Повторные толчки иногда продолжаются в течение многих недель и месяцев. После землетрясения в Санта-Барбаре в 1925 году такие толчки продолжались в течение года. После землетрясения в Монтане в 1935 году было зарегистрировано более 2500 толчков на протяжении трех лет. Сильные сейсмические возмущения в Чили, наблюдавшиеся с 21 по 23 мая 1960 года, сопровождались повторными толчками с магнитудой 7,5, последовавшими 20 июня.
Что называют интенсивностью землетрясения?
Пора дать ответ на вопрос, который, вероятно, волновал вас, когда вы читали предшествующие главы. Там беспрерывно шла речь о «слабых» и «сильных» толчках, о землетрясениях разрушительных или о таких возмущениях, которые улавливаются только сейсмографами. Как же, спросите вы, правильно оценить силу землетрясения? С помощью какого критерия можно сопоставить такую катастрофу, какая постигла Японию, и просто любопытное событие, вроде толчка 11 июня 1938 года? Другими словами, как классифицировать сейсмические возмущения и их разрушительную силу?
Это вполне законная любознательность, особенно если читатель сам был свидетелем землетрясения или пострадал от него и испытывает похвальное желание принять участие в изучении сейсмических возмущений. В этих случаях официальные сейсмологические учреждения обычно просят очевидцев заполнить напечатанную анкету и дать в ней сведения о причиненном ущербе. В таких анкетах, как правило, ставится вопрос о проявлениях землетрясения: ограничилось ли дело тем, что начала дребезжать посуда и зазвонили звонки. Не обвалились ли трубы, не открылись ли трещины, не погибли ли живые существа?
Не трудно понять, что сейсмологи, собрав десятки или сотни правильно заполненных анкет, смогут получить представление о силе землетрясения в том или ином месте. Если только несколько человек почувствовали слабое смещение, то считают, что интенсивность достигла II баллов (балл I присваивается землетрясениям, регистрируемым только сейсмографами, но не ощущаемым людьми). Случается, что люди ощущают, как земля дрожит у них под ногами, словно по улице проехал грузовик. Они и не подозревают, что это землетрясение. Тем не менее сила этого землетрясения оценивается в III балла. Если же дело не ограничится тем, что от «грузовика» задрожит пол, но еще задребезжит посуда в буфете и затрещит потолок, то это будет уже землетрясением в IV балла и т. д. Таким образом, землетрясения классифицируются по шкале интенсивности, имеющей XII баллов. Международная шкала была разработана, а затем усовершенствована итальянцами Меркали и Канкани, позднее немецким ученым Зибергом и, наконец, американцем Рихтером. Вот эта шкала. В нашей книге, разумеется, излишне вдаваться в подробности[51].
I балл. Неощущаемые сотрясения, регистрируемые только сейсмографами.
II балла. Слабые толчки, ощущаемые только некоторыми людьми, находящимися в состоянии покоя, особенно на верхних этажах.
III балла. Более сильные толчки, направление и длительность которых можно определить.
IV балла. Сотрясение ощущается вне закрытых помещений; слышится дребезжание посуды, распахиваются двери.
V баллов. Толчки ощущаются всем населением.
VI баллов. Землетрясение будит спящих, раскачиваются люстры и картины, останавливаются маятники часов, откалываются куски штукатурки.
VII баллов. Появляются трещины в строениях, падают ветхие дымоходы, звонят колокола.
VIII баллов. Значительные повреждения строений, дымоходов, колоколен и т. п. Скульптуры поворачиваются на пьедесталах, обвалы в горах.
IX баллов. Частичное или полное разрушение нескольких строений; повреждение всех жилищ.
X баллов. Трещины в рыхлых грунтах, оползни, разрыв трубопроводов и даже мостов.
XI баллов. Разрушение всех каменных строений и мостов, сильно гнутся рельсы, серьезные повреждения плотин.
XII баллов. Сильные нарушения рельефа, образование широких трещин, обвалы в горах, возникновение новых озер и рек.
Какая же энергия высвобождается при землетрясении?
