0:005:12 утра
В пять часов 12 минут весенним утром 1906 года Сан-Франциско ещё спал. Затем без всякого предупреждения земля заходила волнами. Около минуты трясло весь город. Рушились здания, лопались газопроводы, а пожары бушевали три дня.
0:16То, что произошло под Сан-Франциско в то утро, происходит по всей планете. Где-то на Земле примерно каждые пять минут земля трясётся так сильно, что это чувствуют люди. Большинство этих землетрясений небольшие. Лишь немногие меняют историю.
0:30В этой лекции мы начнём с самого начала — с четырёх вопросов. Отчего трясётся земля? Почему землетрясения происходят именно там, где происходят? Как мы их измеряем? И от чего зависит, сколько вреда они причиняют?
0:48Сцепление, затем рывок
Чтобы понять то утро, начнём с самой земли. Внешняя оболочка Земли — не единый твёрдый кусок. Она расколота на гигантские плиты, которые прилегают друг к другу, как треснувшая яичная скорлупа. Плиты всё время движутся, но медленно — всего на несколько сантиметров в год. Примерно с такой скоростью растут ваши ногти.
1:06Там, где сходятся две плиты, их края не скользят плавно. Они цепляются друг за друга и застревают, а сами плиты продолжают двигаться. Горная порода вдоль края медленно изгибается, как линейка, на один конец которой давят. Год за годом она накапливает энергию.
1:20В конце концов порода больше не выдерживает. Она ломается вдоль трещины, которая называется разломом, и две стороны рывком смещаются относительно друг друга. Вся накопленная энергия вырывается наружу в виде волн, бегущих сквозь землю. Это внезапное смещение и есть землетрясение.
1:35Именно это произошло в 1906 году. Разлом Сан-Андреас сместился на протяжении почти 300 миль — около 480 километров. Дороги и заборы, пересекавшие его, были разорваны. Местами две стороны сдвинулись на целых 20 футов — около 6 метров.
1:53Геолог по имени Гарри Филдинг Рейд сравнил геодезические съёмки местности, сделанные до и после землетрясения. Они показали, что земля десятилетиями медленно изгибалась, а потом рывком распрямилась, как отпущенная пружина. Он назвал это упругой отдачей. Именно так учёные до сих пор объясняют землетрясения.
2:13Где они происходят
Нанесите все землетрясения на карту, и сразу бросится в глаза закономерность. Они выстраиваются вдоль краёв плит. Самый активный край опоясывает Тихий океан — это Огненное кольцо, которому посвящена отдельная лекция. Плиты встречаются тремя способами, и каждый из них по-своему сотрясает землю.
2:29Там, где плиты расходятся, как в Исландии, кора растягивается и трескается, а блоки горных пород опускаются вниз. Такие землетрясения обычно неглубокие и довольно слабые.
2:40Там, где плиты со скрежетом скользят боком друг мимо друга, земля рывками ходит из стороны в сторону. Большинство таких разломов лежит под морем. Но на суше, как Сан-Андреас, они могут быть очень опасны, потому что проходят рядом с городами.
2:54Там, где плиты давят друг на друга, одна обычно уходит под другую — в так называемой зоне субдукции. Две плиты могут сцепиться на огромной площади. Именно там происходят землетрясения-гиганты. Все когда-либо измеренные землетрясения магнитудой 9 и выше произошли в зонах субдукции.
3:11Там, где давят друг на друга два континента, ни один из них не погружается. Вместо этого кора сминается и поднимается горами, как Гималаи. Вдоль этого пояса, от Пакистана до Китая, произошли одни из самых смертоносных землетрясений на суше.
3:25Некоторые землетрясения происходят далеко от любого края плиты. Зимой 1811 и 1812 годов серия мощных землетрясений потрясла центр Соединённых Штатов в районе Нью-Мадрида в штате Миссури. Они редки, но показывают, что края плит объясняют не всё.
3:44Как измерить сотрясение
Каждое землетрясение начинается в одной точке под землёй, где разлом разрывается сначала, — часто на глубине менее 20 километров. Затем разрыв стремительно распространяется вдоль разлома. Точка на поверхности прямо над местом, где всё началось, — это эпицентр, та самая точка на карте землетрясений. Волны расходятся во все стороны, как рябь по пруду.
4:04Приборы, которые называются сейсмометрами, записывают эти волны, и они всегда приходят в одном и том же порядке. Первыми приходят P-волны, которые сжимают и растягивают породу. Они самые быстрые и обычно несильные. Затем S-волны раскачивают породу вверх-вниз или из стороны в сторону. Последними приходят поверхностные волны, катящиеся по земле. Самые сильные толчки приносят S-волны и поверхностные волны.
