Землетрясения

Назад Далее

Одним из тех, кто попытался найти земную причину катастрофы, был американский астроном и профессор математики Джон Уинтроп. Ему лично довелось испытать землетрясение: через 17 дней после лиссабонской трагедии его родной город Бостон ощутил несколько подземных толчков. При этом ученый сделал одно интересное наблюдение; часы, стоявшие на каминной полке, упали от подземного толчка, но оказались сдвинутыми на несколько сантиметров в сторону от вертикали падения, Поскольку они могли упасть лишь вертикально вниз, это означает, решил Уинтроп, что пол слегка сместился. Через несколько дней он стал свидетелем краткого повторного толчка и обратил внимание, что плиты тротуара, по которому он шел, на миг приподнялись и вновь опустились, но не все разом, как можно было ожидать, а в определенной последовательности. Это было похоже на волну, набегающую на берег, рассказывал Уинтроп позднее. Из этого он заключил, что землетрясение происходит волнообразно. С этой догад¬ки началась наука о землетрясениях-сейсмология.

Вскоре британский пастор Джон Мичелл опубликовал свои наблюдения и выводы о характере землетрясения, которые существенно продвинули вперед новую науку. Мичелл сам был свидетелем таких явлении: за пять лет до лиссабонской катастрофы Лондон дважды испытал подземные толчки. Правда, они не были очень сильны, но разбивались оконные стекла, скрипела мебель, и напуганные жители выскакивали из домов. Мичелл обратил внимание, что каждое землетрясение состоит по меньшей мере из двух толчков: одного легкого, не причиняющего большого ущерба, как бы предупредительного, и второго более сильного, который несет разрушения. Далее Мичелл установил, что отдельные толчки происходят в разных местах не одномоментно, как ут¬верждал Уинтроп, а распространяются волнообразно. Ему пришла в голову мысль, что, зная момент начала колебания в двух разных точках поверхности, можно вычислить скорость, с которой распространяются волны землетрясения. На основе свидетельств очевидцев он высчитал, что скорость распространения волны равна при знаем, что эта скорость не постоянна, она зависит от характера пород, сквозь которые проходят волны. Но для того времени расчеты Мичелла были поразительны. Ученый пошел еще дальше: на карту были нанесены направления, по которым в разных местах распространились сейсмические волны. При этом обнаружилось, что волны не параллельны, они расходятся из одной точки- эпицентра. Он расположен на поверхности Земли как раз над очагом, или гипоцентром-тем местом в глубине Земли, где возникает землетрясение. В эпицентре оно наиболее опасно. пострадала Южная Италия, где погибли 100000 человек; спустя всего 14 лет землетрясение в Кито (Эквадор) унесло 40000 жизней. В обоих случаях были созданы научные комиссии, пытавшиеся понять и объяснить причины катастроф. Впрочем, сейсмологии их деятельность ничего не дала.

