Причини виникнення землетрусів і наслідки. Природа землетрусів

Земна твердь в усі часи була символом безпеки. І сьогодні людина, яка боїться польотів на літаку, відчуває себе захищеним, тільки відчувши під ногами рівну поверхню. Найстрашніше тому стає, коли в буквальному сенсі земля тікає з-під ніг. Землетруси, навіть найслабші, настільки сильно підривають відчуття безпеки, що багато наслідки пов`язані не з руйнуваннями, а з панікою і мають психологічний, а не фізичний характер. Крім того, це одна з тих катастроф, запобігти які людство не в силах, а тому безліч вчених досліджують причини виникнення землетрусів, розробляють методи фіксації поштовхів, прогнозування і попередження. Вже накопичений людством обсяг знань з цього питання дозволяє звести до мінімуму втрати в деяких випадках. У той же час приклади землетрусів останніх років явно свідчать про те, що ще дуже багато чого належить дізнатися і зробити.

Суть явища

В основі кожного землетрусу лежить сейсмічна хвиля, що приводить в рух земну кору. Вона виникає в результаті потужних процесів різної глибини. Досить незначні землетруси відбуваються через дрейф літосферних плит на поверхні, часто уздовж розломів. Більш глибокі за своїм розташуванням причини виникнення землетрусів частіше мають руйнівні наслідки. Вони протікають у зонах уздовж країв смещающихся плит, які занурюються в мантію. Відбуваються тут процеси призводять до найбільш помітним наслідків.

Землетруси трапляються щодня, однак більшу їх частину люди не помічають. Вони лише фіксуються спеціальними приладами. При цьому найбільша сила поштовхів і максимальні руйнування припадають на зону епіцентру, місця над вогнищем, породившим сейсмічні хвилі.

Шкали

Сьогодні існує кілька способів, що дозволяють визначити силу явища. В їх основі лежать такі поняття, як інтенсивність землетрусу, його енергетичний клас і магнітуда. Остання з названих являє собою величину, яка характеризує кількість енергії, що виділилася у вигляді сейсмічних хвиль. Такий спосіб вимірювання сили явища був запропонований в 1935 році Ріхтером і тому в народі називається шкалою Ріхтера. Вона використовується і сьогодні, проте в ній, всупереч розхожій думці, кожному землетрусу, приписує не бали, а певна величина магнітуди.

Бали землетрусів, які завжди наводяться в описі наслідків, мають відношення до іншої шкалою. В її основі лежить зміна амплітуди хвилі, або величини коливань в епіцентрі. Значення цієї шкали також описують інтенсивність землетрусів:

• 1-2 бали: досить слабкі поштовхи, реєструються тільки пріборамі;
• 3-4 бали: відчутно у висотних будівлі, часто помітно по розгойдування люстри і зміщення невеликих предметів, людина може відчути головокруженіе;
• 5-7 балів: поштовхи можна відчути вже на землі, можлива поява тріщин на стінах будівель, осипання штукатурки
• 8 балів: потужні поштовхи призводять до появи глибоких тріщин в землі, помітним пошкоджень будівель;
• 9 балів: руйнуються стіни будинків, часто підземні споруди;
• 10-11 балів: таке землетрус призводить до обвалів і зсувів, обвалення будівель і мостов;
• 12 балів: приводить до самих катастрофічних наслідків, аж до сильного зміни ландшафту і навіть напряму руху води в річках.

Бали землетрусів, які наводяться в різних джерелах, визначаються саме за цією шкалою.

Класифікація

Можливість передбачати будь-яку катастрофу пов`язана з чітким розумінням того, що її викликає. Основні причини виникнення землетрусів можна поділити на дві великі групи: природні та штучні. Перші пов`язані зі змінами в надрах, а також з впливом деяких космічних процесів, другі викликані діяльністю людини. Класифікація землетрусів заснована на причини, що викликала його. Серед природних виділяють тектонічні, обвальні, вулканічні та інші. Зупинимося на них докладніше.

Тектонічні землетруси

Кора нашої планети постійно знаходиться в русі. Саме воно лежить в основі більшості землетрусів. Тектонічні плити, складові кору, переміщуються один відносно одного, стикаються, розходяться і сходяться. У місцях розломів, де проходять межі плит і виникає сила стиснення або натягу, накопичується тектонічне напругу. Наростаючи, воно, рано чи пізно, призводить до руйнування і зміщення гірських порід, внаслідок чого і народжуються сейсмічні хвилі.

Вертикальні зрушення призводять до утворення провалів або ж підняття порід. Причому зсув плит може бути незначним і складати всього кілька сантиметрів, проте кількості вивільненої при цьому енергії досить для серйозних руйнувань на поверхні. Сліди таких процесів на землі дуже помітні. Це можуть бути, наприклад, зміщення однієї частини поля щодо іншої, глибокі тріщини і провали.

