Где возможны землетрясения

Трагедия на Гаити потрясла и шокировала многих. Самое страшное — это внезапность землетрясения и неподготовленность к нему людей.

Действительно, ученые единодушно говорят, что время землетрясения нельзя предсказать с такой точностью, чтобы организовать эвакуацию. И тем не менее современные методы позволяют определить потенциально опасные места на Земле, где геологические породы подвергаются напряжению и создаются предпосылки для землетрясений. Таким местом, например, является Калифорния. Здесь проходит огромный трансформный разлом длиной 1300 километров, который как бы отсекает Калифорнийский полуостров от материка. Вдоль него лежит большая складка геологических пород, нарушенная разрывами и смещениями. Новая статья в сегодняшнем Science обращает внимание на довольно высокое напряжение, накопившееся в складках.

Чтобы понять, как работает принцип образования складок вдоль разрывов, вы можете надеть тонкие резиновые перчатки, крепко сжать ладони и двигать ими вдоль друг друга в противоположных направлениях. На перчатках образуются складки, не так ли? Если напряжение сильно, а перчатки не очень эластичны, в конце концов напряжение победит и перчатки порвутся. То же самое происходит с геологическими породами. Какое-то время они будут сжиматься, растягиваться и сминаться в складки. Но в один момент напряжение победит эластичность и потребует разгрузки — породы разорвутся и сместятся по разрыву, а мы назовем это землетрясением.

Ученые, исследуя внутренние структуры пород — разрывы и смещения, — определили, что землетрясения в этом регионе происходили намного чаще, чем считалось раньше. Мелкие землетрясения мы с вами не замечаем, они только фиксируются приборами, а на нашу с вами жизнь большого влияния не оказывают. Но в районе разрыва Сан-Андреас в данный момент аккумулировано напряжение, достаточное для сравнительно крупного землетрясения.

И мы с вами, глядя на тектоническую карту мира, легко можем определить места потенциальных землетрясений или, выражаясь научно, сейсмически опасных зон.

Дело в том, что земная кора не однородна. Она состоит из отдельных огромных блоков, именуемых плитами. Плиты находятся в постоянном движении, потому что они лежат на вязком и более плотном веществе мантии, в котором идут процессы перемешивания, а плиты «плавают» на поверхности мантии, как лед на поверхности воды.

Впервые теорию движения плит сформулировал немецкий ученый Альфред Вегенер.

Он не был даже геологом, он был метеорологом, этот потрясающий немецкий ученый-энтузиаст, который совершил три экспедиции в Гренландию, зимовал там с товарищами в голоде и холоде, при температурах ниже –45°C, ел экспедиционных лошадей и собак, чтобы выжить, обмораживал ноги и руки (что, впрочем, не было редкостью для исследователей Севера). И все для того, чтобы подтвердить свою теорию точными измерениями. Он хотел показать, что континенты смещаются относительно друг друга. В последней экспедиции Альфред Вегенер погиб на длинном переходе от одной станции к другой, ему едва исполнилось 50 лет. Но продолжателей у его теории оказалось достаточно, и сейчас движения континентов ни у кого сомнения не вызывают, теория стала классической, разломы земной коры закартированы, скорости движения плит измерены.

Мы не замечаем движения плит, т. к. по сравнению с человеческой жизнью движения эти чрезвычайно медленны, они исчисляются сантиметрами в год. Но мы вполне можем разобраться в основных процессах, используя карту.

На карте вы увидите 16 основных плит, из которых состоит земная кора сейчас (карта генерализована, и микроплиты включены в состав крупных плит для упрощения восприятия, поэтому вы их здесь не различите). Количество и конфигурация плит менялись в течение геологического времени, я об этом немного уже писала в предыдущих материалах здесь. Все плиты отделены друг от друга разломами. Они обозначены на карте широкими красными или тонкими красными и черными линиями. Цвета и толщина линий зависят от тех процессов, которые идут на границе плит. Широкие красные линии означают, что в этих местах плиты либо разъезжаются, либо наползают друг на друга. Первый процесс происходит, как правило, посередине океанов, и здесь образуется молодая океаническая кора. А если такие разрывы случаются между континентальными плитами (посмотрите внимательно на Красное море — видите красную линию?), то здесь формируется новый океан.

Во втором случае плиты, наоборот, наползают друг на друга — это, как правило, происходит на границе океанов и континентов. В этих случаях часто более тонкая и более пластичная океаническая кора как бы ныряет под толстую и жесткую континентальную кору и поглощается и переплавляется земными недрами (обозначено зубчиками вдоль линии разлома).

Зоны, где плиты разъезжаются, называются рифтовыми, а зоны, где плиты поглощаются, — субдукционными. Иногда вдоль субдукционных зон образуются вытянутые в протяженную дугу острова. Посмотрите на западную окраину Тихого океана — вот они: Японские, Курильские, Филиппинские. Кроме того, есть разломы трансформные (тонкие линии, с параллельными стрелками) — вдоль них плиты двигаются в горизонтальном направлении. Они могут двигаться в одну сторону, а могут и в противоположные.

Разломы образуются не только в океанах и на границах континентов и океанов, но иногда и внутри самих континентов. Смотрите: вот серия разломов протянулась через Европу и Азию от Альп до Гималаев. Все они обозначены тонкими линиями. Они могут двигаться в горизонтальном направлении (на карте — стрелки), например на Кавказе. Или сталкиваться друг с другом (на карте — зубчики) и вздыбливаться, как, например, Гималаи. В восточной части Африки вы увидите целую серию рифтовых разломов. Рифтовый разлом лежит и под озером Байкал. Именно поэтому это озеро столь глубоко — до 1672 метров. Каждый разлом означает в первую очередь нарушение и движение земной коры, и вдоль каждого разлома можно ожидать землетрясения. То есть сейсмически опасные зоны буквально опоясывают Землю. И доказательства тому уже задокументированы. Вот список наиболее крупных землетрясений, представленный в Википедии.

Все эти знания не позволяют предсказать землетрясения с точностью до года. Однако они требуют от правительств стран — сейсмоопасных зон быть настороже и проводить застройку с учетом мрачных прогнозов. Станут ли они это делать — вопрос, лежащий за пределами наук о Земле.