Цунами

Таким образом, при сильном землетрясении сейсмические волны, идущие по всему земному шару, могут быть обнаружены в любой точке его поверхности специальными высокочувствительными приборами — сейсмографами, служащими для записи землетрясений.

Обычно принимают, что упругие волны, возникающие при землетрясении, исходят из одной точки. Это допустимо, когда расстояние до' источника много больше размеров самого источника — очага землетрясения. В действительности, очаг имеет значительную протяженность, по крайней мере 10 км, а чаще больше (иногда даже более 100 км). Это зависит от энергии землетрясения. И если расстояние от источника до места регистрации землетрясения становится соизмеримым, то такое допущение нельзя считать правомерным.

Объемные продольные и поперечные волны возникают одновременно и распространяются независимо друг от друга, причем скорость продольных волн почти вдвое больше скорости поперечных, тем более поверхностных, распространяющихся еще медленнее, чем поперечные. Поэтому продольные волны, проходя через глубины Земли и достигая ее поверхности первыми, приносят информацию о происшедшем землетрясении. Основные параметры, характеризующие сейсмические волны, — это амплитуда колебания, период и скорость.

Если бы вещество Земли, где происходят сейсмические процессы, являлось идеально упругой и однородной средой, то волновая картина, возникающая при землетрясении, была бы значительно проще. В действительности же вследствие слоистости, неоднородности коры, а также в зависимости от гидрологических условий и значительной неровности земной поверхности сейсмические волны, отражаясь, преломляясь, рассеиваясь и поглощаясь, приобретают исключительно сложный характер распространения. В результате запись движения почвы при землетрясениях представляется в виде очень сложной кривой.

Сейсмические колебания по-разному проявляются в земных породах различной плотности и упругости. Энергия, которую несет сейсмическая волна и которая проявляется на поверхности Земли, зависит от произведения трех величин (квадрат скорости колебаний V, плотность пород р и скорость сейсмической волны С) в виде Е~ρCV². Произведение ρС принято называть сейсмической жесткостью земных пород. Устойчивость построек к разрушению в значительной степени зависит от сейсмической жесткости грунта.

Действительно, при постоянной энергии колебаний их скорость должна быть тем большей, чем меньше сейсмическая жесткость грунта. В свою очередь, чем больше скорость колебаний, тем вероятнее разрушение стоящей на нем постройки.

С. В. Медведевым и Н. В. Шебалиным составлена таблица, в которой указаны интервалы скорости распространения волн, плотности и сейсмической жесткости для основных категорий грунтов (табл. 2).

Из таблицы видна зависимость сейсмической жесткости от типа грунта.

Таким образом, в силу неоднородности земной коры под действием сейсмических волн, особенно поверхностных, колебания недостаточно жесткого слоя (плывуны, песчаник, торфяник, искусственные насыпи и т. п.) происходят с большими амплитудами по сравнению с твердыми породами, поэтому на них возникают более опасные условия для любых построек.

Можно привести нижеследующее сравнение в виде соотношений между величинами амплитуд для различных грунтов при сильных землетрясениях: сейсмическая волна, вызывающая колебания грунта на скальных породах в 2–5 мм, создает колебания в землистых уже до 25 мм, а в насыпях и неустойчивых почвах даже до 100 мм и более.

Приведенный пример дает достаточно ясное представление об опасности строительства объектов на рыхлых грунтах.

Пояса разрушений

По земному шару землетрясения распределяются весьма неравномерно. Они приурочены к определенным зонам — поясам сейсмичности. Основными из них можно считать два: 1) Тихоокеанский и 2) Средиземноморско-Транс-азиатский. К второстепенным относятся Арктико-Атлантический, пояс западной части Индийского океана и др. Все они, в свою очередь, делятся на небольшие (по сравнению с сейсмическими поясами) сейсмические зоны.

Тихоокеанский пояс охватывает побережье почти всех стран Тихоокеанского бассейна. Здесь происходит почти 80 % всех землетрясений Земли. И если учесть, что этот сейсмический пояс одновременно богат еще и действующими вулканами, то станет ясно, почему нередко образно его называют «Огненным кольцом».

Средиземноморско-Трансазиатскпй пояс простирается широкой полосой, включая побережье стран Средиземного моря, Карпаты, Турцию, Иран, Кавказ, Среднеазиатские республики Советского Союза, Северную Индию, Алтай, северную часть Китая, Монголию, Прибайкалье, северо-восточную часть Китая и Приморский край, выходя к Сахалину. Захватывая немалую часть территории СССР, этот пояс, пожалуй, более всего доставляет забот и хлопот сейсмологам, строителям и населению этих районов.

Арктико-Атлантический — проходит примерно от устья р. Лены через подводный хребет Ломоносова под Северным Ледовитым океаном в направлении Исландии и, далее, по акватории Атлантического океана.