WEBVTT

00:00:04.050 --> 00:00:09.770
В июне 1929 года сильное землетрясение
потрясло Южный остров Новой Зеландии.

00:00:09.810 --> 00:00:11.190
В Копенгагене

00:00:11.230 --> 00:00:15.750
сейсмолог по имени Инге Леман изучала
записи, которые оно оставило на станциях по

00:00:15.790 --> 00:00:16.790
всему миру.

00:00:16.830 --> 00:00:20.510
Слабые волны достигли станций
в России — в зоне, куда,

00:00:20.550 --> 00:00:24.650
согласно всем теориям того времени,
ядро Земли не должно было их пропустить.

00:00:24.690 --> 00:00:26.770
Она годами билась над этой загадкой.

00:00:26.810 --> 00:00:29.310
В 1936 году она опубликовала свой ответ.

00:00:29.350 --> 00:00:33.390
Глубоко внутри жидкого ядра должно
быть второе, внутреннее ядро, в

00:00:33.430 --> 00:00:35.510
котором волны распространяются быстрее.

00:00:35.550 --> 00:00:39.290
Именно это внутреннее ядро
отклонило те волны в запретную зону.

00:00:39.330 --> 00:00:41.090
Никто никогда там не был.

00:00:41.130 --> 00:00:45.850
Его показало ей землетрясение, и к концу
этой лекции вы увидите, как именно.

00:00:45.890 --> 00:00:49.510
В этой лекции мы проследим за
землетрясением от начала до конца.

00:00:49.550 --> 00:00:51.725
Мы увидим, как разлом
накапливает напряжение и

00:00:51.765 --> 00:00:54.230
разрывается и как учёные
читают волны землетрясения.

00:00:54.270 --> 00:00:57.010
Затем мы увидим, как одно
землетрясение ведёт к

00:00:57.050 --> 00:01:00.890
следующему и что волны
раскрывают в глубинах планеты.

00:01:02.980 --> 00:01:05.140
Внешняя оболочка Земли расколота на плиты,

00:01:05.180 --> 00:01:07.660
которые дрейфуют на
несколько сантиметров в год.

00:01:07.700 --> 00:01:10.580
Там, где сходятся две плиты,
граница между ними — это

00:01:10.620 --> 00:01:13.560
разлом, и большую часть времени
две стороны сцеплены друг

00:01:13.600 --> 00:01:16.180
с другом, хотя плиты продолжают двигаться.

00:01:16.360 --> 00:01:18.726
Порода вблизи сцепленного разлома медленно

00:01:18.766 --> 00:01:21.260
изгибается, как трамплин
под растущим весом.

00:01:21.300 --> 00:01:22.760
В

00:01:22.800 --> 00:01:25.600
1910 году геолог по
имени Гарри Филдинг Рейд

00:01:25.640 --> 00:01:28.060
показал это по геодезическим
съёмкам местности, сделанным

00:01:28.100 --> 00:01:32.060
до и после великого землетрясения
1906 года в Сан-Франциско.

00:01:32.100 --> 00:01:34.558
Он назвал это упругой отдачей: десятилетия

00:01:34.598 --> 00:01:37.660
медленного изгибания, а
затем внезапный рывок назад.

00:01:37.700 --> 00:01:39.880
Это и есть сейсмический цикл.

00:01:39.920 --> 00:01:42.313
Разлом накапливает напряжение
десятилетиями или столетиями,

00:01:42.353 --> 00:01:44.220
разрывается за секунды
или минуты, затем снова

00:01:44.260 --> 00:01:47.040
сцепляется и начинает
накапливать напряжение заново.

00:01:47.080 --> 00:01:50.800
Каждое сильное землетрясение
— это один оборот этого цикла.

00:01:51.120 --> 00:01:53.320
Учёные могут наблюдать, как
идёт накопление напряжения.

00:01:53.360 --> 00:01:55.895
Закреплённые в грунте
GPS-приёмники отслеживают

00:01:55.935 --> 00:01:58.160
собственное положение с точностью до доли

00:01:58.200 --> 00:02:00.820
дюйма — нескольких миллиметров.

