Первая мировая волна
Конец нынешнего високосного года был ознаменован одной из самых грандиозных природных катастроф в новейшей истории. 26 декабря произошло подводное землетрясение огромной силы, эпицентр которого находился на десятикилометровой глубине к северу от индонезийского острова Симелуэ, расположенного у западного побережья Суматры. Вертикальные смещения океанского дна породили мощные волны, рванувшиеся через Индийский океан по всем азимутам. Удары волновых фронтов обрушились на многочисленные острова Индонезии, побережье Индокитая, Никобарские и Андаманские острова, Цейлон, полуостров Индостан, а также на Кению и Сомали. По сегодняшним официальным данным, число человеческих жертв составляет около 70 тысяч, но скорее всего оно много больше.
Вспоминается страшный катаклизм, поразивший другую азиатскую страну в точности годом раньше. Утром 26 декабря 2003 года иранская провинция Керман содрогнулась от двух подземных толчков, случившихся с интервалом в 38 минут. Это землетрясение практически полностью разрушило древний город Бам и унесло жизни более сорока тысяч человек. От таких календарных совпадений даже рационально мыслящему человеку становится не по себе.
И все же попробуем с научной точки зрения проанализировать, насколько необычен "послерождественский" сейсмический катаклизм 2004 года, чем он вызван и каковы его возможные последствия (разумеется, помимо очевидных – гибели людей, разрушений, опасности эпидемий и огромного экономического ущерба). Начнем ab ovo – в данном случае с природы землетрясений.
Землетрясение – это локальный разрыв горных пород, который порождает упругие волны, распространяющиеся во все стороны от очаговой зоны. Такие разрывы чаще всего происходят в районах контакта плит, формирующих земную кору. Эти плиты обычно либо расходятся, либо движутся навстречу друг другу, в результате чего в них возникают и накапливаются упругие напряжения, которые периодически "сбрасываются" в виде землетрясений. Очаговая зона землетрясения называется его гипоцентром, а проекция этой зоны на земную поверхность – эпицентром.
Силу землетрясений (специалисты предпочитают называть эту величину магнитудой) обычно измеряют на базе шкалы, которую в 1935 году предложил американский сейсмолог Чарльз Френсис Рихтер. Ее определяют как десятичный логарифм отношения максимальной амплитуды волн данного землетрясения к амплитуде волн землетрясения, которое принято за эталонное. Это означает, что амплитуда сейсмических волн землетрясения силой в 6 баллов рихтеровской шкалы в 10 раз больше амплитуды пятибалльного землетрясения. Магнитуды самых мощных зарегистрированных сейсмических катаклизмов превышают 9 баллов (например, сила подводного землетрясения, которое в 1964 году произошло неподалеку от Аляски, составила 9,2 балла). Магнитуда первого толчка прошлогоднего иранского землетрясения равнялась 6,9 балла, а второго - 5,3 балла. Магнитуда подводного землетрясения 26 декабря достигла 9 баллов.
Если очаг землетрясения находится под Мировым океаном, то сотрясения морского дна могут привести к формированию волнового фронта, который пронизывает всю толщу воды - от самых глубинных участков до самой поверхности. Скорость этого фронта в каждой конкретной точке пропорциональна квадратному корню из расстояния от поверхности до дна (и, следовательно, тем выше, чем больше глубина) и может дойти до 1000 км/час. В открытом море высота такой волны не больше одного метра, однако на мелководье ее гребень может подняться на десять и даже двадцать метров. Такая волна обрушивается на берег с чудовищной силой и буквально сметает все на своем пути. Именно это явление и называется цунами – в переводе с японского "большая волна в бухте".
Таким образом, цунами – результат выхода ударной волны мощного подводного землетрясения в береговую зону.
Даже самые сильные подводные землетрясения не всегда влекут за собой цунами – многое зависит от характера колебаний, глубины эпицентра и географического положения ближайших участков суши. За примерами ходить недалеко. 24 декабря, всего за двое суток до катаклизма у берегов Суматры, подобным образом "рвануло" в южной части Тихого океана - в районе острова Макуаре, который находится на полпути между Австралией и Антарктидой. Поскольку магнитуда этого землетрясения составила 8,1 балла, оно могло угрожать и Австралии, и Тасмании, и Новой Зеландии сильнейшими цунами. Однако ничего подобного не случилось, и уровень воды у этих берегов практически не изменился.