Следующим, кто внес существенный вклад в исследование землетрясений, был ирландец Роберт Маллет. Это был выдающийся инженер - он отливал пушки для британской армии, строил вокзалы и мосты, маяки и линии центрального отопления. Начиная с 1830 г. Маллет в течение 20 лет собирал все, что было написано о землетрясениях. Основываясь на этих материалах, ученый составил длинный список всех землетрясений, о которых ему удалось узнать. Почти 7000 случаев значилось в этом списке, и когда все землетрясения были нанесены на большую географическую карту, Маллет, к своему удивлению, обнаружил, что существуют определенные зоны, где чаще всего случаются малые или крупные землетрясения, в то время как иные области абсолютно им не подвержены. Маллет принялся изучать природу сейсмических волн, Поскольку его родной город Дублин расположен в месте» почти полностью свободном от землетрясений» он искусственным путем создал сейсмические волны: закопал в землю пороховой заряд и на расстоянии мили установил открытую емкость с ртутью. Отсюда с помощью электрической искры он поджег порох и в тот же миг пустил секундомер. Таким образом ему удалось точно определить» сколько проходит времени, прежде чем на поверхности ртути возникнет рябь» то есть за какое время сейсмические волны пробегут милю. Свои опыты Маллет проводил неоднократно» на песчаном» каменистом и иных грунтах. И убедился в правильности своей догадки: в разной среде волны распространяются с различной скоростью, Медленнее всего- в песчаном грунте (900 км/ч), быстрее всего-в гранитах (1800 км/ч). Когда в 1857 г. южнее Неаполя при землетрясении было разрушено несколько деревень» Маллет тут же отправился в Италию и исследовал пострадавшие районы; измерял трещины в стенах» отмечал, где были разрушены колонны и в каком направлении они падали. Маллет опрашивал очевидцев» бродил по руинам, фиксировал шие следы землетрясения. Ему очень пригодился профессиональный опыт строителя: он сумел вычислить» какая требуется сила, чтобы произвести столь чудовищные разрушения, и установил, что некоторые из разрушительных волн поднялись к поверхности из земных недр. И пришел к выводу, что землетрясение-и это было принципиально новым в познании его природы-возникло в глубине планеты. Очаг сицилийского землетрясения был зафиксирован на глубине около 10000 метров. Тем временем во многих сейсмически опасных зонах ученые установили приборы, регистрирующие землетрясение,- сейсмографы. Сейсмограф состоит из маятника, например, стальной гирьки, которая на пружине или тонкой проволоке подвешена к стойке, прочно закрепленной в грунте. Маятник соединен с пером, чертящим непрерывную линию на бумажной ленте. При быстрых колебаниях почвы бумага сотрясается вместе с ней, маятник же с пером по инерции остаются неподвижными. На бумаге появляется волнистая линия, отражающая колебания почвы. Кривая на бумажной ленте, укрепленной на медленно вращающемся барабане под наносящим линию пером, называется сейсмограммой. В 1891 г. одно из самых сильных землетрясений, когда-либо наблюдавшихся в Японии, опустошило обширные области к западу от Токио. Очевидец так описывал разрушения: «На поверхности образовались глубокие провалы; дамбы, защищавшие низины от наводнений, обрушились, почти все дома были уничтожены, горные склоны сползли в бездны. 10000 человек погибли, 20000 получили травмы». Землетрясения с особо тяжкими последствиями происходят там, где две плиты не просто трутся одна о другую, а сталкиваются. Иногда одна из них уходит под другую. Тут уже соприкасаются не края, а поверхности плит. Возникает более значительное трение, ибо поверхность соприкосновения становится обширней и потому напряжение многократно возрастает. Это причина наиболее разрушительных землетрясений. Такие места- особенно опасные участки нашей планеты. Здесь высвобождается девять десятых всей сейсмической энергии.

До тридцатых годов нашего века сила землетрясения измерялась причиненным ущербом. Полагали, что разрушения зависят исключительно от силы толчков. Но это не так. К примеру, прочно построенные на каменистом грунте дома могут устоять и при самых мощных ударах стихии, в то время как слабый толчок способен принести тяжелейшие разрушения, если придется по легким строениям, возведенным на песчаной почве. Поэтому для определения силы землетрясения теперь пользуются более совершенным методом. Идею подал в 1935 г. американский сейсмолог Чарльз Рихтер. Он заметил, что амплитуды колебаний волн на сейсмограмме тем шире, чем тяжелее землетрясение. Рихтер предложил определять силу землетрясения по 12-балльной шкале. Нулевая отметка на сейсмографе обозначает абсолютное спокойствие почвы, один балл указывает на слабый подземный толчок, каждый последующий балл обозначает толчок в десять раз сильнее предыдущего. Так, 9-балльное землетрясение в десять раз сильнее 8-балльного, в сто раз превосходит 7-балльное и, наконец, в сто миллионов раз сильнее, чем колебание земной коры силой в один балл. Ежегодно наша планета сотрясается более миллиона раз. 99,5% этих землетрясений- легкие, их сила не превышает по шкале Рихтера 2,5 балла. Остальные землетрясения сильнее. Очень немногие достигают 8- 9 баллов. Землетрясения большей силы наблюдались до сих пор лишь дважды: 31 января 1906 г. на побережье Эквадора (сила была вычислена впоследствии) и 20 марта 1933 г. на северо-востоке Японии, когда эпицентр находился глубоко подо дном океана. Силы, которые при этом высвобождались и действовали, не поддаются воображению.

Назад Далее

Вверх

©Кузина  Алена г. Белгород  kuzya_bel_new@mail.ru