1
00:00:04,050 --> 00:00:09,770
В июне 1929 года сильное землетрясение
потрясло Южный остров Новой Зеландии.

2
00:00:09,810 --> 00:00:11,190
В Копенгагене

3
00:00:11,230 --> 00:00:15,750
сейсмолог по имени Инге Леман изучала
записи, которые оно оставило на станциях по

4
00:00:15,790 --> 00:00:16,790
всему миру.

5
00:00:16,830 --> 00:00:20,510
Слабые волны достигли станций
в России — в зоне, куда,

6
00:00:20,550 --> 00:00:24,650
согласно всем теориям того времени,
ядро Земли не должно было их пропустить.

7
00:00:24,690 --> 00:00:26,770
Она годами билась над этой загадкой.

8
00:00:26,810 --> 00:00:29,310
В 1936 году она опубликовала свой ответ.

9
00:00:29,350 --> 00:00:33,390
Глубоко внутри жидкого ядра должно
быть второе, внутреннее ядро, в

10
00:00:33,430 --> 00:00:35,510
котором волны распространяются быстрее.

11
00:00:35,550 --> 00:00:39,290
Именно это внутреннее ядро
отклонило те волны в запретную зону.

12
00:00:39,330 --> 00:00:41,090
Никто никогда там не был.

13
00:00:41,130 --> 00:00:45,850
Его показало ей землетрясение, и к концу
этой лекции вы увидите, как именно.

14
00:00:45,890 --> 00:00:49,510
В этой лекции мы проследим за
землетрясением от начала до конца.

15
00:00:49,550 --> 00:00:51,725
Мы увидим, как разлом
накапливает напряжение и

16
00:00:51,765 --> 00:00:54,230
разрывается и как учёные
читают волны землетрясения.

17
00:00:54,270 --> 00:00:57,010
Затем мы увидим, как одно
землетрясение ведёт к

18
00:00:57,050 --> 00:01:00,890
следующему и что волны
раскрывают в глубинах планеты.

19
00:01:02,980 --> 00:01:05,140
Внешняя оболочка Земли расколота на плиты,

20
00:01:05,180 --> 00:01:07,660
которые дрейфуют на
несколько сантиметров в год.

21
00:01:07,700 --> 00:01:10,580
Там, где сходятся две плиты,
граница между ними — это

22
00:01:10,620 --> 00:01:13,560
разлом, и большую часть времени
две стороны сцеплены друг

23
00:01:13,600 --> 00:01:16,180
с другом, хотя плиты продолжают двигаться.

24
00:01:16,360 --> 00:01:18,726
Порода вблизи сцепленного разлома медленно

25
00:01:18,766 --> 00:01:21,260
изгибается, как трамплин
под растущим весом.

26
00:01:21,300 --> 00:01:22,760
В

27
00:01:22,800 --> 00:01:25,600
1910 году геолог по
имени Гарри Филдинг Рейд

28
00:01:25,640 --> 00:01:28,060
показал это по геодезическим
съёмкам местности, сделанным

29
00:01:28,100 --> 00:01:32,060
до и после великого землетрясения
1906 года в Сан-Франциско.

30
00:01:32,100 --> 00:01:34,558
Он назвал это упругой отдачей: десятилетия

31
00:01:34,598 --> 00:01:37,660
медленного изгибания, а
затем внезапный рывок назад.

32
00:01:37,700 --> 00:01:39,880
Это и есть сейсмический цикл.

33
00:01:39,920 --> 00:01:42,313
Разлом накапливает напряжение
десятилетиями или столетиями,

34
00:01:42,353 --> 00:01:44,220
разрывается за секунды
или минуты, затем снова

35
00:01:44,260 --> 00:01:47,040
сцепляется и начинает
накапливать напряжение заново.

36
00:01:47,080 --> 00:01:50,800
Каждое сильное землетрясение
— это один оборот этого цикла.

37
00:01:51,120 --> 00:01:53,320
Учёные могут наблюдать, как
идёт накопление напряжения.

38
00:01:53,360 --> 00:01:55,895
Закреплённые в грунте
GPS-приёмники отслеживают

39
00:01:55,935 --> 00:01:58,160
собственное положение с точностью до доли

40
00:01:58,200 --> 00:02:00,820
дюйма — нескольких миллиметров.

