Лев Махлаев, доктор геолого-минералогических наук, профессор

 

Землетрясения и цунами

Лекция была прочитана 22 марта в СыктГУ

Что ж, дорогие слушатели. Я начну наше общение с благодарности за организацию этого публичного лектория по проблемам науки. Это очень важное и нужное дело. Я, конечно, рад, что оказался привлеченным к нему. Более того, мне предстоит открыть в этом лектории цикл лекций геологической направленности. Но это возлагает на меня и ряд обязанностей, первейшая из которых – дать определение предмету наших слушаний.

Ну, что такое геология для начала? Как видно из структуры этого термина, геология – это наука о земле. «Гея» — по-гречески «земля», «логос» – «учение». Значит земля – главный предмет исследований геологов. Но предмет этот очень масштабен, подходы к его изучению многообразные. Ну и следствием этого является многообразие конкретных задач нашей науки и широта комплекса используемых ею методов. Одной из главных задач геологии является изучение состава и строения Земли, как земного шара в целом, так и отдельных блоков в его составе.

Но геология изучает также и историю: как земля сформировалась, как она стала такой, какой мы ее видим сейчас, какие изменения происходили в прошлом и какие ожидают в будущем. И, к тому же, геология – это не только наука, геология – это еще и отрасль человеческой деятельности, направленной на обеспечение людей рудами, металлами, химическим сырьем, топливом. Лишите людей всего этого, и они не просто вернутся в пещеры, большинство из них элементарно вымрет от голода. Ведь для того, чтобы вырастить хлеб, необходим металл для машин, для орудий сельскохозяйственных. Нужно для них же горючее, нужны минеральные удобрения. А все это, в конечном счете, берется из земных недр. Поэтому жизнь современного человечества, даже прогресс современного человечества во многом определяется этапами вовлечения новых и новых видов сырья.

Ведь, вот вспомните, из истории мы знаем, что была такая эпоха, которую называли, скажем, бронзовым веком, железным веком, веком каменного угля. А еще раньше был каменный век. И год от года потребности в сырье неуклонно растут. Но ведь добывают сырье вовсе не геологи, добывают представители добывающих профессий: буровики, шахтеры, горняки, работающие на карьерах. Какое все это имеет отношение к науке? Самое прямое. Дело в том, что, я детям люблю это говорить, когда младшеклассникам объясняю суть геологии, но это пример очень наглядный... Вот у каждой хозяйки нормально дома вещи лежат на законном месте. Ботинки не в холодильнике. Так что, еда отдельно, одежда отдельно, обувь отдельно, белье отдельно. Вот природа – очень мудрая хозяйка. У нее каждая вещь лежит в своем шкафчике. Но мы далеко не всегда знаем, где этот шкафчик, где нужная полочка и где что лежит. Вот задача наша, геологов, разобраться в сути этих природных шкафчиков, для того, чтобы не искать, скажем, уран или золото там, где их нет в помине, а искать именно там, где они должны быть, и не тратить лишние деньги на поиски в тех местах, где искать нечего. И это, конечно, научная задача.

Вот одной из важнейших задач нашей науки является изучение геологических процессов. Геологическими процессами называют любые природные явления, которые связаны с перемещениями в пределах земного шара вещества или энергии, а, чаще всего, и того, и другого. Естественно, что перемещение любого вещества может проявляться в частности в рассеянии, миграции, концентрации отдельных элементов, их соединений, в том числе и так называемых полезных ископаемых, которые нам нужны. И изучение таких процессов имеет прямую практическую отдачу, потому что оно приводит нас на поиски месторождений, на их выявление, на оценку их значимости. Но есть, однако, и такие процессы, которые интересны не по своему результату, не по тем рудам, горным породам, минералам, которые формируются в процессе их реализации, - которые значимы сами по себе. Потому что они, скажем, напрямую сопряжены с жизнью и развитием нашей планеты, а во многом также и с жизнью и развитием всего человечества.

И вот из таких процессов на первое место, наверное, все-таки нужно поставить землетрясения. Я думаю, что в связи с последними событиями в Японии, да и не только в Японии, это очевидно большинству сегодняшних слушателей. Ну, вот что ж такое, землетрясения? Это одно из наиболее наглядных проявлений внутренней жизни земли. Это яркий показатель мощи активности внутренних сил, одно из величайших природных бедствий. Память человечества хранит следы грандиозных катастроф. И на вашей памяти их было немало. Вот Спитак (Армения), Северный Сахалин, Иран, Турция, Чили, Индонезия. И вот, теперь Япония.

