком круге стоит ожидать последствий», – добавил он.

Специалист заключил, что афтершоки могут происходить в течение одной-двух недель.

Трехметровый сдвиг литосферных плит, вызванный мощным землетрясением в Турции, не представляет опасности для людей и никак не скажется на их жизни, заявил заведующий лабораторией сейсмической опасности Института физики Земли Российской академии наук Алексей Завьялов. О последствиях этого события он рассказал в разговоре с «Лентой.ру».

«В очаге произошедшего сильного землетрясения произошла подвижка, величина которой оценивается тремя метрами. В этом ничего удивительного нет, в результате каждого землетрясения можно оценить величину такой подвижки. Для слабых она маленькая, для сильных — большая. Думаю, что для таких землетрясений, которые произошли в Турции, оценка в три метра, может быть, даже и недостаточно большая», — объяснил ученый.

Завьялов также отметил, что это явление никак не повлияет на жителей региона.

«Если бы не было этой подвижки, этого смещения трехметрового, то не было бы и землетрясения. Подвижка уже произошла, землетрясение состоялось, подвижка оказала свое разрушительное действие. Это причина, а не следствие. В результате резкой, практически мгновенной подвижки одного блока относительного другого и состоялось землетрясение», — добавил специалист.

Ранее президент Национального института геофизики и вулканологии Италии (INGV) Карло Дольони в интервью газете Corriere della Sera сообщил, что из-за мощного землетрясения в Турции литосферные плиты сдвинулись примерно на три метра.

6 февраля в Турции произошло землетрясение магнитудой 7,8. Оно стало сильнейшим на территории страны с 1939 года. Во второй половине дня было зафиксировано еще одно землетрясение магнитудой 7,7.

В 10 провинциях Турции, которые затронуло бедствие, Эрдоган на три месяца объявил чрезвычайное положение. Число жертв трагедии в Турции, по последним данным, достигло 3381.

Тектоника
плит (plate tectonics) — современная геологическая
теория о движении литосферы. Согласно
данной теории, в основе глобальных
тектонических процессов лежит
горизонтальное перемещение относительно
целостных блоков литосферы – литосферных
плит. Таким образом, тектоника плит
рассматривает движения и взаимодействия
литосферных плит.

Впервые
предположение о горизонтальном движении
блоков коры было высказано Альфредом
Вегенером в 1920-х годах в рамках гипотезы
«дрейфа континентов», но поддержки эта
гипотеза в то время не получила. Лишь в
1960-х годах исследования дна океанов
дали неоспоримые доказательства
горизонтальных движении плит и процессов
расширения океанов за счёт формирования
(спрединга) океанической коры. Возрождение
идей о преобладающей роли горизонтальных
движений произошло в рамках
«мобилистического» направления, развитие
которого и повлекло разработку современной
теории тектоники плит. Основные положения
тектоники плит сформулированы в 1967-68
группой американских геофизиков — У.
Дж. Морганом, К. Ле Пишоном, Дж. Оливером,
Дж. Айзексом, Л. Сайксом в развитие более
ранних (1961-62) идей американских учёных
Г. Хесса и Р. Дигца о расширении (спрединге)
ложа океанов.

Основные
положения тектоники плит можно свети
к нескольким основополагающим

1.
Верхняя каменная часть планеты разделена
на две оболочки, существенно различающиеся
по реологическим свойствам: жесткую и
хрупкую литосферу и подстилающую её
пластичную и подвижную астеносферу.

Подошва
литосферы является изотермой приблизительно
равной 1300°С, что соответствует температуре
плавления (солидуса) мантийного материала
при литостатическом давлении, существующем
на глубинах первые сотни километров.
Породы, лежащие в Земле над этой изотермой,
достаточно холодны и ведут себя как
жесткий материал, в то время как
нижележащие породы того же состава
достаточно нагреты и относительно легко
деформируются.

2.
Литосфера разделена по плиты, постоянно
движущиеся по поверхности пластичной
астеносферы. Литосфера делится на 8
крупных плит, десятки средних плит и
множество мелких. Между крупными и
средними плитами располагаются пояса,
сложенные мозаикой мелких коровых плит.

Границы
плит являются областями сейсмической,
тектонической и магматической активности;
внутренние области плит слабо сейсмичны
и характеризуются слабой проявленностью
эндогенных процессов.

Более
90 % поверхности Земли приходится на 8
крупных литосферных плит:

Средние
плиты: Аравийская (субконтинент),
Карибская, Филиппинская, Наска и Кокос
и Хуан де Фука и др..

Некоторые
литосферные плиты сложены исключительно
океанической корой (например, Тихоокеанская
плита), другие включают фрагменты и
океанической и континентальной коры.

3.
Различают три типа относительных
перемещений плит: расхождение
(дивергенция), схождение (конвергенция)
и сдвиговые перемещения.

Соответственно,
выделяются и три типа основных границ
плит.

Дивергентные
границы – границы, вдоль которых
происходит раздвижение плит.

Геодинамическую
обстановку, при которой происходит
процесс горизонтального растяжения
земной коры, сопровождающийся
возникновением протяженных линейно
вытянутых щелевых или ровообразных
впадин называют рифтогенезом. Эти
границы приурочены к континентальным
рифтам и срединно-океанических хребтам
в океанических бассейнах.