00:02:00.860 --> 00:02:04.540
Вдали от сцепленного разлома станции
движутся вместе со своими плитами,

00:02:04.580 --> 00:02:07.040
но станции рядом с ним отстают.

00:02:07.080 --> 00:02:09.040
Грунт изгибается.

00:02:09.280 --> 00:02:12.260
То, насколько крепко застрял
разлом, называют его сцеплением.

00:02:12.300 --> 00:02:16.880
Полностью сцепленный разлом год за годом
накапливает почти всё движение плит.

00:02:16.920 --> 00:02:19.220
У северо-восточного побережья Японии

00:02:19.260 --> 00:02:24.160
великое землетрясение марта 2011 года
показало, что плиты там были сцеплены вплоть

00:02:24.200 --> 00:02:28.360
до самого жёлоба, где Тихоокеанская
плита погружается под Японию.

00:02:28.400 --> 00:02:31.676
Когда эта граница не выдержала,
морское дно сместилось,

00:02:31.716 --> 00:02:33.940
местами примерно на 50 метров — более

00:02:33.980 --> 00:02:36.500
чем на 150 футов.

00:02:36.700 --> 00:02:39.840
Не каждый разлом остаётся совершенно
неподвижным, пока накапливает напряжение.

00:02:39.880 --> 00:02:42.580
Под штатом Вашингтон и
Британской Колумбией глубокая часть

00:02:42.620 --> 00:02:47.240
границы плит примерно раз в 14 месяцев
проскальзывает на дюйм или около того —

00:02:47.280 --> 00:02:50.720
на несколько сантиметров
— в течение пары недель.

00:02:50.760 --> 00:02:52.480
Никто этого не чувствует.

00:02:52.520 --> 00:02:57.160
С помощью GPS эти события медленного
скольжения обнаружили около 2000 года.

00:02:57.200 --> 00:02:59.120
Учёные внимательно следят за ними,

00:02:59.160 --> 00:03:03.300
потому что каждое из них добавляет
нагрузку на сцепленную часть разлома выше.

00:03:03.500 --> 00:03:05.860
Цикл оставляет свою летопись в грунте.

00:03:05.900 --> 00:03:11.100
Геологи роют траншеи поперёк разломов
и читают слои грунта, как страницы

00:03:11.140 --> 00:03:11.800
книги.

00:03:11.840 --> 00:03:15.480
Там, где слой разорван и смещён,
его разорвало землетрясение.

00:03:15.520 --> 00:03:18.160
Датирование этих слоёв
показывает, как часто

00:03:18.200 --> 00:03:20.740
разлом разрывался на протяжении тысяч лет.

00:03:22.700 --> 00:03:25.460
Землетрясение не разрывает
весь разлом сразу.

00:03:25.500 --> 00:03:27.913
Оно начинается в одной точке — гипоцентре,

00:03:27.953 --> 00:03:30.440
где напряжение впервые
пересиливает трение.

00:03:30.480 --> 00:03:34.860
Оттуда излом, или разрыв, стремительно
расходится по разлому, обычно со скоростью

00:03:34.900 --> 00:03:37.460
от 2 до 3 километров в секунду.

00:03:37.500 --> 00:03:42.340
Некоторые разрывы даже обгоняют
часть волн, которые они испускают.

00:03:42.480 --> 00:03:45.880
Чем сильнее землетрясение, тем
дольше продолжается разрыв.

00:03:45.920 --> 00:03:48.620
Умеренное землетрясение
заканчивается за несколько секунд.

00:03:48.660 --> 00:03:51.760
Во время великого Суматранского
землетрясения 2004

00:03:51.800 --> 00:03:55.040
года разрыв около восьми минут
продолжал распространяться на

00:03:55.080 --> 00:03:58.540
север, пройдя более
1300 километров разлома.

00:03:58.740 --> 00:04:00.628
Размер землетрясения
определяется тем, какая часть

00:04:00.668 --> 00:04:02.440
разлома разорвалась и
насколько она сместилась.

