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

Из-за разных физических свойств материала, из которого состоит земной шар, с глубиной изменяются скорости распространения сейсмических волн. Изучение особенностей прохождения сейсмических волн от землетрясений и взрывов позволило получить представление о внутреннем строении Земли.

Самый верхний слой земного шара получил название земной коры. Она подразделяется на два основных типа – материковый и океанический. Под земной корой находится мантия толщиной около трёх тысяч километров. С глубиной в земной коре и мантии температура повышается. Из мантии к дневной поверхности идёт тепловой поток, в несколько тысяч раз меньший, чем поступает от Солнца.

Земная кора вместе с верхней частью мантии образует простирающуюся до глубин в сто километров литосферу – твёрдую оболочку Земли. Она разбита разломами на крупные блоки – тектонические плиты. Ниже мантии находится сложенное из тяжёлых металлов, преимущественно железа, земное ядро радиусом 3470 километров. Здесь плотность вещества и температура значительно увеличиваются. В мантии температура не достаточна для полного расплавления её вещества и под материками она достигает 700 градусов по Цельсию.

Распад радиоактивных элементов и сохранившийся со времён образования планеты жар приводят к тому, что в её центре температура выше, чем на поверхности Солнца. На глубине 2700 километров между земным ядром и мантией она достигает 2200 градусов по Цельсию, а мощность теплового потока из земного ядра в нижние слои мантии оценивается в тринадцать тераватт.

В состоящей из силикатных расплавов мантии происходит перенос тепла из внутренних частей планеты к поверхности. Раскалённая магма поднимается из глубин, охлаждается, а затем снова погружается, замещаясь новым горячим веществом. Тепловая конвекция в мантии приводит к тому, что более холодный материал литосферы разрушается и сегментируется на огромные тектонические плиты.

Многое, что известно о строении земного шара получено при изучении записей землетрясений. Это особенно важно, поскольку представление об устройстве планеты и составляющего вещества даёт новое знание, которое может быть использовано для различных целей – от добычи полезных ископаемых до понимания происходящих климатических изменений или природы магнитного поля Земли от которого зависит существование на ней жизни.

В 2005 году сейсмологи из США и Канады пришли к выводу, что ядро Земли вращается быстрее, чем её мантия и кора – «твердый» шар внутри планеты делает лишний оборот вокруг своей оси примерно за тысячу лет.

В 2013 году учёные из Австралийского национального университета обнаружили, что ядро нашей планеты, часто рассинхронизируется с остальными частями Земли и начинает вращаться с большей или меньшей скоростью. Собственно движениями вещества в ядре объясняется наличие магнитного поля Земли.

В сейсмологии многое взаимосвязано. Так, исследуя места возникновения землетрясений, учёные выяснили внутреннее устройство Земли, а затем то, что её вещество находятся в постоянном движении. Изучение характера этих движений привело к пониманию физических механизмов обуславливающих трансформацию вещества внутри и на поверхности планеты. Были построены модели для объяснения характера протекающих в её недрах физико-химических процессов. В свою очередь это привело к пониманию причин сейсмической активности планеты.

Сейсмология изучает землетрясения и их связь с процессами, происходящими внутри Земли. Методы и данные сейсмологии используются для исследования её внутреннего строения, производства оценок сейсмической опасности в том или ином месте. Значительный вклад в сейсмологию внесли: Д. Митчелл, Р. Маллет, Дж. Милн и Х. Джефрис (Великобритания), Б.Б.Голицын (Россия), Э. Вихерт Германия), К. Буллен (Австралия), Ф. Омори, А. Имамура и К. Вадати (Япония), А. Мохоровичич (Югославия), Б. Гутенберг и Ч. Рихтер (США), Ю. Ризниченко (СССР) и многие другие.

Сообщения о землетрясениях напоминают сводки с передовой – разрушено, погибло, ранено и т. д. Так с кем идёт война? И кто этот безжалостный противник, с которым никаким образом нельзя договориться?

Земля сейсмически активна, но это её фундаментальное свойство, несмотря на всю очевидность землетрясений, за ней было признано далеко не сразу. Для понимания природы землетрясений сначала потребовалось осознать то, что Земля это шар и, следовательно, у неё есть внутреннее строение.

Сразу после открытия шарообразной формы Земли появились сомнения в том, что её недра однородны и сложены только из видимой на поверхности породы. На это указывала выброшенная при извержениях вулканов магма и астрономические наблюдения. Математика и астрономия помогли оценить общий вес планеты, но тайна её внутреннего строения оставалась неразгаданной до тех пор, пока не появилась сейсмология.

Благодаря сейсмическим исследованиям доказано, что в земных недрах происходит непрерывная трансформация огромных масс материи. Если на самой дневной поверхности она также связана с воздействием процессов, порождаемых поступающей на Землю энергией солнечного излучения, то глубинные трансформации и движения происходят благодаря энергии внутренних источников.

Оказалось, что Земля полна движений, от медленных вековых смещений огромных масс суши и морского дна – брандисейсмических, и быстрых, происходящих при землетрясениях – сейсмических. Они воздействуют на земную кору и вызывают непрерывные вертикальные и горизонтальные смещения отдельных её участков и блоков. Это явление получило называние тектонического процесса связанного с магматическим (вулканическим) процессом – проникновением через трещины в земной коре на дневную поверхность – глубинного расплавленного вещества магмы.