Общее землеведение - Юлия Гледко

Нередко магма проникает в толщу горных пород, приподнимает и дислоцирует верхние пласты, но на поверхность не изливается, образуя интрузивные тела. На Северном Кавказе (район Пятигорска) среди ровного плато поднимается ряд конических и куполообразных гор высотой от 200 до 900 м (горы Лысая, Железная).

Вулканической деятельности сопутствуют поствулканические явления. К ним относят фумаролы (выделения паров и газов на остывающих лавовых потоках – «Долина десяти тысяч дымов» на Аляске в районе вулкана Катмай), гейзеры, горячие источники. На дне океанов распространены формы, получившие названия гайотов, – плосковершинные горы, образование которых связано с погружением древних вулканических островов.

Вулканические процессы оказывают влияние:

✓ на метеорологические явления: вулканический пепел, выброшенный на огромную высоту, разносится воздушными массами, как бы распределяясь по всей тропосфере и тем самым вызывая ее помутнение и ослабление притока солнечной радиации; в отдельных случаях потеря тепла из-за ослабления радиации вулканической пылью достигает 57–66 %);

✓ поступление в атмосферу углекислоты, необходимой для жизни растений;

✓ характер гидрографической сети: лавовые потоки, перегораживая реки, неоднократно служили причиной образования озер плотинного типа;

✓ характер рельефа: трещинные излияния способствуют нивелировке рельефа; извержения центрального типа, наоборот, усиливают неровности рельефа – возникают высокие аккумулятивные конусы, образующие в некоторых случаях целые горные цепи (восточное побережье Камчатки). Извержения вулканов в Исландии приводят к таянию огромных масс льда.

Ярким свидетельством наличия процессов горообразования служат землетрясения, они показывают, что отдельные участки Земли находятся в весьма активном состоянии и испытывают перемещения.

Землетрясением называют быстрые движения земной коры, вызывающие в ней устойчивые (т. е. сохраняющиеся и после прекращения движения) изменения. Сейсмические волны, порождаемые землетрясениями, распространяются во все стороны от очага подобно звуковым волнам. Точка, в которой начинается подвижка пород, называется фокусом, очагом или гипоцентром, а точка на земной поверхности над очагом – эпицентром землетрясения. Ударные волны распространяются во все стороны от очага, по мере удаления от него их интенсивность уменьшается. Глубина очагов землетрясений (гипоцентров) обычно не превышает 40–60 км, чаще всего составляет 15–20 км. Однако в отдельных случаях (преимущественно по окраинам бассейна Тихого океана) очаги лежат гораздо глубже – до 300–700 км. На Земле в среднем каждый год бывает более 100 тыс. землетрясений, из них около 10 % ощущается людьми. Вместе с тем землетрясения распределены по Земле далеко не равномерно. Их почти не бывает в центральной части Тихого океана (кроме Гавайских островов) и на всех древних платформах материков, что говорит об отсутствии здесь процессов горообразования (Канада, Бразилия, Русская платформа, Африка, Индия, Австралия и Антарктида).

Для оценки и сравнения землетрясений используются две шкалы: одна – для измерения интенсивности, другая – для измерения магнитуды.

Интенсивность землетрясения – степень сотрясения грунта на поверхности Земли, ощущаемого в различных точках зоны воздействия землетрясения. Величина интенсивности землетрясений измеряется по 12-балльной шкале, определяется на основании оценки фактических разрушений, воздействия на предметы, здания и почву, последствий для людей и является качественной характеристикой землетрясения (табл. 5). В мире используется несколько шкал интенсивности: в США – Модифицированная шкала Меркалли (ММ), в Европе – Европейская макросейсмическая шкала (EMS), в Японии – шкала Японского метеорологического агентства («Shindo»). Широкое распространение особенно в Европе, получила шкала Медведева – Шпонхойера – Карника (MSK-64).

Таблица 5

Двенадцатибалльная шкала интенсивности землетрясений

Магнитуда землетрясения — величина, пропорциональная энергии, выделяемой в очаге землетрясения. Она определяется с помощью прибора, называемого сейсмографом. Показания прибора (амплитуда и период сейсмических волн) указывают на количество энергии упругой деформации, выделяемой в процессе землетрясения. Чем больше амплитуда волны, тем сильнее землетрясение. Существует несколько магнитуд и, соответственно, магнитудных шкал: локальная магнитуда (ML); магнитуда, определяемая по поверхностным волнам (Ms); магнитуда, определяемая по объемным волнам (mb); моментная магнитуда (Mw).

