Вот цитата, слово в слово заимствованная из книги «Жизнь и смерть земного шара», написанной в 1912 году известным в то время ученым Альфонсом Берже. Цитата: эта показывает, как представляли себе 50 лет назад причины сейсмических явлений. Как видите, дававшееся объяснение было в общем весьма несложным. Многие из наших читателей, вероятно, тоже учили когда-то в школе, что Земля охлаждается и сморщивается, как старое иссохшее яблоко, внутри которого образуется пустота. Но это представление относится к тому времени, когда наука считала, что ей все известно. Теперь, как говорит Мольер, «мы все это изменили». И если у нас создалось впечатление, что мы теперь гораздо ближе подошли к решению загадки землетрясений, то в противовес этому нами почти потеряна иллюзия, будто разгадку можно найти в ближайшие дни.
На первый взгляд кажется, что решение у нас под рукой.
Землетрясение — это… землетрясение, то есть подземный толчок, колебание земной коры. Английский геолог Холмс дает этому явлению весьма простое объяснение: «Когда камень падает в воду, он возбуждает ряд волн, которые расходятся кругами. Точно также, когда происходят резкие возмущения в горных породах, это приводит к волнам, которые расходятся во всех направлениях. Землетрясение — не что иное, как прохождение таких волн».
Разве нужны доказательства этого волнообразного характера движений земной коры при сейсмических возмущениях? Вернитесь к предыдущим главам, к рассказам очевидцев о том, что земля как бы покрывается волнами, вспомните утверждения, что это вызывало у них приступы морской болезни.
Остается найти механизм сотрясений, или, если хотите, тот «камень», от которого расходятся серии волн, пробегающих по земной коре. И в этом вопросе мы не бродим в абсолютных потемках. Специалисты доказали это, легко вызывая искусственные землетрясения, которые превратились в способ разведки нефтяных месторождений.
По правде говоря, действие механизма сотрясений весьма разнообразно. Прежде всего, он может действовать непрерывно. Все знают, что движение поездов метро, работа заводских машин или непрерывные удары морских волн о берег во время шторма вызывают сотрясение грунта. Эти сотрясения, разумеется, почти не ощущаются человеком, но сейсмолог находит их отражение в записях своих приборов.
Любой единичный толчок тоже может вызвать сотрясение грунта. Такой пример дает нам звуковая волна, порожденная пушечным выстрелом, или, еще более наглядные случаи взрывов, иногда происходящих на складах боеприпасов. Два таких взрыва чудовищной силы произошли, например, в 1944 году: один в Бартоне-на-Тренте (Англия), другой — около Сан-Франциско. Колебания грунта точно зафиксировали местные сейсмографы. Однако эти два взрыва были значительно менее сильными, чем тот, который раздался в 1921 году в долине Рейна. Утром 21 декабря 1921 года в Оппау взорвался склад, где хранились 4 тысячи тонн азотных удобрений. Мгновенно весь городок взлетел на воздух; в Людвигсхафене с домов были сорваны крыши, в Гейдельберге — выбиты все стекла, причем толчки зарегистрировали все сейсмографы в радиусе 300 километров.
Атомные взрывы ощущаются, разумеется, на еще более далеком расстоянии, если только военные вовремя не выставят всех сейсмологов из экспериментальной зоны. Взрыв бомбы на Бикини 24 июля 1946 года был зарегистрирован сейсмографами Калифорнии как землетрясение с магнитудой 5,5, хотя это составляло все же 0,0001 магнитуды большого естественного землетрясения.
Подземные обрушения и обвалы
В естественном состоянии взрывчатые вещества не встречаются, но наблюдения показывают, что природе совсем не трудно вызвать к жизни другие силы, порождающие сотрясения. К таким силам относятся, например, подземные обрушения. В областях, изобилующих карстовыми пустотами, в частности в районе Косс[40], иногда обрушиваются пещеры. Обрушение бывает таким сильным, что вызывает небольшие сотрясения.