41
00:02:00,860 --> 00:02:04,540
Вдали от сцепленного разлома станции
движутся вместе со своими плитами,

42
00:02:04,580 --> 00:02:07,040
но станции рядом с ним отстают.

43
00:02:07,080 --> 00:02:09,040
Грунт изгибается.

44
00:02:09,280 --> 00:02:12,260
То, насколько крепко застрял
разлом, называют его сцеплением.

45
00:02:12,300 --> 00:02:16,880
Полностью сцепленный разлом год за годом
накапливает почти всё движение плит.

46
00:02:16,920 --> 00:02:19,220
У северо-восточного побережья Японии

47
00:02:19,260 --> 00:02:24,160
великое землетрясение марта 2011 года
показало, что плиты там были сцеплены вплоть

48
00:02:24,200 --> 00:02:28,360
до самого жёлоба, где Тихоокеанская
плита погружается под Японию.

49
00:02:28,400 --> 00:02:31,676
Когда эта граница не выдержала,
морское дно сместилось,

50
00:02:31,716 --> 00:02:33,940
местами примерно на 50 метров — более

51
00:02:33,980 --> 00:02:36,500
чем на 150 футов.

52
00:02:36,700 --> 00:02:39,840
Не каждый разлом остаётся совершенно
неподвижным, пока накапливает напряжение.

53
00:02:39,880 --> 00:02:42,580
Под штатом Вашингтон и
Британской Колумбией глубокая часть

54
00:02:42,620 --> 00:02:47,240
границы плит примерно раз в 14 месяцев
проскальзывает на дюйм или около того —

55
00:02:47,280 --> 00:02:50,720
на несколько сантиметров
— в течение пары недель.

56
00:02:50,760 --> 00:02:52,480
Никто этого не чувствует.

57
00:02:52,520 --> 00:02:57,160
С помощью GPS эти события медленного
скольжения обнаружили около 2000 года.

58
00:02:57,200 --> 00:02:59,120
Учёные внимательно следят за ними,

59
00:02:59,160 --> 00:03:03,300
потому что каждое из них добавляет
нагрузку на сцепленную часть разлома выше.

60
00:03:03,500 --> 00:03:05,860
Цикл оставляет свою летопись в грунте.

61
00:03:05,900 --> 00:03:11,100
Геологи роют траншеи поперёк разломов
и читают слои грунта, как страницы

62
00:03:11,140 --> 00:03:11,800
книги.

63
00:03:11,840 --> 00:03:15,480
Там, где слой разорван и смещён,
его разорвало землетрясение.

64
00:03:15,520 --> 00:03:18,160
Датирование этих слоёв
показывает, как часто

65
00:03:18,200 --> 00:03:20,740
разлом разрывался на протяжении тысяч лет.

66
00:03:22,700 --> 00:03:25,460
Землетрясение не разрывает
весь разлом сразу.

67
00:03:25,500 --> 00:03:27,913
Оно начинается в одной точке — гипоцентре,

68
00:03:27,953 --> 00:03:30,440
где напряжение впервые
пересиливает трение.

69
00:03:30,480 --> 00:03:34,860
Оттуда излом, или разрыв, стремительно
расходится по разлому, обычно со скоростью

70
00:03:34,900 --> 00:03:37,460
от 2 до 3 километров в секунду.

71
00:03:37,500 --> 00:03:42,340
Некоторые разрывы даже обгоняют
часть волн, которые они испускают.

72
00:03:42,480 --> 00:03:45,880
Чем сильнее землетрясение, тем
дольше продолжается разрыв.

73
00:03:45,920 --> 00:03:48,620
Умеренное землетрясение
заканчивается за несколько секунд.

74
00:03:48,660 --> 00:03:51,760
Во время великого Суматранского
землетрясения 2004

75
00:03:51,800 --> 00:03:55,040
года разрыв около восьми минут
продолжал распространяться на

76
00:03:55,080 --> 00:03:58,540
север, пройдя более
1300 километров разлома.

77
00:03:58,740 --> 00:04:00,628
Размер землетрясения
определяется тем, какая часть

78
00:04:00,668 --> 00:04:02,440
разлома разорвалась и
насколько она сместилась.