Землетрясения изучает сейсмология. Сначала это была отрасль географии. Затем она стала отраслью геологии, потому что они не только меняют лик Земли (ну, лик Земли — это предмет географии, естественно), они меняют и ее строение, обуславливают деформацию пластов, возникновение разрывов, нарушений в строении земли. Наконец, на современном этапе развития сейсмология все более смещается в область физико-механических наук, вплотную смыкаясь с физическим учением о распространении упругих колебаний в твердых и жидких средах.

Разберем теперь содержание терминов, касающихся этой темы. Ну, первый, значит, - землетрясение. Прежде всего землетрясение — это всякое колебание земной коры, которое вызывается естественными причинами. Правда, нередко говорят и пишут, кроме природных, о так называемых техногенных землетрясениях. Если будет время, я попробую немножко и эту тему зацепить.

Но теперь перейдем дальше — к распространению природных землетрясений. Очень важным понятием является «очаг», или «центр» землетрясения. Он же называется гипоцентром, глубинным центром или фокусом. Это то место в недрах земли, где возникают подземные толчки и откуда волнами расходятся во все стороны упругие колебания. Известны очаги на глубинах 10, 50 километров, но есть и гораздо более глубокие — 300, 700 и даже 900 километров. Очаг — это не точка, это некий объем, тем больший, чем мощнее землетрясение. Однако во многих случаях с целью удобства математического обсчета размерами и формой очага бывает можно пренебречь, считать очаг точечным и рассматривать его как некую точку, откуда распространяются волны во все стороны.

Проекцию очага на поверхность земли называют эпицентром, внешним центром. Вот центр там, очаг, а проекция на поверхность — эпицентр, внешний центр. Ну а линии на поверхности земли, которые соединяют точки одинаковой интенсивности колебаний, их называют изосейстами. Ну, слово «изос» вам знакомо: изограды, изотермы, изобары, что угодно. И линии, соединяющие нечто одинаковое по значимости. Вот, изосейсты — это, значит, линии с одинаковой интенсивностью колебаний.

Опыт человечества показывает, что интенсивность колебаний может быть очень различной, и вариации отмечаются в весьма и весьма широких пределах. Предлагалось множество систем оценки, относительной. Вот в России до сих пор остается весьма распространенной и часто применяемой так называемая двенадцатибальная шкала оценки мощности землетрясений. Эта шкала построена на субъективных ощущениях участников событий, тех людей, которые попали в зону землетрясений, ну и также на тех разрушениях, которые данными землетрясениями вызываются, на их проявлениях в той или иной форме.

Ну, так вот землетрясение в 1 балл, его оценивают только приборы. Человек не в состоянии его уловить. Оно вообще никак не проявляется по своим последствиям. Землетрясение в 2 балла — практически тоже. Оно отличается лишь тем, что некоторые люди, особенно чуткие в своей внутренней, так сказать, восприимчивости, и если они находятся в состоянии покоя, то они ощущают что-то странное вроде какого-то толчка. Землетрясение в 3 балла ощущается неработающими людьми, но как дрожь от проехавшего грузовика. Землетрясение силой 4 балла ощущается уже даже работающими людьми, но лучше все-таки теми, которые находятся в здании. На улице многие ничего не понимают. А вот землетрясение в 5 баллов даже на улице ощущается почти всеми, а в помещениях всеми: просыпаются многие спящие, а те, кто знаком с землетрясениями, в большинстве своем уже выбегают на улицу. При землетрясении в 6 баллов — видимые проявления: колеблется жидкость в стакане, расплескивается вода на столе, останавливаются маятниковые часы, падают стенные полки, трескается штукатурка. Просыпаются самые толстокожие в этом случае, многие паникуют. При 7 баллах опрокидывается мебель, штукатурка не только трескается, но и падает, рушатся печные трубы. И есть такая фраза, выразительная: «Всем страшно, многим — до ужаса». 8 баллов: разрушаются непрочные здания, падают балконы, всеобщая паника. При 9 баллах в некоторых зданиях рушатся перекрытия. При 10 баллах сохраняются только специальные, так называемые антисейсмические постройки, гнутся рельсы, лопаются трубопроводы, а потому неизбежно возникают пожары. 11 баллов — это уже не только бытовых сторон касается. При этом, конечно, рушится фундамент здания, мосты, но раскрывается зияющая трещина в земле, происходят обвалы в горах, появляются новые источники, осушаются пруды и небольшие озера. И, наконец, 12 баллов — катастрофа. Тогда не только всеобщее разрушение, но грандиозное изменение рельефа: сбросы, сдвиги, участки берега вместе с портовыми сооружениями опускаются в море, или дно, наоборот, осушается, смещаются отдельные горы, как это было, например, при гобийском землетрясении в 50-х годах XX века.