Термин
«рифт» (от англ. rift – разрыв, трещина,
щель) применяется к крупным линейным
структурам глубинного происхождения,
образованным в ходе растяжения земной
коры. В плане строения они представляют
собой грабенообразные структуры.

Закладываться
рифты могут и на континентальной, и на
океанической коре, образуя единую
глобальную систему, ориентированную
относительно оси геоида. При этом
эволюция континентальных рифтов может
привести к разрыву сплошности
континентальной коры и превращению
этого рифта в рифт океанический (если
расширение рифта прекращается до стадии
разрыва континентальной коры, он
заполняется осадками, превращаясь в
авлакоген).

Процесс
раздвижения плит в зонах океанских
рифтов (срединно-океанических хребтов)
сопровождается образованием новой
океанической коры за счёт магматических
базальтовых расплав поступающих из
астеносферы. Такой процесс образования
новой океанической коры за счёт
поступления мантийного вещества
называется спрединг

В
ходе спрединга каждый импульс растяжения
сопровождается поступлением новой
порции мантийных расплавов, которые,
застывая, наращивают края расходящихся
от оси СОХ плит.

Именно
в этих зонах происходит формирование
молодой океанической коры.

Конвергентные
границы – границы, вдоль которых
происходит столкновение плит. Главных
вариантов взаимодействия при столкновении
может быть три: «океаническая –
океаническая», «океаническая –
континентальная» и «континентальная
— континентальная» литосфера. В зависимости
от характера сталкивающихся плит, может
протекать несколько различных процессов.

Субдукция
– процесс поддвига океанской плиты под
континентальную или другую океаническую.
Зоны субдукции приурочены к осевым
частям глубоководных желобов, сопряжённых
с островными дугами (являющихся элементами
активных окраин). На субдукционные
границы приходится около 80% протяжённости
всех конвергентных границ.

При
столкновении континентальной и
океанической плит естественным явлением
является поддвиг океанической (более
тяжёлой) под край континентальной; при
столкновении двух океанических
погружается более древняя (то есть более
остывшая и плотная) из них.

Зоны
субдукции имеют характерное строение:
их типичными элементами служат
глубоководный желоб – вулканическая
островная дуга – задуговый бассейн.
Глубоководный желоб образуется в зоне
изгиба и поддвига субдуцирующей плиты.
По мере погружения эта плита начинает
терять воду (находящуюся в изобилии в
составе осадков и минералов), последняя,
как известно, значительно снижает
температуру плавления пород, что приводит
к образованию очагов плавления, питающих
вулканы островных дуг. В тылу вулканической
дуги обычно происходит некоторое
растяжение, определяющее образование
задугового бассейна. В зоне задугового
бассейна растяжение может быть столь
значительным, что приводит к разрыву
коры плиты и раскрытию бассейна с
океанической корой (так называемый
процесс задугового спрединга).

Погружение
субдуцирующей плиты в мантию трассируется
очагами землетрясений, возникающих на
контакте плит и внутри субдуцирующей
плиты (более холодной и вследствие этого
более хрупкой, чем окружающие мантийные
породы). Эта сейсмофокальная зона
получила название зона Беньофа-Заварицкого.

В
зонах субдукции начинается процесс
формирования новой континентальной
коры.

Значительно
более редким процессом взаимодействия
континентальной и океанской плит служит
процесс обдукции – надвигания части
океанической литосферы на край
континентальной плиты. Следует
подчеркнуть, что в ходе этого процесса
происходит расслоение океанской плиты,
и надвигается лишь её верхняя часть –
кора и несколько километров верхней
мантии.

При
столкновении континентальных плит,
кора которых более лёгкая, чем вещество
мантии, и вследствие этого не способна
в неё погрузиться, протекает процесс
коллизии. В ходе коллизии края
сталкивающихся континентальных плит
дробятся, сминаются, формируются системы
крупных надвигов, что приводит к росту
горных сооружений со сложным
складчато-надвиговым строением.
Классическим примером такого процесса
служит столкновение Индостанской плиты
с Евразийской, сопровождающееся ростом
грандиозных горных систем Гималаев и
Тибета.

Процесс
коллизии сменяет процесс субдукции,
завершая закрытие океанического
бассейна. При этом в начале коллизионного
процесса, когда края континентов уже
сблизились, коллизия сочетается с
процессом субдукции (продолжается
погружение под край континента остатков
океанической коры).

Для
коллизионных процессов типичны масштабный
региональный метаморфизм и интрузивный
гранитоидный магматизм. Эти процессы
приводят к созданию новой континентальной
коры (с её типичным гранито-гнейсовым
слоем).

Трансформные
границы – границы, вдоль которых
происходят сдвиговые смещения плит.

4.
Объём поглощённой в зонах субдукции
океанской коры равен объёму коры,
возникающей в зонах спрединга. Это
положении подчёркивает мнение о
постоянстве объёма Земли. Но такое
мнение не является единственным и
окончательно доказанным. Не исключено,
что объём планы меняется пульсационно,
или происходит уменьшение его уменьшение
за счёт охлаждения.