Наиболее популярной шкалой для оценки энергии землетрясений является локальная шкала магнитуд Рихтера, разработанная американским сейсмологом Чарльзом Рихтером в 1935 г., в ней используются арабские цифры. Шкала Рихтера логарифмическая и открытая, т. е. нет ни верхнего, ни нижнего предела для магнитуд. Каждое увеличение магнитуды на одно целое число соответствует 32-кратному увеличению количества выделяемой энергии. Считается, что падение крупного метеорита может иметь магнитуду, близкую к 13, но в действительности на Земле землетрясений с магнитудой более 9,5 не бывает из-за того, что горные породы не выдерживают такого выделения энергии и разрушаются (магнитуда, равная 9,5, – максимальная из зарегистрированных, Великое Чилийское землетрясение 21 мая 1960 г. соответствует энергии 1019 Дж). Нулевая магнитуда означает, что землетрясения нет, она отвечает энергии 105 Дж). Магнитуда не измеряется в баллах.

По глубине расположения гипоцентра землетрясения делятся на мелко-, средне- и глубокофокусные. Если очаг расположен, например, на глубине от 0 до 60 км, землетрясение считается неглубоким; если на глубине от 60 до 300 км – землетрясение имеет среднюю глубину очага; при глубине очага от 300 до 700 км имеет место глубокофокусное землетрясение.

Рис. 18. Самые мощные землетрясения на Земле

Наиболее мощные по магнитуде (8,0–9,5) землетрясения на Земле за период наблюдений представлены на рис. 18 (землетрясение в зоне субдукции Каскадия, 1700 г.; землетрясение в центральной части Чили, провинция Вальпараисо, 1730 г.; Лиссабонское землетрясение, 1755 г.; Суматранское землетрясение, 1833 г.; Камчатское землетрясение, 1952 г.; Великое Чилийское землетрясение, 1960 г. и др.).

В XXI в. из четырех землетрясений с магнитудой более 8,5 три произошли на острове Суматра, причем землетрясение в Рождество 2004 г. не только имело магнитуду более 9, но и привело к большим человеческим жертвам в связи с огромной волной цунами. Выделяются также Соломоновы острова: таких землетрясений было также три – 1 апреля 2007 г. (8,1 магнитуды), 7 октября 2009 г. (7,8 магнитуды) и 6 февраля 2013 г. (8,0 магнитуды) (рис. 19).

Почти треть землетрясений с магнитудой более 6 баллов произошла в Индонезии и близких к этой стране районах, в Южной Америке за этот период число землетрясений было почти в 2 раза меньше. Но за весь период наблюдений южноамериканские страны, находящиеся на западе континента (Чили, Перу, Эквадор, Колумбия), намного чаще испытывали на себе последствия сильных землетрясений.

Большая часть эпицентров землетрясений сосредоточена в областях альпийской складчатости и современных геосинклиналей.

Прежде всего, надлежит выделить Тихоокеанский пояс, в котором высвобождается около 80 % сейсмической энергии Земли. Начинаясь дугой Алеутских островов, весьма активной в сейсмическом отношении, он тянется длинной полосой по западному краю Северной, Центральной и Южной Америки и через острова Южная Георгия, Южные Сандвичевы, Южные Оркнейские и Южные Шетландские.

Вторая часть Тихоокеанского пояса обрамляет океан с запада, захватывая острова Новую Зеландию, Кермадек, Тонга, Новые Гебриды, Новую Гвинею, Каролинские, Марианские, Японские, Тайвань, Филиппины, Молуккские, Зондские и полуостров Камчатку.

Такое распределение очагов землетрясений свидетельствует о наличии в земной коре и в подкоровой области наклонной поверхности разлома, вдоль которой либо материки надвигаются на океанское дно, либо подкоровое вещество перемещается от океанского дна под материк.

Менее сейсмичен Европейско-Азиатский пояс, на долю которого приходится 15 % сейсмической энергии, выделяемой Землей. Он охватывает Средиземноморский бассейн, Кавказ, Иран, Памир, Тянь-Шань, область Гималаев, горные цепи Бирмы и Китая, а в России от Тянь-Шаня идет по горным системам в Прибайкалье и бассейн Амура.

Рис. 19. Землетрясения с магнитудой более 7,0 с 2001 по 2014 г.

К второстепенным сейсмическим поясам Земли относятся: