Пьер Руссо - Землетрясения
По всей вероятности, именно каледонской складчатости мы должны приписать землетрясения, которые ощущались на западе Франции, например 30 июля 1926 года на побережье Нормандии, 7 июня 1931 года под Северным морем, 3 октября 1933 года в Орлеане, 14 августа 1935 года в Пюи-де-Дом и 6 января 1959 года в Нормандии и Бретани.
Мир сейсмический и мир устойчивый
Палео-Европа, Мезо-Европа, Нео-Европа — вот три аспекта нашего континента, три этапа его истории, которая тесно переплетается с историей земного шара в целом. Впрочем, история эта очень проста, если смотреть на нее глазами геолога.
Действительно, заглянув в глубь далекого прошлого таких древних стран, как Китай, Япония, Средний Восток, Италия, мы увидим, что во все времена их сейсмическая активность была почти такой же, как и в наши дни. В сущности, такое постоянство закономерно, поскольку вопреки географическим метаморфозам, которые от одной геологической эры к другой изменяли лик Земли, главные его черты оставались такими же, как в докембрийское время. Всегда на Земле были геосинклинали, где зарождались горы, которые со временем больше или меньше разрушались в зависимости от их возраста. Геосинклиналям противостояли обширные невозмутимые на протяжении веков континентальные платформы, покой которых никогда не нарушался.
Два сейсмических пояса, о которых говорилось выше, образуют всего лишь две узкие полосы, опоясывающие земной шар. Это сущий пустяк по сравнению с громадными территориям», где сейсмических возмущений не наблюдается. Достаточно перечислить места, где не бывает землетрясений, чтобы убедиться, что они составляют подавляющее большинство: Канадский, Китайско-Сибирский и Бразильский щиты, древняя платформа Индии, Аравии, Австралии и вся огромная территория Африки, за исключением северной части континента и линии разломов, отмеченной Великими озерами. Грунт не колеблется в этих районах. И те несколько возмущений, о которых говорят в Африке и Бразилии, составляют лишь 0,3 процента общего числа землетрясений, наблюдаемых за год, а толчки в Индии, Австралии и Мадагаскаре, вместе взятые, — лишь 0,2 процента. К несчастью, устойчивые районы не всегда принадлежат к числу самых богатых и, следовательно, самых населенных на земном шаре.
Впрочем, настало время поделиться с читателями еще некоторыми результатами научных исследований.
Мы рассмотрели всю поверхность земного шара и разделили ее на сейсмические и устойчивые районы. Но не кажется ли вам, что мы о чем-то забыли? А океаны? Они ведь занимают три четверти поверхности земного шара, и, безусловно, интересно выяснить, к какой же категории их отнести.
Так вот, надо сказать, что дно океанов, как правило, устойчиво. Больше всего поражает, что устойчиво даже дно Тихого океана. Кто бы поверил этому? Окруженный грозным сейсмическим поясом и огненным кольцом вулканов, Тихий океан принадлежит к числу регионов земного шара с самой слабой сейсмической активностью. Поступали сообщения о каких-то толчках, якобы ощущавшихся на Таити и других островах, но после тщательной проверки выяснилось, что эти утверждения были ошибочными. Теперь общепризнано, что, за исключением Гавайских островов, Тихий океан, с точки зрения сейсмологов, следует признать поистине самым тихим в мире.
Рассматриваемый под этим углом зрения, Тихий океан значительно отличается от Атлантического. Землетрясения в Атлантике относительно часты, а их эпицентры вытянуты в меридиональном направлении в центральной части океана (рис. 20). Такое их размещение не должно вызывать удивления, если вспомнить, что именно здесь, на дне океана, вздымаются настоящие горы — Срединно-Атлантический подводный хребет. Подводный хребет проходит через острова Буве, Святого Павла, Азорские и Исландию. Его продолжает недавно открытый советскими учеными хребет Ломоносова, который проходит под водами Арктики. Пет ничего удивительного в том, что этой складчатости свойственны такие же катаклизмы, как и ее континентальным сестрам. Подводные сейсмические возмущения не очень опасны для судов, и, как мы говорили выше, после катастроф в Сан-Франциско и Мессине, экипажи судов даже становятся спокойнее, когда понимают, что имеют дело с землетрясением, а не с подводными рифами.