Під товщею вод

Причини виникнення землетрусів на дні океану ті ж, що і на суші - зрушення літосферних плит. Дещо відрізняються їхні наслідки для людей. Дуже часто зсув океанічних плит викликає цунамі. Зародившись над епіцентром, хвиля поступово набирає висоту і біля берега часто досягає десяти метрів, а іноді й п`ятдесяти.

За статистикою, понад 80% цунамі обрушуються на береги Тихого океану. Сьогодні існує безліч служб в сейсмонебезпечних зонах, трудящих над прогнозуванням виникнення та поширення руйнівних хвиль і оповіщають населення про небезпеку. Однак людина як і раніше мало захищений від подібних стихійних лих. Приклади землетрусів і цунамі початку нашого століття - зайве тому підтвердження.

Вулкани

Коли мова заходить про землетруси, мимоволі в голові виникають і бачені колись зображення виверження розпеченої магми. І це не дивно: два природних явища пов`язані між собою. Причиною землетрусу може стати вулканічна діяльність. Вміст вогненних гір чинить тиск на поверхню землі. Протягом іноді досить тривалого періоду підготовки до виверження відбуваються періодичні вибухи газу і пари, які породжують сейсмічні хвилі. Тиском на поверхню створюється так званий вулканічний тремор (тремтіння). Він являє собою серію дрібних струсів грунту.

Причиною землетрусів є процеси, що протікають в надрах як діючих вулканів, так і вимерлих. В останньому випадку вони є ознакою того, що завмерла вогняна гора ще може прокинутися. Дослідники вулканічної діяльності часто використовують мікроземлетрясенія для прогнозування виверження.

У багатьох випадках буває важко однозначно віднести землетрус до тектонічної чи вулканічної групі. Ознаками останньої вважається розташування епіцентру в безпосередній близькості від вулкана і відносно невелика магнітуда.

Обвали

Причиною землетрусу може послужити і обвалення гірських порід. Обвали зсуви в горах виникають внаслідок як різноманітних процесів у надрах і природних явищ, так і людської діяльності. Обрушуватися і породжувати сейсмічні хвилі можуть порожнечі і печери в землі. Обвалу гірських порід сприяє недостатнє відведення води, яка руйнує, здавалося б, тверді структури. Причиною обвалу може стати і тектонічне землетрус. Обвалення значною маси при цьому викликає незначну сейсмічну активність.

Для подібних землетрусів характерна невелика сила. Як правило, обсягу обрушилася породи недостатньо, щоб викликати значні коливання. Проте іноді землетрусу такого типу призводять до помітних руйнувань.

Класифікація за глибиною виникнення

Основні причини виникнення землетрусів пов`язані, як уже говорилося, з різними процесами в надрах планети. Один з варіантів класифікації подібних явищ ґрунтується на глибині їх зародження. Землетруси поділяють на три типи:

• Поверхневі - вогнище розташовується на глибині не більше 100 км, до цього типу відноситься приблизно 51% землетрусів.
• Проміжні - глибина варіюється в діапазоні від 100 до 300 км, на цьому відрізку розташовуються осередки 36% землетрусів.
• Глибокофокусні - нижче 300 км, на частку цього типу доводиться близько 13% подібних катастроф.

Найбільш значне морське землетрус третього виду стався в Індонезії в 1996 році. Його осередок розташовувався на глибині понад 600 км. Ця подія дозволило вченим «просвітити» надра планети на значну глибину. З метою дослідження структури надр використовуються практично всі глибокофокусні землетрусу, безпечні для людини. Багато дані про будову Землі були отримані в результаті вивчення так званої зони Вадати-Беньофа, яку можна представити у вигляді кривої похилої лінії, що позначає місце заходу однієї тектонічної плити під іншу.

Антропогенний фактор

Природа землетрусів з часу початку розвитку технічних знань людства дещо змінилася. Крім природних причин, що викликають підземні поштовхи і сейсмічні хвилі, з`явилися і штучні. Людина, освоюючи природу та її ресурси, а також нарощуючи технічну потужність, своєю діяльністю може спровокувати стихійне лихо. Причини виникнення землетрусів - це підземні вибухи, створення великих водосховищ, видобуток великого обсягу нафти і газу, наслідком чого стають порожнечі під землею.

Одна з досить серйозних проблем в цьому плані - землетруси, що виникають через створення та заповнення водосховищ. Величезні за обсягом і масі товщі води чинять тиск на надра і призводять до зміни гідростатичного рівноваги в породах. При цьому чим вище створена гребля, тим більше вірогідність появи так званої наведеної сейсмічної активності.

У місцях, де відбуваються землетруси з природних причин, часто діяльність людини нашаровується на тектонічні процеси і провокує виникнення стихійних лих. Подібні дані накладають певну відповідальність на компанії, що займаються розробкою нафтових і газових родовищ.