Такая шкала очень удобна для регистрации показаний очевидцев. Вот можно раздать людям карточки, каждый из них отметил. Ну, кто-то так воспринял событие, кто-то — по-другому. Статистическая обработка карточек даст объективный результат, конечно. Но, тем не менее, это все-таки относительная шкала. А при изучении такого масштабного природного явления нужно иметь какую-то количественную основу. Для этого нужно иметь соответствующие приборы. Нужно иметь приборы, которые могли бы не только фиксировать сам факт наличия толчка, но определять направление и определять силу этого толчка, и время, точное время его свершения.

Вот, если говорить о самом факте толчка и даже его направлении, то соответствующие приборы были известны в Китае уже более 2-х тысяч лет. Были фигуры дракончиков или еще каких-либо существ с шариками во рту. Толчок — шарик падает. Они в разные стороны смотрят, и по выпадению шариков можно было понять, откуда толчок направлен. Но, тем не менее, ни точной привязки ко времени, ни точного значения силы тут мы не знаем.

Принципиальную основу прибора, который смог бы четко определять и величину толчка, и силу его, разработал русский ученый [Борис] Голицын. Этот прибор получил название сейсмографа. Они бывают разными по облику, но принципиальная основа одинакова. Для сейсмографа Голицын использовал принцип инерции. Имеется массивная станина в основании. Она плотно впаяна в бетонный блок, а этот бетонный блок намертво соединен с окружающими горными породами. И вот как они колеблются, так вместе с ними этот блок колеблется и само это основание сейсмографа. Не только это основание сейсмографа, но здесь у нас, вот она, эта станина вместе с основанием, она же тоже намертво с ним соединена. А дальше на системе упругих подвесок закрепляется некий, по возможности более массивный, а потому инерционный, шар. Все вокруг колеблется, а он сохраняет свое положение, в силу инерции. И поэтому наблюдается относительное смещение, получается, что этот шар как бы смещается относительно всей массы этого сооружения, этого агрегата. Хотя, я говорю, сам-то он не перемещается, перемещается все остальное.

Дальше, вторая важная деталь. Голицын соединил этот принцип с механическим устройством, четко фиксирующим время. Вот - барабан с часовым механизмом. Тут вращается, там — зачерненная бумага, на которой перо прочерчивает смещение этого самого барабана относительно инерционно спокойного шара спектрографа. И каждое колебание фиксируется, соответственно. Чем оно сильнее, тем больше пик смещения. Но этот барабан, он соединен с часами. Он вращается в определенном ритме времени, синхронно с временем, и поэтому каждый пик можно привязать к конкретному времени. Мы получаем строгую запись, на которой мы можем видеть амплитуду смещения и четко знать время этого события.

Но я говорил, надо бы еще знать направление. Но Голицын и это предусмотрел. Он сказал, что надо брать не один сейсмограф, а три. Один надо ставить так, чтобы он фиксировал меридиональные колебания, другой — широтные колебания, а третий — радиальные колебания. И вот тогда три этих сейсмографа вместе, дадут нам, обработка их сейсмограмм позволит получить результирующий вектор направленный, который даст нам направление на очаг землетрясения. Собственно это и позволило перевести изучение землетрясений на количественную основу, ввести количественный принцип и создать то самое, что получило название сейсмологии.

Изобретатель этого прибора Голицын, вот этот человек, который заслуживает нескольких слов дополнительно. Ну ладно, раз уж у нас есть картинки, я добавлю сразу. У нас есть прекрасная сейсмостанция в Сыктывкаре. Она оборудована по-современному не тремя даже сейсмографами, а тремя группами сейсмографов. Для широтных колебаний — одна группа, для меридиональных — другая, для радиальных — третья. Чтобы была максимальная точность, используется не один... Со времен Голицына поменялись, в основном, принципы регистрации. Зачерненную бумагу с пером царапающим сменили самописцы типа авторучек. Потом, значит, зеркальце и фотобумага, электромагнитные колебания стали фиксировать. А теперь вообще цифровой режим записи, все перешло на эту основу. То есть, это, система регистрации менялась, а в принципе все осталось тем же самым, что было.

