Причини землетрусів і сутність

Основною причиною землетрусу є швидке зміщення ділянки земної кори як цілого в момент пластичної (тендітної) деформації пружно напружених порід у вогнищі землетрусу. Більшість осередків землетрусів виникає поблизу поверхні Землі. Саме зміщення відбувається під дією пружних сил в ході процесу розрядки - зменшення пружних деформацій в обсязі всієї ділянки плити і зміщення до стану рівноваги. Землетрус представляє собою швидкий (в геологічних масштабах) перехід потенційної енергії, накопиченої в пружно-деформованих (стисливих, що зсуваються або розтягуваних) гірських породах земних надр, в енергію коливань цих порід (сейсмічні хвилі), в енергію зміни структури порід у вогнищі землетрусу. Цей перехід відбувається в момент перевищення межі міцності порід у вогнищі землетрусу.

Межа міцності порід земної кори перевищується в результаті зростання суми сил, що діють на неї.

Ці ж сили призводять і до зростання потенційної енергії пружної деформації порід у результаті зсуву плит під їх дією. Щільність потенційної енергії пружних деформацій під дією перерахованих сил наростає практично у всьому обсязі плити (по-різному в різних точках). У момент землетрусу потенційна енергія пружної деформації у вогнищі землетрусу швидко (майже миттєво) знижується до мінімальної залишкової (мало не до нуля). Тоді як в околицях вогнища за рахунок зсуву під час землетрусу плити як цілого пружні деформації трохи збільшуються. Тому і трапляються часто в околицях головного повторні землетруси - афтершоки. Точно так само малі «попередні» землетрусу - форшокі - можуть спровокувати найбільше в околицях початкового малого землетрусу. Великий землетрус (з великим зрушенням плити) може викликати наступні індуковані землетрусу навіть на віддалених краях плити.

З перерахованих сил перші дві набагато більше 3-ей і 4-й, але швидкість їх зміни набагато менше, ніж швидкість зміни приливних і атмосферних сил. Тому точний час приходу землетрусу (рік, день, хвилина) визначається зміною атмосферного тиску і приливними силами. Тоді як набагато більші, але повільно мінливі сили в'язкого тертя і Архімедова сили задають час приходу землетрусу (з осередком в даній точці) з точністю до століть і тисячоліть. ^[1]

Глибокофокусні землетрусу, осередки яких розташовуються на глибинах до 700 км від поверхні, відбуваються на конвергентних межах літосферних плит і пов'язані з субдукцією.

Землетрус - будь-яке раптове струс поверхні землі, що викликається проходженням сейсмічних хвиль через кору Землі. Землетруси можуть викликатися природними явищами - руйнуванням геологічних розломів, вулканічною діяльністю, зсувами, або подіями, викликаними людьми - вибухами родовищ і ядерними експериментами. Землетруси реєструються за допомогою сейсмометра, також відомого як сейсмограф - з силою 3 або менше є головним чином незначними, з силою 7 - викликають серйозні руйнування на великих територіях. Небагато природні явища здатні заподіювати руйнування такого масштабу, як землетруси. Протягом століть вони були причиною загибелі мільйонів людей і незліченних руйнувань (див. таблицю про найбільші землетруси в історії). Хоча з найдавніших часів землетрусу викликали жах і забобонний страх, до виникнення на початку ХХ сторіччя науки сейсмології мало що було зрозуміле про них. Сейсмологія, що містить в собі наукове дослідження всіх аспектів землетрусів, дала можливість відповісти на давно виникли питання про те, в результаті яких причин і як саме відбуваються землетруси.

Сейсмічні хвилі виникають, коли деяка форма енергії, що зберігається в земній корі, несподівано звільняється, зазвичай - коли маси порід, які створюють один в одному напруга, раптом ламаються і починають «ковзати». Велика частина природно відбуваються землетрусів пов'язана з тектонічної природою Землі. Такі землетруси називають тектонічними землетрусами.

Літосфера Землі - мозаїка плит, які повільно, але постійно рухаються. Це рух викликаний виходом тепла з мантії і ядра Землі. Межі плит стикаються при русі плит один щодо одного, створюючи фрикційне напругу. Коли фрикційне напруга перевищує критичне значення, відбувається раптове руйнування. Кордон тектонічних пластин, уздовж яких відбувається руйнування, називають площиною розлому. Коли руйнування в площині розлому викликають сильне зміщення земної кори, енергія виділяється як комбінація енергії випромінюють сейсмічних хвиль, фрикційного нагрівання поверхні розлому і ломки порід, таким чином викликаючи землетрус.

Вважається, що тільки 10 відсотків або менше повної енергії землетрусу випромінюється як сейсмічна енергія. Велика частина енергії землетрусу використовується на збільшення розлому або перетворюється в тепло вироблене тертям. Тому землетрусу знижують доступну пружну потенційну енергію Землі і піднімають її температуру, хоча ці зміни незначні в порівнянні з проводять і конвективним потоком тепла з глибокої внутрішньої частини Землі.