Наслідки

Сильні землетруси призводять до великих руйнувань на великих територіях. Катастрофічність наслідків зменшується в міру віддалення від епіцентру. Найбільш небезпечні результати руйнувань - це різні техногенні аварії. Обвалення або деформація виробництв, пов`язаних з небезпечними хімічними речовинами, призводить до їх викиду в навколишнє середовище. Те ж можна сказати і про могильниках і місцях поховання ядерних відходів. Сейсмічна активність здатна стати причиною зараження величезних територій.

Крім численних руйнувань в містах, землетруси мають наслідки та іншого характеру. Сейсмічні хвилі, як уже зазначалося, можуть викликати обвали, селі, повені та цунамі. Зони землетрусів після стихійного лиха часто змінюються до невпізнання. Глибокі тріщини і провали, змив ґрунту - ці та інші «перетворення» ландшафту призводять до значних екологічних змін. Вони можуть призвести до загибелі флори і фауни місцевості. Цьому сприяють різні гази і сполуки металів, що надходять з глибоких розломів, і просто знищення цілих ділянок зони проживання.

Сильні і слабкі

Найбільш значні руйнування залишаються після мегалоземлетрясеній. Їх характеризує магнітуда понад 8,5. Такі лиха, на щастя, вкрай рідкісні. В результаті подібних землетрусів в далекому минулому утворювалися деякі озера і русла річок. Мальовничий приклад «діяльності» стихійного лиха - озеро Гек-Голь в Азербайджані.

Більш скромні за магнітудою землетрусу, що призводять до серйозних аварій та загибелі людей, називаються руйнівно-катастрофічними. Однак і слабка сейсмічна активність може мати значні наслідки. Такі землетруси викликають розтріскування стін, розгойдування люстр та інше і, як правило, не приводять до катастрофічних наслідків. Найбільшу небезпеку вони представляють у горах, де можуть викликати серйозні обвали і зсуви. Розташування вогнищ таких землетрусів поблизу ГЕС або АЕС також може викликати техногенну катастрофу.

Слабкі землетруси - прихована загроза. Про ймовірність їх виникнення на місцевості, як правило, дізнатися дуже важко, тоді як більш значні за магнітудою явища завжди залишають розпізнавальні знаки. Тому під загрозою знаходяться всі виробничі і житлові об`єкти поблизу сейсмічно активних зон. До таких будов належать, наприклад, багато АЕС та електростанції США, а також місця поховання радіоактивних та отруйних відходів.

Райони землетрусів

З особливостями причин виникнення стихійного лиха пов`язано і нерівномірний розподіл сейсмічно небезпечних зон на карті світу. У Тихому океані розташований сейсмічний пояс, з яким, так чи інакше, пов`язана значна частина землетрусів. Він включає Індонезію, західне узбережжя Центральної та Південної Америки, Японію, Ісландію, Камчатку, Гаваї, Філіппіни, Курили і Аляску. Другий за ступенем активності пояс - Євроазіатський: Піренеї, Кавказ, Тибет, Апенніни, Гімалаї, Алтай, Памір і Балкани.

Карта землетрусів сповнена та інших зон потенційної небезпеки. Всі вони пов`язані з місцями тектонічної активності, де велика ймовірність зіткнення літосферних плит, або з вулканами.

Карта землетрусів Росії також сповнена достатньої кількості потенційних і діючих осередків. Найбільш небезпечні зони в цьому сенсі - це Камчатка, Східний Сибір, Кавказ, Алтай, Сахалін і Курильські острови. Найбільш руйнівний за своїми наслідками землетрус останніх років у нашій країні відбулося на острові Сахалін в 1995 році. Тоді інтенсивність стихійного лиха склала без малого вісім балів. Катастрофа призвела до руйнування великої частини Нефтегорска.

Величезна небезпека стихійного лиха та неможливість його запобігання змушує вчених усього світу детально вивчати землетрусу: причини виникнення та наслідки, «розпізнавальні» знаки і можливості прогнозування. Цікаво, що технічний прогрес, з одного боку, допомагає все точніше передбачати грізні події, вловлювати найменші зміни у внутрішніх процесах Землі, а з іншого - він же стає джерелом додаткової небезпеки: до розламів поверхні додаються аварії на ГЕС і АЕС, розливи нафти в місцях видобутку, жахливі за своїми масштабами пожежі на виробництві. Само землетрус - явище настільки ж неоднозначне, як і науковий і технічний прогрес: воно руйнівно і небезпечно, але свідчить про те, що планета живе. На думку вчених, повне припинення вулканічної діяльності та землетрусів означатиме смерть планети в геологічному плані. Завершиться диференціація надр, закінчиться паливо, що розігріває нутро Землі вже кілька мільйонів років. І поки незрозуміло, чи буде місце людям на планеті без землетрусів.