Географическое распространение землетрясений.

Большинство землетрясений сосредоточено в двух протяженных, узких зонах. Одна из них обрамляет Тихий океан, а вторая тянется от Азорских о-вов на восток до Юго-Восточной Азии.

Тихоокеанская сейсмическая зона проходит вдоль западного побережья Южной Америки. В Центральной Америке она разделяется на две ветви, одна из которых следует вдоль островной дуги Вест-Индии, а другая продолжается на север, расширяясь в пределах США, до западных хребтов Скалистых гор. Далее эта зона проходит через Алеутские о-ва до Камчатки и затем через Японские о-ва, Филиппины, Новую Гвинею и острова юго-западной части Тихого океана к Новой Зеландии и Антарктике.

Вторая зона от Азорских о-вов простирается на восток через Альпы и Турцию. На юге Азии она расширяется, а затем сужается и меняет направление на меридиональное, следует через территорию Мьянмы, острова Суматра и Ява и соединяется с циркумтихоокеанской зоной в районе Новой Гвинеи.

Выделяется также зона меньшего размера в центральной части Атлантического океана, следующая вдоль Срединно-Атлантического хребта.

Существует ряд районов, где землетрясения происходят довольно часто. К ним относятся Восточная Африка, Индийский океан и в Северной Америке долина р.Св. Лаврентия и северо-восток США.

Иногда в районах, которые принято считать неактивными, происходят сильные землетрясения, как, например, в Чарлстоне (шт. Южная Каролина) в 1886.

По сравнению с мелкофокусными глубокофокусные землетрясения имеют более ограниченное распространение. Они не были зарегистрированы в пределах Тихоокеанской зоны от южной Мексики до Алеутских о-вов, а в Средиземноморской зоне- к западу от Карпат. Глубокофокусные землетрясения характерны для западной окраины Тихого океана, Юго-Восточной Азии и западного побережья Южной Америки. Зона с глубокофокусными очагами обычно располагается вдоль зоны мелкофокусных землетрясений со стороны материка.

Прогноз землетрясений.

Для повышения точности прогноза землетрясений необходимо лучше представлять механизмы накопления напряжений в земной коре, крипа и деформаций на разломах, выявить зависимости между тепловым потоком из недр Земли и пространственным распределением землетрясений, а также установить закономерности повторяемости землетрясений в зависимости от их магнитуды.

Во многих районах земного шара, где существует вероятность возникновения сильных землетрясений, ведутся геодинамические наблюдения с целью обнаружения предвестников землетрясений, среди которых заслуживают особого внимания изменения сейсмической активности, деформации земной коры, аномалии геомагнитных полей и теплового потока, резкие изменения свойств горных пород (электрических, сейсмических и т.п.), геохимические аномалии, нарушения водного режима, атмосферные явления, а также аномальное поведение насекомых и других животных (биологические предвестники). Такого рода исследования проводятся на специальных геодинамических полигонах (например, Паркфилдском в Калифорнии, Гармском в Таджикистане и др.). С 1960 работает множество сейсмических станций, оборудованных высокочувствительной регистрирующей аппаратурой и мощными компьютерами, позволяющими быстро обрабатывать данные и определять положение очагов землетрясений.

Моретрясения

Если эпицентр землетрясения находится на дне моря или на суше, но вблизи от морского берега, то на море возникают явления, которые принято называть моретрясениями. Следует подчеркнуть, что выделение моретрясений имеет чисто формальный характер и отражает лишь разные формы проявления одного и того же процесса на суше и в жидкой среде океана. Землетрясения с эпицентрами вблизи от берега вызывают моретрясения, а моретрясение с эпицентрами вблизи от континента ощущается там как обычное землетрясение. Изменения морского дна при моретрясении имеют такой же характер, как и изменения поверхности суши.

Однако на поверхности моря моретрясения проявляются иначе, чем землетрясения на суше. Сильные моретрясения вызывают огромные волны, называемые цунами (от япон. «цунами» — волна) и представляющие собой одну из форм волн тяжести на поверхности воды. Отступание и наступание моря в прибрежных районах, связанное с появлением волн цунами, или сопровождаются сейсмическими толчками, или следуют непосредственно вслед за ними. При этом цунами атакуют сушу настолько быстро, что вызывают катастрофы не менее губительные, чем само землетрясение. Обычно отступание моря от берега продолжается от 5 до 35 мин и лишь в редких случаях — несколько часов. Так, при землетрясении в Перу в 1690 г. море отступило и вернулось только через 3 ч. Во время лиссабонского землетрясения 1755 г. море сначала отступило, а потом вернулось мощной волной, превышающей средний морской уровень на 26 м. Эта волна проникла в глубь суши на 15 км, выбросила на берег много судов, разрушила все, что уцелело при землетрясении, и явилась причиной гибели нескольких десятков тысяч человек.

Иногда отступание и наступание моря повторяется несколько раз. Это имело, например, место на Камчатке вблизи от пос. Усть-Камчатска в 1923 г. 5 февраля 1923 г. в этом районе произошло довольно сильное землетрясение. 14 апреля   землетрясение   повторилось и сопровождалось идущими последовательно волнами цунами, следовавшими за подземными толчками и достигавшими 450 км в длину при высоте 6,5 м. Очевидцы катастрофы описывают ее следующим образом: «Спустя 15 мин после сильного подземного толчка послышался с моря сильный шум, казалось, что море устремилось на сушу… На рассвете взору предстала ужасная картина: коса оказалась совершенно чистой от построек, которые были смыты гигантской волной. На месте завода виднелась бесформенная груда обломков…».