Вот сам Голицын, вот его портрет. Почему я хочу на этом человеке остановиться особо? Вы подумайте: вот этот человек, которому лично ничего не надо было для благополучия жизненного, этот человек был богаче многих современных олигархов, наверное, это был человек давнего княжеского рода, из богатейшей российской семьи, которая по уровню богатства могла состязаться с государем-императором. Поэтому он сам был обеспечен в жизни всем, он мог бы ничего в жизни не делать. Но вот так воспитан был, что в его семье испокон веков, с догодуновских времен кто-нибудь всегда служил Отечеству. Кто-то из его семьи всегда служил отечеству. И его отец был, в частности, первым российским послом в Японии. Вот как только установились дипломатические отношения с Японией, отец Голицына там стал послом. И, значит, развивались отношения с Японией, формировались как таковые (это ведь колоссально важно, это первый вариант связей), именно благодаря работе Голицына-отца. А юноша и отрок Голицын провел эти свои юношеские и отроческие годы в Японии. И как он потом говорил, когда его спрашивали, чего ради он решил заняться сейсмологией, он отвечал: «Очень просто. А что вы хотите? Я жил в стране, где землетрясения подаются ежедневно к завтраку, обеду, а иногда и к ужину. Ну и как же тогда не задуматься о том, что же это такое и как жить с этим явлением».

Оно правильно, оно понятно. Только, кроме Голицына, в Японии жили больше миллиона японцев, и надо полагать, им это было нужнее, чем ему. Но вот почему-то задуматься и додуматься до изобретения сейсмографа и создания сейсмологии как науки смог только Голицын, а не кто-нибудь другой. И сейчас этого никто не отрицает, все считают его создателем этого научного направления.

Вот сейчас, кстати, сейсмология переживает явную стадию расцвета, и причин этому немало. Во-первых, я постараюсь показать дальше, что она дает основные сведения о внутреннем строении земли. Во-вторых, сейсмические методы оказались полезными при поиске целого ряда полезных ископаемых, прежде всего нефти, газа, ну и некоторых других. В третьих, сказался, как это может ни странным показаться, страх перед ядерным оружием. Вот подземные испытания, их же никто не видит, и поэтому любая страна может проводить их, вроде бы, в тайне от других. Но ведь при подземных ядерных взрывах возникают толчки. То есть, это наведенное техническое землетрясение, волны распространяются, и если поставить хорошую сеть сейсмографов, то спрятать невозможно. Можно будет установить и время свершения взрыва, и масштабы взрыва, и место, то есть точку, в которой он был произведен. И поэтому многие государства стали выделять деньги на создание таких контрольных сейсмостанций, потому что это все-таки мера внутренней защиты. На это денег стали выделять даже больше, чем на поиски полезных ископаемых.

Ну и, наконец, все более реальной становится надежда на прогнозирование землетрясений с определением места и сроков их проявления. И тут весьма важно и то, что сейсмология на основе методов Голицына поддается строгой математической обработке. В наш компьютерный век это очень важно, и многие полагают, что именно сейсмология будет тем самым мостом, по которому войдут в геологию новые физико-математические методы, которые поддаются строгому обсчету. Вот по этим причинам сейчас эта наука так бурно развивается.

Но соответственно сейчас при регистрации силы землетрясений используют сейсмограммы и основанную на них так называемую шкалу Рихтера, или иначе шкалу магнитуд. Если записать колебания какого-либо землетрясения в стандартном сейсмографе и взять отношение амплитуд записи колебания на ленте самописцев такого сейсмографа, амплитуды измеренные, и отнести их к амплитуде записи на таком же сейсмографе очень слабого землетрясения, принимаемого за эталон отсчета (принимают сейчас обычно 1 микрон на стандартном сейсмографе, вот смещение, зубец величиной в 1 микрон, это значит амплитуды эталонные)... Так вот, если мы берем отношение измеренной амплитуды к эталонной, то это даст нам возможность оценить масштабы, силу землетрясения. Но поскольку диапазон перепада огромный, то лучше брать не прямые отношения, а десятичные логарифмы этих отношений. И вот этот десятичный логарифм называют магнитудой землетрясения. Магнитуда — это и есть десятичный логарифм амплитуды измеренной к амплитуде эталонной. А статистическая обработка всех прошлых данных показала, что магнитуда варьирует от 0 до 8,8. 8,8 — это предельная магнитуда. И, соответственно, по той международной шкале, которая называется шкалой Рихтера, это и есть предельное балльное землетрясение.