5.
Основной причиной движения плит служит
мантийная конвекция, обусловленная
мантийными теплогравитационными
течениями.

Источником
энергии для этих течений служит разность
температуры центральных областей Земли
и температуры близповерхностных её
частей. При этом основная часть эндогенного
тепла выделяется на границе ядра и
мантии в ходе процесса глубинной
дифференциации, определяющего распад
первичного хондритового вещества, в
ходе которого металлическая часть
устремляется к центру, наращивая ядро
планеты, а силикатная часть концентрируются
в мантии, где далее подвергается
дифференциации.

Нагретые
в центральных зонах Земли породы
расширяются, плотность их уменьшается,
и они всплывают, уступая место опускающимся
более холодными и потому более тяжёлым
массам, уже отдавшим часть тепла в
близповерхностных зонах. Этот процесс
переноса тепла идёт непрерывно, в
результате чего возникают упорядоченные
замкнутые конвективные ячейки. При этом
в верхней части ячейки течение вещества
происходит почти в горизонтальной
плоскости, и именно эта часть течения
определяет горизонтальное перемещение
вещества астеносферы и расположенных
на ней плит. В целом, восходящие ветви
конвективных ячей располагаются под
зонами дивергентных границ (СОХ и
континентальными рифтами), нисходящие
– под зонами конвергентных границ.

Таким
образом, основная причина движения
литосферных плит – «волочение»
конвективными течениями.

Кроме
того, на плиты действуют ещё рад факторов.
В частности, поверхность астеносферы
оказывается несколько приподнятой над
зонами восходящих ветвей и более
опущенной в зонах погружения, что
определяет гравитационное «соскальзывание»
литосферной плиты, находящейся на
наклонной пластичной поверхности.
Дополнительно действуют процессы
затягивания тяжёлой холодной океанской
литосферы в зонах субдукции в горячую,
и как следствие менее плотную, астеносферу,
а также гидравлического расклинивания
базальтами в зонах СОХ.

К
подошве внутриплитовых частей литосферы
приложены главные движущие силы тектоники
плит – силы мантийного “волочения”
(англ. drag) FDO под океанами и FDC под
континентами, величина которых зависит
в первую очередь от скорости астеносферного
течения, а последняя определяется
вязкостью и мощностью астеносферного
слоя. Так как под континентами мощность
астеносферы значительно меньше, а
вязкость значительно больше, чем под
океанами, величина силы FDC почти на
порядок уступает величине FDO. Под
континентами, особенно их древними
частями (материковыми щитами), астеносфера
почти выклинивается, поэтому континенты
как бы оказываются “сидящими на мели”.
Поскольку большинство литосферных плит
современной Земли включают в себя как
океанскую, так и континентальную части,
следует ожидать, что присутствие в
составе плиты континента в общем случае
должно “тормозить” движение всей
плиты. Так оно и происходит в действительности
(быстрее всего движутся почти чисто
океанские плиты Тихоокеанская, Кокос
и Наска; медленнее всего – Евразийская,
Северо-Американская, Южно-Американская,
Антарктическая и Африканская, значительную
часть площади которых занимают
континенты). Наконец, на конвергентных
границах плит, где тяжелые и холодные
края литосферных плит (слэбы) погружаются
в мантию, их отрицательная плавучесть
создает силу FNB (индекс в обозначении
силы – от английского negative buoyance). Действие
последней приводит к тому, что субдуцирующая
часть плиты тонет в астеносфере и тянет
за собой всю плиту, увеличивая тем самым
скорость ее движения. Очевидно, сила
FNB действует эпизодически и только в
определенных геодинамических обстановках,
например в случаях описанного выше
обрушения слэбов через раздел 670 км.

Таким
образом, механизмы, приводящие в движение
литосферные плиты, могут быть условно
отнесены к следующим двум группам: 1)
связанные с силами мантийного “волочения”
(mantle drag mechanism), приложенными к любым
точкам подошвы плит, на рисунке – силы
FDO и FDC; 2) связанные с силами, приложенными
к краям плит (edge-force mechanism), на рисунке –
силы FRP и FNB. Роль того или иного движущего
механизма, а также тех или иных сил
оценивается индивидуально для каждой
литосферной плиты.

Совокупность
этих процессов отражает общий
геодинамический процесс, охватывающих
области от поверхностных до глубинных
зон Земли.

В
настоящее время в мантии Земли развивается
двухъячейковая мантийная конвекция с
закрытыми ячейками (согласно модели
сквозьмантийной конвекции) или раздельная
конвекция в верхней и нижней мантии с
накоплением слэбов под зонами субдукции
(согласно двухъярусной модели). Вероятные
полюсы подъема мантийного вещества
расположены в северо-восточной Африке
(примерно под зоной сочленения Африканской,
Сомалийской и Аравийской плит) и в районе
острова Пасхи (под срединным хребтом
Тихого океана – Восточно-Тихоокеанским
поднятием).

Экватор
опускания мантийного вещества проходит
примерно по непрерывной цепи конвергентных
границ плит по периферии Тихого и
восточной части Индийского океанов.

