Каждый год в мире происходит около полумиллиона землетрясений. Большинство из них люди даже не замечают: они слишком слабые или происходят далеко от населенных районов.
Земля кажется нам самым надежным и неподвижным местом. Мы строим на ней дома, дороги и города, прокладываем тоннели и живем с ощущением, будто поверхность под ногами — это что-то постоянное и стабильное. Но это лишь иллюзия. На самом деле планета никогда не стоит на месте. Прямо сейчас, пока вы читаете этот текст, огромные участки земной коры медленно движутся, сталкиваются, расходятся и трутся друг о друга.
Обычно этот процесс незаметен и растянут на годы, десятилетия или даже века. Но иногда накопленная энергия высвобождается за считаные секунды — и тогда земля начинает трястись.
Почему это происходит, можно ли предсказать землетрясение и правда ли, что самые разрушительные толчки — лишь малая часть постоянной внутренней жизни планеты? Мы собрали самые важные вопросы и нашли на них ответы.
Что такое землетрясение и почему оно происходит?
Землетрясение — это резкое сотрясение земной поверхности, которое происходит, когда внутри планеты внезапно высвобождается накопленная энергия.
Представьте, что земная кора — это не цельный монолит, а огромный пазл из гигантских кусков. Эти куски постоянно двигаются, но не плавно и свободно. Они цепляются друг за друга, застревают, сдавливаются и постепенно накапливают напряжение, как согнутая пружина.
В какой-то момент напряжение становится слишком сильным. Породы не выдерживают, ломаются или резко сдвигаются — и вся накопленная энергия мгновенно уходит наружу в виде волн. Именно эти волны проходят через землю и заставляют все вокруг вибрировать.
То, что мы ощущаем как толчки, — это не само движение пород, а последствия этой энергетической разрядки. Иногда она длится всего пару секунд, иногда — несколько минут. Но даже короткого времени бывает достаточно, чтобы изменить ландшафт, разрушить здания и буквально перекроить целые города.
Точка, где разлом происходит внутри Земли, называется очагом землетрясения, а место прямо над ним на поверхности — эпицентром. Обычно именно там разрушения самые сильные.
Почему Земля вообще движется?
Под земной корой находится мантия — огромный слой раскаленного, плотного вещества. Это не жидкая магма в привычном смысле, а скорее очень горячая и вязкая масса, которая может медленно течь. Температура там достигает тысяч градусов, и это тепло постоянно заставляет вещество двигаться.
Внутри мантии работают так называемые конвекционные потоки. Это похоже на кипящую воду в кастрюле. Горячее вещество поднимается вверх, остывает, опускается вниз — и цикл повторяется снова и снова. Только в Земле этот процесс идет невероятно медленно: сантиметры в год.
Именно эти потоки толкают огромные литосферные плиты — гигантские участки земной коры. Одни плиты расходятся, другие сталкиваются, третьи скользят вдоль друг друга.
Для нас это кажется почти неподвижным, потому что скорость слишком мала. Но в масштабах миллионов лет этого достаточно, чтобы двигать континенты, поднимать горы, менять очертания океанов и вызывать землетрясения.
Где землетрясения случаются чаще всего?
Большинство землетрясений происходит на границах тектонических плит. Самая известная зона — Тихоокеанское огненное кольцо. Это огромная цепь разломов вокруг Тихого океана. Здесь находятся Япония, Индонезия, Чили, Аляска, запад США, Филиппины и Новая Зеландия. На эту зону приходится около 90% всех землетрясений на планете, так как именно там плиты особенно активно сталкиваются и уходят одна под другую.
Есть и другой крупный сейсмический пояс — Альпийско-Гималайский. Он тянется от Средиземноморья через Турцию, Иран и дальше к Гималаям. Здесь тоже происходят очень мощные землетрясения, потому что сталкиваются огромные континентальные плиты.
Почему одни землетрясения слабые, а другие разрушительные?
Не каждое сильное землетрясение приводит к катастрофе. И наоборот. Есть несколько факторов.
Первый — магнитуда. Это количество высвобожденной энергии.
Второй — глубина очага. Чем ближе очаг к поверхности, тем сильнее разрушения.
