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

Никто не знает точно, сколько землетрясений на самом деле происходит на Земле. Землетрясения с магнитудой около пяти и выше, где бы они ни происходили, регистрируются сейсмическими станциями. Более слабые землетрясения не останутся незамеченными в Британии, Европе, США или на Японских островах благодаря имеющимся здесь высокочувствительным сейсмическим станциям. Но сколько землетрясений происходит в Африке или Афганистане, на дне морей и океанов, на огромных просторах России или в новых государствах Центральной Азии? Это неизвестно и сегодня.

Современная наука располагает приборами для изучения подземных ударов. Они были созданы не за один год, и даже не за одно столетие и непрерывно совершенствовались. Появление в конце XX века цифровых и сетевых технологий позволило открыть новую страницу в науке о землетрясениях.

Окружающий нас мир полон всевозможных колебаний вызываемых различными причинами – от землетрясений до деятельности человека. В своей структуре они несут информацию о своём источнике и среде, через которую распространяются.

Благодаря расшифровке сейсмических записей определяется характер тектонических движений в очагах землетрясений. В свою очередь установление причин этих движений позволяет оценить уровень сейсмической опасности. Если же задаться целью поиска месторождений полезных ископаемых, то сейсмические волны лучший инструмент для этого.

Изучение землетрясений стало возможным благодаря изобретению приборов для регистрации сейсмических колебаний. Первый известный такой прибор – сейсмоскоп был изобретен в 132 году китайским астрономом Чжан Хэном. Он представлял собой бронзовый сосуд диаметром около двух метров, на внешних стенках которого располагались восемь голов дракона. В их подвижных челюстях крепились металлические шарики, а внутри сосуда находился маятник с тягами, каждая из которых прикреплялась к челюстям дракона.

При возникновении колебаний маятник приходил в движение и тяга, соединённая с обращенной в сторону, откуда пришли сейсмические волны головой дракона открывала его пасть. Шар из неё выпадал в рот одной из восьми жаб, восседавших у основания сосуда.

Прибор Чжан Хэна не записывал сейсмические колебания, а позволял лишь обнаруживать факт землетрясения и определять примерное направление на него. Поэтому он называется сейсмоскоп, в отличие от сейсмографа – системы позволяющей записывать колебания. Она включает сейсмометр – прибор преобразующий колебания в тот или иной вид и устройство для их записи или запоминания на цифровых носителях.

Благодаря сейсмоскопу Чжан Хэна в столице Китая того времени – Луяне, о разрушительном землетрясении 134 года в уезде Лунси располагавшемся в шестистах километрах к северу от столицы узнали на два-три дня раньше прибытия оттуда гонцов. С этих пор в течение последующих почти четырёх столетий у прибора находился специальный смотритель. Иными словами, в Китае была создана первая в мире постоянно действующая сейсмическая служба.

В Европе приборы для регистрации землетрясений появляются лишь в начале XVIII века. В 1703 году во Франции Отфёй изобретает свой сейсмоскоп. Он представлял собой наполненный ртутью сосуд с восемью радиально расположенными отверстиями. Сейсмический толчок выплескивал из одного из отверстий ртуть, и по её количеству можно было оценить силу колебаний. Схожее устройство в 1787 году в Италии построил Атанасио Ковалли.

Во второй половине XIX века в Европе и США изобретаются первые приборы для записи сейсмических колебаний в виде временной диаграммы. Их главной частью был вертикальный или горизонтальный маятник. Поскольку из-за инерции тело маятника стремится сохранить состояние покоя то, прикрепив к маятнику иглу или перо, можно было записать траекторию его движений относительно закреплённого на грунте основания.

Для большей чувствительности и с целью записи именно сейсмических, а не их собственных колебаний маятники первых сейсмографов делались очень тяжелыми – в сотни килограммов. Так, на сейсмической станции в Геттингене использовался вертикальный сейсмограф Вихерта с маятником весом более одной тонны. Он позволял увеличивать, т.е. во сколько раз мог усиливать сейсмические колебания, в две тысячи раз. Отметим, современные приборы обладают увеличением в миллионы и способны записывать очень слабые колебания почвы.

Интерьер сейсмической станции времён становления инструментальных исследований землетрясений в Японии и бесценная реликвия – горизонтальный маятник «Ewing-Gray-Milne» в экспозиции Национального музея природы и науки в Токио, 2012 год. Отсюда видно, что персонал станции работал там же где стоял сейсмограф, что делало невозможным добиться его высокой чувствительности.

В конце XIX века в Страсбурге механик Бош приступил к постройке сейсмографов, идея которых была предложена японским сейсмологом Фусакити Омори. Созданные Бошем приборы устанавливались почти на всех сейсмических станциях Европы. На другой стороне Ла-Манша – в Англии, на станциях устанавливались приборы системы Мильна (Ewing-Gray-Milne seismograph).

В 1876 году британский учёный Милн был приглашен правительством Японии иностранным советником и профессором горного дела и геологии в Императорский инженерный колледж. Работавшие в Японии британские учёные Джеймс Юинг (Sir James Alfred Ewing), Томас Грей (Thomas Gray) и Джон Милн начали заниматься исследованиями землетрясений после сейсмической активизации в районе Йокогамы в 1980 году.

Этим учёным принадлежит заслуга в основании Сейсмологического общества Японии (SSJ), которое профинансировало разработку сейсмографов для обнаружения и измерения силы землетрясений. Итогом их работы стало изобретение горизонтального маятника (1880), которым было записано землетрясение Ноби в 1891 году.