Характер виникнення землетрусів

Згадки про землетруси зустрічаються в Біблії, у трактатах античних учених – Геродота, Плінія й Лівія, а також у давніх китайських і японських письмових джерелах. До XIX ст. більшість повідомлень про землетруси містили описи, щедро приправлені забобонами, і теорії, що ґрунтувалися на убогих і недостовірних спостереженнях. Серію систематичних описів (каталогів) землетрусів у 1840 р. почав А. Перрі (Франція). У 1850-х роках Р. Малле (Ірландія) склав великий каталог землетрусів, а його докладний звіт про землетрус у Неаполі в 1857 р. став одним із перших строго наукових описів сильних землетрусів. Хоча вже з давніх часів ведуться численні дослідження, не можна сказати, що причини виникнення землетрусів повністю вивчені. За характером процесів у їхніх вогнищах виділяють кілька типів землетрусів, основними з яких є тектонічні, вулканічні й техногенні.

Тектонічні землетруси виникають унаслідок раптового зняття напруження, наприклад при переміщеннях уздовж розламу в земній корі (дослідження останніх років показують, що причиною глибоких землетрусів можуть бути і фазові переходи в мантії Землі, що відбуваються при певних температурах і тиску). Іноді глибинні розлами виходять на поверхню Під час катастрофічного землетрусу в Сан-Франциско 18 квітня 1906 р. загальна довжина поверхневих розривів у зоні розламу Сан-Андреас склала більше 430 км. максимальний горизонтальний зсув – 6 м. Максимальна зареєстрована величина сейсмогенних зсувів уздовж розламу 15 м.

Техногенні землетруси можуть бути викликані підземними ядерними випробуваннями, заповненням водоймищ, видобутком нафти й газу методом нагнітання рідини у свердловини, підривними роботами при видобутку корисних копалин тощо. Менш сильні землетруси відбуваються при обвалі склепінь печер або гірських копалень.

Вулканічні землетруси виникають унаслідок різких переміщень магматичного розплаву в надрах Землі або в результаті виникнення розривів під впливом цих переміщень.

Найчастіше поширені тектонічні землетруси.

Відповідно до сучасної теорії вся поверхня Землі розділена на 6 основних тектонічних плит: Африканську, Індійську, Американську, Антарктичну, Євроазіатський, Тихоокеанську.

Ці плити знаходяться в постійному русі, "плаваючи" по розігрітій мантії під впливом конвекційних потоків одні плити туляться один до одного, інші навпаки, поступово відсуваються. Наприклад, Американська плита відсувається від Євроазіатської, про що свідчить збільшення відстань між Лондоном і Нью-Йорком в середньому на 1 см в рік. А ось Африканська і Євроазіатський плити рухаються в напрямку "один до одного. У результаті насування Євроазіатської плити на Індійську утворилися на землі гірська гряда Гімалаї, Тянь-Шань.

Шість основних плит земної кори в свою чергу складаються з великої кількості окремих блоків, розділених між собою тріщинами. З різних причин між блоками відбуваються зміщення, і це створює передумови для землетрусу. Місце зчленування блоків називається сейсмічним швом. Руйнування цих швів відбувається в формі землетрусу. Таким чином, глибоко в надрах Землі, де повільно (сантиметри в рік) переміщаються заснування блоків, створюється жахливий тиск.

В якийсь момент, не витримавши напруги, гірські породи розколюються і швидко зсуваються вздовж тріщин. Внаслідок деформації земної кори з'являються її коливання. До речі, м.Алмата знаходиться на 3-х розломах.

Особливістю цього стихійного лиха є те, що руйнуються будівлі і споруди, виникають гірські обвали, лавини, інколи запруджуються річки. Так, наприклад, 6 жовтня 1948 року о 1 год. 12 хв. землетрус в Ашгабаді (Туркменія) силою до 10 балів призвів до загибелі 100 тисяч людей (із 130 тис. жителів, які проживали в Ашгабаді). Уціліло лише декілька будинків.

Цунамі.

Цунамі - це загальноприйнятий міжнародний науковий термін, який походить від японського слова «велика хвиля, що заливає бухту». Точневизначення цунамі звучить так - цедовгіхвилікатастрофічного характеру, щовиникаютьголовним чином у результатітектонічнихзрушень на дні океану.

