§ 8. Землетрясения и причины их возникновения

Определения и обозначения

Землетрясение — подземные толчки и колебания земной поверхности, возникающие из-за внезапного освобождения энергии в земной коре. Оно может ощущаться как лёгкая дрожь или сильная тряска. Это понятие помогает связать движение поверхности с процессами, происходящими внутри Земли.

Очаг землетрясения — место в глубине Земли, где происходит разрушение или смещение горных пород и начинается землетрясение. Именно там высвобождается энергия, которая приводит в движение окружающие породы. Знание положения очага помогает понять, откуда расходятся колебания.

Эпицентр — точка на земной поверхности, расположенная непосредственно над очагом землетрясения. В этом районе колебания часто ощущаются особенно сильно, хотя последствия зависят и от других условий. Эпицентр нужен, чтобы обозначить положение события на карте.

Сейсмические волны — упругие колебания, распространяющиеся от очага землетрясения в земных породах. Они передают энергию через толщу Земли и вызывают движение поверхности. По их регистрации приборы помогают изучать землетрясения.

Как это устроено

Литосферные плиты — крупные части твёрдой оболочки Земли — медленно движутся относительно друг друга. На границах плит или вдоль разломов породы соприкасаются и мешают свободному смещению соседних участков. Движение при этом продолжается, поэтому в породах постепенно накапливается напряжение.

Когда напряжение становится слишком большим, породы уже не могут удерживаться в прежнем положении. Они внезапно ломаются или смещаются вдоль разлома, а накопленная энергия освобождается. Место такого события в глубине Земли называют очагом, и там начинается землетрясение.

Высвобождённая энергия не остаётся только в очаге: она передаётся соседним породам. Из-за этого в земной толще возникают упругие колебания — сейсмические волны, которые расходятся от источника в разные стороны. Дойдя до поверхности, волны заставляют её колебаться и могут привести к повреждениям.

Очаг расположен под землёй, а эпицентр — на поверхности прямо над ним, поэтому эти понятия нельзя подменять друг другом. Обычно ближе к эпицентру колебания сильнее, но важна и глубина очага: при более глубоком источнике волнам приходится проходить через большую толщу пород. Кроме того, рыхлый грунт может усиливать тряску, а прочные здания — лучше ей сопротивляться.

Землетрясения могут иметь природные и техногенные причины. К природным относятся смещение пород при движении плит и процессы, связанные с вулканической деятельностью. Техногенные события возникают из-за деятельности человека, например при обрушении горной выработки; такие события обычно отличаются масштабом от крупных тектонических землетрясений.

Основные характеристики землетрясения

Таблица помогает отделить место возникновения землетрясения от точки на поверхности и от последствий события. При разборе конкретного случая сначала уточните причину и положение очага, а затем оцените, как волны могли повлиять на разные места. Не делайте вывод о силе всего землетрясения только по ущербу в одном населённом пункте.

Разбор задач

1. Разрыв под городом

Условие: подземный разрыв произошёл на глубине 15 км под городом. Нужно указать, где находится очаг и где расположен эпицентр. В условии задано и положение события в глубине, и ориентир для точки на поверхности.

1. Разрыв пород означает место, где началось землетрясение, то есть очаг.
2. Глубина очага равна 15 км, а его проекция на поверхность приходится на город.
3. Точку на поверхности над очагом называем эпицентром.

Ответ: очаг находится на глубине 15 км под городом, а эпицентр — на поверхности в точке над ним, в пределах города. Здесь важно не называть эпицентром место разрыва в глубине. Глубина относится к очагу, а положение над ним — к эпицентру.

2. Разные разрушения в одном районе

Условие: два населённых пункта находятся в одном районе землетрясения, но разрушения в них различаются. Само землетрясение общее, однако местные условия могут быть разными. Чтобы объяснить разницу, нужно проверить несколько причин, а не искать только одну.

1. Сравните расстояние каждого пункта до эпицентра: ближе расположенные места часто испытывают более сильные колебания.
2. Уточните глубину очага и свойства грунта: рыхлый грунт способен усиливать движение поверхности.
3. Сопоставьте прочность и состояние зданий: постройки разного качества повреждаются неодинаково.

Ответ: разница может объясняться сочетанием расстояния до эпицентра, глубины очага, грунта и качества построек. Один фактор не всегда объясняет все последствия. Например, более удалённый пункт может пострадать заметно, если грунт там усиливает колебания, а здания непрочны.

3. Возможная причина события

Условие: нужно определить наиболее вероятную причину землетрясения среди трёх вариантов — резкое смещение пород вдоль разлома, извержение вулкана или обрушение горной выработки. Все три события могут быть связаны с колебаниями земной поверхности. Следовательно, надо различить механизм и происхождение события.

1. Смещение вдоль разлома указывает на движение и разрушение пород в земной коре.
2. Извержение относится к вулканическим природным процессам, а обрушение выработки — к техногенным событиям.
3. Если требуется главная причина большинства землетрясений, выбирайте смещение пород вдоль разлома.

Ответ: наиболее вероятная основная причина — резкое смещение горных пород вдоль разлома. Извержение вулкана и обрушение выработки тоже могут вызвать землетрясения, но относятся к другим причинам. Чтобы выбрать верный вариант, внимательно читайте, спрашивают ли о конкретном событии или о наиболее распространённой причине.

Типичные ошибки

Ошибка: эпицентром называют место в глубине Земли. Так путают два похожих по смыслу термина, потому что оба относятся к одному землетрясению. Проверьте себя: очаг находится внутри Земли, а эпицентр — на поверхности над ним.

Ошибка: считают, что землетрясения бывают только при извержении вулкана. Вулканические события заметны, поэтому их легко принять за единственную причину. Чтобы проверить ответ, вспомните о движении плит и смещении пород вдоль разломов: они вызывают большинство землетрясений.

Ошибка: судят о силе землетрясения только по числу разрушений в одном месте. Но ущерб зависит не только от колебаний, но и от грунта, расстояния до эпицентра и прочности зданий. Спросите себя, описывает ли наблюдение само событие или местные последствия.

Ошибка: думают, что подземные толчки распространяются от эпицентра. Эпицентр — обозначенная на поверхности точка, а начало процесса находится в очаге. Проверка проста: волны возникают там, где высвободилась энергия, и расходятся от очага.

Связь с другими темами

Чтобы разобраться в причинах землетрясений, нужно знать строение Земли, устройство земной коры и движение литосферных плит. Представление о разломах помогает понять, где породы могут смещаться и накапливать напряжение. Эти знания пригодятся при изучении вулканизма и других природных процессов.

Тема связана и с природными чрезвычайными ситуациями: понимание землетрясений помогает оценивать опасность и объяснять последствия. При изучении правил поведения важно знать, что колебания начинаются в очаге, а разрушения зависят от условий в конкретном месте. Это основа для осмысленной подготовки к возможной опасности.

Что запомнить

• Землетрясение связано с внезапным освобождением энергии в земной коре.
• Очаг находится в глубине Земли.
• Эпицентр расположен на поверхности непосредственно над очагом.
• От очага распространяются сейсмические волны.
• Главная причина большинства землетрясений — движение и смещение литосферных плит.
• Землетрясения могут иметь природное или техногенное происхождение.
• Разрушения зависят не только от силы землетрясения, но и от расстояния, грунта и прочности зданий.