Тайна землетрясений и цунами: почему они происходят

Тайна землетрясений и цунами: почему они происходят

Введение

Землетрясения и цунами — одни из самых разрушительных природных катастроф, которые на протяжении веков вызывают страх и fascинацию у людей. Эти события не только приводят к огромным разрушениям и человеческим жертвам, но и поднимают множество вопросов о работе нашей планеты. В этой статье мы рассмотрим причины, по которым происходят землетрясения и цунами, и попробуем разобраться в их связи.

Что такое землетрясение?

Землетрясение — это внезапное выделение энергии в недрах Земли, которое проявляется в виде колебаний земной поверхности. Эти колебания могут быть настолько сильными, что приводят к разрушению зданий, дорог и других сооружений. Землетрясения чаще всего связаны с движением тектонических плит Земли.

Тектонические плиты и их роль

Литосфера Земли, то есть её наружная оболочка, состоит из нескольких крупных и мелких тектонических плит, которые постоянно движутся. Эти движения могут быть конвективными, то есть связаны с движением расплавленного материала в мантии Земли. Когда плиты сталкиваются, отрываются или скользят друг мимо друга, происходит накопление энергии, которая в конечном итоге выплескивается в виде землетрясения.

Тип границы плит	Описание
Дивергентная	Плиты расходятся, образуя новые океанические коры
Конвергентная	Плиты сталкиваются, один из них погружается под другой
Трансформная	Плиты скользят друг мимо друга

Цунами: что это такое?

Цунами — это серия oceanических волн огромной силы, которые возникают в результате внезапного смещения большого объёма воды. Чаще всего это происходит из-за землетрясений под водой, извержений вулканов или обрушения подводных склонов.

Как образуется цунами

Когда землетрясение происходит под водой, оно может вызвать внезапное смещение воды, что приводит к образованию волн с огромной длиной и высотой. Эти волны распространяются с огромной скоростью и могут достигать берегов, вызывая катастрофические разрушения.

Почему землетрясения и цунами связаны

Землетрясения и цунами часто связаны друг с другом, так как землетрясение может спровоцировать цунами, а цунами, в свою очередь, усугубляет последствия землетрясения. Например, землетрясение может вызвать смещение дна океана, что приводит к образованию цунами.

Примеры исторических событий

• Землетрясение и цунами в Индийском океане в 2004 году, которые привели к гибели более 230 тысяч человек.
• Землетрясение в Японии в 2011 году, которое вызвало цунами и аварию на АЭС "Фукусима".

Предсказуемость землетрясений и цунами

Предсказание землетрясений и цунами — сложная задача, так как они зависят от множества факторов. Однако современные технологии позволяют мониторить активность тектонических плит и предупреждать о возможных катастрофах.

Меры предотвращения

• Создание систем раннего предупреждения.
• Строительство зданий, устойчивых к землетрясениям.
• Обучение населения действиям во время землетрясений и цунами.

Заключительные мысли

Землетрясения и цунами — это мощные силы природы, которые напоминают нам о том, насколько хрупка наша планета. Понимание причин их возникновения помогает нам лучше подготовиться к этим катастрофам и снизить их разрушительное воздействие.

Связанные вопросы и ответы:

Какие геологические процессы вызывают землетрясения

Причины возникновения цунами очень разнообразны, они разделяются на распространенные и вероятные.

К распространенным факторам возникновения цунами относят:

1. Оползни.
2. Извержение вулкана.
3. Землетрясение.

При оползнях цунами зарождается в 7% случаев от всего числа происшествий. Оползни сопровождаются схождением горных пород и льда. Сами оползни возникают, как правило, в следствие землетрясения или из-за сильных толчков, что несомненно провоцирует сдвиг тектонических плит и зарождение цунами.

При извержении вулкана цунами растет со стремительной скоростью в длину, так как при самом извержении вода может заполнять кратеры, которые возникают при обвале стенок вулкана.

При землетрясениях происходят изменения на дне вод. При таком процессе часть дна опускается вниз, в то время как другая часть — поднимается вверх. Это смещение вызывает колебание воды в вертикальном направлении. Она стремится обрести изначальное положение, поэтому образуются волны.

К вероятным причинам цунами относят:

1. Деятельность человека.
2. Падение метеоритов.
3. Сильный ветер.

При деятельности человека цунами может возникнуть в случае проведения испытаний с атомной бомбой в водах, военных действий и другой деятельности. При каждом таком испытании может быть сильный толчок на дне вод, что цунами не избежать. Для того чтобы сохранить спокойствие литосферных плит, в некоторых государствах запрещены такие испытания международными договорами.

