Главная страница  Физика природных явлений 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 [ 86 ] 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117

ленно движутся, напирают друг на друга своими краями; края одних плит уходят под края других. В результате на границах литосфер-ных плит возникают огромные механические напряжения; они и приводят к тектоническим землетрясениям.

География тектонических землетрясений. На рисунке 17.3 красным цветом отмечены области повышенной сейсмичности на земном шаре, т. е. те области, где тектонические землетрясения происходят относительно часто. Эти области образуют два сейсмических пояса: Тихоокеанский и Средиземноморский. Первый кольцом охватывает берега Тихого океана; второй простирается через юг Европы и доходит на востоке до Малайского архипелага. Мелкие точки на рисунке - очаги наиболее сильных землетрясений.

Сравним карту, показанную на рисунке 17.3, с картой литосфер-ных плит и вулканов, которую мы приводили в предыдущей главе. Мы видим, что Тихоокеан-

ский сейсмический пояс проходит вдоль линии желобов, окаймляющих дно Тихого океана; на западе Североамериканского континента он проходит вдоль разлома Сан-Андреас. Средиземноморский сейсмический пояс проходит вдоль Анатолийского разлома. Гималайского и Яванского желобов. (Сущность геологического термина разлом мы поясним немного позднее.)

Познакомимся поближе с одной из сейсмически опасных зон земного. шара - штатом Калифорния в США. Этот довольно плотно населенный штат находится на Тихоокеанском побережье Америки; его наиболее крупные города - Лос-Анджелес и Сан-Франциско. Наверное, лишь немногие калифорнийцы знают, что они живут как раз на границе двух больших литосферных плит. Между этими плитами вдоль всего побережья тянется разлом Сан-Андреас, рассекающий земную кору Калифорнии на глубине до 20 км. В действительности здесь существует не просто разлом, а целая система разломов, она пока-




зана в упрощенном виде на рисунке 17.4 (см. красные линии). Блоки земной коры время от времени смещаются относительно друг друга вдоль линии разлома - и тогда происходят землетрясения. Красными кружками на рисунке отмечены эпицентры сильных землетрясений; чем больше магнитуда землетрясений, тем крупнее кружок, Указаны годы отдельных землетрясений. Надо сказать, что в Калифорнии ежегодно регистрируется до 300 подземных толчков. Недаром ее называют страной землетрясений .

Что происходит в очаге землетрясения? В общих чертах мы уже дали ответ на этот вопрос: там происходит разрыв подземных пород. В данном случае геологи используют специальный термин - разлом. Разлом возникает, когда породы по обе стороны от разрыва смещаются относительно друг друга настолько, что нарушается соответствие слоев.

Разлом может образоваться под действием различных механических усилий - растяжения, сжатия, сдвига. Соответственно различают три основных типа геологических разломов. Растягивающие усилия могут привести к тому, что некоторый объем породы соскользнет вниз - возникнет разлом, называемый нормальным сбросом. При сжатии часть породы может быть выдавлена вверх, такой разлом называют обращенным сбросом. Возможно также перемещение одного объема породы относительно другого при наличии сдвигающих усилий; в этом случае говорят о поперечном сбросе. Все три типа сбросов поясняют рисунки, которые можно видеть в

правой части с. 251. Верхний рисунок дает представление о нормальном сбросе, средний - обращенном сбросе, нижний - поперечном сбросе.

Рассмотрим поперечный сброс, используя так называемую гипотезу упругой отдачи. Обратимся в связи с этим к рисунку 17.5. На нем красным цветом показана мысленно выделенная область подземных пород размерами порядка 100 км; вдоль синей линии залегают относительно слабые породы. На рисунке изображены три ситуации. Ситуация 1 - отсутствуют какие-либо механические напряжения. Ситуация 2 - возникли сдвигающие усилия (они показаны на рисунке стрелками). В этом случае происходит искривление границ выделенной области - породы деформируются. По мере нарастания деформаций в породах постепенно накапливается энергия. Это напоминает постепенное накапливание потенциальной энергии в сжимаемом упругом теле, например в пружине. Рано или поздно напряжения в деформированных породах становятся настолько значительными, что слабые породы (залегающие вдоль синей линии) не выдерживают напряжений, и происходит разрыв и сдвиг пород вдоль линии ослабления (ситуация 3 на рисунке 17.5). При этом накопившаяся в деформированных породах энергия немедленно высвобождается (как если бы сжатая пружина вдруг распрямилась), превращаясь в энергию сейсмических волн.

На рисунке 17.6 показан схематически разрез через очаговую область ташкентского землетрясения, случившегося 26 апреля 1966 г. Магнитуда землетрясения 5,3; интенсивность в эпицентре



достигала 8 баллов. Фокус землетрясения находился на глубине 8 км прямо под центром Ташкента. Кружками на рисунке выделены очаговые области основного подземного толчка (самый большой кружок) и серии последующих толчков. Основной разлом произошел на глубине 8 км; при этом породы сдвинулись относительно друг друга примерно на 50 см. По мере подъема сдвиг пород постепенно уменьшался. На поверхности земли в эпицентре возникло вспучивание высотой 3,5 см.

В рассмотренном случае разлом произошел в пределах достаточно большой области - от глубины 8 км до глубины 3 км; но на

поверхность земли разлом не вышел. Известны, однако, случаи, когда разлом выходит на поверхность. При этом может наблюдаться вертикальный сброс пород, на земной поверхности образуется характерный уступ. На рисунке 17.7 приведена фотография такого уступа вдоль разлома в Квикесе (Перу), образовавшегося после ан-кашского землетрясения в 1946 г. Высота уступа достигает 3 м.

Необходимо отметить, что физика процессов, происходящих в очаге землетрясения, исследована пока явно недостаточно. В частности, требует специального изучения вопрос о влиянии подземных вод на образование очагов землетрясений. То, что подземные




1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 [ 86 ] 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117

© 2000 - 2024 ULTRASONEX-AMFODENT.RU.
Копирование материалов разрешено исключительно при условии цититирования.