Більшість тектонічних землетрусів зароджуються на глибині не більше десятків кілометрів. У зонах субдукції (де одна тектонічна плита підсувається під іншу), де старша і холодна океанська кора спускається нижче іншої тектонічної плити, землетруси можуть відбуватися на значно більших глибинах (до семисот кілометрів). Ці сейсмічно активні області субдукції відомі як зони Wadati-Benioff. Це - землетруси, які відбуваються на глибині, на якій підсунути літосфера більше не повинна бути ламкою з-за високої температури і тиску. Можливий механізм утворення землетрусів з глибоким центром - освіта розривів, викликане олівіном, що піддаються фазового переходу в структуру шпінелі.

Землетруси також часто відбуваються у вулканічних областях і викликаються там одночасно і тектонічними розломами, і рухом магми в вулканах. Такі землетруси можуть бути раннім попередженням про вулканічних виверженнях.

Іноді серія землетрусів відбувається в свого роду штормі землетрусу, в якому землетрусу викликаються струсом або перерозподілом напруги від попередніх землетрусів. Подібні поштовхів після основного землетрусу, але відбуваються на сусідніх сегментах розлому, ці шторми відбуваються протягом наступних років, і деякі з більш пізніх землетрусів такі ж руйнівні, як і ранні. Подібне спостерігалося в послідовності дюжини землетрусів, які сталися в Північно-Анатолійське розломі Туреччини в ХХ столітті, півдюжини великих землетрусів в Новому Мадриді в 1811-1812.

Землетруси найчастіше відбуваються вздовж геологічних розломів - вузьких зон, де великі маси порід земної кори переміщуються один відносно одного. Лінії основних розломів Землі розташовані по краях величезних тектонічних плит, які складають земну кору, найбільші землетрусу на Землі відбуваються в основному в поясах, що збігаються з межами тектонічних плит. Це було очевидним ще з часу складання перших каталогів землетрусів і стало ще більш помітно на сучасних сейсмічних картах, які показують епіцентри землетрусів, точно встановлені за допомогою приладів. Найбільш важливим поясом сейсмічної активності є Тихоокеанський пояс, який зачіпає багато густонаселені прибережні регіони навколо Тихого океану, такі як Нова Зеландія, Нова Гвінея, Японія, Алеутські острови, Аляска і західне узбережжя Північної та Південної Америки. Вважається, що 80 відсотків енергії, звільненої при землетрусах, припадає на ті, чиї епіцентри знаходяться в цьому поясі. Сейсмічна активність не є однаковою на всьому протязі пояса, і в багатьох його точках існують відгалуження. Оскільки в багатьох місцях Тихоокеанський пояс пов'язаний з активною вулканічною діяльністю, його часто називають «Тихоокеанським вогненним кільцем".

Другий пояс, відомий як Альпійський (Середземноморський), проходить через Середземноморський регіон в східному напрямку через Азію і з'єднується з Tихоокеанского поясом у Східній Індії. Енергія, звільнена при землетрусах в цьому поясі, становить приблизно 15 відсотків від загальносвітової кількості. Там також є пояса сейсмічної активності, що діють головним чином уздовж океанських гірських хребтів Північного Льодовитого, Атлантичного океанів, на заході Індійського океану й уздовж Східно-Африканської зони розломів. Місце початкового руйнування при землетрусі називається його центром або епіцентром. Термін «епіцентр» означає місце на рівні землі безпосередньо над центром землетрусу.

На поверхні Землі землетрусу проявляються струсом і іноді зсувом землі. Коли епіцентр великого землетрусу розташований на якійсь відстані від берега, у відкритому морі, морське дно іноді зміщується так, що з'являються цунамі. Струс при землетрусах може також викликати зсуви і іноді вулканічну діяльність.

Так у Китаї сталося найбільш руйнівний землетрус 20 століття. 28 липня 1976 землетрус з вогнищем під містом Таншань забрав життя більше 650 тис. чоловік. Величезні тріщини поглинали цілі будинки, потяги, перерізали дороги. Також часто від цього стихійного лиха терпіли і жителі США. Але число жертв тут не так велике. Пов'язано це з низькою щільністю заселення. Найсильніший землетрус в історії США пройшло для багатьох непоміченим.

Часті гості землетрусу в Росії. За останні 16 років на її теренах відбулося не менше 15 сильні землетруси, які забрали людські життя. Сейсмічні карти показують, що близько 50% площі країни знаходиться в сейсмонебезпечній зоні. Серед останніх землетрусів в Росії: Шікотанское (1994), Кроноцкого (1997), Алтайське (2004), Калінінградський (2004). Землетрус 2007 року на південно-західному узбережжі Сахаліну спровокував цунамі, хвилі якого, на щастя були невисокими.

Додати в блог або на сайт