При падении метеоритов небольшая вероятность вызывания цунами, но она существует. Если метеорит упал на достаточно далеком расстоянии от водоема, то цунами просто не успеет дойти до берегов и настигнуть город, но если падение произошло в непосредственной близости (10-15 км), то эффект будет такой же, как от оползней.

Сильный ветер обуславливает появление цунами резким скачком атмосферного давления. В таком случае появляется метеоцунами.

В чем связь между землетрясениями и вулканической активностью

Тектоника плит проявляется прежде всего на границах плит, где взаимодействие между этими массивными частями земной коры приводит к возникновению различных геологических явлений. Существует три основных типа границ плит, для каждого из которых характерна своя геологическая активность.

Дивергентные границы

На дивергентных границах тектонические плиты удаляются друг от друга. Это движение создает пространство для подъема магмы из мантии, ее застывания на поверхности и образования новой коры. Срединно-Атлантический хребет – яркий пример дивергентной границы, где постоянно образуется новая океаническая кора.

Конвергентные границы

Конвергентные границы – это столкновение тектонических плит друг с другом. Когда две плиты сходятся, одна из них может оказаться под другой в процессе, называемом субдукцией. Такое столкновение приводит к образованию глубоких океанических впадин, вулканических дуг и горных хребтов. Примером эффекта конвергентной границы могут служить легендарные Гималаи, образовавшиеся в результате столкновения Индийской и Евразийской плит.

Трансформные границы

Трансформные границы возникают, когда две плиты проскальзывают друг мимо друга в горизонтальном направлении. Движение вдоль трансформных границ может вызывать землетрясения, поскольку напряжение накапливается и высвобождается вдоль линий разломов. Разлом Сан-Андреас в Калифорнии является хорошо известным примером трансформной границы.

Понимание этих границ плит очень важно для понимания геологических процессов, формирующих поверхность нашей планеты . Динамическое взаимодействие на этих границах приводит к образованию гор, океанических бассейнов и вулканической активности.

Почему землетрясения часто сопровождаются цунами

Источниками цунами могут оказаться не только подводные землетрясения, вулканические извержения и подводные оползни, но и мощные циклоны умеренных широт и тайфуны, часто "разгуливающие" над океаном в этих районах. Такие волны принято называть метеорологическими цунами.

Из каждых 100 сильных землетрясений, случающихся, например, в Тихом океане, только одно обычно сопровождается явлением цунами. Период таких волн составляет от 2 до 40 минут.

Из 400 вулканов, действующих в настоящее время на нашей планете, 330 расположены в бассейне Тихого океана. Не удивительно поэтому, что до 80% сильнейших землетрясений в мире происходят именно в этой зоне. За последнее тысячелетие Тихоокеанское побережье поражалось цунами около 1000 раз. Поэтому чаще всего от цунами страдает население Японии, Чили, Перу, Гавайских островов и Алеутской гряды, а также Курило-Камчатской зоны России.

До последнего времени считалось, что акваториям Атлантического и Индийского океанов в этом плане везло больше: волны-убийцы здесь возникали всего несколько десятков раз. Но 26 декабря 2004 года эта статистика, к сожалению, была нарушена.

Морские землетрясения и связанные с ними волны цунами случаются не только в океанах. Их нередко наблюдали, хоть и не с такими катастрофическими последствиями, и во внутренних морях. В Черном море, например, по сведениям различных источников, за последние 2000 лет отмечено 26 случаев цунами, большая часть которых была связана с землетрясениями. Некоторые из них: Сухуми (20 г. н.э), Севастополь (109), Варна (543), Босфор (557), Евпатория (1341), Форос (1427), Турция (1598) - сопровождались волнами цунами высотой 2-3 м.

В "Каталоге землетрясений Российской империи", изданном в 1893 году, и в "Новом каталоге сильных землетрясений на территории СССР" выпуска 1977 года упоминаются цунами, возникшие в 957 году близ города Дербента после девятибалльного землетрясения. Девяти-десятибалльные морские землетрясения 26 апреля 1868 года, 9 марта 1876 года и 31 декабря 1902 года в районе Баку, 9 июля 1895 года, 9 мая 1933 года и 12 апреля 1939 года в районе Красноводска также сопровождались резким повышением уровня моря на 1-2 м и возникновением "огромных волн".

Сильные землетрясения под дном Черного и Каспийского морей происходят на глубинах 50-90 км, то есть в верхней мантии нашей планеты, и называются мантийными. Это случается обычно на границах раздела так называемых тектонических структур (прогибы, платформы, впадины), возникших здесь в период бурной тектонической и вулканической деятельности на заре формирования геологического лика Земли.