Современный
режим мантийной конвекции, начавшийся
примерно 200 млн. лет назад распадом
Пангеи и породивший современные океаны,
в будущем сменится на одноячейковый
режим (по модели сквозьмантийной
конвекции) или (по альтернативной модели)
конвекция станет сквозьмантийной за
счет обрушения слэбов через раздел 670
км. Это, возможно, приведет к столкновению
материков и формированию нового
суперконтинента, пятого по счету в
истории Земли.

6.
Перемещения плит подчиняются законам
сферической геометрии и могут быть
описаны на основе теоремы Эйлера. Теорема
вращения Эйлера утверждает, что любое
вращение трёхмерного пространства
имеет ось. Таким образом, вращение может
быть описана тремя параметрами: координаты
оси вращения (например, её широта и
долгота) и угол поворота. На основании
этого положения может быть реконструировано
положение континентов в прошлые
геологические эпохи. Анализ перемещений
континентов привёл к выводу, что каждые
400-600 млн. лет они объединяются в единый
суперконтинент, подвергающийся в
дальнейшем распаду. В результате раскола
такого суперконтинента Пангеи,
произошедшего 200-150 млн. лет назад, и
образовались современные континенты.

Вероятнее всего, сдвинулась не вся Аравийская плита, а лишь один из ее блоков. Однако это тоже может привести к последующим землетрясениям, рассказал Москве 24 геофизик, главный научный сотрудник Института космических исследований РАН Сергей Пулинец.

По словам ученого, пока структура внутри Земли не поменяет положение, на поверхности будут происходить афтершоки.

Причиной землетрясений в Турции стал сдвиг Аравийской плиты

Рим, 07 февраля 2023, — Землетрясения в Турции произошли из-за геологического сдвига, заявил 7 февраля глава Национального института геофизики и вулканологии Италии Карло Дольони в интервью Corriere della Sera.

Иван Шилов (с) ИА REGNUM

По его данным, мощные землетрясения произошли 6 февраля из-за того, что пришла в движение Аравийская плита. Она сдвинулась приблизительно на три метра в сторону Анатолийской плиты.

Это сопоставимо с тем, как «если бы Турция сдвинулись на юго-запад». Это произошло за несколько десятков секунд, величина разлома литосферы составила как минимум 150 километров.

Как ранее сообщало ИА REGNUM, в Турции произошла серия землетрясений, которые привели к гибели нескольких тысяч человек. Землетрясение также затронуло ряд стран Ближнего Востока, сильно пострадал север Сирии.

При цитировании информации гиперссылка на ИА REGNUM обязательна.

Использование материалов ИА REGNUM в коммерческих целях без письменного разрешения
агентства не допускается.

Свидетельства о регистрации СМИ:

Эл № ФС77-55029 от 14 августа 2013 года, выдано Федеральной службой по надзору
в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор);

ИА № ФС77-51367 от 23 ноября 2012 года, выдано Федеральной службой по надзору
в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).

Настоящий ресурс содержит материалы 18+

Утром 6 февраля на юге Турции произошло мощное землетрясение магнитудой 7,7. Также последствия подземного толчка ощутили на себе жители Сирии и ряда других соседних стран. Информация о количестве пострадавших постоянно обновляется и шокирует цифрами — по данным за 7 февраля, число раненых в Турции составляет более 15 тысяч человек, погибли почти 3 тысячи человек. В Сирии травмы получили около 1500 человек, а погибли примерно 700 мужчин, женщин и детей. Важно отметить, что когда речь идет о землетрясении, имеется в виду не только один подземный толчок — после первого землетрясения обычно происходит второе, третье и так далее. Более того, подземные толчки могут наблюдаться на протяжении нескольких лет. В рамках данной статьи предлагаем узнать, из-за чего происходят землетрясения и почему они не ограничиваются одним подземным толчком.

Последствия землетрясения в Турции, 2023 год

Интересный факт: иногда землетрясения происходили даже в Москве и Санкт-Петербурге, хотя они не находятся на сейсмически активной территории. Об этом необычном явлении у нас есть отдельный материал, вот ссылка. Об этом нужно знать всем!

• Внутреннее строение Земли
• Почему происходят землетрясения
• Что такое афтершок
• Почему в Японии много землетрясений
• Причина землетрясения в Турции

Внутреннее строение Земли

Перед тем, как говорить о причинах землетрясений, нужно разобраться в строении Земли. Наша планета состоит из трех основных слоев: коры, мантии и ядра. Кора является самым верхним слоем и состоит из относительно целостных блоков — литосферных плит. На данный момент ученым известно о существовании восьми крупных, десятках средних и огромном количестве маленьких плит.

Самые крупные литосферные плиты это Американская, Африканская, Антарктическая, Индо-Австралийская, Евразийская, Тихоокеанская и Амурская. Россия располагается на четырех плитах: большая часть страны лежит на Евразийской плите, территория Чукотки расположена на Северо-Американской плите, Побережье Магаданской области и Камчатки находятся на Охотоморской плите, а южные территории Сибири располагаются на Амурской литосферной плите.

