Батыр Каррыев - Вот пришло землетрясение. Факты, причины, гипотезы и последствия

Новый скачок в развитии сейсмологии произошел в середине XIX века благодаря ирландскому учёному Роберту Маллету. В течение двух десятилетий он собирал данные о землетрясениях, и проводил различные эксперименты. Его каталог мировой сейсмичности включал данные о 6831 землетрясении. По каждому из них приводились дата, местоположение, число толчков, возможное направление и продолжительность сейсмических волн, а также пометки о последствиях этих землетрясений. В 1846 году он представил в Королевской ирландской академии работу «On the dynamics of earthquakes» (О динамике землетрясений).

В 1858 году для изучения разрушений после крупного землетрясения (1857) Маллет совершил путешествие в Неаполь. Оценивая каждое повреждение при землетрясениях, Маллет составил первые изосейсмические карты, на которых места со схожими разрушениями соединил линиями. С некоторыми улучшениями этот метод используется и сегодня для картирования характера проявления землетрясения на поверхности земли – т.н. макросейсмический метод построения изосейст землетрясения и определение его эпицентра.

Маллет придавал большое значение направлению падения объектов и типам деформаций в зданиях, считая их индикаторами движения землетрясения (на самом деле характер деформации в основном обусловливается конструкцией здания). Но его карты всё же позволяли устанавливать место нахождения эпицентра землетрясения и сравнивать масштабы разрушений.

Маллет документировал разрушения, используя новую для своего времени технику фотографии. Доклад о своих исследованиях Маллет подготовил в двух томах для Королевского общества. В 1862 году он опубликовал статью «The Great Neapolitan earthquake of 1857: the basic laws of observational seismology» (Великое Неаполитанское землетрясение 1857 года: основные законы наблюдательной сейсмологии).

Маллет опубликовал карты мировой сейсмической активности, впервые наглядно проиллюстрировавшие тот факт, что землетрясения концентрируются в опоясывающих Землю определенных зонах. Объяснение этому было найдено только в ХХ веке с появлением теории дрейфа материков Вегенера.

Несмотря на революционное значение идей Маллета почти до конца XIX века торжествовало объяснение землетрясений подземными вулканическими взрывами предложенное Александром Гумбольдтом. Вслед за древнегреческим учёным Страбоном он рассматривал вулканы как предохранительные клапаны Земли: «…в тех местах, где эти клапаны открыты, там напряжения вулканических сил слабее, нежели там где их нет».

Близкое к современному понимание причин сейсмической активности планеты сформировалось только к началу прошлого века. Череда разрушительных землетрясений конца XIX – начала XX веков способствовала тому, что в странах Европы, России, США и Японии приступили к систематическим наблюдениям за сейсмической активностью Земли.

Были изобретены приборы для регистрации сейсмических колебаний, дешифрирована их структура, созданы первые каталоги инструментально зарегистрированных землетрясений и построены карты распределения их эпицентров на планете. Это позволило установить связь между землетрясениями и трансформацией вещества на поверхности и внутри планеты. Стали понятны причины разрушения зданий, и появилась возможность не интуитивно, а на научной основе возводить инженерные сооружения в сейсмоопасных зонах.

В 1899 году немецкий учёный Эмиль Вихерт предположил, что фиксируемые на сейсмограмме продольные P и поперечные S сейсмические волны имеют глубинное происхождение, т.е. связаны с источниками в недрах Земли.

В 1906 году Вихерт истолковал промежуточные группы волн на сейсмограмме как отраженные от земной поверхности. В свою очередь британский учёный Диксон Олдхэм (Richard Dixon Oldham, Олгрем) изучив характер распространения P- и S волн выдвинул предположение о наличии у планеты центрального ядра и оценил его размеры (1906). Позже оно было подразделено на внешнее «жидкое» и внутреннее «твёрдое» ядро.

В 1907 году немецкий учёный Карл Цепприц (Karl Zoppritz) доказал, что изучение амплитуд сейсмических волн позволяет судить о внутреннем строении Земли.

В 1909 году хорватский учёный Андрей Мохоровичич обнаружил границу между земной корой и лежащей под ней мантией.

В 1913 году прогресс в области геологических исследований и инструментальные сейсмические данные позволили американскому учёному Бено Гутенбергу сформулировать общее представление о внутреннем строении Земли.

В 1926 году английский учёный Гарольд Джеффрис и Бено Гутенберг обосновали границу между мантией и ядром планеты.

В последующие годы сеть сейсмических станций расширялась, охватывая страны и континенты. Это позволило собрать достаточные данные для установления характера распространения сейсмических волн в земных недрах и разработки способов установления по ним места нахождения очагов землетрясений и определения их мощности.

В 1936 году датский учёный Инге Леманн по данным сейсмических станций Екатеринбург и Иркутск оборудованных сейсмографами Бориса Голицына – самых лучших на то время, установила существование у планеты твёрдого внутреннего ядра. Но только спустя пятьдесят лет американскими и французскими учёными было доказано, что твердое земное ядро состоит из железа и никеля, а его диаметр составляет около 2,4 тысячи километров. Уже к середине XX века, в первую очередь в работах австралийского сейсмолога Кита Эдварда Буллена накопленные сведения были обобщены, и он построил первую общепризнанную модель внутреннего строения планеты.

Изучение землетрясений принесло немало удивительных открытий о строении планеты, состоянии вещества на недоступных для человека глубинах. И главное – понять механизм возникновения самых опасных т.н. тектонических землетрясений и установить области их преимущественного возникновения.

Сейсмология быстро превратилась в практическую науку позволяя строить карты сейсмического риска и развивать методы сейсмостойкого строительства. В свою очередь её наработки быстро наши применение для поиска месторождений полезных ископаемых и установления строения верней части земной коры – сейсморазведке.