4:27Чтобы сравнивать землетрясения, учёные присваивают каждому магнитуду — одно число, показывающее, сколько энергии оно высвободило. Каждая ступень вверх по шкале означает примерно в 32 раза больше энергии. Так что землетрясение магнитудой 7 не просто немного больше, чем магнитудой пять. Оно высвобождает примерно в 1000 раз больше энергии.
4:45Возможно, вы слышали о шкале Рихтера — первой шкале магнитуд, созданной в 1935 году. Сейчас учёные используют более новую шкалу — шкалу моментной магнитуды, — которая работает даже для самых сильных землетрясений.
4:59Магнитуда описывает землетрясение. Интенсивность описывает сотрясение: насколько сильно двигалась земля в конкретном месте. У одного землетрясения одна магнитуда, но много уровней сотрясения: сильнее всего у разлома и слабее по мере удаления.
5:15Интенсивность зависит не только от расстояния. Из двух одинаковых по силе землетрясений то, что произошло на меньшей глубине, сотрясает поверхность сильнее. Мягкий грунт, например рыхлый песок или насыпная земля, может сделать сотрясения гораздо сильнее. Именно это произошло в 1989 году в районе Марина в Сан-Франциско — об этом рассказывает наша лекция о землетрясении Мировой серии.
5:40Здания, а не землетрясения
У инженеров есть поговорка: людей убивают не землетрясения, а здания. В январе 2010 года землетрясение магнитудой 7 произошло совсем рядом со столицей Гаити, Порт-о-Пренсом. Многие здания были плохо построены из бетона и кирпича, со слишком малым количеством стали, и они обрушились. Погибли более 100 000 человек.
5:59Примерно через шесть недель гораздо более сильное землетрясение произошло в Чили. Его магнитуда составила 8,8, и оно высвободило примерно в 500 раз больше энергии. Толчки были сильными, но в Чили действовали строгие строительные нормы, выработанные на опыте многих смертоносных землетрясений, и большинство зданий устояло. Погибли около 500 человек.
6:19Помочь могут и системы предупреждения. Поскольку P-волны приходят первыми, датчики вблизи разлома могут уловить их и разослать оповещение до прихода сильных толчков. Такие системы есть и в Японии, и на Западном побережье США. Предупреждение может прийти всего за секунды, но этого достаточно, чтобы замедлить поезда, открыть ворота пожарных депо и дать людям укрыться. Совсем рядом с разломом предупреждения может не быть вовсе.
6:45Подготовьтесь заранее: прикрепите высокую и тяжёлую мебель к стене. Когда начнутся толчки, опуститесь на четвереньки. Прикройте голову и шею — под прочным столом, если он рядом. Держитесь, пока тряска не прекратится. Не выбегайте на улицу и не вставайте в дверной проём: в современном доме он не прочнее любого другого места.
7:05Сильные толчки могут принести и другие опасности: оползни на крутых склонах, пожары из-за повреждённых газопроводов, а у побережья — цунами. Если вы находитесь у побережья и толчки сильные или длятся дольше примерно 20 секунд, сразу уходите на возвышенность или вглубь суши. Не ждите официального предупреждения. Само землетрясение может оказаться вашим единственным предупреждением.
7:27После сильного землетрясения следуют афтершоки — более слабые толчки поблизости, которые могут продолжаться неделями и даже годами. Ещё никому не удавалось надёжно предсказать время, место и силу крупного землетрясения. Вместо этого учёные прогнозируют вероятность. Официальный прогноз Калифорнии называет сильное землетрясение где-либо в штате в течение 30 лет практически несомненным.
Итак, запомните три вещи. Первое: землетрясение — это внезапное смещение по разлому, высвобождающее напряжение, которое медленно накапливалось, пока двигались плиты. Второе: большинство землетрясений происходит там, где сходятся плиты, а самые сильные — там, где одна плита погружается под другую. И третье: магнитуда измеряет землетрясение, интенсивность — сотрясение, а здания решают, сколько вреда оно причинит.
8:16Земля под вами каждый год сдвигается на несколько сантиметров. Землетрясения — это моменты, когда она навёрстывает упущенное. В лекции «Землетрясения двести один» мы пойдём глубже: внутрь разлома, вниз сквозь ядро планеты и в науку о прогнозировании. Спасибо, что смотрели Earth Explained. Подпишитесь, чтобы не пропустить следующую лекцию, и наблюдайте за планетой в прямом эфире, круглосуточно, на EarthWatch 24-7.