Самые большие литосферные плиты и их движение

Литосферные плиты находятся в постоянном движении, потому что буквально плавают в пластичном слое верхней мантии — астеносфере. Это происходит очень медленно, потому что астеносфера хоть и способна течь как жидкость, но обладает крайне низкой вязкостью, а литосферные плиты тяжелые. По расчетам ученых, тектонические плиты движутся относительно друг друга со скоростью до 10 метров в год.

Изображение движения литосферных плит

Твердая оболочка Земли, на которой находятся упомянутые выше плиты, называется литосферой. Научное представление о строении и движении литосферы называется тектоникой плит. Поэтому иногда литосферные плиты называются тектоническими — это одно и то же.

В основном землетрясения происходят из-за движения литосферных плит. Но есть и несколько других причин — иногда землетрясения происходят из-за вулканов и деятельности людей.

Движение литосферных плит редко проходят незаметно. Когда они трутся или вообще проходят над или под друг другом, на поверхности земли все начинает трястись — это и есть землетрясение. Зачастую подземные толчки оказываются небольшими и толчки вызывают вибрации, которые можно зафиксировать при помощи специального устройства (сейсмометра). Иногда между тектоническими плитами накапливается напряжение, которое в определенный момент резко высвобождается — в таком случае происходят катастрофические землетрясения с огромным количеством разрушенных сооружений и человеческих жертв.

Схематическое изображение землетрясения

Место, где происходит смещение горных пород, называется очагом землетрясения. Чаще всего это место находится на глубине до 10 километров, но бывает и такое, что горные породы смещаются на глубине 700 километров. Если от очага землетрясения провести перпендикулярную линию, она покажет на эпицентр землетрясения. В этой точке наблюдается больше всего разрушений, потому что на нее сильнее действуют сейсмические волны. Мощность землетрясения оценивается в магнитудах по шкале Рихтера от 1 (небольшое землетрясение) до 9,5 (катастрофическое землетрясение).

Очаг и эпицентр землетрясения

Обязательно почитайте наш материал про 10 самых разрушительных землетрясений в истории человечества. Вот ссылка.

На границах литосферных плит располагается множество вулканов — в этих местах находящаяся внутри планеты магма может выходить на поверхность. Внутри вулканов происходит множество процессов, включая выделение газов и других веществ. В итоге, в глубинах планеты иногда возрастает напряжение, которое тоже способно привести к землетрясению. Считается, что подземные толчки являются предвестниками извержений вулканов.

Причиной землетрясений также могут быть процессы, происходящие внутри вулканов

Землетрясения могут происходить во время строительства и другой деятельности человека

К тому же, иногда землетрясения могут быть вызваны падением астероидов. Недавно ученые выяснили, что зафиксированное в 2021 году землетрясение на Марсе было вызвано столкновением с космическим объектом.

Что такое афтершок

Землетрясения редко ограничиваются одним подземным толчком — после нее часто происходят повторные. Они называются афтершоками и обычно их сила с каждым разом уменьшается. Повторные толчки могут фиксироваться как на протяжении пары дней после первого землетрясения, так и продолжаться недели и даже годы.

Афтершоки могут наблюдаться на протяжении нескольких лет после землетрясения

Афтершоки происходят потому, что накопившееся между литосферными напряжение при первом землетрясении сбрасывается не полностью. Плотность пород в очаге снижается, в результате чего возникают новые условия для сброса оставшейся энергии. Чем мощнее было первое землетрясение, тем сильнее ощущаются афтершоки и на протяжении большего времени. Например, ученые замечали, что после землетрясений магнитудой 7 афтершоки длятся около года, но такое происходит не всегда.

Интересный факт: предсказать землетрясение можно по поведению животных. О том, как они ведут себя перед катастрофой, мы рассказывали в этом материале.

Почему в Японии много землетрясений

Мощные землетрясения обычно происходят на стыках литосферных плит. Например, такие катастрофы часто происходят в Японии, потому что она располагается на стыке сразу нескольких тектонических плит. Они часто смещаются, поэтому этот регион считается зоной повышенной сейсмической активности. Иногда землетрясения происходят под водой, из-за чего возникают цунами — огромных волн высотой до 500 метров, которые способны двигаться со скоростью до 160 километров в час.

Причина землетрясения в Турции

Турция тоже располагается в сейсмически опасной зоне — под ней располагаются Евразийская, Анатолийская, Африканская и Арабская тектонические плиты. Причина землетрясения в Турции в 2023 году заключается в том, что африканская плита надавила на аравийскую и она двинулась на север. После этого она начала двигаться по Восточно-Анатолийскому разлому, в результате чего и произошло мощное землетрясение. Ранее ученые считали, что землетрясение в этой области очень маловероятно, что и стало одной причин больших потерь — люди попросту не были готовы к этому.

Движение литосферных плит под Турцией

После первого подземного толчка было зафиксировано еще 285 афтершоков магнитудой от 3 до 6. Они ощущались не только в Турции, но и других соседних странах.

Об особенностях шкалы Рихтера, сейсмически опасных местах России и других интересных подробностях на тему землетрясений вы можете почитать тут.

Землетрясение в Турции стало причиной сильного сдвига литосферных плит

Из-за подземных толчков силой 7,7 балла они сдвинулись на 3 метра

Анкара. 7 февраля. KAZAKHSTAN TODAY — Землетрясение на юге Турции привело к геологическому сдвигу, в результате чего литосферные плиты переместились на три метра, сообщил президент Национального института геофизики и вулканологии Италии Карло Дольони.