У Азорских островов Срединно-Атлантический подводный хребет образует конечную точку евразиатского сейсмического пояса. Но сам этот хребет дает ответвление к Индийскому и Тихому океанам. Вспомним, что в течение последнего геофизического года океанографы подтвердили существование огромного разлома, один отрезок которого проходит по той же трассе. Этот разлом, глубиной от 3 до 9 километров и шириной от 30 до 40 километров, достигает в длину 72 000 километров, включая, разумеется, все его ответвления. В 1960 году «Вема», океанографическое судно Колумбийского университета США, подтвердило, что этот разлом приурочен к ряду районов, отличающихся высокой сейсмической активностью.
Работы по исследованию дна Мирового океана не завершены, и весьма возможно, что его глубины таят еще много неожиданного.
Микросейсмические возмущения
Итак, на земном шаре имеются сейсмические и устойчивые районы. Это успокаивает население последних и вселяет смятение в души жителей сейсмических районов. Но и те, и другие не знают, что, в сущности, они живут в одинаковых условиях и что земля даже в глубине необъятных пространств Сибири ни на минуту не прекращает вздрагивать.
Речь здесь идет о «приливах на суше», когда дважды в день лунное притяжение приподнимает кору, точно так же как поверхность океанов. Если вам когда-либо посчастливилось посетить сейсмологическую обсерваторию, то вы уже поняли, о чем идет речь.
Стрелка сейсмографа никогда не знает покоя. Она подрагивает постоянно, даже когда нет никакого землетрясения. В этом подрагивании понемногу отражается все: и колебания, вызванные вашими шагами, и те, которые возникли из-за проезжающих неподалеку машин, поездов метро и железнодорожных составов, из-за деятельности расположенных поблизости заводов, из-за покачивания зданий при порывах сильного ветра и даже качания деревьев в саду. Разумеется, все эти движения очень разнородны; у некоторых колебаний период не превышает 0,1 секунды, у других от 15 до 30 секунд, а в холодную погоду бывают волны с периодом более 0,5 минуты.
Но это еще не все; когда сейсмолог вычеркивает из записи все такие помехи, в них кое-что остается. Образец такой очищенной от помех записи воспроизведен на рис. 22.
Р и с. 22. Сейсмограмма микросейсмов, зарегистрированных Парижским институтом физики земного шара 11 октября 1946 года Обратите внимание на периодическое возвращение цугов волн с более значительной амплитудой.
Речь идет о колебаниях особого вида, или, скорее, о равномерной вибрации с периодом от 3 до 10 секунд. Но периодически повторяются группы волн с более значительной амплитудой. Чем же объясняется такая вибрация? Раз все помехи устранены, надо думать, что она исходит из самого грунта, а поскольку здесь не может быть и речи о подлинных землетрясениях, мы имеем дело с микросейсмами. Это ничтожные сейсмические возмущения, поскольку колебания, передающиеся от них грунту, при длине волны не более 2 километров имеют амплитуду в несколько тысячных долей миллиметра.
Таковы микросейсмические возмущения, о которых с различной силой, но с невозмутимым постоянством свидетельствуют сейсмографы всех сейсмических станций мира в любое время дня и ночи. Эта деятельность никогда не прекращается. Зимой она усиливается и иногда в течение нескольких дней разражается микросейсмическими штормами.
Это странное явление обнаружил в 1873 году флорентинский монах Бертелли. После него многие ученые пытались разгадать тайну таких колебаний. По правде говоря, потребовалось очень немного времени, чтобы прийти к выводу, что они носят метеорологический характер. Действительно, сейсмологи, работающие в тропиках, заметили, что микросейсмические штормы совпадали с тайфуном (или циклоном), проносившимся в районе их станций. В Европе другие геофизики подтвердили, что микросейсмические штормы, как правило, совпадали с развитием над Атлантическим океаном области низкого атмосферного давления. Наконец, в США и Франции, независимо друг от друга, двое ученых экспериментально доказали предполагавшуюся ранее связь.
В США этим ученым был тоже монах Рамирес, представивший свое доказательство в 1940 году, в Европе — молодой исследователь Института физики земного шара в Париже Пьер Бернар, имя которого уже упоминалось нами. Бернар обнаружил на сейсмограмме обсерватории Сен-Морского парка запись микросейсмического шторма, возникшего внезапно. Это позволило Бернару выявить его причину. Молодой ученый затребовал сейсмограммы за этот день от ряда обсерваторий: из Страсбурга, Кью (Англия), Штуттгарта, Абиско (Швеция), Ксара (Ливан) и других и сопоставил их записи микросейсмического шторма. Это дало возможность определить его эпицентр. Бернар обнаружил, что источник шторма находился на юге Исландии, как раз там, где расположился минимум атмосферного давления. Итак, доказательство было получено. Бернар установил также скорость распространения микросейсмического шторма, равную 1,9 километра в секунду.
