Как измеряют силу удара на глубине?
На поверхности можно качественно оценить воздействия сейсмических волн и сравнить их между собой, пользуясь 12-балльной или другими специальными шкалами. А как измерить и сравнить по силе землетрясения там, где зарождаются сейсмические волны, т.е. в очагах? Ни заглянуть туда, ни поставить приборы в очаге невозможно. Внутри Земли горные породы сотрясаются значительно слабее, чем наверху. Гораздо важнее узнать, какая же энергия выделяется при том или ином землетрясении. Вот мы и подошли вплотную к очень непростому вопросу, в котором путаются многие.
В газетах, по радио и телевидению часто сообщают примерно так: «Вчера в 17 ч 30 мин по местному времени произошло сильное землетрясение на Филиппинах. Сила землетрясения составила 6,5 баллов по шкале Рихтера. Имеются жертвы и разрушения». В такой информации есть явная путаница. Дело в том, что Чарлз Рихтер — крупнейший американский сейсмолог — усовершенствовал шкалу оценки землетрясений. Только измеряют ею совсем не то, что ощущается наверху, и не в баллах. Шкала Рихтера имеет дело с энергией землетрясений, выделяющейся в очаге. Чтобы объективно сравнивать землетрясения друг с другом, строго оценивать процессы в очаге и выяснять жизнь земной коры и глубоких оболочек Земли, надо иметь шкалу не в баллах, а в физических единицах. В первой половине XX столетия сейсмологи нашли способ определения энергии отдельного землетрясения, выделившейся в его очаге, как бы глубоко и далеко он ни находился. Они взяли для удобства не сами величины колебаний, которые записываются на ленте сейсмографа, а их десятичные логарифмы. Получилась физическая шкала в единицах от 1 до 9 с подразделением на десятые доли. Условная единица этой шкалы называется магнитудой (от лат. magnitudo — «величина»). Шкала проста и удобна в обращении, потому быстро и прочно вошла в употребление у сейсмологов. Надо только помнить, что магнитуда — это не сама энергия землетрясения, а величина, пропорциональная ей.
Теперь если, скажем, где-нибудь на Филиппинских островах, или в глубинах Тихого океана, или в азиатских пустынях произошло сильное землег трясение, то через полчаса-час сейсмологи во многих странах мира уже знают его магнитуду (и таким образом оценивают энергию). Поскольку существует тесная связь между магнитудой, глубиной очага и интенсивностью в баллах, то и их можно оценить теоретически, не выходя из кабинета. Но заметим: оценить, а не установить, т.к. местные отклонения могут оказаться довольно значительными.
Если нам сообщают, что сила землетрясения 5 баллов, это означает, что никаких повреждений, а тем более жертв, нет. А при магнитуде 5 ещё неизвестно, какие были сотрясения и повреждения. Например, известное Ташкентское землетрясение 1966 г. имело магнитуду 5,3 и при этом сотрясения достигли 8 баллов, так что центральная часть города оказалась разрушенной. Но на многие землетрясения с такой же магнитудой жители в других краях могут почти не реагировать. Всё дело в том, что очаг Ташкентского землетрясения оказался на глубине всего 8 км, да ещё под центром города. А будь он на глубине 15—25 км, подземные толчки вызвали бы только панику среди жителей.
Очень важно также знать, что при увеличении магнитуды на единицу энергия землетрясения возрастает в 30 раз. Вот маленькая задачка. Ташкентское землетрясение 1966 г. имело магнитуду 5,3, а Рачинское 1992 г. в Грузии — 7,1. Определите, во сколько раз больше энергии выделилось при втором землетрясении, если сила обоих оказалась одинаковой — 8 баллов. Ответ: чуть ли не в 900 раз. При каждом землетрясении выделяется колоссальная энергия, исчисляемая миллионами, миллиардами и даже триллионами эргов (от греч. «эргон» — «работа»; единица измерения работы, энергии и количества теплоты).
Самое слабое землетрясение, которое могут зарегистрировать сейсмографы, даёт 2 • 10
4 эрг; едва ощутимое людьми с магнитудой около 3 высвобождает энергию 2-Ю10 эрг. Разрушительное землетрясение с магнитудой порядка 7, подобное Спитакскому 1988 г. в Армении, излучает 2*10
16 эрг. А энергия самого сильного из зарегистрированных приборами землетрясений с магнитудой 8,9 была равна 2 • 10
18 эрг.
Вот какую энергию выделяет Земля, всего лишь ослабляя напряжения в своей каменной оболочке!
Накопление и последующее высвобождение огромной энергии не могут произойти в малых объёмах пород. Чем больше энергия землетрясения, тем больше объём очага, и наоборот.
Очаги крупнейших землетрясений могут достигать в длину 500—700 км. Если Русская равнина была бы высокосейсмичной, то такой очаг протянулся бы от Москвы до Санкт-Петербурга. Как всё-таки повезло её жителям, что Сейсмос обошёл вниманием обширные пространства между Чёрным и Белым морями. Гораздо меньше повезло народам Китая, Монголии, Индии, Южной Америки, Ближнего и Среднего Востока. Например, Спитакское землетрясение в Армении выплеснулось из очага длиной 30—40 км.
Итак, главное, что происходит в очаге, — это разрыв и смещение горных пород, разрядка прежде накопившихся напряжений и моментальное выделение огромной энергии, которая рассеивается в виде сейсмических волн.
Постоянная ссылка на страницу: http://pochemy.net/?n=1393
Случайная статья