Правда, последнее землетрясение, токийское, по всякого рода расчетам показало, что там магнитуда составляла 9,1. То есть, таких землетрясений история еще не знала, такой силы. Эта разница при логарифмическом масштабе, разница в 0,3 балла — от 8,8 до 9,1 — это, конечно, грандиозное смещение.

Ну, и есть эмпирические формы, которые связывают энергию землетрясения прямую с магнитудой, энергию с глубиной и так далее.

В общем, сейчас во всем мире есть целая сеть сейсмостанций, которая четко фиксирует малейшие колебания. Оборудованы они не единичными сейсмографами и не тройкой, а целыми группами. Вот у нас, в нашей Коми республике существует...

Ну, вот это вот портрет Голицына, а это — бронзовый бюст Голицына, изготовленный в 1956 году (а умер Голицын в 16-м), и он поставлен был перед входом в обсерваторию геофизическую , которая теперь носит его имя, центральную геофизическую обсерваторию России.

Вот наша, сыктывкарская группа сейсмографов. Вот для широтных, для меридиональных направлений, а тот, который для глубинных, его можно поставить как угодно. Он же туда направлен, фиксирует колебания того направления. Ну, это вот наша обсерватория, сыктывкарская.

Вот, это уже современной цифровой записи аппаратики, очень компактные. Очень маленькие. Вот внутри он так выглядит: микросхемы, чипы там электронные... Все это совсем не похоже на тот массивный, громадный прибор, который был разработан Голицыным. Хотя, повторяю, принцип все равно остается тот же.

Вот корабли, которые сейчас изучают сейсмические поля в открытом океане. А почему это важно? Ну, на океан-то приходится... Три четверти планеты - моря и океаны, как в известном шлягере моей юности пелось, а остальное — острова. Ну, вот так примерно выглядит земной шар. И поэтому, конечно, изучать океан требуется. И сейсмические установки имеются на таких кораблях, они в разных странах мира существуют и занимаются изучением всего этого.

Ну, а теперь вопрос: анализ сейсмограмм показывает, что сама локализация землетрясений подсказывает нам причину их возникновения. Вот оказывается, очаги землетрясения фиксируются не где попало. На земном шаре существуют зоны разной степени их интенсивности заданной степенью частоты повторяемости. Приурочены очаги землетрясения, как правило, к зонам, где у нас одни блоки, так называемые литосферные плиты, уходят под другие. Вот эти зоны погружения, столкновения двух плит — вот океаническая плита уходит под континентальную. Кстати, там материал начинает плавиться. Поэтому возникают очаги расплава, магма, вулканы. Почему пространственные землетрясения часто связаны с вулканами, хотя прямой связи у них нет. Это связь такая — парагенетическая, пространственная связь, но что важно: вот смещается один блок относительно другого. Граница не может быть ровной. Граница природных разломов не может быть ровной. Там есть выступы, как зубцы. И при смещении эти плиты цепляются за эти зубцы и стоят неподвижно, какое-то время. Вот они стоят-стоят, а энергия накапливается, приложенная к одному блоку и к другому. И наконец, срезается зубец, проскакивает плита. И в тот момент, когда происходит проскакивание зубца, возникает землетрясение, толчок. И отсюда ясно — чем дольше был период покоя в описанной зоне, тем сильнее будет толчок, потому что больше энергии накопилось. Приуроченность к таким очагам, она вполне очевидна.

Если посмотреть карту мира, есть зоны вулканизма активные — Великое тихоокеанское кольцо, где распределено большое количество мировых вулканов. Так вот, эта зона наибольших землетрясений. Вот они и приурочены как раз к этим поясам. Это Алеутские острова, Японские острова, Индонезия, Филиппины, Новая Зеландия. Это все — опасные зоны.