00:04:02.480 --> 00:04:07.140
Учёные перемножают три величины: площадь
разорвавшейся части разлома, расстояние,

00:04:07.180 --> 00:04:10.760
на которое сместились две его
стороны, и жёсткость породы.

00:04:10.800 --> 00:04:16.080
Результат — сейсмический момент — лежит
в основе современной шкалы магнитуд.

00:04:16.120 --> 00:04:18.832
Каждая целая ступень
шкалы означает примерно

00:04:18.872 --> 00:04:21.360
в 32 раза больше высвобожденной энергии.

00:04:21.580 --> 00:04:23.296
Большинство землетрясений начинается не

00:04:23.336 --> 00:04:25.320
глубже примерно 70
километров от поверхности.

00:04:25.360 --> 00:04:28.280
Но там, где одна плита погружается под

00:04:28.320 --> 00:04:30.834
другую, землетрясения
следуют за опускающейся

00:04:30.874 --> 00:04:33.740
плитой вниз, на глубину
примерно до 700 километров.

00:04:33.780 --> 00:04:35.320
В

00:04:35.360 --> 00:04:37.946
1994 году одно из крупнейших
глубокофокусных землетрясений,

00:04:37.986 --> 00:04:40.400
когда-либо зарегистрированных,
произошло примерно в 630

00:04:40.440 --> 00:04:42.000
километрах под Боливией.

00:04:42.040 --> 00:04:44.760
Его ощутили даже в далёкой Канаде.

00:04:46.800 --> 00:04:48.920
Разрыв испускает волны.

00:04:48.960 --> 00:04:52.620
P-волны сжимают и растягивают
породу, как толчок вдоль пружины,

00:04:52.660 --> 00:04:54.780
и распространяются быстрее всех.

00:04:54.820 --> 00:04:57.980
S-волны раскачивают её из стороны
в сторону и приходят позже.

00:04:58.020 --> 00:05:00.190
Там, где они достигают
поверхности, по земле

00:05:00.230 --> 00:05:02.360
во все стороны катятся
поверхностные волны.

00:05:02.400 --> 00:05:06.340
Они самые медленные и причиняют
значительную часть разрушений.

00:05:06.580 --> 00:05:09.443
Промежуток между приходом
P-волн и S-волн сообщает

00:05:09.483 --> 00:05:12.020
станции, как далеко
находится землетрясение.

00:05:12.060 --> 00:05:14.171
Для близкого землетрясения каждая секунда

00:05:14.211 --> 00:05:16.540
этого промежутка означает
около 8 километров.

00:05:16.580 --> 00:05:18.840
Трёх станций достаточно, чтобы
точно определить место, а сети

00:05:18.880 --> 00:05:22.460
из сотен станций делают
это за считаные секунды.

00:05:22.720 --> 00:05:24.620
Разломы разрываются тремя
основными способами.

00:05:24.660 --> 00:05:27.860
При сбросе кора растягивается
и один блок опускается.

00:05:27.900 --> 00:05:32.820
При взбросе она сжимается и
один блок надвигается на другой.

00:05:32.860 --> 00:05:37.500
При сдвиге две стороны
скользят друг мимо друга вбок.

00:05:37.760 --> 00:05:41.020
Сами волны показывают, как
именно разорвался разлом.

00:05:41.060 --> 00:05:46.320
На одних станциях грунт сначала
толкает, на других — тянет.

00:05:46.360 --> 00:05:47.740
Если нанести на карту по

00:05:47.780 --> 00:05:49.428
всему земному шару, где
грунт толкает, а где тянет,

00:05:49.468 --> 00:05:51.400
получится узор, который сейсмологи
называют «пляжным мячом».

00:05:51.440 --> 00:05:58.140
В феврале 2023 года землетрясение
магнитудой 7,8 произошло в Турции.

00:05:58.180 --> 00:06:00.560
Его «пляжный мяч» показал сдвиговый

00:06:00.600 --> 00:06:05.200
разрыв, а афтершоки проследили этот разрыв
вдоль Восточно-Анатолийского разлома.