79
00:04:02,480 --> 00:04:07,140
Учёные перемножают три величины: площадь
разорвавшейся части разлома, расстояние,

80
00:04:07,180 --> 00:04:10,760
на которое сместились две его
стороны, и жёсткость породы.

81
00:04:10,800 --> 00:04:16,080
Результат — сейсмический момент — лежит
в основе современной шкалы магнитуд.

82
00:04:16,120 --> 00:04:18,832
Каждая целая ступень
шкалы означает примерно

83
00:04:18,872 --> 00:04:21,360
в 32 раза больше высвобожденной энергии.

84
00:04:21,580 --> 00:04:23,296
Большинство землетрясений начинается не

85
00:04:23,336 --> 00:04:25,320
глубже примерно 70
километров от поверхности.

86
00:04:25,360 --> 00:04:28,280
Но там, где одна плита погружается под

87
00:04:28,320 --> 00:04:30,834
другую, землетрясения
следуют за опускающейся

88
00:04:30,874 --> 00:04:33,740
плитой вниз, на глубину
примерно до 700 километров.

89
00:04:33,780 --> 00:04:35,320
В

90
00:04:35,360 --> 00:04:37,946
1994 году одно из крупнейших
глубокофокусных землетрясений,

91
00:04:37,986 --> 00:04:40,400
когда-либо зарегистрированных,
произошло примерно в 630

92
00:04:40,440 --> 00:04:42,000
километрах под Боливией.

93
00:04:42,040 --> 00:04:44,760
Его ощутили даже в далёкой Канаде.

94
00:04:46,800 --> 00:04:48,920
Разрыв испускает волны.

95
00:04:48,960 --> 00:04:52,620
P-волны сжимают и растягивают
породу, как толчок вдоль пружины,

96
00:04:52,660 --> 00:04:54,780
и распространяются быстрее всех.

97
00:04:54,820 --> 00:04:57,980
S-волны раскачивают её из стороны
в сторону и приходят позже.

98
00:04:58,020 --> 00:05:00,190
Там, где они достигают
поверхности, по земле

99
00:05:00,230 --> 00:05:02,360
во все стороны катятся
поверхностные волны.

100
00:05:02,400 --> 00:05:06,340
Они самые медленные и причиняют
значительную часть разрушений.

101
00:05:06,580 --> 00:05:09,443
Промежуток между приходом
P-волн и S-волн сообщает

102
00:05:09,483 --> 00:05:12,020
станции, как далеко
находится землетрясение.

103
00:05:12,060 --> 00:05:14,171
Для близкого землетрясения каждая секунда

104
00:05:14,211 --> 00:05:16,540
этого промежутка означает
около 8 километров.

105
00:05:16,580 --> 00:05:18,840
Трёх станций достаточно, чтобы
точно определить место, а сети

106
00:05:18,880 --> 00:05:22,460
из сотен станций делают
это за считаные секунды.

107
00:05:22,720 --> 00:05:24,620
Разломы разрываются тремя
основными способами.

108
00:05:24,660 --> 00:05:27,860
При сбросе кора растягивается
и один блок опускается.

109
00:05:27,900 --> 00:05:32,820
При взбросе она сжимается и
один блок надвигается на другой.

110
00:05:32,860 --> 00:05:37,500
При сдвиге две стороны
скользят друг мимо друга вбок.

111
00:05:37,760 --> 00:05:41,020
Сами волны показывают, как
именно разорвался разлом.

112
00:05:41,060 --> 00:05:46,320
На одних станциях грунт сначала
толкает, на других — тянет.

113
00:05:46,360 --> 00:05:47,740
Если нанести на карту по

114
00:05:47,780 --> 00:05:49,428
всему земному шару, где
грунт толкает, а где тянет,

115
00:05:49,468 --> 00:05:51,400
получится узор, который сейсмологи
называют «пляжным мячом».

116
00:05:51,440 --> 00:05:58,140
В феврале 2023 года землетрясение
магнитудой 7,8 произошло в Турции.

117
00:05:58,180 --> 00:06:00,560
Его «пляжный мяч» показал сдвиговый

118
00:06:00,600 --> 00:06:05,200
разрыв, а афтершоки проследили этот разрыв
вдоль Восточно-Анатолийского разлома.

