Землетрясения

Определение "Землетрясения" в Большой Советской Энциклопедии

Разрушения при землетрясении на о. Сицилия

Землетрясения, подземные удары и колебания поверхности Земли, вызванные естественными причинами (главным образом тектоническими процессами). В некоторых местах Земли Землетрясения происходят часто и иногда достигают большой силы, нарушая целостность грунта, разрушая здания и вызывая человеческие жертвы. Количество Землетрясения, ежегодно регистрируемых на земном шаре, исчисляется сотнями тысяч. Однако подавляющее их число относится к слабым, и лишь малая доля достигает степени катастрофы. До 20 в. известны, например, такие катастрофические Землетрясения, как Лисабонское в 1755, Верненское в 1887, разрушившее г. Верный (ныне Алма-Ата), Землетрясения в Греции в 1870—73 и др. Сильнейшие Землетрясения 20 в. показаны в табл. 3. По своей интенсивности, т. е. По проявлению на поверхности Земли, Землетрясения разделяются, согласно международной сейсмической шкале MSK-64, на 12 градаций — баллов (см. табл. 1).

Разрыв, образовавшийся при землетрясении (Монголия)

Область возникновения подземного удара — очаг Землетрясения — представляет собой некоторый объём в толще Земли, в пределах которого происходит процесс высвобождения накапливающейся длительное время энергии. В геологическом смысле очаг — это разрыв или группа разрывов, по которым происходит почти мгновенное перемещение масс. В центре очага условно выделяется точка, именуемая гипоцентром. Проекция гипоцентра на поверхность Земли называется эпицентром. Вокруг него располагается область наибольших разрушений — плейстосейстовая область. Линии, соединяющие пункты с одинаковой интенсивностью колебаний (в баллах), называются изосейстами.

Зависимость между количеством подземных толчков N и их интенсивностью в эпицентре I₀ приближённо выражается формулой: lgN=a+bI₀, где a и b — некоторые постоянные величины. От очага Землетрясения во все стороны распространяются упругие сейсмические волны, среди которых различают продольные Р и поперечные S. По поверхности Земли во все стороны от эпицентра расходятся поверхностные сейсмические волны Рэлея и Лява. Очаги Землетрясения возникают на различных глубинах (h). Большая часть их залегает в земной коре (на глубине порядка 20—30 км). В некоторых районах отмечается большое число толчков, исходящих из глубин в сотни км (верхняя мантия Земли).

Землетрясения — мощное проявление внутренних сил Земли. При каждом Землетрясения в очаге выделяется огромное количество кинетической энергии Е. Так, в Ашхабаде в 1948 Е ~10¹⁵ дж, в Сан-Франциско в 1906 E~10¹⁶ дж, на Аляске в 1964 E~10¹⁸ дж. На всей Земле за год освобождается упругая энергия (в форме Землетрясения) порядка 0,5·10¹⁹ дж, что составляет, однако, менее 0,5% всей энергии эндогенных (внутренних) процессов Земли.

Интенсивность Землетрясения, измеряемая в баллах, характеризует степень сотрясения на поверхности Земли, что зависит от глубины залегания очага Землетрясения Мерой общей энергии волн служит магнитуда Землетрясения (М) — некоторое условное число, пропорциональное логарифму максимальной амплитуды смещения частиц почвы, эта величина определяется из наблюдений на сейсмических станциях и выражается в относительных единицах. Самое сильное Землетрясения имеет магнитуду не более 9.

Табл. 1. — Сейсмическая шкала (схематизировано) 

Балл	Название землетрясения	Краткая характеристика
1	Незаметное	Отмечается только сейсмическими приборами
2	Очень слабое	Ощущается отдельными людьми, находящимися в состоянии полного покоя
3	Слабое	Ощущается лишь небольшой частью населения
4	Умеренное	Распознаётся по лёгкому дребезжанию и колебанию предметов, посуды и оконных стёкол, скрипу дверей и стен
5	Довольно сильное	Общее сотрясение зданий, колебание мебели. Трещины в оконных стёклах и штукатурке. Пробуждение спящих
6	Сильное	Ощущается всеми. Картины падают со стен. Откалываются куски штукатурки, лёгкое повреждение зданий.
7	Очень сильное	Трещины в стенах каменных домов. Антисейсмические, а также деревянные постройки остаются невредимыми.
8	Разрушительное	Трещины на крутых склонах и на сырой почве. Памятники сдвигаются с места или опрокидываются. Дома сильно повреждаются.
9	Опустошительное	Сильное повреждение и разрушение каменных домов.
10	Уничтожающее	Крупные трещины в почве. Оползни и обвалы. Разрушение каменных построек. Искривление ж.-д. рельсов.
11	Катастрофа	Широкие трещины в земле. Многочисленные оползни и обвалы. Каменные  дома совершенно разрушаются
12	Сильная катастрофа	Изменения в почве достигают огромных размеров. Многочисленные трещины, обвалы, оползни. Возникновение водопадов, подпруд на озёрах, отклонение течения рек. Ни одно сооружение не выдерживает