И очень важный географический признак. Важно, когда сочетаются большие возвышенности с глубоководными впадинами. Вот если где-то имеется такая система, как Кордельеры, Анды, а рядом - цепь глубоководных впадин. Вот эти впадины фиксируют то место, где океаническая кора засасывается под континентальную, уходит под нее. И здесь огромное количество землетрясений. И здесь другое направление — то же самое мы имеем. Поэтому и Япония такое тяжкое положение занимает.

Вот на этой карте зафиксированы очаги землетрясений на разных глубинах. Вот эти точки — это разные глубины. И красные — наиболее глубокофокусные из них, зеленые — наиболее поверхностные. Вот посмотрите, как часто здесь рядом, тут ничего нет, тут – единичные. А тут — какая густота. Вот она и Япония, и восточный край Японии. Это тот край, где вероятность образования землетрясений грандиозна. Ну а это рядом туда же — Индонезия, Филиппины, это продолжение этой зоны.

Ну, вот карта, на которой показаны границы литосферных плит и, соответственно, очаги землетрясений, на этой карте мы тоже видим. Вот бедная Япония, но это самое сгущенное место, самое сейсмоопасное, самое грандиозное.

Дальше, вопрос второй. Анализ сейсмограмм.

Да, кстати, на счет истории этих названий. Вот эти зоны, к которым приурочены землетрясения, где уходит земная кора океаническая под континентальную, впервые на анализе пространственном сейсмограмм обобщил и выявил наличие этих зон наш ученый, академик Заварицкий. Он петрограф, он занимается горными породами и магматизмом как таковым, занимался, а вовсе не землетрясениями. Но вот он выявил этот факт. Он предложил называть их сейсмоопасными зонами, наши предложили называть их зонами Заварицкого впоследствии по значимости. Потом Биньоф, европейски ученый, независимо от Заварицкого выявил такую же закономерность. Ну и в Японии нашелся человек, который не мог к этому не прийти. Это Вадачи. Вот настолько важна роль того, другого и третьего, что современная наука после долгих споров пришла к выводу — назвать эти зоны тройным именем — зоны Заварицкого-Биньоф-Вадачи. Вот они теперь так и называются — самые сейсмоопасные зоны в мире.

Но есть в изучении землетрясений и еще одна исключительно важная сторона, один аспект и предопределен он был тем же самым Голицыным. Суть этого нового направления определяется образной и гениальной фразой, которую написал он в своей книге «Лекции о сейсмологии», опубликованной в 1911 году: «Землетрясение, конечно, является жесточайшим природным бедствием. Но в то же время оно подобно фонарю, который вспыхивает на мгновение, освещая внутренности земли, позволяя нам рассмотреть, что же там происходит». Этой фразой он подчеркнул, что распространение сейсмических волн, их взаимодействие со средой и друг с другом, подчиняется тем же законам и принципам, что и распространение света, — законам отражения, рассеивания, дифракции, преломления, интерференции. Именно взаимодействие этих процессов и позволяет видеть окружающий мир во всем его цветовом многообразии.

Вот я понимаю, что время я трачу, и что художник из меня плоховатый. Но, тем не менее, все же не попытаться нарисовать эту картинку я не могу. Вот представьте себе, вот земной шар в разрезе. Поверьте, что это круг. Где-то здесь происходит землетрясение, и оттуда во все стороны распространяются сейсмические волны. Вот более близкие к поверхности будут идти, многократно отражаясь. Вот тут мы имеем в виду многократное землетрясение, и оно будет зафиксировано и тут, и тут. Теперь дальше. Какие-то волны, которые от поверхности уходят далеко, они движутся, и рано или поздно, встречают на пути некую преграду. Вот здесь происходит рассеивание части, расщепление этого волнового пучка. Здесь же он испытывает преломление, входя в эту массу, до выхода. Потому он испытывает второе преломление. И вот эту зону, отличную от всего земного шара в целом, то, что Заварицкий предложил, и по другим причинам называют ядром. Было много соображений, по которым считали, что Земля неоднородна, имеет ядро. Ну, хотя бы по различию плотностей: средняя плотность Земли – 5,5, а средняя плотность горных пород на поверхности — меньше 3-х. Ну ясно, что внутри есть что-то гораздо более плотное. И поэтому сама идея ядра была неизбежным следствием Ньютоновых построений. Ну, вот Заварицкий сказал, что мы это ядро можем увидеть и уловить его границу по поведению волн, по эффекту преломления сейсмической волны. И вот здесь у нас будет зона сеяния. Ну а вокруг ядра располагается следующая геосфера — мантия. Вот эту картинку и сам Голицын рисовал и по его методам рисовали многие. И вот теперь, принцип тот же самый — мы имеем жидкое внешнее ядро, внутреннее твердое ядро, но сами границы между ними улавливаются именно благодаря изучению эффекта распространения сейсмических колебаний. А это, кстати, зона Заварицкого-Биньофа. Это вот она. Зона, в которой одна плита уходит под другую — это очаги магматизма и землетрясений.