119
00:06:05,280 --> 00:06:07,680
На точное определение размера
уходит больше времени.

120
00:06:07,720 --> 00:06:11,580
В 2011 году первое предупреждение о цунами

121
00:06:11,620 --> 00:06:14,020
в Японии, выпущенное примерно
через три минуты после начала

122
00:06:14,060 --> 00:06:16,580
толчков, было основано на магнитуде 7,9.

123
00:06:16,620 --> 00:06:20,880
Быстрый метод достигает предела
для самых сильных землетрясений,

124
00:06:20,920 --> 00:06:24,600
и оценку поэтапно повысили до 9.

125
00:06:25,000 --> 00:06:29,920
Быстрые цифры служат предупреждениям;
окончательная цифра берётся из всей записи.

126
00:06:30,100 --> 00:06:32,740
Это окончательное число —
моментная магнитуда, вычисленная

127
00:06:32,780 --> 00:06:35,360
по площади разлома и смещению по нему.

128
00:06:35,400 --> 00:06:37,772
В отличие от более старых
шкал, она не перестаёт

129
00:06:37,812 --> 00:06:39,700
расти для самых сильных землетрясений.

130
00:06:39,740 --> 00:06:43,660
Поэтому у великого землетрясения
в первый час может быть несколько

131
00:06:43,700 --> 00:06:47,820
магнитуд: быстрые оценки уступают
место моментной магнитуде.

132
00:06:48,140 --> 00:06:51,460
Радарные спутники могут нанести
на карту всё землетрясение сразу.

133
00:06:51,500 --> 00:06:54,460
Сравнивая снимки,
сделанные до и после, они

134
00:06:54,500 --> 00:06:59,500
рисуют цветные полосы там, где двигался
грунт; каждая полоса — это около 3

135
00:06:59,540 --> 00:07:02,700
сантиметров, примерно дюйм,
движения в сторону спутника.

136
00:07:02,740 --> 00:07:07,520
Этот узор прослеживает разорвавшийся разлом
даже там, куда никто не может добраться.

137
00:07:09,390 --> 00:07:11,430
Землетрясения подчиняются
собственным правилам.

138
00:07:11,470 --> 00:07:13,709
На каждую ступень ниже
по магнитуде приходится

139
00:07:13,749 --> 00:07:15,850
примерно в десять раз
больше землетрясений.

140
00:07:15,890 --> 00:07:16,610
Во всём

141
00:07:16,650 --> 00:07:21,110
мире в обычный год происходит более 1000
землетрясений магнитудой 5 и выше, но

142
00:07:21,150 --> 00:07:24,970
лишь около одного магнитудой 8 и выше.

143
00:07:25,130 --> 00:07:29,950
После сильного землетрясения следуют
афтершоки, и они затухают закономерно — эту

144
00:07:29,990 --> 00:07:36,030
закономерность сейсмолог Фусакити Омори
обнаружил в Японии в 1890-х годах.

145
00:07:36,070 --> 00:07:37,970
Через десять дней после главного толчка

146
00:07:38,010 --> 00:07:41,170
они происходят примерно в десять
раз реже, чем в первый день.

147
00:07:41,210 --> 00:07:43,310
Через сто дней — примерно в сто раз реже.

148
00:07:43,350 --> 00:07:47,010
Сильнейший афтершок в среднем примерно

149
00:07:47,050 --> 00:07:51,370
на 1,2 меньше по магнитуде,
чем главное землетрясение.

150
00:07:51,410 --> 00:07:53,450
Поэтому после землетрясения магнитудой

151
00:07:53,490 --> 00:07:57,450
7 сильный афтершок магнитудой
около 6 не удивителен,

152
00:07:57,490 --> 00:08:01,530
а повреждённые здания должны оставаться
пустыми, пока их не проверят.

153
00:08:01,730 --> 00:08:04,170
Землетрясение не только
высвобождает напряжение.

154
00:08:04,210 --> 00:08:05,670
Оно его перемещает.

155
00:08:05,710 --> 00:08:10,070
Там, где разорвавшийся разлом заканчивается,
напряжение в породе сразу за ним

156
00:08:10,110 --> 00:08:13,670
растёт, и следующий сегмент
приближается к разрыву.

