Що таке землетрус

Щороку на планеті спостерігається кілька сотень тисяч землетрусів. Цим терміном позначають сейсмічні вібрації земної поверхні.

Вимірювати їхню силу вчені почали з 1902 року, після розроблення шкали Меркаллі, що вказує в балах силу і напрямок поштовхів руху тектонічних плит.

Більшість таких явищ відбувається на дні океану і мають таку малу амплітуду, що залишаються практично непоміченими. Однак, підземні поштовхи великої амплітуди мають катастрофічні наслідки.

Наприклад, землетрус 1556 року в китайській провінції Шенсі забрав життя понад 830 000 осіб.

Місцем виникнення землетрусів є, як правило, райони молодих гір і межі тектонічних плит.

Землетрус, що це таке

Зовнішня оболонка земної поверхні отримала назву «літосфера», або як її ще називають «кора» (континентальна або океанічна).

Раптовий викид енергії в товщі земної кори призводить до виникнення сейсмічних хвиль на її поверхні. Це геологічне явище й отримало назву «землетрус».

Поки вчені зуміли проникнути вглиб земної кори лише на 12 км, при цьому для створення свердловини такої глибини знадобилося 20 років.

Але щоб зрозуміти справжню будову планети, необхідно здійснити подорож на 6 400 км вглиб Земної кулі.

Пильне вивчення поширення хвиль землетрусів допомогло вивести реалістичну теорію внутрішнього устрою нашої планети. Зміни швидкості і поведінки шарів різної щільності, що стикаються між собою, гравітація і магнітне поле відкрили завісу таємниці над структурою земної кулі.

Внутрішня будова планети

Сучасні дослідники уявляють внутрішню будову планети у вигляді яйця, що складається з чотирьох основних компонентів:

• земна кора;
• манітя;
• зовнішнє ядро;
• внутрішнє ядро.

Земна кора — зовнішня і найтвердіша оболонка, що вкриває планету, включає в себе гори, рівнини, океанське дно. Саме вона стала основою для зародження життя. Її товщина становить 5-70 км, це всього лише 1% маси планети і 5% її об’єму. Однак, саме вона виявилася найсприятливішою для виникнення життя.

Континентальна (материкова) частина займає 79% земної поверхні, решта 21% припадає на дно океанів. Складається вона з монолітних блоків (осадові породи, гранітний та базальтовий шари), що отримали назву «тектонічних плит». Для існування органічного життя за температурними умовами придатна лише її зовнішня оболонка, починаючи з глибини 20-30 км температура зростає в середньому на 3 ⁰С на кожні 100 км.

Друга, глибша, частина літосфери — перехідний шар, що перетворюється на верхній шар мантії, який має в’язку структуру. Складаючи всього 1 % від радіуса планети, це утворення забезпечує існування життя на планеті.

Саме тут, через тектонічну активність взаємодії величезних плит зароджуються виверження вулканів, починаються землетруси, утворюються нові гірські хребти.

Власне «мантія» — це найоб’ємніший шар планети, що займає 70% її маси і 80% об’єму.

Починаючись лише за 30 км від поверхні і йдучи вглиб на 2 900 км частково розплавлені силікатні та оксидні породи (температура мантії у верхніх її шарах близько 1 000 ⁰С, внизу — 4 000 ⁰С) забезпечують тепловий рух гарячих шарів із нижньої частини наверх. Така конвекція ініціює рух літосферних плит, що спричиняє землетруси та виверження вулканів.

Мантія є термоізолятором, що запобігає руйнуванню зовнішнього шару земної кори від впливу термічних процесів, які відбуваються в центральній частині планети — ядрі.

Ядро — тверда всередині і рідка зовні сфера радіусом 3 500 км становить 30% від маси планети.

Зовнішнє ядро починається на глибині 2 900 км і має товщину 2 200 км. Складається воно із заліза (79%), нікелю (5%), кремнію, сірки та кисню. Температура 4 400 ⁰С істотно підвищується в міру наближення до центру планети.

Електропровідна рідина і вихрові струми, що виникають у ній, генерують магнітне поле планети. Його середня напруженість всередині ядра в 50 разів сильніша, ніж на поверхні. Це поле захищає Землю від сонячного вітру, здатного випарувати всю воду з її поверхні і зробити атмосферу непридатною для життя.

Основа планети — внутрішнє ядро. Воно складається із заліза і нікелю, що перебувають у твердому стані через високий тиск (3.8 млн бар).

Чому відбуваються землетруси

Межі тектонічних плит літосфери мають безліч грубих заломів. У процесі руху мантією плити стикаються, ці заломи б’ються одна об одну, у місцях зіткнення виділяється енергія, і в момент зіткнення плит ця енергія вивільняється, виділяючись на поверхні у вигляді сейсмічних хвиль (землетрусів).