00:06:05.280 --> 00:06:07.680
На точное определение размера
уходит больше времени.

00:06:07.720 --> 00:06:11.580
В 2011 году первое предупреждение о цунами

00:06:11.620 --> 00:06:14.020
в Японии, выпущенное примерно
через три минуты после начала

00:06:14.060 --> 00:06:16.580
толчков, было основано на магнитуде 7,9.

00:06:16.620 --> 00:06:20.880
Быстрый метод достигает предела
для самых сильных землетрясений,

00:06:20.920 --> 00:06:24.600
и оценку поэтапно повысили до 9.

00:06:25.000 --> 00:06:29.920
Быстрые цифры служат предупреждениям;
окончательная цифра берётся из всей записи.

00:06:30.100 --> 00:06:32.740
Это окончательное число —
моментная магнитуда, вычисленная

00:06:32.780 --> 00:06:35.360
по площади разлома и смещению по нему.

00:06:35.400 --> 00:06:37.772
В отличие от более старых
шкал, она не перестаёт

00:06:37.812 --> 00:06:39.700
расти для самых сильных землетрясений.

00:06:39.740 --> 00:06:43.660
Поэтому у великого землетрясения
в первый час может быть несколько

00:06:43.700 --> 00:06:47.820
магнитуд: быстрые оценки уступают
место моментной магнитуде.

00:06:48.140 --> 00:06:51.460
Радарные спутники могут нанести
на карту всё землетрясение сразу.

00:06:51.500 --> 00:06:54.460
Сравнивая снимки,
сделанные до и после, они

00:06:54.500 --> 00:06:59.500
рисуют цветные полосы там, где двигался
грунт; каждая полоса — это около 3

00:06:59.540 --> 00:07:02.700
сантиметров, примерно дюйм,
движения в сторону спутника.

00:07:02.740 --> 00:07:07.520
Этот узор прослеживает разорвавшийся разлом
даже там, куда никто не может добраться.

00:07:09.390 --> 00:07:11.430
Землетрясения подчиняются
собственным правилам.

00:07:11.470 --> 00:07:13.709
На каждую ступень ниже
по магнитуде приходится

00:07:13.749 --> 00:07:15.850
примерно в десять раз
больше землетрясений.

00:07:15.890 --> 00:07:16.610
Во всём

00:07:16.650 --> 00:07:21.110
мире в обычный год происходит более 1000
землетрясений магнитудой 5 и выше, но

00:07:21.150 --> 00:07:24.970
лишь около одного магнитудой 8 и выше.

00:07:25.130 --> 00:07:29.950
После сильного землетрясения следуют
афтершоки, и они затухают закономерно — эту

00:07:29.990 --> 00:07:36.030
закономерность сейсмолог Фусакити Омори
обнаружил в Японии в 1890-х годах.

00:07:36.070 --> 00:07:37.970
Через десять дней после главного толчка

00:07:38.010 --> 00:07:41.170
они происходят примерно в десять
раз реже, чем в первый день.

00:07:41.210 --> 00:07:43.310
Через сто дней — примерно в сто раз реже.

00:07:43.350 --> 00:07:47.010
Сильнейший афтершок в среднем примерно

00:07:47.050 --> 00:07:51.370
на 1,2 меньше по магнитуде,
чем главное землетрясение.

00:07:51.410 --> 00:07:53.450
Поэтому после землетрясения магнитудой

00:07:53.490 --> 00:07:57.450
7 сильный афтершок магнитудой
около 6 не удивителен,

00:07:57.490 --> 00:08:01.530
а повреждённые здания должны оставаться
пустыми, пока их не проверят.

00:08:01.730 --> 00:08:04.170
Землетрясение не только
высвобождает напряжение.

00:08:04.210 --> 00:08:05.670
Оно его перемещает.

00:08:05.710 --> 00:08:10.070
Там, где разорвавшийся разлом заканчивается,
напряжение в породе сразу за ним

00:08:10.110 --> 00:08:13.670
растёт, и следующий сегмент
приближается к разрыву.