Рихтер приводит в качестве примера обвального землетрясения сейсмическое возмущение на Памире в 1911 году. Известный сейсмолог Голицын заявил с полной уверенностью, что причиной землетрясения был обвал, поскольку гравитационная энергия, освободившаяся при этих двух катастрофах, была примерно одного порядка[41]. В настоящее время такой уверенности нет, но никто не оспаривает вероятности связи между обвалом и землетрясением, как на Памире, так и в других случаях. Землетрясения могут также вызываться обрушением горной породы в рудниках из-за слишком сильного напряжения, так называемые горные удары. Еще одной причиной землетрясения могут быть оползни грунта.
Все ученые, однако, пришли к согласованному мнению, что явления чисто геологического характера — обвалы, оползни, горные удары — не могут быть причиной больших землетрясений. Каким же гигантским должен быть, например, обвал, чтобы породить такие катастрофы, которые разразились в Японии или в Чили? Действительно, теория обвальных землетрясений годится лишь для объяснений самых слабых и поверхностных сейсмических явлений, скажем, как толчок, раздавшийся в Тюрингии в 1926 году. Это землетрясение ощущалось на расстоянии каких-нибудь 40 километров, и очаг его находился на глубине не более 5 километров.
Напрашивается законный вопрос — в чем же заключается более общая причина землетрясений? Не сродни ли они извержениям вулканов? Не одни ли и те же явления то сотрясают земную кору, то пользуются вулканическими кратерами, давая выход избытку своей энергии?
Признаемся, что такая теория кажется очень убедительной, если судить хотя бы по недавнему землетрясению в Чили, где голос вулканов присоединился к яростному реву подземных сил. В прошлом веке эту гипотезу высказал великий немецкий натуралист и географ Гумбольдт. «В глубинных толщах земной коры, — излагал он вкратце свои взгляды, — есть слой расплавленных пород. Этот слой испытывает значительное давление. Иногда это давление заставляет расплавленную массу изливаться на поверхность, и тогда наблюдаются извержения. В других случаях силы давления хватает только на то, чтобы вызвать такую же вибрацию перекрытий, какая бывает у стенок парового котла, и тогда происходит землетрясение».
Гипотеза эта так логична, что она оставалась в силе почти до конца XIX века. Посмотрев на карту земного шара, мы увидим, что районы сейсмических возмущений и вулканических извержений совпадают. Тихоокеанский сейсмический пояс представляет собой одновременно «огненное кольцо», почти вплотную опоясывающее вулканами Тихий океан, а Средиземное море, известное катастрофическими землетрясениями на своих берегах, ощетинилось такими прославившимися действующими вулканами, как Этна, Везувий и Стромболи. Нужно было обладать поистине критическим умом, чтобы отказаться от теории полного совпадения, слишком совершенной, чтобы быть реальной, и очень зоркими глазами, чтобы рассмотреть некоторое расхождение между сейсмическим и вулканическим поясами. Но зато любой наблюдатель мог обнаружить, что землетрясение не обязательно влечет за собой извержение вулканов и, наоборот, вулканическая деятельность не всегда сопровождается сейсмическим возмущением. Всем известно, что в Средиземноморье и в Чили случались землетрясения, не нарушавшие сон вулканов. Разве знаменитый вулкан Фудзияма не сохранял невозмутимого спокойствия, когда у его подножия разразилась катастрофа 1923 года?
Эти наблюдения привели к новому объяснению вулканической деятельности. В противоположность представлениям, господствовавшим в прошлом веке, теперь уже считают, что здесь мы имеем дело с чисто местным явлением ограниченных масштабов с геофизической точки зрения. Очагом вулканизма считают теперь подземную котловину, где материя находится в жидком состоянии из-за сильного разогрева в связи с местным скоплением радиоактивных веществ.
Ослабление давления на глубине или химические реакции заставляют расплавленную минеральную массу пробиваться на поверхность[42].