Тут, конечно, волны разные. Но почему мы видим весь мир в цветовом разнообразии? Потому что у нас происходит взаимодействие отраженных и преломленных волн, они в разных частях спектра проявляются по-разному. Накладываются волны друг на друга, происходит явление интерференции, усиливаются одни, ослабевают другие. Мы видим весь мир в том самом цветовом разнообразии, которое воспринимаем. А Голицын показал, что точно так же мы можем видеть и внутренность земли. И вот что интересно — длина волновых колебаний от природы разная. Сейсмические колебания — это механические колебания, упругие. Их длина измеряется метрами, десятками метров для инфразвука, а электромагнитные колебания – нанометрами, измеряется их частота. Но специфика и закономерности — те же самые. И более того, спустя много лет после кончины Голицына, благодаря мощному развитию компьютерной техники и основанных на ней моделях математического моделирования, мы получили возможность построить резко уменьшенную модель земного шара и его отдельных блоков, заменив акустические волны, световыми. И получить прозрачную, видимую модель земного шара. Вот теперь такие голографические модели существуют, мы можем с разных сторон посмотреть, как это развивается, как это делается. Да, кстати, посмотреть на то, как Земля устроена внутри и как она развивается, этого не могли даже авторы фантастических романов. Им в голову это не приходило, теперь это становится реальностью.

Очень сложной остается проблема прогнозов землетрясений. Конечно, началу таких тектонических подвижек часто предшествуют частотные колебания, вот инфразвук животные услышат. Полагаю, что это их приводит в состояние паники и заставляет убегать из опасных зон. Изменяется магнитное поле, изменяются наклоны поверхности, и все эти механические методы применяются. Но в то же самое время, сказать четко, когда произойдет землетрясение… Вот опасная зона - Сан-Франциско, она стоит на разломе таком же, как и Япония. Там тоже уходит одна плита под другую. И там были землетрясения, но уже давно нет. Вот говорит, тем страшнее. Они ждут опасного, сильного толчка. Может быть силой 10 баллов, скажу. А когда произойдет это, никто сказать не может. Ну попробуйте сейчас закрыть город и вывести людей заранее. Кто на это пойдет, когда мы не знаем точно ни минут, ничего? Вот поэтому на прогноз тратится много в Японии лет 50 уже, выделяется более сотни миллионов долларов в год на систему разработки прогноза. Вот в 1996 году был составлен отчет о 25-летних результатах их исследований. Вывод был крайне неутешительным — землетрясение предсказать невозможно из-за сложной связи комплексных явлений. И, тем не менее, правительство Японии сочло необходимым финансировать эти работы и дальше. Невозможно, но когда-то, может, получится. Пока реальную пользу приносит не прогноз, а определение меры опасности в той или иной зоне. Вот как на карте с цветными кружочками — сильные, слабые. В одной зоне есть, где вероятность большая. Вот строить сейсмостойкие здания где надо? Там, где вероятность велика. А почему не надо там, где этой опасности нет,    например, у нас в Коми. По той простой причине, что это дорого. Строительство сейсмостойкого здания на порядок, может на два порядка выше, чем строительство простого здания. Значит, надо делать такие варианты.

Много говорят о техногенных землетрясениях, это ядерные взрывы. Любопытно — водохранилища вызывают землетрясения. Почему? Скапливается в ущельях огромное количество воды, масса большая давит на дно. А границы таких впадин обычно сейсмические. Как у Байкала — это зона разломов. И вот давит вес, опускается этот блок. Начинается активированное смещение, землетрясение чисто природное, а вызвали его все-таки люди. Если б не было этого водохранилища, не возникло бы землетрясения. Впервые это обнаружили американцы у себя, потом — норвежцы выявили такую картину, а японцы давно сказали, что у нас нельзя, нам нужно много маленьких водохранилищ и ни одного большого. По той простой причине, что не надо этого делать.