00:08:13.930 --> 00:08:17.610
Северо-Анатолийский разлом в
Турции наглядно это показывает.

00:08:17.650 --> 00:08:19.530
Начиная с 1939

00:08:19.570 --> 00:08:24.750
года серия сильных землетрясений за 60
лет прошла вдоль него с востока на запад.

00:08:24.790 --> 00:08:29.830
Исследование десяти крупнейших из них
показало, что девять были приближены к

00:08:29.870 --> 00:08:31.130
разрыву предыдущими.

00:08:31.170 --> 00:08:36.170
В августе 1999 года это шествие
достигло Измита, недалеко

00:08:36.210 --> 00:08:40.230
от Стамбула, и повысило вероятность
сильного землетрясения под Стамбулом.

00:08:40.590 --> 00:08:42.870
Люди тоже способны расцеплять разломы.

00:08:42.910 --> 00:08:44.210
В Оклахоме

00:08:44.250 --> 00:08:46.851
нефтегазовые предприятия
закачивали огромные

00:08:46.891 --> 00:08:49.570
объёмы солёных сточных
вод глубоко под землю,

00:08:49.610 --> 00:08:53.490
повышая давление внутри старых
разломов, пока те не проскальзывали.

00:08:53.530 --> 00:08:56.603
Число землетрясений
магнитудой 3 и выше подскочило

00:08:56.643 --> 00:08:59.430
примерно с двух в год
до более чем 900 в 2015

00:08:59.470 --> 00:09:01.030
году.

00:09:01.070 --> 00:09:06.290
Крупнейшее в Оклахоме —
магнитудой 5,8 у Пауни в 2016

00:09:06.330 --> 00:09:09.310
году — ощущалось в нескольких штатах.

00:09:09.490 --> 00:09:13.610
Всё это входит в прогнозирование, которое
даёт вероятности, но никогда не даёт дату.

00:09:13.650 --> 00:09:18.450
Небольшой городок Паркфилд в Калифорнии
стоит на разломе Сан-Андреас.

00:09:18.490 --> 00:09:24.030
С 1857 по 1966 год там произошло шесть
умеренных землетрясений — примерно

00:09:24.070 --> 00:09:26.930
по одному каждые 22 года.

00:09:26.990 --> 00:09:31.930
В 1985 году учёные
предсказали следующее до 1993

00:09:31.970 --> 00:09:34.450
года и заполнили местность приборами,
чтобы его зарегистрировать.

00:09:34.490 --> 00:09:39.890
Оно произошло в 2004 году, через 11 лет
после того, как закрылось окно прогноза.

00:09:39.930 --> 00:09:42.506
Разломы достаточно регулярны,
чтобы их прогнозировать,

00:09:42.546 --> 00:09:45.130
но недостаточно регулярны,
чтобы соблюдать расписание.

00:09:45.530 --> 00:09:49.790
Поэтому современные прогнозы
объединяют цикл, летопись в траншеях и

00:09:49.830 --> 00:09:51.770
GPS-измерения накопления
напряжения в вероятности

00:09:51.810 --> 00:09:55.450
для каждого разлома на
ближайшие десятилетия.

00:09:55.490 --> 00:09:57.430
После всплеска в

00:09:57.470 --> 00:09:59.688
Оклахоме Геологическая служба США начала

00:09:59.728 --> 00:10:02.350
выпускать и годовые
прогнозы для землетрясений,

00:10:02.390 --> 00:10:04.530
вызванных людьми.

00:10:06.430 --> 00:10:10.310
Те же волны, что сотрясают землю,
проходят через всю планету.

00:10:10.350 --> 00:10:12.670
Более глубокие породы находятся
под огромным давлением,

00:10:12.710 --> 00:10:15.230
и волны, как правило,
ускоряются по мере погружения.

00:10:15.270 --> 00:10:18.410
Поэтому их пути плавно
изгибаются обратно к поверхности,

00:10:18.450 --> 00:10:22.090
как дрожащее марево миража
над раскалённой дорогой.

