Интереcно о науке, Землетрясение

Интереcно о науке. О науке просто и понятно. Землетрясение. Мы редко когда задумываемся над смыслом фразы «Крепко стоять на двух ногах». Однако трудно переоценить тот факт, что земля под нашими ногами неподвижна, неизменяема и надежна. Действительно, большая часть нашей цивилизации, от наших домов и строений до наших продовольственных и водных источников зависит от неподвижности поверхности нашей планеты. Однако, в реальности, не смотря на видимую устойчивость и неподвижность, поверхность Земли состоит из огромных плит, которые медленно движутся по ее поверхности. Эти части находятся в непрерывном движении, постоянно сталкиваясь друг с другом.

При этом высвобождается огромное количество энергии. Эти события приводят к появлению землетрясений на земной поверхности. Объемы высвобождаемой энергии могут быть разными и большую часть землетрясений практически незаметны и могут быть зарегистрированы лишь с помощью специального оборудования. Однако иногда случаются сдвиги земной коры, которые приводят к мощнейшим разрушениям. Их последствия не только разрушают дома, автодороги, трубопроводы, выбивая из колеи привычной жизни, но изменяют до неузнаваемости земной ландшафт. К подобным катастрофическим последствиям привело землетрясение, произошедшее в марте 2011 года в Японии. Тогда в северо-восточной части страны были зарегистрированы толчки, достигающие 9 баллов по шкале Рихтера. Разрушив города и села, ими также были вызваны огромные волны, называемые цунами. Они и нанесли наибольший ущерб смыв с густонаселенного побережья жилые дома, предприятия, объекты инфраструктуры.

Также была повреждена атомная электростанция в префектуре Фокусима в 240 км к северу от Токио. В результате большая территория подверглась радиоактивному заражению и перестала быть пригодной для жизни. Всего это землетрясение унесло более 12000 человеческих жизней и на долгие месяцы нарушило привычный уклад во всей стране. Не смотря на то, что землетрясения происходят с древних времен, только за последние 100 лет учение пришли к пониманию причин, приводящих к движению огромных пластов земной поверхности, а также смогли измерить их силу.

Эти знания помогли в итоге сконструировать более надежные здания и сооружения и защитить тем самым человеческие жизни. С технической точки зрения, землетрясение – это вибрация, то есть волны, которые распространяются сквозь земную поверхность. Это может быть вызвано целым рядом причин, включая падение метеоритов, извержением вулканов, а в некоторых случаях и человеческим воздействием, например, обвалами земных пород в результате раскопок или подземными взрывами. Однако большая часть землетрясений вызвано движением кусков земной поверхности, которые еще называют тектоническими плитами. Ежегодно по всему миру происходит более 1300 небольших толчков силой до 2-х баллов, которые человек никак не ощущает. Они очень слабы и часто случаются вдалеке от густонаселенных районов и остаются незамеченными. Наше внимание притягивают редкие, но в тоже время крупные землетрясения, которые наносят значительный материальный ущерб и уносящие множество человеческих жизней. За последнее десятилетие землетрясения, а также оползни и цунами, вызванные ими, унесли около 688 тысяч человеческих жизней во всем мире.

Самое смертоносное землетрясение в истории произошло в 1556 году в Китае. Согласно историческим сведениям, рухнуло множество строений: стены, храмы, правительственные здания и похоронили под собой более чем 830 тысяч человек. Теория, называемая тектоника плит, основана на том, что внешняя твердая оболочка Земли – это не единый неподвижный пласт, а состоящая из множества отдельных частей мозаика, называемых тектоническими плитами, которые движутся на более глубоком слое Земли – мантии. Толщина, площадь, форма плит непостоянны. За счет особенностей происходящих в недрах Земли процессов в некоторых местах плиты расходятся друг от друга. Лава, вырывается из недр на поверхность, образуя новые части земной коры. Места, где лава выходит на поверхность называют линией разлома.

Некоторые из тектонических плит двигаются на встречу друг другу. При этом возможны два варианта: обе плиты поднимаются вверх, что влечет подъем земной поверхности и образование гор. В другом случае одна из плит будет подползать под другую, и плавиться в магматическом слое Земли. Также плиты могут скользить вдоль друг друга. Однако само по себе движение плит не может вызвать землетрясение по той простой причине, что это движение очень медленное.

Обычно она не превышает нескольких сантиметров в год, что невозможно заметить без специальной аппаратуры. Так что же вызывает мощнейшие подвижки земной поверхности, сотрясающие огромные области земной коры. Землетрясения возникают из-за того, что одна плита не беспрепятственно скользит по поверхности другой плиты. Весь процесс происходит под огромным давлением, а сами плиты состоят из твердых пород, что создает значительное препятствие для скольжения. Поэтому когда одна плита напирает на другую, может возникать значительное напряжение.

Когда силы, препятствующие скольжению уже не могут сдержать напирающую силу возникает толчок, высвобождающий накопившуюся энергию и вызывающий землетрясение. Чем больше было накоплено энергии, тем сильнее будет землетрясение. Место происхождения волн в глубине Земли, т.е. место где они возникли называют эпицентром. Проекция на поверхность Земли – это центр землетрясения. Обычно чем ближе эпицентр к земной поверхности тем выше его проявления и разрушения. Сила землетрясений измеряется в баллах по шкале Рихтера в зависимости от амплитуды колебаний в эпицентре. Это логарифмическая шкала, поэтому землетрясение силой 7 баллов в 10 раз сильнее, чем землетрясение в 6 баллов, и в 100, чем 5 баллов. Для измерения силы землетрясений и определения места их возникновения используются специальные приборы – сейсмографы.

Сила определяется по амплитуде колебания. Причем обычно приборы устанавливают вдали от источников колебаний антропогенного происхождения, чтобы улавливать даже самые небольшие землетрясения, не ошибаясь из-за колебаний вызванных движущимся автотранспортом, работой промышленных установок и т.п. Определение местоположения эпицентра землетрясения пользуются одним уникальным их свойством. При движении земной коры возникает не одна волна, а целая череда волн двух типов: первичные и вторичные. Обычно первичные волны распространяются в 1,7 раза быстрее первичных. По разности появления волн в определенной точке можно определить, как далеко расположен их источник. Имея целую сеть сейсмографов можно определить эпицентр с точностью до километра.