Розподілцунаміпов'язано, як правило, з областями сильнихземлетрусів. Вонопідпорядкованечіткійгеографічнійзакономірності, яка визначаєтьсязв'язкомсейсмічнихрайонів з областями недавніх і сучаснихпроцесівгоротворення. Відомо, щобільшістьземлетрусів приурочено до тих поясівЗемлі, в межах якихтриваєформуваннягірських систем, особливо молодих, щовідносяться до сучасноїгеологічноїепохи. Найбільш частіземлетрусу в областях близькогосусідства великих гірських систем з западинами морів і океанів. Чітковиявляютьсядвізониземноїкулі, найбільшсхильні до землетрусів. Одна з них займаєширотнеположення і включаєАпенніни, Альпи, Карпати, Кавказ, Копет-Даг, Тянь-Шань, Памір і Гімалаї. У межахцієїзоницунаміспостерігається на узбережжіСередземного, Адріатичного, Егейського, Чорного і Каспійськогоморів і північнійчастиніІндійського океану. Інша зона розташована в меридіональномунапрямку і проходить вздовжберегів Тихого океану. Останній як би облямованийпідводнимигірськими хребтами, вершиниякихпіднімаються у виглядіостровів (Алеутські, Курильські, Японськіострови та інші). Хвиліцунаміутворюються тут в результатірозривівміжпіднімаючимисягірськими хребтами і опускаютьсяпаралельно хребтах глибоководними западинами, щовідділяютьланцюгиостровіввідмалорухомоїділянці дна Тихого океану.

Основною причиною руйнівнихцунаміслідвважатирізківертикальнізміщенняокремихділянок дна басейнувнаслідоксейсмотектонічнихзрушень. Утворені при цьомузалишковізміщення дна океану витісняютьрідину таким чином, що форма зміщеньвільноїповерхні океану повторює форму зсувів дна. В даний час сучаснісейсмічнівиміридозволяютьізвисокою точністюрозрахувати форму зміщеньморського дна, щоутворилися в результаті сильного підводногоземлетрусуOkada, 1985. Однаквідомо, що далеко не всісильніземлетрусивикликаютьрозломи дна з вертикальнимизміщеннями кори і, відповідно, хвиліцунамі. Однією з найважливіших проблем сейсмології є розробкаметодіввизначенняпараметрівсейсмічноговогнища і оцінкайого «цунамогенності» для завдання оперативного прогнозу.

Хоча землетруси, які відбуваються уздовж горизонтальних розломів, іноді викликають цунамі, вони зазвичай мають локальний характер і не поширюються на великі відстані. Деякі вчені помітили, що великі землетруси уздовж горизонтальних розломів біля узбережжя Аляски і Британської Колумбії викликали цунамі, зона дії яких простягалася не більше 100 кілометрів. Як зазначалося раніше, цунамі зазвичай відбуваються після сильних землетрусів з невеликою глибиною вогнища залягання під океанами. Однак було відзначено кілька випадків утворення цунамі під дією землетрусів, які відбувалися на суші. Тому можна зробити висновок, що цунамі можуть утворитися або через зміни морського дна (освіти розломів), або під дією сейсмічних поверхневих хвиль, що проходять через неглибокий континентальний шельф. Довгі періодичні поверхневі хвилі (так звані хвилі Релея) мають вертикальну складову і передають значну частину енергії землетрусів. Поверненнярівня моря до нормального викликаєутвореннясеріїхвиль, щопоширюються у всіхнапрямкахвідпочатковоїзонидеформації.

Більшакількістьхвильцунамівикликаютьсяпідводнимиземлетрусами. При землетрусіпід водою утворюється вертикальна тріщина, і частина дна опускається. Дно раптовоперестаєпідтримуватистовп води, щолежить над ним. Поверхня води приходить в коливальнийрух по вертикалі, прагнучиповернутися до вихідногорівня - середньомурівню моря - і породжуєсеріюхвиль.

У глибокомуокеанімасатакоївтрати опору колони води величезна. Коли скидання дна припиняється, ця колона знаходитьсобіновий, більшнизький «п'єдестал» і таким рухомнароджуєхвилі з висотою, еквівалентнійвідстані, на яке перемістиласяця колона. Переміщення при землетрусахмаєвисотузазвичай порядка 50 см, але за площеювеличезна - десятки квадратнихкілометрів. Тому порушуваніхвиліцунамімаютьмаленькувисоту і дужевеликудовжину, ціхвилінесутьколосальний запас енергії.