Зачем нужна геология - Дуг МакДугалл

Louisiana Gazette и обращалось к большой комете, заметной осенью 1811 года: «Комета двигалась на запад с момента прохождения своего перигелия — возможно, она коснулась горы в Калифорнии, что и потрясло слегка эту сторону земного шара». Разумеется, появились и заявления о божественной каре. Один автор утверждал, что землетрясение почти разрушило город Натчез (первую столицу территории Миссисипи, а потом и штата Миссисипи), потому что, как он выражался, тот был местом «безнравственности и отсутствия порядочности».

Даже в разгар хаоса не все теряли чувство юмора. Один человек, путешествовавший по Миссисипи, сообщал: «В Нью-Мадриде… царил ужас; среди жителей преобладали смятение, страх и неразбериха». Однако посреди этого страха и неразберихи один из горожан писал другу:

Один джентльмен, от которого я ожидал более здравых суждений, говорит, что эти «судороги» происходят от того, что наш мир вошел с луной в соприкосновение; и что толчки повторяются всякий раз, как они сталкиваются друг с другом. Внешний вид луны вчера вечером обрушил состояние его духа так же, как землетрясение обрушило мой дымоход. Другой человек с весьма серьезным лицом говорил мне вчера, что не на шутку перепугался, решив, что, когда его выкинуло из кровати, — начался Судный день, но потом немного поразмыслил и решил, что Судный день вряд ли бы наступил ночью.

Спустя двести лет после той катастрофы район Нью-Мадрида по-прежнему остается центром сейсмической активности, хотя нынешние землетрясения и слабы. Тем не менее, юго-восточная часть США находится далеко от границ плит, и не существует никакого процесса, эквивалентного выдавливанию земной коры в Китае, который бы мог связать землетрясения в Нью-Мадриде со столкновением плит. Как же тогда их объяснить? И есть ли серьезная вероятность, что в будущем этот регион снова столкнется с подобным катаклизмом? Оба эти вопроса в последние десятилетия активно изучали, и большинство геофизиков считают, что ответ на второй вопрос — категоричное «да». Правительства штатов, входящих в регион, приняли это к сведению и создали организацию для информирования общественности об опасностях землетрясений и распространению знаний о мерах безопасности.

Эти образовательные усилия получили неожиданный, но, возможно, не особо желательный импульс, когда биолог-пенсионер Айбен Браунинг заявил, что с вероятностью в 50 % в первых числах декабря 1990 года в Нью-Мадриде произойдет разрушительное землетрясение. По вычислениям Браунинга, в эти дни гравитационные силы Луны и Солнца будут максимальными и смогут вызвать катастрофу. Его предсказание вполне предсказуемо привлекло пристальное внимание прессы, и, несмотря на скептическое отношение геофизиков, за ним последовал всплеск безумной суматохи. Закрывались школы, не работали магазины, в Нью-Мадрид приехали съемочные группы телевидения. Самые обеспокоенные жители покинули город. Однако ничего не произошло, и разочарованные — или, возможно, обрадованные — съемочные группы свернули оборудование и уехали. В сети питания Tom’s Grill в центре Нью-Мадрида упал спрос на «сейсмические гамбургеры» с трещиной посередине.

До Святого Грааля точных краткосрочных прогнозов землетрясений еще далеко, и случай Браунинга иллюстрирует, почему большинство геофизиков опасается что-то предсказывать. Даже прогнозы с небольшой научной достоверностью можно раздуть сверх всякой меры. Однако организации, занимающиеся отслеживанием землетрясений, выдают прогнозы в терминах вероятности. На основании последних исследований Геологическая служба США предсказывает, что вероятность сильного землетрясения в районе Нью-Мадрида, аналогичного тем, что произошли в 1811–1812 годах, составляет 7–10 % для последующих 50 лет. Иными словами, есть примерно один шанс из десяти, что за ближайшие 50 лет в регионе произойдет потенциально весьма разрушительное землетрясение. Если же говорить о землетрясениях магнитудой 6, то вероятность такого события возрастает до 25–40 %. Такие заявления звучат далеко не так тревожно, как у Браунинга, и не привлекают десятки съемочных групп, однако у жителей юго-востока США есть все основания воспринимать их всерьез. Даже землетрясение магнитудой 6 может привести к серьезному ущербу, и, хотя большинство американцев считают сейсмической столицей страны Калифорнию, жители нескольких штатов вдоль Миссисипи подвергаются примерно такому же риску, что и население Сан-Франциско.

Из-за силы и удаленности от границ плит землетрясения в Нью-Мадриде стали хрестоматийным примером внутриплитных землетрясений. Годы исследований пролили свет на геологические условия и дали представление о том, как и почему они происходят. Тем не менее, в мире есть места с аналогичной геологией, которые не отличаются сейсмической активностью, и причины таких различий неизвестны. В 1996 году авторы длинной и подробной научной статьи о землетрясениях в Нью-Мадриде цитировали Уинстона Черчилля, который сказал о России: «Это загадка, завернутая в тайну внутри головоломки». Несмотря на значительный прогресс в нашем понимании событий в Нью-Мадриде, эта загадка еще не раскрыта до конца.

Известно, что землетрясения 1811–1812 годов связаны с древней рифтовой долиной — огромным рубцом в земной коре, лежащим глубоко под поверхностью. Он появился несколько сотен миллионов лет назад, когда тектонические силы почти разорвали континент на части, но все же не преуспели. Однако в ходе этого процесса, сопровождавшегося вулканической активностью, образовался широкий разлом, который называется рифт Рилфут.

Сегодня на поверхности явных признаков рифта Рилфут не наблюдается. Его наличие под сейсмической зоной Нью-Мадрид известно по данным дистанционного зондирования, которые показывают, что разлом погребен под осадочными породами толщиной в несколько километров. Длина рифта — около 300 километров, ширина — около 80 километров (рисунок 19). Большинство зарегистрированных в этом регионе землетрясений попадает в эти границы; как правило, они происходят на глубине 3–12 километров. По мнению большинства специалистов, такое соответствие между местами толчков и рифтом означает причинно-следственную связь. Город Нью-Мадрид находится непосредственно на краю скрытого рифта.

Но почему объект в центре литосферной плиты возрастом свыше полумиллиарда лет должен порождать землетрясения сегодня или двести лет тому назад? Одно из последних предположений заключается в том, что рифт «заново активировался» спустя многие годы после своего образования, когда он прошел над какой-то горячей точкой в мантии около 90 миллионов лет назад. Эта интересная идея возникла, когда Рой Ван Арсдэйл и Рэндел Кокс из Мемфисского университета поняли, что Бермудская горячая точка (названная так потому, что предположительно ответственна за вулкан, образовавший Бермудские острова) в то время находилась под южной частью территории Соединенных Штатов.

Рисунок 19. Местоположение скрытого рифта Рилфут в юго-восточной части Соединенных Штатов на основании данных дистанционного зондирования. Сегодня большинство землетрясений в регионе Нью-Мадрида происходит в зонах, закрашенных серым цветом.

Геологи давно знали, что эта часть североамериканского материка 90 миллионов лет назад вздымалась полуторакилометровыми горами, и здесь шла вулканическая деятельность. Затем горы разрушились, весь регион опустился ниже уровня моря, и на затопленной океанической коре накопилось несколько километров морских отложений. Такой