2.6 Землетрясения

Чаще всего источником крупных сейсмических волн являются землетрясения, которые возникают при нарушениях структуры планеты. Землетрясения по происхождению делят на обвальные, вулканические и тектонические. Очаги этих землетрясений, как правило, лежат глубоко под землей. Обыкновенные землетрясения имеют очаги не глубже 70 км, очаги промежуточных землетрясений расположены от 70 до 300 км, а глубокие землетрясения имеют очаги от 300 до 700 км.

По интенсивности землетрясения оценивают по 12-балльной шкале Рихтера. Землетрясения интенсивностью в 1 балл могут отметить только приборы, а 12 баллов расценивается как катастрофа, которая сопровождается разрушением сооружений, изменение русел рек и т.п.

В качестве количественной оценки поверхностной волны, с которой связано землетрясение, берут магнитуду, которая определяется следующим образом

(2.8)

где обозначено: -- амплитуда смещения в микрометрах, -- период волны (в секундах), -- эпицентральное расстояние, -- глубина очага землетрясения, -- эмпирическая функция. Магнитуда объемных волн обозначается малой буквой . По Гутенбергу и Рихтеру

(2.9)

Приведем некоторые примеры. Одно из самых сильных землетрясений считается Ассамское землетрясение, которое произошло в 1952 году. Его магнитуда равна 8,7. Чилийское землетрясение 1960 г. оценивают магнитудой 8,3 балла. Взрывы атомных бомб также вызывают землетрясения, магнитуду которых можно определить по формуле , где -заряд в килотоннах. Так атомная бомба, сброшенная на Хиросиму имела эквивалентный заряд 30 килотонн, отсюда . Самая мощная атомная бомба, которая испытывалась в Советском Союзе, имела эквивалентный заряд 57 мегатонн. Магнитуда землетрясения, соответствующая взрыву такой бомбы будет равна 8,4 балла, что больше мощности Чилийского землетрясения 1960 года.

Глубокофокусные землетрясения, в основном, расположены вдоль Тихоокеанского пояса, который окаймляет акваторию Тихого океана. По современным представлениям вся земная кора разбита на отдельные блоки -- подвижные геотектонические плиты, по площади сопоставимые с континентами. Эти плиты могут расходиться, тогда между ними образуется рифтовая зона, как правило, отмеченная на поверхности цепью горных хребтов и впадин. Особенно четко это видно на примере Срединного Атлантического хребта, проходящего по дну Атлантического океана.

Предполагают, при расхождении блоков (спрединге) из глубин поднимаются породы и образуют дно рифтовой котловины. Позже эти породы оказываются вытесненными другими породами, поступившими из недр Земли. Магнитные исследования обнаруживают вдоль рифтовых зон линейные магнитные аномалии, чередующиеся по знаку. Знак и интенсивность магнитных аномалий определяется глобальным магнитным полем, которое имело место в эпоху образования этих пород. Палеомагнитные исследования показали, что переполюсовка (смена полюсов с северного на южный и наоборот) происходит с периодом 200 000 лет, что позволяет установить геомагнитную хронологическую шкалу.

Другая характерная особенность рифтовых зон -- наличие трансформных разломов, которые пересекают рифтовую котловину. Хребты, впадины и трансформные разломы делают зону спрединга тектонически активной, интересной для изучения эволюции планеты геофизическими средствами.

Раздвижение плит невозможно без предположения существования и обратного процесса -- сталкивания плит одну с другой. При сталкивании плит одна плита надвигается на другую подобно льдинам при торошении, а другая -- уходит под плиту. Такое явление геофизики называют субдукцией, При этом на границе сталкивающихся плит возникают огромные механические напряжения, которые приводят к землетрясениям или цунами. Субдукция обычно сопровождается возникновением глубоководным впадин и островных дуг на океане. Особенно ясно видно результаты субдукции в юго-восточной Азии. На карте видно, что островные дуги соседствуют глубоководными впадинами. Именно там (Камчатка, Сахалин, Курильские острова, Япония) часто наблюдается землетрясения и цунами. Волна, возникшая вследствие цунами, движется по поверхности океана со скоростью , где -- длина волны, -- период. Если длина волны равна 100 км, а период равен 10 мин, то скорость движения такой волны будет равна 600 км/час. Во время Чилийского землетрясения в 1960 году цунами возникли на всем Тихоокеанском побережье. Высота волны достигала несколько метров.