Ну и, заканчивая рассмотрение землетрясений, два слова буквально об одном страшном бедствии, которое называется «цунами». Вы знаете, что вдруг обрушивается волна. Причина проста, в принципе. При тех же самых смещениях вдоль разлома опускается какой-то блок морского дна. И при этом резко изменяется объем ванны океана. Пусть смещение было всего-навсего один метр, но ведь на каком протяжении, на какой широте. Значит, огромное количество воды скатывается вниз. А если она скатилась вниз, она потом пойдет обратно, она отразится сама по себе. И вот поэтому любому цунами предшествует сначала осушение берега (вот отступает вода), а потом она накатывается на берег снова, обрушивается на него, наступает даже дальше, чем было. Вот это вот явление называется «цунами».

Отступление моря обычно длится минут 10-30, а иногда даже больше. Иногда обратная волна приходит через два-три часа. К счастью, скорость волн цунами обычная 100-200 метров в секунду. Это намного меньше, чем скорость распространения сейсмических волн, - до 1500 метров в секунду. Вот на этом основано служба оповещения и предупреждения о возможности цунами в опасных регионах. У нас такие службы работают на Камчатке, Курилах, Сахалине. Станции оповещения поддерживают постоянную связь с аналогичными станциями других стран мира – система единая международная. Но, опять же, в Японии не только было самое сильное землетрясение, но и очаг смещения морского дна оказался, всего-навсего в сотне километрах от побережья Японии, а скорость распространения волны цунами оказалась даже не 200, а 400 м/сек. Она была соизмерима со скоростью звука в водной среде. То есть, поэтому никакая система оповещения не сработала. Люди получили предупреждение, но получили в тот момент, когда – вот, из окошка эту волну было видно, когда она уже обрушилась на берег. Поэтому такое бешеное количество жертв. Ну, что поделаешь. Вот это бедствие, которое тоже неизбежное. Ну, у нас в республике, слава тебе, Господи, мы живем, как говорят, на незыблемой русской платформе. У нас есть землетрясения, у нас другая проблема в борьбе с ними – у нас нет не то что сейсмостойких зданий, вы посмотрите на наши балконы обычные – да на него плюнуть можно – он обвалится. И поэтому если у нас будет слабое землетрясение, это по шкале Рихтера не больше трех баллов (максимум) – палочки такие – это ничто, по сути дела, но наши здания – они могут и этого не выдержать. Поэтому мы должны знать четко свою сейсмоопасность, меру сейсмоустойчивости, чем активно сейчас занимаются сотрудники нашего института и той нашей лаборатории, о которой я вам пару слов сказал немножко. Они как раз борются именно за это – за то, чтоб в нашей республике мы должны четко знать границы сейсмоопасных зон и меру опасности и знать, что мы должны требовать от наших строителей – вот это так, это так, это по-другому. Ну, вот тогда нам ничего не грозит. Хотя в целом активность Урала возрастает, но это ни детям, ни внукам нашим, правнукам даже – не увидят, в общем, этого. Если мы видим горы где-то, то это свидетельство того, что поднимание идет сейчас, потому что горы разрушаются быстро, а если мы видим горы реально существующими, значит они растут в этом момент, их что-то выталкивает. Выталкивает – значит, есть зона смещения. И действительно у нас есть свои очаги землетрясений, пока не сильные, но беречься надо. Береженого Бог бережет. Ну, все, на этом я закончил. Спасибо.

Ну, и если один-два вопроса немножко есть.

 

Реплика: - Бывает ли цунами без землетрясения?

 

- Нет, они все равно бывают с землетрясениями, правда не всегда землетрясения могут быть сильными, потому что, и особенно если очаг смещения в океане – на суше он почти не фиксируется, но сейсмостанция-то его уловит. Вот, скажем пример такого случая был в Индонезии, когда погибло два года назад огромное количество людей – наша сейсмостанция прекрасно его уловила. Вот, Удоратин – наш главный по республике, буквально через полчаса сказал, что там что-то катастрофическое, хотя землетрясение было вот в море … именно этот очаг. И, кстати, эту картинку-то он рисовал, это его картинка – как там это могло быть. Почему, это пальмы с кокосами. В общем-то, они все равно не бывают без землетрясений, просто эти землетрясения на суше могут почти не проявиться.

Спасибо вам.