Читатель, несомненно, сразу же заметил, что эта шкала в основном субъективна и относительна. Два жителя одного села, которые пережили то же самое землетрясение, могут по-разному исчислять нанесенный им ущерб. Разумеется, возникают сомнения при выборе оценки в II, III, IV балла. Человеку свойственно преувеличивать опасность, — и нет ничего удивительного в том, что пострадавший, увидев провалившуюся крышу, разорванные трубопроводы и трещину, пересекающую улицу, будет убежден, что землетрясение достигло по крайней мере X, если не XII баллов.
Относительность этой шкалы становится еще более очевидной при сопоставлении силы толчка в разных местах. Сразу же бросается в глаза, что шкала не отражает действительной силы землетрясения. Когда в 1938 году парижане ощутили легкое сотрясение, о котором уже не раз упоминалось в нашей книге, специалисты определили интенсивность в II балла, в то время как речь шла о возмущении, интенсивностью в VII баллов в эпицентре, то есть за несколько сот километров от Парижа. Но такие же явления наблюдались бы в Париже, если бы интенсивность в эпицентре, удаленном от этого города на 3000 километров, достигала XII баллов.
Другими словами, если применение шкалы интенсивности землетрясения закономерно при оценке сейсмического возмущения в данной точке, то она не дает ни малейшего представления о его реальной силе. Толчок совершенно одинаковой силы ощущался в Париже 11 июня 1938 года и в Арекипе (Перу) 25 января 1939 года. Однако в действительности произошли совсем разные события: одно было совсем незначительным толчком, а другое — катастрофическим землетрясением с эпицентром на расстоянии более 2500 километров от Арекипе.
Отсюда следует, что мало знать интенсивность землетрясения в том или другом районе; надо, кроме того, получить представление о его реальной силе. По той же причине офицеры во время войны задают себе вопрос о снаряде, разрушившем ту или другую установку: «Что это, просто удачное попадание артиллерийского снаряда в цель, или же разрыв авиабомбы в 0,5 или 5 тонн на более или менее дальнем расстоянии?» Одинаковые последствия только подчеркивают возможное разнообразие причин.
Ведь разрушительная сила энергии атомной бомбы того же типа, что и уничтожившей Хиросиму, равна 8×1020 эргов[52], тогда как разрушительная сила авиабомбы весом в одну тонну в 20 тысяч раз слабее, а сила снаряда еще слабее в 10 или 20 раз.
Итак, не будет ли логичнее при оценке разрушительной силы землетрясения исходить из того же критерия? Нельзя ли измерить его энергию в эргах и составить на этой основе шкалу, которая облегчит сопоставление землетрясений по сравнению со шкалой интенсивности?
Для такой шкалы бомба, сброшенная на Хиросиму, представляется подходящей основой. Тем читателям, для кого необычна такая единица измерения, как эрг, скажем, что 8×1020 эргов хиросимской бомбы равны 22 224 тысячам киловатт-часов, или же 8160 миллиардам килограмм-метров, то есть энергии, которая выделилась бы при падении Эйфелевой башни с высоты 1000 километров.
С учетом всех изложенных выше соображений измерение в эргах энергии, выделяемой при землетрясениях, представляется лучшим способом их классификации по степени разрушительности. На первый взгляд измерение энергии землетрясений кажется не очень-то легкой задачей, но никаких непреодолимых трудностей не возникает, о чем свидетельствует само определение понятия «энергия». Энергия — это работа перемещающейся силы. Но разве землетрясения не вызываются силой (напряжением), которая перемещает пласты горных пород, а иногда даже целые блоки земной коры? Именно так подошел к этой проблеме американец Рид, изучая катастрофу в Сан-Франциско в 1906 году. Рид вычислил силу, вызвавшую землетрясение, и ее перемещение. Последнее он измерил на основе смещения разлома Сан-Андреас; силу же принял равной той, которая потребовалась для появления самого разлома, то есть для того, чтобы разбить гранитную полосу длиной 435 километров и толщиной 20 километров. Перемножив эти два параметра, Рид получил энергию, равную 1,75×1024 эргов.