157
00:08:13,930 --> 00:08:17,610
Северо-Анатолийский разлом в
Турции наглядно это показывает.

158
00:08:17,650 --> 00:08:19,530
Начиная с 1939

159
00:08:19,570 --> 00:08:24,750
года серия сильных землетрясений за 60
лет прошла вдоль него с востока на запад.

160
00:08:24,790 --> 00:08:29,830
Исследование десяти крупнейших из них
показало, что девять были приближены к

161
00:08:29,870 --> 00:08:31,130
разрыву предыдущими.

162
00:08:31,170 --> 00:08:36,170
В августе 1999 года это шествие
достигло Измита, недалеко

163
00:08:36,210 --> 00:08:40,230
от Стамбула, и повысило вероятность
сильного землетрясения под Стамбулом.

164
00:08:40,590 --> 00:08:42,870
Люди тоже способны расцеплять разломы.

165
00:08:42,910 --> 00:08:44,210
В Оклахоме

166
00:08:44,250 --> 00:08:46,851
нефтегазовые предприятия
закачивали огромные

167
00:08:46,891 --> 00:08:49,570
объёмы солёных сточных
вод глубоко под землю,

168
00:08:49,610 --> 00:08:53,490
повышая давление внутри старых
разломов, пока те не проскальзывали.

169
00:08:53,530 --> 00:08:56,603
Число землетрясений
магнитудой 3 и выше подскочило

170
00:08:56,643 --> 00:08:59,430
примерно с двух в год
до более чем 900 в 2015

171
00:08:59,470 --> 00:09:01,030
году.

172
00:09:01,070 --> 00:09:06,290
Крупнейшее в Оклахоме —
магнитудой 5,8 у Пауни в 2016

173
00:09:06,330 --> 00:09:09,310
году — ощущалось в нескольких штатах.

174
00:09:09,490 --> 00:09:13,610
Всё это входит в прогнозирование, которое
даёт вероятности, но никогда не даёт дату.

175
00:09:13,650 --> 00:09:18,450
Небольшой городок Паркфилд в Калифорнии
стоит на разломе Сан-Андреас.

176
00:09:18,490 --> 00:09:24,030
С 1857 по 1966 год там произошло шесть
умеренных землетрясений — примерно

177
00:09:24,070 --> 00:09:26,930
по одному каждые 22 года.

178
00:09:26,990 --> 00:09:31,930
В 1985 году учёные
предсказали следующее до 1993

179
00:09:31,970 --> 00:09:34,450
года и заполнили местность приборами,
чтобы его зарегистрировать.

180
00:09:34,490 --> 00:09:39,890
Оно произошло в 2004 году, через 11 лет
после того, как закрылось окно прогноза.

181
00:09:39,930 --> 00:09:42,506
Разломы достаточно регулярны,
чтобы их прогнозировать,

182
00:09:42,546 --> 00:09:45,130
но недостаточно регулярны,
чтобы соблюдать расписание.

183
00:09:45,530 --> 00:09:49,790
Поэтому современные прогнозы
объединяют цикл, летопись в траншеях и

184
00:09:49,830 --> 00:09:51,770
GPS-измерения накопления
напряжения в вероятности

185
00:09:51,810 --> 00:09:55,450
для каждого разлома на
ближайшие десятилетия.

186
00:09:55,490 --> 00:09:57,430
После всплеска в

187
00:09:57,470 --> 00:09:59,688
Оклахоме Геологическая служба США начала

188
00:09:59,728 --> 00:10:02,350
выпускать и годовые
прогнозы для землетрясений,

189
00:10:02,390 --> 00:10:04,530
вызванных людьми.

190
00:10:06,430 --> 00:10:10,310
Те же волны, что сотрясают землю,
проходят через всю планету.

191
00:10:10,350 --> 00:10:12,670
Более глубокие породы находятся
под огромным давлением,

192
00:10:12,710 --> 00:10:15,230
и волны, как правило,
ускоряются по мере погружения.

193
00:10:15,270 --> 00:10:18,410
Поэтому их пути плавно
изгибаются обратно к поверхности,

194
00:10:18,450 --> 00:10:22,090
как дрожащее марево миража
над раскалённой дорогой.