Табл. 2. — Примерное соотношение магнитуды и балльности в зависимости от глубины очага

h,  км	Магнитуда<
	5	6	7	8
10	7	8 — 9	10	11 — 12 ü    I0
20	6	7 — 8	9	10 — 11 ý  Баллы
40	5	6 — 7	8	9 — 10   þ

Табл. 3. Сильнейшие землетрясения 20 в.

Дата по новому стилю (согласно времени по Гринвичу)	Местоположение эпицентра (страна, район, горная система)	Маг-нитуда	Сила, баллы	Примечание
	ЕВРОПА
1908, 28 декабря	Остров Сицилия (Италия)	7,5	—	Разрушен г. Мессина и ряд др. населённых пунктов на Ю. Италии. Волны цунами достигали 14 м высоты; погибло 100-160 тыс. чел.
1927, 11 сентября	Южный берег Крыма, к Ю. от Ялты (СССР)	6,5	До 8	Повреждены многие постройки (от Севастополя до Феодосии)
1953, 12 августа	Ионические острова (Греция)	7,5	—	Разрушены населённые пункты острова Кефалиния; часть острова погрузилась под уровень моря
1963, 26 июля	Город Скопле (Скопье, Югославия)	6	9 — 10	Почти 80% зданий города разрушено или повреждено; погибло свыше 2 тыс. чел.
1969, 8 февраля	У юго-западных берегов Португалии	8	—	Пострадали города Лисабон, Касабланка и др. поверхность земли покрылась трещинами
1969, 27 октября	Юго-западная часть Югославии	6,4	9	Катастрофическое. Город Баня-Лука превращён в развалины
	АЗИЯ<
1902, 16 декабря	Ферганская долина, г. Андижан (СССР)	—	9	Погибло более 4,5 тыс. чел.
1905, 4 апреля	Гималаи	8	—
1905, 23 июля	Хребет Болнай (МНР)	8,2	—	В районе озера Сангийн-Далай-Нур— хребта Хан-Хухэй образовалась трещина длиной в 400 км
1907, 21 октября	Южный склон Гиссарского хребта (СССР)	—	9	Разрушен Каратаг и около 150 др. населённых пунктов; погибло 1,5 тыс. чел.
1911, 3 января	Долина р. Кебин, южный склон хребта Заилийский Алатау (СССР)	8	9	Разрушен г. Верный (ныне Алма-Ата); обвалы, запруды на горных реках
1911, 15 июня	Острова Рюкю (Япония)	8,2	—	Огромные оползни и обвалы; погибло 100 тыс. чел.
1923, 1 сентября	Остров Хонсю (Япония)	8,2	—	Катастрофическое. Опустошены Токио, Йокохама; погибло около 150 тыс. чел. В бухте Сагами волны цунами достигали 10 м высоты
1927, 7 марта	Остров Хонсю (Япония)	7,8	—	Катастрофическое. Город Минеяма превращён в руины; погибло около 1 тыс. чел.
1938, 1 февраля	Море Банда (Индонезия)	8,2	—
1939, 26 декабря	Горы Внутренний Тавр (Турция)	8,0	—	Катастрофическое; погибло около 30-40 тыс. чел. На побережье Чёрного моря вода отступила на 50 м, а затем залила его на 20 м дальше обычного
1941, 20 апреля	Долина р. Сурхоб, посёлок Гарм (СССР)	6,5	8 — 9	Разрушено более 60 населённых пунктов
1946, 2 ноября	Северная часть Чаткальского хребта (СССР)	7,5	9	Повреждены сотни зданий в Ташкенте и др. городах; деформация земной коры
