Землетрясения - Пьер Руссо

По правде говоря, действие механизма сотрясений весьма разнообразно. Прежде всего, он может действовать непрерывно. Все знают, что движение поездов метро, работа заводских машин или непрерывные удары морских волн о берег во время шторма вызывают сотрясение грунта. Эти сотрясения, разумеется, почти не ощущаются человеком, но сейсмолог находит их отражение в записях своих приборов.

Любой единичный толчок тоже может вызвать сотрясение грунта. Такой пример дает нам звуковая волна, порожденная пушечным выстрелом, или, еще более наглядные случаи взрывов, иногда происходящих на складах боеприпасов. Два таких взрыва чудовищной силы произошли, например, в 1944 году: один в Бартоне-на-Тренте (Англия), другой — около Сан-Франциско. Колебания грунта точно зафиксировали местные сейсмографы. Однако эти два взрыва были значительно менее сильными, чем тот, который раздался в 1921 году в долине Рейна. Утром 21 декабря 1921 года в Оппау взорвался склад, где хранились 4 тысячи тонн азотных удобрений. Мгновенно весь городок взлетел на воздух; в Людвигсхафене с домов были сорваны крыши, в Гейдельберге — выбиты все стекла, причем толчки зарегистрировали все сейсмографы в радиусе 300 километров.

Атомные взрывы ощущаются, разумеется, на еще более далеком расстоянии, если только военные вовремя не выставят всех сейсмологов из экспериментальной зоны. Взрыв бомбы на Бикини 24 июля 1946 года был зарегистрирован сейсмографами Калифорнии как землетрясение с магнитудой 5,5, хотя это составляло все же 0,0001 магнитуды большого естественного землетрясения.

В естественном состоянии взрывчатые вещества не встречаются, но наблюдения показывают, что природе совсем не трудно вызвать к жизни другие силы, порождающие сотрясения. К таким силам относятся, например, подземные обрушения. В областях, изобилующих карстовыми пустотами, в частности в районе Косс[40], иногда обрушиваются пещеры. Обрушение бывает таким сильным, что вызывает небольшие сотрясения.

Рихтер приводит в качестве примера обвального землетрясения сейсмическое возмущение на Памире в 1911 году. Известный сейсмолог Голицын заявил с полной уверенностью, что причиной землетрясения был обвал, поскольку гравитационная энергия, освободившаяся при этих двух катастрофах, была примерно одного порядка[41]. В настоящее время такой уверенности нет, но никто не оспаривает вероятности связи между обвалом и землетрясением, как на Памире, так и в других случаях. Землетрясения могут также вызываться обрушением горной породы в рудниках из-за слишком сильного напряжения, так называемые горные удары. Еще одной причиной землетрясения могут быть оползни грунта.

Все ученые, однако, пришли к согласованному мнению, что явления чисто геологического характера — обвалы, оползни, горные удары — не могут быть причиной больших землетрясений. Каким же гигантским должен быть, например, обвал, чтобы породить такие катастрофы, которые разразились в Японии или в Чили? Действительно, теория обвальных землетрясений годится лишь для объяснений самых слабых и поверхностных сейсмических явлений, скажем, как толчок, раздавшийся в Тюрингии в 1926 году. Это землетрясение ощущалось на расстоянии каких-нибудь 40 километров, и очаг его находился на глубине не более 5 километров.

Напрашивается законный вопрос — в чем же заключается более общая причина землетрясений? Не сродни ли они извержениям вулканов? Не одни ли и те же явления то сотрясают земную кору, то пользуются вулканическими кратерами, давая выход избытку своей энергии?

Признаемся, что такая теория кажется очень убедительной, если судить хотя бы по недавнему землетрясению в Чили, где голос вулканов присоединился к яростному реву подземных сил. В прошлом веке эту гипотезу высказал великий немецкий натуралист и географ Гумбольдт. «В глубинных толщах земной коры, — излагал он вкратце свои взгляды, — есть слой расплавленных пород. Этот слой испытывает значительное давление. Иногда это давление заставляет расплавленную массу изливаться на поверхность, и тогда наблюдаются извержения. В других случаях силы давления хватает только на то, чтобы вызвать такую же вибрацию перекрытий, какая бывает у стенок парового котла, и тогда происходит землетрясение».