Третий — тип грунта. Мягкая почва усиливает колебания, как желе.
Четвертый — плотность застройки и качество зданий. Землетрясение магнитудой 7 в пустыне может пройти почти незаметно для человечества. А магнитуда 6 в густонаселенном городе с плохими зданиями — стать трагедией.
Что такое магнитуда и интенсивность?
В новостях часто оперируют цифрами: «магнитуда 6,8» или «сила толчков составила 7 баллов». На первый взгляд может показаться, что речь идет об одном и том же, однако это разные характеристики.
Магнитуда — это количество энергии, которое высвободилось в момент землетрясения. То есть это объективная «мощность» самого события. Ее измеряют с помощью сейсмографов, и для одного землетрясения магнитуда всегда одна, независимо от того, где вы находитесь. Магнитуда отвечает на вопрос насколько сильным было само землетрясение внутри Земли.
Интенсивность — это совсем другое. Она показывает, насколько сильно землетрясение ощущалось в конкретном месте и какой ущерб оно там вызвало. То есть интенсивность отвечает на вопрос: что происходило на поверхности. В одном городе люди могут лишь почувствовать легкую дрожь, а в другом — в это же самое время рушатся стены. При этом магнитуда у землетрясения будет одна и та же. Разница возникает из-за расстояния до эпицентра, глубины очага, типа грунта и качества зданий.
Почему после сильного землетрясения бывают повторные толчки?
Это нормальный процесс перестройки и успокоения земной коры. Главный мощный толчок — это основной удар. После него породы в очаге еще некоторое время «осаживаются», приспосабливаются к новому положению, и это вызывает серию повторных, более слабых толчков, которые называются афтершоки. Они могут продолжаться неделями и даже месяцами, затухая со временем.
Иногда бывают и небольшие толчки до главного события — форшоки, но они происходят не всегда.
Можно ли предсказать землетрясение?
Нет. По крайней мере, в том смысле, в каком мы предсказываем, например, погоду.
Ученые пока не умеют точно сказать, что вот завтра в 14:37 в конкретном месте произойдет землетрясение магнитудой 7. Процессы внутри Земли слишком сложные, а накопление напряжения в породах происходит глубоко под поверхностью, где мы не можем наблюдать все напрямую.
За десятилетия исследователи пытались найти надежные предвестники: изменения уровня подземных вод, выбросы радона, электромагнитные аномалии и даже необычное поведение животных. Иногда такие сигналы действительно появлялись перед сильными толчками, но универсальной закономерности найти так и не удалось.
Однако это не значит, что наука бессильна. Сейсмологи умеют оценивать, какие регионы наиболее опасны в долгосрочной перспективе, а системы раннего предупреждения уже работают в Японии, Мексике и США. Датчики фиксируют первые, самые слабые сейсмические волны и мгновенно передают сигнал тревоги. Выигрыш во времени составляет несколько десятков секунд, но этого достаточно, чтобы остановить поезда, перекрыть газовые магистрали и дать людям возможность укрыться в безопасном месте.
Правда ли, что животные чувствуют землетрясение заранее?
Рассказы о собаках, которые начинают выть перед толчками, или о змеях, покидающих норы, существуют в культурах сейсмоопасных регионов тысячелетиями — первые упоминания встречаются еще в античных хрониках. Долгое время ученые относились к этому скептически.
Масштабное исследование Немецкого центра наук о Земле, проанализировавшее более 700 сообщений о поведении 130 видов животных в период 160 землетрясений, показало, что большинство таких свидетельств не выдерживают строгой проверки: в них слишком много субъективности, отсутствия контрольных данных и эффекта постфактум — люди склонны вспоминать необычное поведение питомца только после случившейся катастрофы.
Однако более поздние и более строгие исследования начали находить реальные закономерности. Например, работа ученых Общества Макса Планка, основанная на данных с датчиков, показала, что некоторые животные действительно меняли поведение за несколько часов до сильных землетрясений. Похожие наблюдения проводились и в Японии, где у коров перед подземными толчками фиксировали беспокойство и небольшое снижение объема молока.
