Ожидаемые и «неожиданные» землетрясения

Землетрясения — это очень быстрые колебания горных пород в недрах земной коры, вызывающие сейсмические толчки недр. Подземные удары длятся обычно всего несколько секунд, реже — минут. Сотрясения пород происходят в результате разрядки долго накапливающихся напряжений в литосфере с высвобождением при этом колоссальной энергии, способной разрывать на части земную кору и создавать новые формы рельефа.

Очаги землетрясений располагаются на разной глубине. Они могут находиться как в земной коре, так и в верхней мантии. Форма и поперечное строение очагов землетрясений также различаются — от сотен метров до 30 — 45 км. Место очага называют гипоцентром, а его проекцию на поверхности Земли — эпицентром.

В приграничных зонах литосферных плит количество эпицентров измеряется десятками тысяч. Это наиболее сейсмоопасные территории. Встряхивания здесь происходят очень часто, сила их весьма значительна. Во внутренних частях плит есть участки, где в прошлом отмечались сильные землетрясения. Обычно это происходило вблизи глубинных разломов земной коры.
Сила землетрясений измеряется в условных баллах по двенадцатибалльной шкале.

Землетрясению, как правило, предшествует так называемый «рой» сейсмических толчков, продолжающихся многие недели, а иногда и месяцы. Подобная природная вибрация ослабляет устойчивость горных пород, но одновременно препятствует накоплению более крупных напряжений.

Механизм развития глубоких очагов землетрясений иной: на глубине более 300 км вещество недр Земли находится в пластичном состоянии, в условиях высоких давлений (до 200 Кбар) и температуры выше 800 — 1000°С. На глубине 700 км, т. е. на пределе развития очагов землетрясений температура вещества близка к 1500 — 1600° С. Пластичное состояние вещества препятствует появлению здесь разрывов. В таких условиях происходили, вероятно, химические превращения минералов, высвобождение из них воды, растрескивание. Подобные превращения в огромных объемах пород, содержащих эти минералы, приводили к скачкообразным деформациям вещества. Возможно, это и являлось причиной сейсмических толчков.

Таким образом, механизмы развития очагов землетрясений на малых и больших глубинах неодинаковы, это осложняет прогноз землетрясений.

В зонах активных тектонических разломов землетрясения наблюдаются довольно часто. В феврале 1976 г. произошло катастрофическое землетрясение в Гватемале (Центральная Америка). Эпицентр его находился в зоне разлома Мотагуа, где сила сейсмических толчков составила около 10 баллов при магнитуде в 7,5. Очаг располагался на глубине всего 5—10 км. Сейсмологи предположили, что сдвиги по этому разлому были связаны с подвижкой литосферных плит. Изучая эпицентры наиболее крупных землетрясений, связанных с движениями земной коры вдоль разломов, ученые обратили внимание на постепенное горизонтальное смешение каждого из эпицентров относительно предыдущего. Это легло в основу гипотезы миграции эпицентров. Вдоль крупных среднеазиатских разломов (Дарваз-Каракульского и Гиссаро-Кокшаальского) было установлено смещение эпицентров сильных землетрясений, скорость которого, по данным российского ученого А. А. Никонова, составила (за период 1710 — 1980 гг.) 1,3 — 5,5 км в год. Последовательность смешения эпицентров крупных сейсмических толчков указывает на то, что разрядка тектонических напряжений в одном месте разлома сразу же ослабляет устойчивость соседних участков. Разлом как бы последовательно «вспарывается» изнутри. Сведения о миграции эпицентров помогают прогнозировать землетрясения.

Хотя процесс формирования напряжений в земной коре изучен достаточно неплохо, механизм развития крупных землетрясений на платформенных равнинах еще не определен. Имеются сведения о землетрясениях в «спокойных» равнинных областях Австралии, Северной Америки и т. д. Сейсмологи стали относить их к так называемым внутриплитовым землетрясениям, примером которых может служить Унгавское землетрясение 1989 г. (на полуострове Лабрадор, Северная Америка). Оно имело магнитуду 6,0. В результате толчков здесь появились трещины и надвиги длиной около 8 км.

Хозяйственная деятельность человека часто провоцирует землетрясения. Сначала такие землетрясения считали «неожиданными», но это не совсем так. При заполнении водохранилищ водой ее большие массы резко увеличивают нагрузку на верхние горизонты земной коры. Вода проникает по трещинам в глубину пород, вызывая их неустойчивость. Эти породы существовали в совершенно иных условиях десятки тысяч лет. Недра Земли не успевают быстро приспособиться к новым условиям, и в толщах пород образуются разрывы, сдвиги. «Неожиданные» землетрясения происходят также в местах, где откачивают подземные воды, добывают нефть и газ, роют карьеры.