Аравийская плита сдвинулась в направлении северо-восток — юго-запад по отношению к Анатолийской плите, пишет

со ссылкой на газету Corriere della Sera.

Два землетрясения являются частью единой сейсмической последовательности, возникшей на пересечении четырех непрерывно сталкивающихся плит», — сказал Дольони.

Доцент кафедры физики МГУ Анна Люсина не исключила афтершоки в зоне землетрясения в Турции в течение еще полутора лет.

В свою очередь заведующий лабораторией сейсмической опасности Института физики Земли имени О.Ю. Шмидта РАН доктор физико-математических наук Алексей Завьялов в беседе с радио «Комсомольская правда» заявил, что такого мощного землетрясения, которое произошло 6 февраля на юго-востоке Турции, не было более 130 лет.

На данный момент известно о 4 тысячах погибших и 20 тысячах пострадавших. Землетрясения

10 турецких провинций с общей численностью населения 13,5 миллиона человек.  Президент Турции объявил в этих регионах чрезвычайное положение на 3 месяца.

Основные положения тектоники литосферных плит

Основные положения тектоники плитДоказательства реальности механизма тектоники литосферных плит

Тектоника плит (plate tectonics) — современная геодинамическая концепция, основанная на положении о крупномасштабных горизонтальных перемещениях относительно целостных фрагментов литосферы (литосферных плит). Таким образом, тектоника плит рассматривает движения и взаимодействия литосферных плит.

Впервые предположение о горизонтальном движении блоков коры было высказано Альфредом Вегенером в 1920-х годах в рамках гипотезы «дрейфа континентов», но поддержки эта гипотеза в то время не получила. Лишь в 1960-х годах исследования дна океанов дали неоспоримые доказательства горизонтальных движении плит и процессов расширения океанов за счёт формирования (спрединга) океанической коры. Возрождение идей о преобладающей роли горизонтальных движений произошло в рамках «мобилистического» направления, развитие которого и повлекло разработку современной  теории тектоники плит. Основные положения тектоники плит  сформулированы в 1967-68 группой американских геофизиков — У. Дж. Морганом, К. Ле Пишоном, Дж. Оливером, Дж. Айзексом, Л. Сайксом в развитие более ранних (1961-62) идей американских учёных Г. Хесса и Р. Дигца о расширении (спрединге) ложа океанов

Основные положения тектоники плит

Основные положения тектоники плит можно свети к нескольким основополагающим

1. Верхняя каменная часть планеты разделена на две оболочки, существенно различающиеся по реологическим свойствам: жесткую и хрупкую литосферу и подстилающую её пластичную и подвижную астеносферу.

2. Литосфера разделена по плиты, постоянно движущиеся по поверхности пластичной астеносферы. Литосфера делится на 8 крупных плит, десятки средних плит и множество мелких. Между крупными и средними плитами располагаются пояса, сложенные мозаикой мелких коровых плит.

Границы плит являются областями сейсмической, тектонической и магматической активности; внутренние области плит  слабо сейсмичны и характеризуются слабой проявленностью эндогенных процессов.

Более 90 % поверхности Земли приходится на 8 крупных литосферных плит:

Австралийская плита,
Антарктическая плита,
Африканская плита,
Евразийская плита,
Индостанская плита,
Тихоокеанская плита,
Северо-Американская плита,
Южно-Американская плита.

Средние плиты: Аравийская (субконтинент), Карибская, Филиппинская, Наска и Кокос и Хуан де Фука и др..

Некоторые литосферные плиты сложены исключительно океанической корой (например,  Тихоокеанская плита), другие включают фрагменты и океанической и континентальной коры.

3. Различают три типа относительных перемещений плит: расхождение (дивергенция), схождение (конвергенция) и сдвиговые перемещения.

Соответственно, выделяются и три типа основных границ плит.

Дивергентные границы – границы, вдоль которых происходит раздвижение плит.

Процессы горизонтального растяжения литосферы называют рифтогенезом. Эти границы приурочены к континентальным рифтам и срединно-океанических хребтам в океанических бассейнах.

Термин «рифт» (от англ. rift – разрыв, трещина, щель) применяется к крупным линейным структурам глубинного происхождения, образованным в ходе растяжения земной коры. В плане строения они представляют собой грабенообразные структуры.

Закладываться рифты могут и на континентальной, и на океанической коре, образуя единую глобальную систему, ориентированную относительно оси геоида. При этом эволюция континентальных рифтов может привести к разрыву сплошности континентальной коры и превращению этого рифта в рифт океанический (если расширение рифта прекращается до стадии разрыва континентальной коры, он заполняется осадками, превращаясь в авлакоген).

Строение континентального рифта

Процесс раздвижения плит в зонах океанских рифтов (срединно-океанических хребтов) сопровождается образованием новой океанической коры за счёт магматических базальтовых расплав поступающих из астеносферы. Такой процесс образования новой океанической коры за счёт поступления мантийного вещества называется спрединг (от англ. spread – расстилать, развёртывать).