Скорее всего, дело не в каком-то «шестом чувстве». Просто животные могут улавливать слабые сигналы, которые человек не замечает: микротолчки, изменения в подземных газах или колебания электромагнитного поля. То есть они не предсказывают будущее, а просто раньше нас чувствуют уже начавшиеся процессы внутри Земли.
Связаны ли землетрясения с вулканами и цунами?
Да, все три явления порождает одна и та же тектоническая активность.
Землетрясения и вулканы часто возникают в одних и тех же зонах, потому что оба процесса сосредоточены вдоль границ плит. Самый яркий пример — Тихоокеанское огненное кольцо, где находится большая часть самых активных вулканов и чаще всего происходят сильные землетрясения. Иногда связь бывает и прямой: движение магмы внутри вулкана может вызывать небольшие подземные толчки, а крупное землетрясение, наоборот, способно изменить давление в магматической системе и повлиять на вулканическую активность.
Цунами чаще всего возникают именно из-за подводных землетрясений. Когда на дне океана происходит резкий сдвиг пород и часть морского дна поднимается или опускается, это приводит в движение огромный объем воды. От места разлома по океану начинают расходиться мощные волны.
В открытом море цунами может быть почти незаметным — иногда его высота составляет всего несколько десятков сантиметров. Но когда эта масса воды подходит к берегу, глубина уменьшается, волна замедляется и резко растет в высоту. Именно тогда она становится разрушительной.
Может ли человек сам спровоцировать землетрясение?
Да, и такие явления называют техногенными землетрясениями.
Земная кора и без того находится под постоянным напряжением. Иногда достаточно немного изменить давление в породах, чтобы «подтолкнуть» уже готовый к сдвигу разлом.
Самый частый пример — добыча полезных ископаемых. Когда мы выкачиваем нефть или газ, а особенно когда закачиваем обратно воду или другую жидкость под большим давлением, мы как бы «смазываем» разломы. Трение между слоями породы падает, и они начинают скользить друг относительно друга. Именно поэтому в некоторых районах, где активно добывают ресурсы, землетрясения случаются чаще.
Еще одна причина — крупные водохранилища. Когда строится огромная плотина и миллиарды тонн воды давят на земную кору, это тоже может изменить напряжение в породах. Иногда такие изменения становятся спусковым механизмом для землетрясений.
Еще один способ — мощные взрывы, например ядерные испытания. Правда, здесь механизм немного иной: мы не просто провоцируем природный сдвиг, а сами вкладываем энергию в землю, вызывая сейсмические волны.
Но человек не может «создать» крупное землетрясение там, где для него нет геологических условий. Мы не способны накопить ту колоссальную энергию, которая есть внутри планеты. Но можем нарушить хрупкий баланс и ускорить событие, которое, скорее всего, случилось бы и само, просто немного позже.
Может ли в Израиле случиться сильное землетрясение?
Да, в Израиле вполне возможно сильное землетрясение. Страна находится в непосредственной близости от крупного разлома — Сирийско-Африканского. Это огромная трещина в земной коре, проходящая через Красное море, долину Иордана, Мертвое море, Ливан и уходящая на север. По сути, здесь встречаются и движутся друг относительно друга Африканская и Аравийская плиты, а значит, напряжение в этом районе накапливается постоянно.
Исторические хроники донесли до нас сведения о разрушительных толчках в 31 году до н. э., в 749, 1033 и 1837 годах (в районе Цфата), а также о землетрясении 1927 года, когда серьезно пострадали Иерусалим, Иерихон и другие города.
Из-за того, что такие события происходят редко — иногда интервалы исчисляются столетиями — у людей создается ложное ощущение безопасности. Однако большинство сейсмологов сходятся во мнении, что следующее сильное землетрясение в этом регионе неизбежно, вопрос лишь во времени.
Наиболее опасными районами считаются те, что непосредственно прилегают к линии разлома: окрестности Мертвого моря, район горы Кармель (включая Хайфу и Хайфский залив), а также населенные пункты вдоль линии Бейт-Шеан — Ягур.
Читайте также: «Что делать в случае землетрясения: простые правила безопасности»