195
00:10:22,210 --> 00:10:23,670
В

196
00:10:23,710 --> 00:10:26,010
1909 году хорватский учёный по

197
00:10:26,050 --> 00:10:29,030
имени Андрия Мохоровичич
заметил, что волны от

198
00:10:29,070 --> 00:10:31,210
близкого землетрясения
приходили двумя группами.

199
00:10:31,250 --> 00:10:34,950
Часть из них прошла более быстрым
путём через более глубокие породы.

200
00:10:34,990 --> 00:10:40,490
Он нашёл подошву земной коры — границу,
которая до сих пор носит его имя: Мохо.

201
00:10:40,530 --> 00:10:43,270
Гораздо глубже волны раскрывают ядро.

202
00:10:43,310 --> 00:10:45,470
Дальше чем на четверть
окружности земного шара

203
00:10:45,510 --> 00:10:47,490
от землетрясения S-волны исчезают и больше

204
00:10:47,530 --> 00:10:49,530
никогда не появляются.

205
00:10:49,570 --> 00:10:53,210
P-волны тоже затухают, а затем
снова появляются на дальней стороне.

206
00:10:53,250 --> 00:10:55,130
S-волны не могут проходить через жидкость.

207
00:10:55,170 --> 00:10:57,490
Внешнее ядро расплавлено.

208
00:10:57,590 --> 00:10:59,450
И это возвращает нас к Инге Леман.

209
00:10:59,490 --> 00:11:02,770
Слабые волны в России
пересекли жидкое ядро и

210
00:11:02,810 --> 00:11:06,110
были отклонены чем-то
более быстрым внутри него.

211
00:11:06,150 --> 00:11:10,530
Это было внутреннее ядро
радиусом около 1200 километров.

212
00:11:10,570 --> 00:11:13,370
Более поздние исследования показали,
что оно состоит из твёрдого железа

213
00:11:13,410 --> 00:11:15,930
и никеля и раскалено примерно
как поверхность Солнца.

214
00:11:15,970 --> 00:11:19,110
Современные сети картируют
глубины Земли в трёх измерениях

215
00:11:19,150 --> 00:11:21,450
по миллионам таких записей.

216
00:11:21,710 --> 00:11:24,490
Никто не бурил глубже
примерно 12 километров.

217
00:11:24,530 --> 00:11:27,470
Большая часть того, что
мы знаем обо всём, что

218
00:11:27,510 --> 00:11:30,050
лежит ниже, получена благодаря
измерению времени прихода волн

219
00:11:30,090 --> 00:11:32,210
землетрясений на станции по всему миру.

220
00:11:34,360 --> 00:11:36,420
Итак, запомните три вещи.

221
00:11:36,460 --> 00:11:38,770
Первое: разлом десятилетиями
накапливает напряжение,

222
00:11:38,810 --> 00:11:40,680
разрывается за минуты и снова сцепляется —

223
00:11:40,720 --> 00:11:42,360
это сейсмический цикл.

224
00:11:42,400 --> 00:11:45,060
Второе: волны показывают,
где разорвался разлом, как

225
00:11:45,100 --> 00:11:47,460
он сместился и насколько велик был

226
00:11:47,500 --> 00:11:50,740
разрыв, а каждое землетрясение
передаёт напряжение следующему.

227
00:11:50,780 --> 00:11:54,060
И третье: те же самые волны позволили
составить карту недр планеты вплоть

228
00:11:54,100 --> 00:11:56,600
до её твёрдого ядра.

229
00:11:56,800 --> 00:12:00,180
Каждое землетрясение — это
послание из недр планеты.

230
00:12:00,220 --> 00:12:02,753
Инге Леман прочла одно из них, 1929 года,

231
00:12:02,793 --> 00:12:05,780
и открыла мир, который
никто никогда не посетит.

232
00:12:05,820 --> 00:12:08,320
Спасибо, что смотрели Earth Explained.

233
00:12:08,360 --> 00:12:10,313
Подпишитесь, чтобы не
пропустить следующую лекцию,

234
00:12:10,353 --> 00:12:12,500
и наблюдайте за планетой в
прямом эфире, круглосуточно,

235
00:12:12,540 --> 00:12:14,520
на EarthWatch 24-7.