Строение срединно-океанического хребта

В ходе спрединга каждый импульс растяжения сопровождается поступлением новой порции мантийных расплавов, которые, застывая, наращивают края расходящихся от оси СОХ плит.

Именно в этих зонах происходит формирование молодой океанической коры.

Конвергентные границы – границы, вдоль которых происходит столкновение плит. Главных вариантов взаимодействия при столкновении может быть три: «океаническая – океаническая», «океаническая – континентальная» и «континентальная — континентальная» литосфера. В зависимости от характера сталкивающихся плит, может протекать несколько различных процессов.

Субдукция – процесс поддвига океанской плиты под континентальную или другую океаническую. Зоны субдукции приурочены к осевым частям глубоководных желобов, сопряжённых с островными дугами (являющихся элементами активных окраин). На субдукционные границы приходится около 80% протяжённости всех конвергентных границ.

При столкновении континентальной и океанической плит естественным явлением является поддвиг океанической (более тяжёлой) под край континентальной; при столкновении двух океанических погружается более древняя (то есть более остывшая и плотная) из них.

Зоны субдукции имеют характерное строение: их типичными элементами служат глубоководный желоб – вулканическая островная дуга – задуговый бассейн. Глубоководный желоб образуется в зоне изгиба и поддвига субдуцирующей плиты. По мере погружения эта плита начинает терять воду (находящуюся в изобилии в составе осадков и минералов), последняя, как известно, значительно снижает температуру плавления пород, что приводит к образованию очагов плавления, питающих вулканы островных дуг. В тылу вулканической дуги обычно происходит некоторое растяжение, определяющее образование задугового бассейна. В зоне задугового бассейна растяжение может быть столь значительным, что приводит к разрыву коры плиты и раскрытию бассейна с океанической корой (так называемый процесс задугового спрединга).

Модель процесса субдукции

Погружение субдуцирующей плиты в мантию трассируется очагами землетрясений, возникающих на контакте плит и внутри субдуцирующей плиты (более холодной и вследствие этого более хрупкой, чем окружающие мантийные породы). Эта сейсмофокальная зона получила название зона Беньофа-Заварицкого.

В зонах субдукции начинается процесс формирования новой континентальной коры.

Значительно более редким процессом взаимодействия континентальной и океанской плит служит процесс обдукции – надвигания части океанической литосферы на край континентальной плиты. Следует подчеркнуть, что в ходе этого процесса происходит расслоение океанской плиты, и надвигается лишь её верхняя часть – кора и несколько километров верхней мантии.

При столкновении континентальных плит, кора которых более лёгкая, чем вещество мантии, и вследствие этого не способна в неё погрузиться, протекает процесс коллизии. В ходе коллизии края сталкивающихся континентальных плит дробятся, сминаются, формируются системы крупных надвигов, что приводит к росту горных сооружений со сложным складчато-надвиговым строением. Классическим примером такого процесса служит столкновение Индостанской плиты с Евразийской, сопровождающееся ростом грандиозных горных систем Гималаев и Тибета.

Модель процесса коллизии

Процесс коллизии сменяет процесс субдукции, завершая закрытие океанического бассейна. При этом в начале коллизионного процесса, когда края континентов уже сблизились, коллизия сочетается с процессом субдукции (продолжается погружение под край континента остатков океанической коры).

Для коллизионных процессов типичны масштабный региональный метаморфизм и интрузивный гранитоидный магматизм. Эти процессы приводят к созданию новой континентальной коры (с её типичным гранито-гнейсовым слоем).

Трансформные границы – границы, вдоль которых происходят сдвиговые смещения плит.

Границы литосферных плит Земли

1 – дивергентные границы (а – срединно-океанские хребты, б – континентальные рифты); 2 – трансформные границы; 3 – конвергентные границы (а – островодужные, б – активные континентальные окраины, в – коллизионные); 4 – направления и скорости (см/год) движения плит.

4. Объём поглощённой в зонах субдукции океанской коры равен объёму коры, возникающей в зонах спрединга. Это положении подчёркивает мнение о постоянстве объёма Земли. Но такое мнение не является единственным и окончательно доказанным. Не исключено, что объём планы меняется пульсационно, или происходит уменьшение его уменьшение за счёт охлаждения.

5. Основной причиной движения плит служит мантийная конвекция, обусловленная мантийными теплогравитационными течениями.

Источником энергии для этих течений служит разность температуры центральных областей Земли и температуры близповерхностных её частей.  При этом основная часть эндогенного тепла выделяется на границе ядра и мантии в ходе процесса глубинной дифференциации, определяющего распад первичного хондритового вещества, в ходе которого металлическая часть устремляется к центру, наращивая ядро планеты, а силикатная часть концентрируются  в мантии, где далее подвергается дифференциации.

Нагретые в центральных зонах Земли породы расширяются, плотность их уменьшается, и они всплывают, уступая место опускающимся более холодными и потому более тяжёлым массам, уже отдавшим часть тепла в близповерхностных зонах. Этот процесс переноса тепла  идёт непрерывно, в результате чего возникают упорядоченные замкнутые конвективные ячейки. При этом в верхней части ячейки течение вещества происходит почти в горизонтальной плоскости, и именно эта часть течения определяет  горизонтальное перемещение вещества астеносферы и расположенных на ней плит. В целом, восходящие ветви конвективных ячей располагаются под зонами дивергентных границ (СОХ и континентальными рифтами), нисходящие – под зонами конвергентных границ.