А вот Юго-Западной Азии не повезло. Специалисты объясняют возникновение суматранского цунами тем, что в результате землетрясения на дне океана почти мгновенно образовался уступ высотой около десяти метров и протяженностью около тысячи километров. Это вертикальное смещение донных пород привело к тому, что вниз провалилась многокилометровая стена воды, высвободив огромную потенциальную энергию, которая и пошла на формирование мощного волнового фронта. А поскольку океан в этом районе очень глубок, скорость волны изначально оказалась чрезвычайно высокой – не меньше 800 километров в час. Дальнейшее, увы, известно.
Ученые уже начали спорить о геологических последствиях этого катаклизма. Одни считают, что он привел к горизонтальному сдвигу берега Суматры и прилежащих островов на несколько десятков метров. По мнению других, дело ограничилось лишь сдвигами в вертикальном направлении, причем небольшими и, возможно, кратковременными.
Некоторые сейсмологи поторопились поразить мир известием, что последнее землетрясение вызвало поворот земной оси (правда, весьма незначительный), а также немного увеличило скорость вращения нашей планеты и тем самым укоротило сутки. В принципе оба эти утверждения могут оказаться верными, но здесь необходимы уточнения. Ось вращения Земли неизменно смотрела бы в одном направлении только в том случае, если бы наша планета представляла собой абсолютно жесткий однородный шар, вращающийся в совершенно пустом пространстве. Но Земля отнюдь не тверда и не однородна, она сплюснута у полюсов и движется в гравитационных полях Солнца, Луны и планет, не говоря уж о звездах Галактики. Поэтому земная ось перемещается по поверхности кругового конуса раствором в 47 градусов, совершая один оборот за 26 тысяч лет. Более того, она совершает еще несколько дополнительных угловых минисмещений, периоды которых составляют от нескольких суток до восемнадцати с половиной лет. И наконец, угловая скорость вращения Земли постепенно снижается - в основном из-за тормозящего воздействия лунных приливов. Так что направление земной оси и протяженность суток – отнюдь не константы.
Пойдем дальше. Любое перераспределение вещества Земли влечет за собой изменение моментов инерции планеты и, следовательно, влияет на ее вращение. К примеру, если бы Земля сжалась к центру, то она стала бы крутиться быстрее, в обратном случае – медленнее. Если подобное перераспределение не обладает сферической симметрией, то оно может повлечь за собой и поворот земной оси.
Перераспределение земных масс в результате суматранского катаклизма было именно таким – со всеми только что описанными последствиями. К такому же эффекту приводит, скажем, и вояж океанского лайнера из Лондона в Нью-Йорк, и даже сезонный перелет гусей из Канады в Мексику. Но все дело в масшабах. Масса Земли в тоннах – это шестерка, помноженная на 10 в двадцать первой степени, радиус – 6400 километров. Смещение пород после землетрясения составило не более десятков метров, а их общая масса вряд ли превышает несколько миллиардов тонн. Таким образом, наша старушка-планета чуть-чуть деформировалась (не в первый и не в последний раз), но удастся ли экспериментально определить результирующие изменения ее суточного вращения – большой вопрос. В любом случае они будут очень и очень незначительными.
Справка
Самые разрушительные землетрясения и извержения вулканов XX-XXI веков
В ХХ столетии в результате землетрясений в мире погибли около 3 миллионов человек, что в три раза превышает число жертв подобных явлений ХIХ века. В течение года в среднем происходит 18 землетрясений с магнитудой, превышающей 7 баллов.
18 апреля 1902 года - Гватемала: погибли 12,2 тыс. человек.
28 декабря 1908 года - город Мессина на Сицилии (Италия): одновременно с землетрясением на город обрушились ураганы и цунами, погибли 82 тыс. человек.
13 января 1915 года - Авеззано (Италия): 30 тыс. погибших.
1-3 сентября 1923 года - Токио и Йокогама (Япония): 143 тыс. погибших, 200 тыс. раненых, 500 тыс. остались без крова.
30-31 мая 1935 года - Кветта (сейчас на территории Пакистана): погибли 30 тыс. человек.
6 октября 1948 года - Ашхабад (Туркмения): до 176 тыс. погибших (80% населения города).
29 февраля 1960 года - Агадир (Марокко): 12 тыс. погибших.
21-27 мая 1960 года - Лебу (Чили): в результате продолжавшихся несколько дней землетрясений и вызванных ими цунами и извержений вулканов погибли более 10 тыс. человек.
1 сентября 1962 года - Газвин (Иран): 12 тыс. погибших.
Август 1968 года - Хорасан (Иран): 12 тыс. погибших.
7 января 1970 года - Китай, провинция Юньнань: 7,7 балла, 16 тыс. погибших.
31 мая 1970 года - Уругвай, Перу: 7,8 балла, 50 тыс. погибших.
