Александр Гангнус - Тайна земных катастроф

"Кора во многих местах Земли, — писал Рид в своей знаменитой, сейчас ставшей хрестоматийной статье, — медленно перемещается, и разности перемещений в соседних областях создают упругие деформации, большие, чем порода может выдержать, затем возникает разрыв, и деформированные породы испытывают отдачу под действием их собственных упругих напряжений, пока эта деформация в значительной мере не будет снята... Эти деформации не возникают внезапно, но постепенно накапливаются благодаря медленному перемещению соседних областей".

До Рида (впрочем, этот взгляд и сейчас встречается среди сейсмологов) ученые представляли себе очаг землетрясения, источник сейсмических волн, в виде точки. По Риду, очаг — это прежде всего плоскость, более или менее, в зависимости от масштаба землетрясения, обширная площадка, по которой скользят друг относительно друга соседствующие блоки коры. Основные положения модели Рида не оспариваются по сей день. Поправки же и дополнения к ней основаны на все растущем осознании того факта, что геологическая среда, геологическое пространство-время во многом отличаются от условий лабораторных разрушений (Рид прямо применил к землетрясениям основы теории упругости, разработанной для совершенно других масштабов и материалов.)

Если взять кусок парафина и сжимать его в тисках, то можно заметить, что, сжимаясь в направлении действия сдавливаемых челюстей тисков, образец как бы расширяется в перпендикулярном направлении. Так, решил Рид, все идет и в сжимаемом кубе горных пород: всегда есть ось наибольшего сжатия и перпендикулярная ей ось наименьшего сжатия (или, проще, растяжения). Плоскость же разрыва пойдет по диагонали куба (под 45 градусов к осям напряжения) — либо по одной, либо по другой, либо по обеим ( В том случае, если помимо одноосного сжатия в тисках образец находится в состоянии достаточно высокого всестороннего давления, как это всегда бывает в недрах Земли. Без этого условия трещина может пойти иным образом ). Расположение в пространстве этих осей и плоскостей, если их установить, и есть механизм землетрясения.

Можно мысленно окружить очаг землетрясения шаровой поверхностью, сферой. Энергия из очага пойдет во все стороны неравномерно. Самый большой импульс движения от очага пойдет в двух противоположных направлениях вдоль оси растяжения. ( В недрах Земли, в условиях всестороннего сжатия, строго говоря, не может быть оси растяжения, а может быть только ось наименьшего сжатия. Но для простоты о ней часто говорят как об оси растяжения ) Самый большой импульс смещения к очагу — вдоль оси сжатия. Если нанести на сферу все положительные вступления первой волны в виде плюсов и все отрицательные в виде минусов, то ось сжатия окажется в центре области минусов, ось растяжения — в центре области плюсов, а границы между ними совпадут с пересечением сферой двух возможных плоскостей разрыва.

Примерно так представил себе сдвиговую модель очага землетрясения японский ученый Накано в 1923 году. Примерно таким видят сейчас практически механизм землетрясений сейсмологи.

Только невозможно, да и нет нужды окружать очаг сферой из сейсмоприемников. Зная законы преломления волн, можно такую сферу построить на чертеже. Сейсмический луч от очага до каждой станции проткнет эту сферу в той или иной точке. На чертеже сфера изображается плоскостью — кружком, на который проектируют и очаг землетрясения, вернее, ту точку очага, откуда начинается и откуда приходит самая первая волна-сигнал (центр кружка), и станции — точки с положительными и отрицательными вступлениями. Нужно только, чтобы станций было больше да и расположены они были на разных расстояниях от эпицентра землетрясения, более или менее равномерно вокруг него. Значит, нужно либо равномерно размещать сеть станций вокруг сейсмичных районов (так устроена наша гармская сеть станций), либо хорошо наладить международную сеть, международное сотрудничество, обмен сейсмологической информацией. И то и другое в наше время более или менее сделано.

Землетрясение — это горообразование в действии, это воплощенное время сейсмотектонического процесса, это пульсация секундной стрелки на часах тысячелетий. А если это так, то установленный механизм землетрясения, а точнее, механизмы тысяч землетрясений, рассмотренные в комплексе, во времени и пространстве, — это построчная расшифровка истинного смысла и содержания до сих пор таинственного и спорного явления, имя которому — геологический процесс. При обращении к каталогам механизмов землетрясений для разных районов мира охватывает острое чувство присутствия при обычно скрытом своей медлительностью процессе, чувство близости открытия. Чувство это, может быть, преувеличено. Механизмы раскрывают не все и кое в чем, как видит читатель, двусмысленно.

И все же трудно представить себе картину мира, из которой кто-то вычеркнул бы то, что дала науке расшифровка механизмов, то есть движущих сил, землетрясений. Поэтому имена тех, кто разрабатывал методику этих расшифровок, навсегда останутся в истории науки. Это японцы Накано и Хонда, американцы Байерли и Ходжсон, наши Кейлис-Борок и Введенская. Нельзя не поклониться этим людям за минуты острого чувства озарения, которое охватывает, когда из кажущегося сумбура цифр начинает вырисовываться картина, которую так и хочется назвать истиной. Но не нужно слишком поспешно следовать этому желанию...

В самом общем виде работа ученого состоит в переводе на язык науки с предметного языка природы некоей новеллы, именуемой либо как "явление", либо как "закономерность". Перевод этот не совсем точен, грубоват (с точки зрения абсолютной истины). Он в каком-то смысле является популяризацией природы в разных ее проявлениях. Популяризацией не для всех, а для узкого круга "своих", владеющих тем же языком. Популяризатор науки работает на следующем уровне, переводит с языка науки на язык обычный, литературный, но законы этой работы те же или очень близкие. И ошибки в этих родах деятельности похожие. Это ошибки перевода. Неадекватности, неуклюжести. Но есть и другое. И ученый в своих усилиях познать и объяснить себе и коллеге природу "один к одному", и популяризатор в своих вторичных усилиях познать и объяснить читателю то, что делается в науке, сталкиваются с эффектами неопределенности и дополнительности. О том, как это ограничивает возможности науки, я уже рассказывал. Популяризатор находится в еще худших условиях. Для него эти эффекты существуют "в квадрате". Чем ближе к оригиналу его изложение, тем суровее действие эффекта дополнительности: популяризация перестает быть популяризацией и становится наукой. На этом основании некоторые мои знакомые ученые считают, что популяризация вообще не нужна (если она точна, это не популяризация, если она неточна, она "лжет"). Но, несмотря на очевидность "неполной, адекватности" популярного изложения, оно не просто допустимо, оно и необходимо. Без литературного освоения достижения науки не смогут проникнуть в мировоззрение не только человечества в целом, но и даже в мировоззрение самих исследователей. Подбодряющим примером здесь мне служит позиция основателей новой физики, сложнейшей из наук: "Реальные эксперименты невозможно было бы описать, не применяя при этом разговорного языка и понятий наивного реализма" (Нильс Бор).