Таким образом, основная причина движения литосферных плит – «волочение» конвективными течениями.

Кроме того, на плиты действуют ещё рад факторов. В частности, поверхность астеносферы оказывается несколько приподнятой над зонами восходящих ветвей и более опущенной в зонах погружения, что определяет гравитационное «соскальзывание» литосферной плиты, находящейся на наклонной пластичной поверхности. Дополнительно действуют процессы затягивания тяжёлой холодной океанской литосферы в зонах субдукции в горячую, и как следствие менее плотную, астеносферу, а также гидравлического расклинивания базальтами в зонах СОХ.

Рисунок — Силы, действующие на литосферные плиты.

К подошве внутриплитовых частей литосферы приложены главные движущие силы тектоники плит – силы мантийного “волочения” (англ. drag) FDO под океанами и FDC под континентами, величина которых зависит в первую очередь от скорости астеносферного течения, а последняя определяется вязкостью и мощностью астеносферного слоя. Так как под континентами мощность астеносферы значительно меньше, а вязкость значительно  больше, чем под океанами, величина силы FDC почти на порядок уступает величине FDO. Под континентами, особенно их древними частями (материковыми щитами), астеносфера почти выклинивается, поэтому континенты как бы оказываются “сидящими на мели”. Поскольку большинство литосферных плит современной Земли включают в себя как океанскую, так и континентальную части, следует ожидать, что присутствие в составе плиты континента в общем случае должно “тормозить” движение всей плиты. Так оно и происходит в действительности (быстрее всего движутся почти чисто океанские плиты Тихоокеанская, Кокос и Наска; медленнее всего – Евразийская, Северо-Американская, Южно-Американская, Антарктическая и Африканская, значительную часть площади которых занимают континенты). Наконец, на конвергентных границах плит, где тяжелые и холодные края литосферных плит (слэбы) погружаются в мантию, их отрицательная плавучесть создает силу FNB (индекс в обозначении силы – от английского negative buoyance). Действие последней приводит к тому, что субдуцирующая часть плиты тонет в астеносфере и тянет за собой всю плиту, увеличивая тем самым скорость ее движения. Очевидно, сила FNB действует эпизодически и только в определенных геодинамических обстановках, например в случаях описанного выше обрушения слэбов через раздел 670 км.

Таким образом, механизмы, приводящие в движение литосферные плиты, могут быть условно отнесены к следующим двум группам: 1) связанные с силами мантийного “волочения” (mantle drag mechanism), приложенными к любым точкам подошвы плит, на рис. 2.5.5 – силы FDO и FDC; 2) связанные с силами, приложенными к краям плит (edge-force mechanism), на рисунке  – силы FRP и FNB. Роль того или иного движущего механизма, а также тех или иных сил оценивается индивидуально для каждой литосферной плиты.

Совокупность этих процессов отражает общий геодинамический процесс, охватывающих области от поверхностных до глубинных зон Земли.

Принципиальная схема мантийной конвекции

Альтернативные схемы мантийной конвекции

Мантийная конвекция и геодинамические процессы

https://youtube.com/watch?v=9khkRFIQf5E%3Frel%3D0

В настоящее время в мантии Земли развивается двухъячейковая мантийная конвекция с закрытыми ячейками (согласно модели сквозьмантийной конвекции) или раздельная конвекция в верхней и нижней мантии с накоплением слэбов под зонами субдукции (согласно двухъярусной модели). Вероятные полюсы подъема мантийного вещества расположены в северо-восточной Африке (примерно под зоной сочленения Африканской, Сомалийской и Аравийской плит) и в районе острова Пасхи (под срединным хребтом Тихого океана – Восточно-Тихоокеанским поднятием).

Экватор опускания мантийного вещества проходит примерно по непрерывной цепи конвергентных границ плит по периферии Тихого и восточной части Индийского океанов.

Современный режим мантийной конвекции, начавшийся примерно 200 млн. лет назад распадом Пангеи и породивший современные океаны, в будущем сменится на одноячейковый режим (по модели сквозьмантийной конвекции) или (по альтернативной модели) конвекция станет сквозьмантийной за счет обрушения слэбов через раздел 670 км. Это, возможно, приведет к столкновению материков и формированию нового суперконтинента, пятого по счету в истории Земли.

6. Перемещения плит подчиняются законам сферической геометрии и могут быть описаны на основе теоремы Эйлера. Теорема вращения Эйлера утверждает, что любое вращение трёхмерного пространства имеет ось. Таким образом, вращение может быть описана тремя параметрами: координаты оси вращения (например, её широта и долгота) и угол поворота. На основании этого положения может быть реконструировано положение континентов в прошлые геологические эпохи. Анализ перемещений континентов привёл к выводу, что каждые 400-600 млн. лет они объединяются в единый суперконтинент, подвергающийся в дальнейшем распаду. В результате раскола такого суперконтинента Пангеи, произошедшего 200-150 млн. лет назад, и образовались современные континенты.