11 мая 1974 года - Китай, провинция Юньнань: погибли 20 тыс. человек.
4 февраля 1976 года - Гватемала: 23 тыс. погибших, ранены 70 тыс. человек.
28 июля 1976 года - Таншань (Китай): по разным оценкам погибли от 240 до 655 тыс. человек, 780 тыс. ранены. Это самое крупное землетрясение ХХ века.
16 сентября 1978 года - Тебес (Восточный Иран): 7,7 балла, 26 тыс. погибших.
7 декабря 1988 года - Спитак (Армения): 7 баллов, погибли 25 тыс. человек.
21 июня 1990 года - Иран: 7,7 балла, погибли 50 тыс. человек, 200 тыс. ранены.
Сентябрь 1993 года - Латура (западная Индия, штат Махараштра): 6,4 балла; 35 тыс. погибших.
28 мая 1995 года - Нефтегорск, остров Сахалин (Россия): 9 баллов, 2 тыс погибших. Город Нефтегорск был полность разрушен.
17 августа 1999 года - г. Измит (Турция): 7,7 балла; погибли более 17 тыс человек, 30 тыс человек считаются пострадавшими.
26 января 2001 года - Индия, эпицентр в штате Гуджарат: землетрясение прокатилось по всей стране, достигло Пакистана и Непала; сила толчков 6,9 балла; по разным оценкам, погибли от 30 до 100 тыс. человек, 200 тыс. были ранены.
26 декабря 2003 года произошло землетрясение силой 6,3 балла в иранском городе Бам. Погибли 40 тыс. человек.
Zexe.De
Дословно
Евгений Велихов
До сих пор вопросы, связанные с предсказанием землетрясений, не были приоритетом нигде, хотя мы долго пытались поднять этот вопрос.
Российские ученые ... сделали наблюдение, что после прекращения работ на полигоне в Памире был период, когда на планете не было крупных землетрясений, и это "окно" точно совпадало с тем периодом, когда происходили подземные ядерные испытания. Если поставить это как приоритет, можно попробовать решить вопрос не только предсказаний, но и возможного предотвращения таких крупных катастроф. Человечество в течение тысячелетий снимало напряжение изделий термическим способом, можно попробовать это сделать и применительно к земной коре, причем не обязательно это должно делаться с помощью ядерных испытаний.
Пока поднять этот вопрос по-настоящему не удавалось, может быть, после этих событий, интерес к данному вопросу поднимется.
"Эхо Москвы", 29.12.2004
Статьи по теме
Первая мировая волна
С каждым днем все полнее вырисовываются масштабы катастрофы, постигшей прибрежные районы Южной и Юго-Восточной Азии. Общее число человеческих жертв может превысить сто тысяч. Огромен экономический ущерб. Много говорят и о геофизических эффектах катаклизма, таких как смещение земной оси и изменение скорости вращения Земли. .
Раскрыта тайна земного гула
Впервые "гудение" Земли описали японские сейсмологи в 1998 году. Этот звук представляет собой глубокий низкочастотный рокот, наполняющий недра нашей планеты даже тогда, когда нет никаких землетрясений, на которые его можно было бы списать. Сигналу, названному "земным гулом", в предыдущих исследованиях не придавали большого значения, поскольку он был слишком похож на помехи, возникающие в аппаратуре.
Американский астроном предлагает изучить ядро Земли с помощью взлома
Мы посылаем зонды к Марсу, внешним планетам и даже за пределы Солнечной системы, однако сделали только самые первые робкие шаги к центру нашего собственного мира. Теперь американский ученый-планетолог разработал самый радикальный план борьбы с подобной несправедливостью.
Удалось обнаружить неуловимые "факелы" земной мантии
Использование детализированных сейсмических данных позволило ученым получить самую ясную картину того, как "работают" земные "внутренности". Эти изображения дали, в частности, долгожданное прямое свидетельство существования так называемых магматических плюмов или "факелов" земной мантии - гигантских колонн из расплавленной магмы, рождающейся глубоко внутри нашей планеты (на уровне нижней мантии) и поднимающейся до уровня литосферы, которые были предсказаны еще в 1970-х гг.
Капли сверхплотного кваркового вещества прошивают Землю насквозь
Исследователи выявили два сейсмических события, которые, как они считают, могли быть вызваны исключительно проходом сквозь Землю кварковой материи - формы вещества, до сих пор не обнаруженной в экспериментах. Впрочем, есть свидетельство того, что такая странная кварковая материя встречается в космосе, среди некоторых экзотических звезд.