Скорость сейсмической волны в море превышает 1400 м/сек, т. е. почти равна скорости звука в морской воде (1440 м/сек). Скорость возникающей при толчке морской волны гораздо меньше и меняется от 20 до 100 м/сек в мелких местах и до 200 м/сек на глубине. Таким образом, цунами значительно отстают от сейсмических волн, передающих толчки, причем отставание тем больше, чем дальше от берега находится эпицентр толчка.

В августе 1868 г. в Арике (Чили) волна в несколько метров высотой обрушилась на берег через 20 мин после первого толчка. Она вскоре отхлынула, но затем последовала опустошительная волна высотой до 20 м, а затем за ней — еще несколько меньших волн. Максимальная волна распространилась по всему Тихому океану. Через 12 ч она достигла Гавайских островов, через 19 ч — Новой Зеландии, где еще имела высоту 3 м и смыла 25 тыс. человек. Через 24 ч эта волна достигла Японии.

Возникновение волн цунами в открытом море до сих пор никто не наблюдал. Может быть, эти волны надо рассматривать, как колебания всей массы воды в океаническом бассейне, подобно тому как колеблется вода в сотрясаемом сосуде, выплескиваясь через его края. В этом случае в открытом море никакой волны вообще не будет заметно, а она возникает только у берегов.

Кроме цунами, производящих опустошения в прибрежных районах, толчки и колебания моря наблюдаются и вдали от берегов. По наблюдениям моряков, сейсмические явления в море, прежде всего, проявляются в виде толчка. Если толчок сильный, то, кажется, что судно натолкнулось на мель. Все неустойчивые предметы опрокидываются, и люди с трудом удерживаются на ногах. Толчок сопровождается глухим шумом. При вертикальном ударе, кажется, что судно, вдруг поднявшись, снова опускается и останавливается. Боковые толчки резко наклоняют корабль. Продолжительность толчков обычно не превышает нескольких секунд.

Обычно даже самые сильные толчки вдали от берега не производят сильного волнения. Гораздо реже поверхность моря как бы вспучивается, образуя кратковременные течения по всем направлениям. Иногда вода подбрасывается струями на высоту 0,3—0,5 м и как бы вскипает с выделением, газов. Иногда на поверхность выбрасываются оглушенные рыбы. Возможно, подобные явления связаны с деятельностью подводных вулканов. Наблюдение моретрясений позволило установить для них шкалу интенсивности, которая носит пока схематический характер и не связана с какими-либо числовыми параметрами.

Последствиями моретрясений становятся гигантские волны, или, как их называют, цунами. В открытом океане эти волны можно даже не заметить. Единственное, что их выделяет – это огромная скорость. Волны несутся со скоростью почти восемьсот километров в час. Вдумайтесь в эти цифры, с такой скоростью летают некоторые самолеты. По мере приближения к берегу, волны начинают вырастать, а скорость их заметно падает. В такие моменты море как будто отступает назад, чтобы потом на берег обрушились несколько громаднейших волн. Высота таких волн достигает двадцати метров, сравнить это можно с городской шестнадцатиэтажкой. В качестве примера можно привести одно из самых разрушительных моретрясений в истории человечества, которое произошло в 1755 году в столице Португалии Лиссабоне. На город обрушилась семнадцатиметровая волна. Последующие толчки довершили начатое волной: треть города просто стерло с лица Земли, более шестидесяти тысяч человек погибли. Не стоит забывать о том, что поверхность нашей планеты постоянно движется. Землетрясения катастрофической силы, конечно, происходят достаточно редко. При этом сейсмологи каждый год регистрируют до пятисот тысяч подземных толчков.

Цунами

Цунами (яп. 津波, где 津 — «порт, залив», 波 — «волна») — это длинные волны, порождаемые мощным воздействием на всю толщу воды в океане или другом водоёме. Причиной большинства цунами являются подводные землетрясения, во время которых происходит резкое смещение (поднятие или опускание) участка морского дна. Цунами образуются при землетрясении любой силы, но большой силы достигают те, которые возникают из-за сильных землетрясений (более 7 баллов). В результате землетрясения распространяется несколько волн. Более 80 % цунами возникают на периферии Тихого океана. Первое научное описание явления дал Хосе де Акоста в 1586 в Лиме, Перу после мощного землетрясения, тогда цунами высотой 25 метров ворвалось на сушу на расстояние 10 км.

В открытом океане волны цунами распространяются со скоростью , где g — ускорение свободного падения, а H — глубина океана (так называемое приближение мелкой воды, когда длина волны существенно больше глубины). При средней глубине 4000 метров скорость распространения получается 200 м/с или 720 км/час. В открытом океане высота волны редко превышает один метр, а длина волны (расстояние между гребнями) достигает сотен километров, и поэтому волна не опасна для судоходства. При выходе волн на мелководье, вблизи береговой черты, их скорость и длина уменьшаются, а высота увеличивается. У берега высота цунами может достигать нескольких десятков метров. Наиболее высокие волны, до 30—40 метров, образуются у крутых берегов, в клинообразных бухтах и во всех местах, где может произойти фокусировка. Районы побережья с закрытыми бухтами являются менее опасными. Цунами обычно проявляется как серия волн, так как волны длинные, то между приходами волн может проходить более часа. Именно поэтому не стоит возвращаться на берег после ухода очередной волны, а стоит выждать несколько часов.