Причини виникнення і характеристика землетрусів.

Землетруси виникають від розрядки величезної напруги глибоко в надрах Землі. Напруга виникає в результаті переміщення в різних напрямках мас земної кори чи навіть літосфери. А вони, в свою чергу, переміщуються в результаті конвекційних течій мантійної речовини. Розрядка енергії супроводжується ут­воренням розломів у літосфері і переміщенням по них літосферних плит чи блоків.

Те місце, де відбулась розрядка енергії і від якого пішли сей­смічні хвилі називається осередком землетрусу. Він може бути на різ­них глибинах – від кількох до 600-700 км. Найбільш глибоко вони виникають на межі літосферних плит – у так званих зонах субдукції (занурення океанічних плит під континентальні).

В межах осередку є місце, де почалось розривання або переміщення твердої речовини. Воно називається гіпоцентром. Землетрус продовжується стільки, скільки триває розрив або переміщення земних мас.

На поверхні землі в області землетрусу є епіцентр – зпроектований на поверхню землі гіпоцентр.

Сейсмічні хвилі – це вертикальні і горизонтальні різкі коливання земної кори. Найбільшої сили вертикальні коливання відчуваються в епіцентрі землетрусу. Ці переміщення у вигляді хвиль йдуть першими радіально від гіпоцентру – на зразок звукових і коливаються вперед і назад. Їх називають первинними або поздовжніми і позначають латинською літерою Р (від лат. primary – первинні). За ними появляються хвилі, що направлені перпендикулярно до первинних і йдуть по поверхні Землі на зразок тряхнутої стрічки або вірьовки. Їх називають вторинними і позначають латинською літерою S (від лат. secondary – вторинні). Так як ці два види хвиль проходять в надрах Землі - їх ще називають об'ємними. Коли вони ви­ходять на поверхню, то їх називають поверхневими. Поширюються ці хвилі повільніше, ніж об'ємні і захоплюють тільки поверхневі шари земної кори. З поверхневих найбільш відчутні так звані хвилі Релея, які схожі на хвилі на воді, де окремі частини порід рухаються вверх-вниз і в той же час вперед-назад, тобто рухаються по еліпсу. Серед по­верхневих відчуваються також хвилі Лява, які біжать тільки вперед, але в них частинки порід рухаються по горизонталі (тобто перпенди­кулярно до хвиль Релея).

Отже, коли людина потрапляє в зону сильного землетрусу, вона від­чуває дію хвиль об'ємного і поверхневого типів.

Коливання порід земної кори записується сейсмографами – різними конструкціями, що міцно закріплюються в підземеллі. Вони складаються з двох основних частин: сейсмометра і сейсмограми і фіксують не тільки сейсмічні хвилі, а й час їх проходження. Інтенсивність землетрусів визначають у балах – за різними показниками: руйнуванням будівель, деформацією земної поверхні, зміщенням порід, впливом на людей і тварин та ін. Однак, загальновизнаної міжнародної шкали ба­лів до цього часу не існує і це ускладнює розуміння сили і наслідків землетрусу в різних країнах.

До 1917 року найбільш визнаною була 10-бальна шкала Россі і Фореля (італійця і швейцарця), яка застосовується в деяких країнах і до тепер, і російського вченого – князя Б.Б.Голіцина. З 1917 року Міжнародна сейсмічна асоціація впровадила 12 бальну шкалу італійського сейсмолога і вулканолога Меркаллі. В 1956 р. вона була удосконалена Чарльзом Ріхтером стосовно до США і стала називатись шкалою ММ (тобто, 12-бальною модифікованою шкалою Меркаллі).

В СНД з 1964 р. діє також 12-бальна шкала МSК-64 інституту фізики Землі РАН, що була розроблена професором С.В.Медведєвим (Росія), В.Шпонхойєром (Германія) і В.Карником (Чехія). В Японії – діє своя 7-бальна шкала. Китай також має свою шкалу (див. таблицю співставлень шкал землетрусів).

Зараз модно повідомляти про силу землетрусу по шкалі Ріхтера. Проте вона показує так звану магнітуду, тобто умовну величину виділеної енергії, яка фіксується по амплітудах сейсмічних хвиль, а не бали землетрусу. Магнітуду ще треба перевести в бали інтенсивності, тобто в зовнішній ефект. В шкалі Ріхтера наближено показані значення виділеної енергії в осередку від 0 до 8,8 (округлено до 9), яка вираховується в джоулях.

Магнітуду потрібно потім виразити балами на поверхні Землі, що залежить від глибини гіпоцентру. Чим глибше гіпоцентр, тим менше буде балів на поверхні землі при одних і тих же показниках магнітуди. Наприклад: при глибині гіпоцентру 10 км землетрус на поверхні Землі, при магнитуді 5 буде 7 балів; при глибині 20 км буде 6, а при 40 км - 5 балів. Ось чому повідомлення ЗМІ про силу землетрусу 7 балів (а не магнітуду) по шкалі Ріхтера не вірні і не дають повного уявлення про його руйнування. Для нас важливіше знати, якої шкоди завдав землетрус, тобто його наслідки. В Колумбії магнітуда по шкалі Ріхтера під час землетрусу в 1999 р. була 6 балів, але гіпоцентр знаходився на глибині 30 км і тому руйнування були дуже великими. Щоб краще орієнтуватись в повідомленнях засобів масової інформації про землетруси уважно проаналізуйте наведену таблицю співставлення шкал.

Таблиця 3.

Магнітуда землетрусу по шкалі Ріхтера	4.0		5.0		6.0		7.0		8.0
Глибина осередку землетрусу в км	3	5 – 10	5	10	10	20	15	30	25	40
Сила землетрусу на поверхні по шкалі МSК-64	7	6	8	7	7 – 9	7 – 8	9 –10	8 – 9	10 – 11	9 – 10