Нью-Йорк и Вашингтон могут погибнуть уже в этом году
Авторитетный британский вулканолог Уильям Макгвир предупредил о реальной опасности возникновения исполинского цунами, которое в любой момент может обрушиться на атлантическое побережье Северной и Южной Америки. Более того, новое извержение вулкана Кумбре Вьеха на острове Сан-Мигель-де-ла-Пальма способно породить бедствие воистину планетарного масштаба.
Японцы обнаружили цунами среди звезд
С помощью эффектов межзвездной турбулентности можно объяснить недавние наблюдения таинственного разогрева ядер галактических кластеров. Согласно новым исследованиям, сложные турбулентные движения газа, в чем-то подобные цунами, постоянно взбалтывают и нагревают скопления галактик.
Грядущее Солнечной системы оказалось в два раза менее кошмарным
Воспользовавшись новейшими интерферометрическими методами для непосредственных наблюдений близких окрестностей пяти звезд типа Миры ученые с удивлением обнаружили, что эти звезды на самом деле окружены вводившей до сих пор астрономов в заблуждение почти прозрачной оболочкой из водяного пара, а также, возможно, угарным газом и другими молекулами. Эта оболочка придает звездам этого класса обманчиво большой внешний размер.
Земля была когда-то поражена своим соседом, создавшим Луну
Самая авторитетная теория из всех тех, что призваны объяснить появление у Земли ее Луны, привлекает в качестве главного "виновника" рождения нашей соседки некий объект размером с Марс, который столкнулся с Землей в незапамятные времена - примерно 4 миллиарда лет назад, вскоре после того, как закончился процесс формирования нашей собственной планеты из протопланетного облака. Теперь к этой теории была сделана еще одна важная поправка.
Древнее столкновение вывернуло Землю наизнанку
Космический "камешек" размером с гору поразил нашу планету примерно 1,8 миллиарда лет назад. При этом часть земной коры была попросту содрана, словно скальп. По существу она была перевернута вверх дном, в чем нас убеждает новое исследование канадских геологов.
Обнаружена загадочная сила, подталкивающая астероиды к Земле
Ученые из США и Чешской республики впервые сумели зарегистрировать еле заметную, но теоретически очень важную силу негравитационного происхождения, действующую на все небесные тела в Солнечной системе. Для этого пришлось с помощью гигантского космического радара в течение многих лет производить чрезвычайно тонкие измерения орбитального пути одного из околоземных астероидов.
Новая теория гибели динозавров: доказательства и скандалы
Герта Келлер, американский профессор-геофизик из Принстонского университета, потратила последнее десятилетие на тщательное изучение проблемы исчезновения динозавров. Однако вместо того, чтобы работать с костями гигантских ящеров, она обратилась к исследованиям скоплений останков одноклеточных организмов, называемых фораминиферами, что извлекаются из отложений на океанском дне.
Выяснилось, что наша Земля относится к числу наименее пригодных для жизни планет
B научной фантастике довольно распространены сюжеты, по ходу развития которых какая-нибудь ужасная сила меняет ось вращения Земли, и тогда смерть грозит всем ее обитателям. В действительности, если бы наклон оси был бы даже гораздо больше нынешнего, жизнь все равно была бы возможна и на Земле, и на любых других подобных ей планетах.
Выяснилось, что мы живем в гигантском межзвездном дымоходе
Первая детальная 3D-карта области космического пространства, окружающего нашу Солнечную систему (размером примерно в 1 тыс световых лет), показывает, что мы находимся посреди большой "норы" или полости, вырезанной в диске Галактики. Скорее всего, эта полость была "пробита" некой взорвавшейся 1-2 млн лет назад звездой.
Два астероида столкнулись в космосе, забросав Землю осколками
Ученым удалось на Земле найти свидетельство древнего столкновения двух крупных астероидов в космосе, которое, возможно, является причиной до сих пор выпадающего понемногу на нашу планету "огненного дождя". Этот "дождь" поливает нас в течение уже нескольких миллионов лет. То давнее катастрофическое столкновение было одним из самых крупных в новейшей истории Солнечной системы, заявляют исследователи. В нем участвовали два "камешка", каждый из которых имел до 1 тыс км в поперечнике.
Впервые удалось измерить скорость гравитации
Впервые с приемлемой точностью удалось измерить скорость гравитации. Измерялось небольшое видимое изменение позиции квазара, вызванное изгибом пути радиоволн от этого источника в поле тяготения Юпитера. Результат важен с точки зрения "закрытия" некоторых вариантов современных теорий и поддержки других - он связан с космологическими теориями множественных вселенных и так называемой теории струн или суперструн.