Михаил Георгиевич Савин,
доктор физико-математических наук
«Химия и жизнь» №11, 2005
- Неоправданный оптимизм
- Признаки и призраки
- Легенды и мнимая действительность
- Кризис геофизики: конец детерминизма
- Ищем выход...
- ...и видим проблески света!
- ТУСОВКА
Легенды и мнимая действительность
Рассуждения о прогнозе землетрясений естественно дополнить представлениями об их причине. Согласно многочисленным сказаниям и старинным легендам, землетрясения вызваны вмешательством сверхъестественных сил и ниспосланы людям как наказание за их прегрешения. Лишь добрую улыбку у сейсмологов могут вызвать наивные суждения древних: так, в Японии землетрясения объясняли движениями встревоженного сома, на спине которого держатся острова, североамериканские индейцы — переваливанием с ноги на ногу черепахи, несущей на себе Землю, в Азии это уже была лягушка, в Китае — бык и так далее. А становясь серьезными, кое-кто из ученых, например профессора инженерных дисциплин Стенфордского университета Джеймс Гир и Харет Шах, самоуверенно заявляют: «Сегодня у нас есть преимущество многолетних геологических исследований, в результате которых удалось получить исключительно ясную картину строения Земли и причин землетрясений».
«Сейчас мы уже понемногу начинаем раскрывать секреты глубоких землетрясений, — более осторожно пишет геофизик Клиф Фролих. — Сейсмологические наблюдения в сочетании с лабораторными экспериментами по поведению горных пород при высоких давлениях позволили высказать предположения о механизмах их возникновения».
Напомним, что при землетрясениях сейсмические волны проходят сквозь тело Земли и регистрируются сейсмографами во всей разветвленной сети обсерваторий. Еще 105 лет назад Р. Д. Олгейм, сотрудник геологической службы Индии, показал существование трех типов сейсмических волн: первичной, или продольной (Р), вторичной, или поперечной (S) глубинными волнами, а также большими волнами, распространяющимися вдоль поверхностного слоя Земли. Времена прихода на обсерватории Р- и S-волн, порождаемых землетрясениями, зависят от внутреннего строения земных недр и пробегаемого ими расстояния. Анализируя пути волн, сейсмологи и пытаются понять строение планеты. Строго говоря, методы сейсмологии не могут гарантировать правильный результат исследований строения глубоких недр. В этой связи датский геофизик Инге Леманн, открывшая в 1936 году внутреннее ядро Земли, сделала важную оговорку: «Существование внутреннего ядра Земли — это гипотеза, которая, по-видимому, имеет некоторую вероятность, хотя она и не может быть подтверждена имеющимися у нас данными».
Однако надо же от чего-то отталкиваться. Поэтому условимся считать, что внешняя оболочка Земли — твердая кора, или литосфера, толщиной до 60 км под материками и до 15 км под океанами. Именно в литосфере созревают большинство очагов катастрофических землетрясений. Из-за неравномерности вращения Земли и множества других факторов в литосфере накапливаются напряжения. Достигая некоторого критического значения, они приводят к разрыву сплошности горных пород и образованию системы трещин.
Напряженное состояние литосферы снимается, а многокилометровые толщи пород соскальзывают, вызывая мощную сейсмическую волну. Основная энергия такого «мелкофокусного» землетрясения переносится поверхностными волнами, они-то и вызывают разрушения. Почти все катастрофические землетрясения «мелкофокусные».
Толчки землетрясений другого типа, «глубокофокусных», случаются на глубинах до 650 км. Причину их возникновения принято объяснять с помощью модной гипотезы современной геофизики — тектоникой плит, которые плавают на поверхности горячего пластического вещества мантии Земли под действием сил тепловой конвекции. Скорость «пловцов» в Тихоокеанском поясе — 10 мм в год. Там, где плиты сталкиваются, одна из них испытывает субдукцию, то есть поддвиг под другую плиту с погружением обратно в мантию. Это явление хорошо видно на примере Японских островов. Как показал в 1935 году молодой сотрудник Японского метеорологического управления Кийо Вадати, глубины фокусов землетрясений наклонно увеличиваются от восточного берега Японии на запад, в сторону континента, образуя сейсмофокальные зоны, названные впоследствии зонами Вадати—Беньоффа. При глубоких землетрясениях разрушения на поверхности Земли — весьма редкое явление.
На взгляд автора, занимающегося геофизикой 40 лет, было бы ошибкой абсолютизировать правомерность тектоники плит, как и любой другой концепции глубинной геофизики, да и любого ее конкретного результата. От этого, впрочем, наша наука отнюдь не становится бессмысленной. Смысл и очарование ее — в поиске, процессе, движении, и на этом пути ученый познает не столько загадочные недра планеты, сколько себя, свою собственную загадочную душу.