Такі природні явища називають тектонічними землетрусами. Окремо виділяють вулканічні (спричинені виверженнями вулканів), обвальні (відбуваються внаслідок обвалення закинутих шахт), техногенні (зумовлені діяльністю людини) землетруси.

Чи можна передбачити землетрус

Точної методики передбачення землетрусів на сьогодні не існує.

Виходячи з історії землетрусів, що відбувалися в минулому в окремому регіоні, сейсмологи можуть скласти вірогідний прогноз виникнення підземних поштовхів певної магнітуди.

Керуючись тривалими спостереженнями, вчені виділили деякі ознаки землетрусу, що насувається:

• зміна рівня води в колодязях;
• раптова поява запаху газу;
• приглушений гул;
• різка зміна поведінки тварин.

Так 1975 року в Китаї вчені помітили, що різко впав рівень ґрунтових вод, на вулицях з’явилася величезна кількість змій, які мали перебувати в зимовій сплячці. Жителі вчасно покинули свої будинки і серйозний землетрус обійшовся без жертв.

Як вимірюється сила землетрусу

Для кількісної характеристики сили землетрусу використовуються дві величини: «магнітуда» та «інтенсивність».

Інтенсивність характеризує зовнішній прояв підземних поштовхів і якісно оцінює завдані навколишній місцевості збитки. Чисельний еквівалент інтенсивності — бали, У світовій практиці прийнято по-різному оцінювати інтенсивність землетрусів:

• для Східної Європи прийнято 12-бальну шкалу Медведєва-Шпонхойєра-Карника (1 бал — коливання, зафіксовані приладом, але не відчутні людиною, 12 балів — незворотні зміни рельєфу місцевості);
• Західна Європа користується 12-бальною Європейською макросейсмічною шкалою;
• США використовують 12-бальну модифіковану шкалу Меркаллі;
• для Японії характерна 7-бальна шкала Японського метеорологічного агентства.
• в Україні використовується 12-бальна шкала за ДСТУ Б В.1.1-28:2010

Магнітуда — відстежена за приладами (сейсмографами) умовна величина, що характеризує узагальнений імпульс енергії коливань у процесі землетрусу. У 1935 році американський сейсмолог Ч. Ф. Ріхтер запропонував спеціальну шкалу, яку розраховували за спеціальною математичною формулою, що оцінює енергію сейсмічних хвиль, на підставі сейсмограми, що складалася з 9 одиниць. Відповідно до цієї шкали зростання магнітуди на одиницю показує зростання енергії, що виділяється, у 100 разів (поштовх із магнітудою 6 вивільняє в 100 разів більше енергії, ніж за магнітуди 5).

Магнітуда землетрусу та обсяг руйнувань, спричинений виділенням такої енергії на поверхні, можуть здатися взаємопов’язаними, але це не завжди відповідає дійсності: землетрус великої магнітуди, з джерелом залягання на великій глибині може виявитися непомітним на поверхні, але не глибокий поштовх із тією самою магнітудою може призвести до катастрофи на поверхні.

Де виникає найбільше землетрусів

Ось короткий список найбільш активних у сейсмічному плані зон на планеті:

• Тихоокеанське вогняне кільце — Японія, Індонезія, Філіппіни, західні узбережжя обох Американських континентів;
• Гімалайський регіон — Непал, Індія, Бутан, частково Китай і Пакистан;
• Гірський пояс — Південна Європа (Італія, Греція, Туреччина) і Азія (Іран);
• Східно Африканський розлом — Ефіопія, Кенія, Танзанія та Уганда;
• Серединно-Атлантичний хребет — підводний гірський хребет, розташований на дні Атлантичного океану;
• Зона Анатолійського розлому — практично вся територія Туреччини;
• Розлом Сан-Андреас — Каліфорнія (США);
• Японська впадина — східне узбережжя Японії;
• Впадина Тонга — Південна частина Тихого океану;
• Яванський жолоб — південь Індонезії.

Читайте також

10 найсмертоносніших стихійних лих в історії

Дослідження показують, що на масштаб катастроф впливає не тільки географічне розташування країни, а й ландшафт і кількість населення в регіоні, що може істотно підвищити збитки, завдані стихією.

Чи загрожують землетруси Україні

У районі з’єднання Південних і Східних Карпат розташована сейсмоактивна зона, що отримала назву «Зона Вранча», за назвою однойменного румунського округу, розташованого неподалік.

Територія України частково захоплює цю зону, розташовуючись на північній околиці поясу, що спричинив нещодавні (06 лютого 2023 року) землетруси магнітудою близько 8 балів у Туреччині та Сирії.

За словами заступника директора Інституту геофізики НАН України Олександра Кендзьори, раз на 10 000 років на ослаблених ґрунтах Києва може статися землетрус магнітудою в 7 балів, а на південному заході Одеської області — 8 балів. При цьому передбачити за сейсмічними картами можна лише ймовірність явища і його величину — день і час передбачити неможливо. За весь час існування сейсмології жодного вдалого прогнозу «наперед» здійснити не вдалося.