Гипотеза эта так логична, что она оставалась в силе почти до конца XIX века. Посмотрев на карту земного шара, мы увидим, что районы сейсмических возмущений и вулканических извержений совпадают. Тихоокеанский сейсмический пояс представляет собой одновременно «огненное кольцо», почти вплотную опоясывающее вулканами Тихий океан, а Средиземное море, известное катастрофическими землетрясениями на своих берегах, ощетинилось такими прославившимися действующими вулканами, как Этна, Везувий и Стромболи. Нужно было обладать поистине критическим умом, чтобы отказаться от теории полного совпадения, слишком совершенной, чтобы быть реальной, и очень зоркими глазами, чтобы рассмотреть некоторое расхождение между сейсмическим и вулканическим поясами. Но зато любой наблюдатель мог обнаружить, что землетрясение не обязательно влечет за собой извержение вулканов и, наоборот, вулканическая деятельность не всегда сопровождается сейсмическим возмущением. Всем известно, что в Средиземноморье и в Чили случались землетрясения, не нарушавшие сон вулканов. Разве знаменитый вулкан Фудзияма не сохранял невозмутимого спокойствия, когда у его подножия разразилась катастрофа 1923 года?

Эти наблюдения привели к новому объяснению вулканической деятельности. В противоположность представлениям, господствовавшим в прошлом веке, теперь уже считают, что здесь мы имеем дело с чисто местным явлением ограниченных масштабов с геофизической точки зрения. Очагом вулканизма считают теперь подземную котловину, где материя находится в жидком состоянии из-за сильного разогрева в связи с местным скоплением радиоактивных веществ.

Ослабление давления на глубине или химические реакции заставляют расплавленную минеральную массу пробиваться на поверхность[42].

Разумеется, ни одно извержение не может быть столь мощным, чтобы вызвать такие сейсмические возмущения, как катастрофы в Лиссабоне и Сан-Франциско, где, кстати сказать, нет никаких вулканов.

Это сводит на нет гипотезу Гумбольдта и заставляет нас относить вулканизм к второстепенным причинам землетрясений, как и все рассмотренные нами выше геологические явления. Ученые не отрицают, что некоторые извержения могут привести к сильным сотрясениям грунта, которые по праву должны быть отнесены к сейсмическим возмущениям. Но они отказались от предположения, что большая часть землетрясений, и особенно самых сильных, вызывается вулканической деятельностью.

Такой точки зрения придерживаются все современные геофизики. Они разъясняют нам, что нет ничего удивительного в почти полном совпадении сейсмических и вулканических зон земного шара. «Иначе и быть не может, — заявляют ученые, — поскольку вулканические кратеры появляются лишь в районах, где много недавно образовавшихся трещин, а эти разбитые трещинами и смятые в складки участки земной коры как раз и являются излюбленной ареной землетрясений».

Но геофизики обращают наше внимание и на следующее обстоятельство: сотрясения земной коры, обусловленные мощными извержениями, как и сами извержения, носят только местный характер. В качестве убедительного примера приводится обычно землетрясение на Искье 28 июля 1883 года.

Искья — очаровательный островок Ламартина, смуглой рыбачки Грациенны и «Первых сожалений» — находится в 25 километрах от Неаполя. Чарующий пейзаж увенчан древним вулканом Эпомео, потухшим с 1302 года. Но потух ли он? Нет, скорее «уснул», ведь не раз раскаленная густая лава пыталась пробить себе проход и излиться на поверхность. Но ей никогда не удавалось пробить горную породу. Легко догадаться, как сильно клокотал готовый взорваться подземный «котел». Не приходится удивляться, что такое клокотание сотрясает земную кору и вызывает подземные толчки. Так было в 1762, 1796, 1828, 1841, 1867, 1881 годах. В 1883 году сейсмическое возмущение, вызванное несостоявшимся извержением, достигло такой силы, что городок Касамиччиола был полностью разрушен и погибло 2300 человек. Площадь, достигавшая в поперечнике 3 километров, была опустошена. Три километра! Вопреки значительной интенсивности и числу жертв эта цифра достаточно показательна, чтобы судить о размахе вулканических землетрясений.

Итак, мы еще не получили ответа па вопрос, «чем же вызываются катастрофические землетрясения, если ни геологические явления, ни извержения не могут быть их причиной». Какие же титанические силы в состоянии вызвать сотрясение на площади в сотни тысяч квадратных километров, как это наблюдалось В Китае в 1920 году, или вызвать возмущение земной поверхности на полосе протяженностью более чем на 1000 километров, как это произошло в Чили в 1960 году?