Мир вокруг

22 мая 1960 года на юге Чили произошло разрушительное землетрясение. В течение 10 минут земля тряслась так сильно, что люди не могли удержаться на ногах. На дорогах образовались трещины, а здания рушились одно за другим. Один очевидец, переживший землетрясение и последовавшее за ним цунами, в тот день считал, что холодная война переросла в ядерный Армагеддон.

Землетрясение в Вальдивии, названное в честь ближайшего к эпицентру города, имело магнитуду около 9,5 и было самым сильным из когда-либо зарегистрированных в истории. Но могут ли землетрясения стать еще сильнее?

Геологи говорят, что да. Однако шансы на гораздо более сильное землетрясение невелики. Хотя в наше время могут встречаться подземные точки величиной более 9,5, но одновременное разрушение большого куска земной коры потребовало бы движения разлома как на необычайную глубину, так и на необычайную протяженность. На Земле не так много мест, где возможна такая катастрофа — по крайней мере, по словам Венди Бохон, геолога-землетрясения. Она говорит, что землетрясение магнитудой 9,5, вероятно, близко к верхнему пределу того, что может произвести планета, а землетрясение магнитудой 10 крайне маловероятно.

Магнитуда – это мера количества энергии, высвобождаемой во время землетрясения. Оно немного отличается от ощущения силы землетрясения, на которое может повлиять расстояние от эпицентра (до наблюдателя, то есть до человека) и состояние самой земли. Согласно Бохону, одно и то же землетрясение сильнее ощущается тем, кто стоит на рыхлой почве и песке, чем тем, кто стоит на твердой скале.

Магнитуда землетрясения зависит от общей площади разрыва. Это опять же зависит от того, насколько глубоко разлом уходит в земную кору и как долго отрезок разрывается по горизонтали. Существуют физические ограничения того, насколько большая область может разрушиться в процессе. Самые глубокие разломы находятся в зонах субдукции, где одна тектоническая плита толкает другую. Если проникнуть достаточно глубоко в земную кору, порода превратится в горячий и липкий расплав; вместо того, чтобы ломаться, горные массивы будут изгибаться. Хотя землетрясения иногда могут происходить на глубине до 800 километров под поверхностью Земли, по данным Геологической службы США, большинство глубоких землетрясений не вызывают серьезных сотрясений на поверхности; именно те, что в верхних десятках километров земной коры, наиболее опасны для человека.

По словам Хайди Хьюстон, геолога по землетрясениям из Университета Южной Калифорнии, разломы, наиболее способные вызвать сильные разрушительные землетрясения, — это наклонные разломы в зонах субдукции. Они так называются, потому что они расположены под косым углом, а не вертикально, и поэтому имеют самые большие площади камней, которые могут слипаться, накапливать напряжение и в конечном итоге разрушаться.

«На самом деле размер падающей плоскости разлома является самым большим фактором, определяющим максимальную магнитуду землетрясения, а плоскости разлома могут увеличиваться в условиях зоны субдукции», — сказал Хьюстон.

Но существуют также ограничения на длину сегмента неисправности, который может разорваться. По словам Бохона, даже разломы зоны субдукции не разрушаются сразу. Обычно что-то мешает — например, подводная гора, изменение породы или геометрии породы, делающее один сегмент разлома более устойчивым к нагрузкам, чем соседний.

Хьюстон добавил, что еще одним фактором, влияющим на магнитуду землетрясения, является то, насколько сильно сдвигается или сдвигается разлом. Как правило, более мелкие части обвала ускользают меньше, чем более крупные. Таким образом, в то время как землетрясение магнитудой 5 может «соскользнуть» на несколько сантиметров — расстояние, которое вряд ли разрушит землю, — землетрясение магнитудой 9 может соскользнуть на 20 метров и более. Таким образом, землетрясение в Чили в 1960 году фактически увеличило территорию страны из-за того, насколько растянулась сама земля!

Шкала магнитуды землетрясения может непреднамеренно скрыть разницу между очень сильными толчками. Шкала не линейная, а логарифмическая: на каждую единицу увеличения движение грунта увеличивается в 10 раз, а выделяемая энергия увеличивается в 32 раза. Бохон любит использовать метафору разрыва пачки спагетти. Если разорвать палку спагетти эквивалентно землетрясению силой 5 баллов, вам нужно разорвать 32 кусочка макарон, чтобы высвободить энергию землетрясения силой 6 баллов — всего на один балл больше. На этой «шкале спагетти» значение 7 соответствует зазору в 1024 булавки, значение 8 соответствует 32 768 булавкам, а значение 9 соответствует невероятному 1 048 576 палочек для еды!

Есть, конечно, планетарные катастрофы, которые теоретически могут привести к куда более сильным землетрясениям: например, столкновение с астероидом. Некоторые ученые считают, что удар астероида в позднем меловом периоде, который уничтожил динозавров 66 миллионов лет назад, вызвал землетрясения с двузначными магнитудами, хотя в наши дни почти невозможно точно определить магнитуду. В масштабах времени (а для нашей планеты это миллиарды лет) Земля наверняка могла бы стать свидетелем такой катастрофы. Но шансы на то, что в течение жизни человека произойдет что-то большее, чем 9 баллов по шкале Рихтера, очень малы. Согласно исследованиям 2022 года, крупнейшее древнее землетрясение, оцененное на основе геологических данных, также произошло в Чили около 3800 лет назад и, вероятно, также имело магнитуду около 9,5.

Площадь или мощность не всегда являются самым важным фактором того, насколько смертоносной будет катастрофа, по крайней мере, для людей. Небольшие землетрясения стали причиной многих смертей просто потому, что они поражают населенные пункты и районы со зданиями, склонными к обрушению. В то время как землетрясение магнитудой 9,5 в Чили унесло жизни около 2000 человек, считается, что землетрясение магнитудой 8 унесло жизни около 830 000 человек в Шэньси, Китай, в 1556 году. А в 2010 году землетрясение магнитудой 7,0 на Гаити унесло жизни около 220 000 человек. Даже землетрясение в Нортридже в 1994 году магнитудой всего 6,7 балла, которое произошло из-за разлома, которого никто раньше даже не замечал, унесло жизни 57 человек, ранило тысячи и нанесло ущерб на миллиарды долларов, потому что оно затронуло Лос-Анджелес.

«Так много потенциальных разломов могут привести к разрушительным землетрясениям», — сказал Бохон. «Но люди думают только о самых больших бедствиях, когда действительно нужно бояться множества местных жителей».