00:10:22.210 --> 00:10:23.670
В

00:10:23.710 --> 00:10:26.010
1909 году хорватский учёный по

00:10:26.050 --> 00:10:29.030
имени Андрия Мохоровичич
заметил, что волны от

00:10:29.070 --> 00:10:31.210
близкого землетрясения
приходили двумя группами.

00:10:31.250 --> 00:10:34.950
Часть из них прошла более быстрым
путём через более глубокие породы.

00:10:34.990 --> 00:10:40.490
Он нашёл подошву земной коры — границу,
которая до сих пор носит его имя: Мохо.

00:10:40.530 --> 00:10:43.270
Гораздо глубже волны раскрывают ядро.

00:10:43.310 --> 00:10:45.470
Дальше чем на четверть
окружности земного шара

00:10:45.510 --> 00:10:47.490
от землетрясения S-волны исчезают и больше

00:10:47.530 --> 00:10:49.530
никогда не появляются.

00:10:49.570 --> 00:10:53.210
P-волны тоже затухают, а затем
снова появляются на дальней стороне.

00:10:53.250 --> 00:10:55.130
S-волны не могут проходить через жидкость.

00:10:55.170 --> 00:10:57.490
Внешнее ядро расплавлено.

00:10:57.590 --> 00:10:59.450
И это возвращает нас к Инге Леман.

00:10:59.490 --> 00:11:02.770
Слабые волны в России
пересекли жидкое ядро и

00:11:02.810 --> 00:11:06.110
были отклонены чем-то
более быстрым внутри него.

00:11:06.150 --> 00:11:10.530
Это было внутреннее ядро
радиусом около 1200 километров.

00:11:10.570 --> 00:11:13.370
Более поздние исследования показали,
что оно состоит из твёрдого железа

00:11:13.410 --> 00:11:15.930
и никеля и раскалено примерно
как поверхность Солнца.

00:11:15.970 --> 00:11:19.110
Современные сети картируют
глубины Земли в трёх измерениях

00:11:19.150 --> 00:11:21.450
по миллионам таких записей.

00:11:21.710 --> 00:11:24.490
Никто не бурил глубже
примерно 12 километров.

00:11:24.530 --> 00:11:27.470
Большая часть того, что
мы знаем обо всём, что

00:11:27.510 --> 00:11:30.050
лежит ниже, получена благодаря
измерению времени прихода волн

00:11:30.090 --> 00:11:32.210
землетрясений на станции по всему миру.

00:11:34.360 --> 00:11:36.420
Итак, запомните три вещи.

00:11:36.460 --> 00:11:38.770
Первое: разлом десятилетиями
накапливает напряжение,

00:11:38.810 --> 00:11:40.680
разрывается за минуты и снова сцепляется —

00:11:40.720 --> 00:11:42.360
это сейсмический цикл.

00:11:42.400 --> 00:11:45.060
Второе: волны показывают,
где разорвался разлом, как

00:11:45.100 --> 00:11:47.460
он сместился и насколько велик был

00:11:47.500 --> 00:11:50.740
разрыв, а каждое землетрясение
передаёт напряжение следующему.

00:11:50.780 --> 00:11:54.060
И третье: те же самые волны позволили
составить карту недр планеты вплоть

00:11:54.100 --> 00:11:56.600
до её твёрдого ядра.

00:11:56.800 --> 00:12:00.180
Каждое землетрясение — это
послание из недр планеты.

00:12:00.220 --> 00:12:02.753
Инге Леман прочла одно из них, 1929 года,

00:12:02.793 --> 00:12:05.780
и открыла мир, который
никто никогда не посетит.

00:12:05.820 --> 00:12:08.320
Спасибо, что смотрели Earth Explained.

00:12:08.360 --> 00:12:10.313
Подпишитесь, чтобы не
пропустить следующую лекцию,

00:12:10.353 --> 00:12:12.500
и наблюдайте за планетой в
прямом эфире, круглосуточно,

00:12:12.540 --> 00:12:14.520
на EarthWatch 24-7.