1948, 5 октября	Ашхабад (СССР)	7	9	Катастрофическое. В течение 20 сек разрушена значительная часть города
1949, 10 июля	Гиссаро-Алайская горная система, Хаит (СССР)	7,5	Св. 9	Пострадало более 150 населённых пунктов
1952, 4 ноября	Курильские острова к Ю.-В. от полуострова Шипунский (СССР)	8,2	—	Катастрофическое. Цунами высотой до 18 м причинили крупные повреждения на берегах Камчатки и северной части Курильских островов
1957, 27 июня	Забайкалье, Муйский хребет (СССР)	7,5	9 — 10	Разрушения в Чите, Бодайбо и др. населённых пунктах
1958, 6 ноября	Курильские острова к Ю.-В. от острова Итуруп (СССР)	8,7	9	Цунами
1960, 24 апреля	Лар (Иран)	6	—	Город сильно разрушен; погибло 3 тыс. чел.
1962, 1 сентября	Среднеиранские горы (Иран)	7,8	—	Разрушительное. Полное разрушение населённого пункта Рудак; погибло 12 тыс. чел.
1966, 25 апреля	Ташкент	5,3	8	Разрушения в центральной части города. Толчки повторялись в мае-июле 1966
1970, 28 марта	Западная Турция	7	—	Катастрофическое. Ряд населённых пунктов превращён в развалины; погибло более 1 тыс. чел.
1970, 14 мая	Дагестан	6,5	8	Большой ущерб нанесён населённым пунктам Буйнакского, Гумбетовского, Казбековского, Кизилъюртовского и др. районов
1971, 22 мая	Восточная Турция	6,8	—	Разрушены города Бингёль и Генч; погибло более 1 тыс. чел.
1971, 5 октября	Японское море	7,3	—	Одно из самых сильных землетрясений в истории острова Сахалин
	Австралия и Океания
1906, 14 октября	Впадина  Бугенвиль	8,1	—
1931, 2 февраля	Новая Зеландия (Северный остров)	7,8	9	Катастрофическое. Разрушения и пожары
1966, 31 декабря	Острова Санта-Крус (британские)	8	—
	АФРИКА<
1960, 29 февраля	Город Агадир (Марокко)	6	11	Полностью разрушен г. Агадир; погибло 12-15 тыс. чел.
	СЕВЕРНАЯ АМЕРИКА<
1906, 18 апреля	Береговые хребты Кордильер (Калифорния, США)	8,2	—	Разрушена значительная часть г. Сан-Франциско
1964, 28 марта	Залив Принс-Уильям (США)	8,6	10—11	Цунами высотой до 9 м достигли побережья Канады, США, Гавайских островов и Японии
1971, 9 февраля	Калифорния (США)	6,7	—	Сильнейшее за последние 40 лет землетрясение в Лос-Анджелесе
	ЮЖНАЯ АМЕРИКА<
1906, 17 августа	Береговая Кордильера (Чили)	8,4	—	В г. Вальпараисо сопровождалось поднятием береговой линии; цунами пересекли океан, достигли Японии и Гавайских островов
1960, 22 мая	Район г. Консепсьон (Чили)	8,8	—	Разрушительное. Цунами достигли США, Гавайских и Курильских островов, Австралии и Японии; погибло около 10 тыс. чел.
1961, 19 августа	Бразилия	8	—
1970, 10 декабря	Побережье Перу	7,3	—	Разрушено около 5 тыс. домов. Свыше 20 тыс. чел. осталось без крова

  Между числом Землетрясения (N) и их магнитудой (М) существует зависимость, которая приближённо выражается формулой: lgN = a — bM, где а и b — постоянные. Энергия Землетрясения (Е) связана с магнитудой соотношением вида: lgE = a₁ + b₁M. Для коэффициентов a₁ и b₁ даются различные значения, но наиболее подходящими следует считать a₁ близкое к 4, а b₁ — к 1,6. Величина  K = lg Е иногда называется энергетическим классом Землетрясения При Землетрясения, для которого М = 5, из очага выделяется энергия ~10¹²дж, К = 12; при М = 8, О Е ~ 10¹⁷ дж, К = 17. Магнитуда (М), интенсивность (I_o) и глубина очага (h) связаны между собой. Для приближённого определения одной из этих величин по двум другим можно пользоваться табл. 2.

В последние десятилетия широкое развитие получили детально разработанные методы статистического анализа Землетрясения С их помощью составляются карты сейсмической активности и карты сотрясаемости (средней частоты Землетрясения того или иного энергетического класса в данном пункте), а также графики повторяемости (зависимость частоты Землетрясения от их магнитуды). Землетрясения распространены по земной поверхности весьма неравномерно (см. карту*). Они связаны с участками земной коры, в которых проявляются новейшие дифференцированные тектонические движения. Известно 2 главных сейсмических пояса мира — Средиземноморский, простирающийся через юг Евразии от берегов Португалии на Землетрясения до Малайского архипелага на В., и Тихоокеанский, кольцом охватывающий берега Тихого океана. Эти пояса включают молодые складчатые горные сооружения, т. е. эпигеосинклинальные орогены (Альпы, Апеннины, Карпаты, Кавказ, Гималаи, Кордильеры, Анды и др.), а также подвижные зоны подводных окраин материков, которые многими исследователями интерпретируются как современные геосинклинальные области или складчатые системы в начальной стадии развития (западная периферия Тихого океана с островными дугами Алеутской, Курильской, Японской, Малайской, Новозеландской и др.; Карибское, Средиземное и др. моря). За границами указанных поясов в пределах материков эпицентры Землетрясения приурочены к областям новейшей тектонической активизации (эпиплатформенные орогены типа Тянь-Шаня), а также к рифтовым зонам, сопровождающимся образованием систем разломов (рифты Восточной Африки, Красного моря, Байкальская система рифтов и др.). В пределах океанов значительной сейсмической активностью отличаются срединноокеанические хребты. На платформах и на большей части дна океанов Землетрясения Происходят редко и большой силы не достигают.

Тщательный анализ механизма возникновения подземного удара показывает, что Землетрясения представляют реакцию вещества земной коры или мантии Земли на тектонические напряжения, постоянно накапливающиеся в недрах Земли. При этом преобладают напряжения сжатия, хотя местами наблюдаются напряжения растяжения.

Анализ сейсмических, геологических и геофизических данных позволяет заранее наметить те области, где следует ожидать в будущем Землетрясения, и оценить их максимальную интенсивность. В этом состоит сущность сейсмического районирования. В СССР карта сейсмического районирования — официальный документ, который обязаны принимать в расчёт проектирующие организации в сейсмических районах. Строгое соблюдение норм сейсмостойкого строительства позволяет значительно снизить разрушительное воздействие Землетрясения на здания и др. инженерные сооружения. В будущем, вероятно, удастся разрешить и проблему прогноза Землетрясения Основной путь к решению этой проблемы — тщательная регистрация «предвестников» Землетрясения — слабых предварительных толчков (форшоков), деформации земной поверхности, изменений параметров геофизических полей и др. изменений состояния и свойств вещества в зоне будущего очага Землетрясения

Землетрясения начали описываться с древнейших времён. В 19 в. были составлены каталоги Землетрясения для всего мира (Дж. Мили, Р. Малле), для Российской империи (И. В. Мушкетов, А. П. Орлов) и др., опубликованы монографии, посвященные наиболее сильным и хорошо изученным Землетрясения (особенно в Италии). В начале 20 в. Основное внимание уделялось геологической стороне Землетрясения (работы К. И. Богдановича, В. Н. Вебера, Д. И. Мушкетова и многие др. в России; Ф. Монтессю де Баллора, А. Зиберга и многие др. за рубежом), разработке сейсмометрической аппаратуры и созданию сейсмических станций (Б. Б. Голицын, П. М. Никифоров, А. В. Вихерт, Д. А. Харин, Д. П. Кирнос и др.). Землетрясения стали объектом изучения специальной отрасли знания — сейсмологии.

  В сейсмологии получили развитие физические и математические методы, с помощью которых изучаются не только Землетрясения, но и внутреннее строение Земли, а также ведутся поиски месторождений полезных ископаемых. Наблюдения над Землетрясения Осуществляются специальной сейсмической службой.
 

  Лит.: Гутенберг Б. и Рихтер К., Сейсмичность Земли, пер. с англ., М., 1948; Саваренский Е. ф., Кирнос Д. П., Элементы сейсмологии и сейсмометрии, М., 1955; Атлас землетрясений в СССР, М., 1962; Сейсмическое районирование СССР, М., 1968.
  Г. П. Горшков, В. И. Ковригина (сост. табл. 3).
*При составлении карты использованы материалы Н. Н. Николаева (современная структура земной коры), Д. Д. Дормана и М. Баразанги (сейсмичность) и А. В. Введенской (векторы напряжений).,