Исследование геологического строения, например, Черноморской впадины показало, что ее пересекают 14 геологических разломов, разделяющих элементы тектонических структур северного Причерноморья. В частности, северо-западный шельф моря пересекают четыре таких разлома. Эта зона является крупным газоносным районом Мирового океана. Специалисты Института биологии южных морей АН Украины обнаружили здесь около 150 подводных выходов газа, состоящего на 80% из метана. В этих зонах на акватории моря установлено около 30 буровых вышек для разведки и разработки газовых месторождений.

В районе Кавказского побережья от Сухуми до Батуми на глубинах 25-850 м исследованы 17 источников газовыделения. В районе Карадага (Планерское, Феодосия) и Керченского пролива аналогичное явление зафиксировано в 15 точках, а вдоль побережья Румынии и Болгарии - в 38.

Несмотря на многовековое относительное спокойствие природы в этом районе владыка земных недр нет-нет да и напоминает здесь о себе глухими вздохами - землетрясениями. Побережье Крыма является областью локальной повышенной сейсмичности. За 1853-1966 годы здесь наблюдалось 82 землетрясения магнитудой от 5 до 9 по шкале Рихтера. Зона очагов землетрясений располагается вдоль континентального склона непрерывной полосой от Севастополя до Феодосии с максимальной активностью у Ялты.

В 1927 году "ворчание Плутона" в Крыму выразилось в девятибалльном землетрясении. В результате тектонических подвижек 11 ноября 1927 года морской блок земной коры в районе Южного берега Крыма в эпицентре землетрясения (25 км от Ялты) и на удалении 100 км от берега опустился, а континентальный - поднялся. Из рапорта коменданта Севастополя того времени высшему начальству, рассекреченного недавно, следует, что во время крымской катастрофы на море в ночное время в направлении от Евпатории, Севастополя и мыса Лукулл отмечались вспышки огня белого цвета высотой 500 м и шириной 1,5-2 км."Морские пожары" наблюдались как раз над Криворожско-Евпаторийским разломом. Добыча газа в настоящее время здесь не ведется, но в период тектонических подвижек произошла активизация его подземных источников вплоть до выхода "факелов" на поверхность и воспламенения от молний, сопровождавших ураган в период катастрофы.

Какие типы тектонических плит вызывают землетрясения

Каскадия охватывает часть канадской провинции Британская Колумбия, полностью штаты Вашингтон и Орегон и кусочек Калифорнии Иллюстрация: © Alicia.iverson / CC BY-SA 4.0

Земная кора состоит из литосферных плит, которые пребывают в постоянном движении. Сталкиваясь друг с другом, они вызывают разрушительные землетрясения и цунами. Места, где одна плита погружается под другую, называют зонами субдукции. Одна из них простирается по дну Тихого океана на 900 км от Северной Калифорнии до канадского острова Ванкувер и называется Каскадия.

В этом месте океанская плита Хуан-де-Фука встречается с континентом, но не погружается под него. Вместо этого огромный пласт земной коры площадью 110 тыс. км²давит на материк, сжимая Северную Америку на 30–40 мм в год. Когда давление достигнет критической точки, произойдет мощный сдвиг, за которым последуют суперземлетрясение магнитудой 9,2 и цунами. Примерно через 15 минут после начала толчков тридцатиметровая стена воды ударит по всему 900-километровому фронту в западное побережье. Это будет самая страшная природная катастрофа в истории Северной Америки. Пострадают такие крупные города, как Сиэтл, Сэйлем , Олимпия , Такома, Юджин, Портленд, и десятки мелких поселений.

В Сиэтле проживают более 730 тыс. человек — это крупнейший город на северо-западе Соединенных Штатов  Фото: © Mario Hagen / Shutterstock / FOTODOM

Сначала суперземлетрясение неминуемо разрушит часть домов, линии электропередач, повредит автомобильные и железные дороги. Следующий удар по инфраструктуре нанесет цунами, которое на суше превратится в сметающий все на своем пути поток обломков зданий, грязи, искореженных автомобилей и людей. А затем, когда вода сойдет, наступит неизбежная гуманитарная катастрофа.

Кстати, не забудьте подписаться на нас в Telegram , чтобы ничего не пропустить! На канале мы рассказываем больше о климатических изменениях, экологии и о многом другом.

Может ли цунами возникнуть без землетрясения

Землетрясения в литосфере выносят колебания из недр на поверхность Земли и в воды океана. Водная среда океанов, морей, озер безболезненно переносит любые сейсмические колебания дна. Находящиеся на ее поверхности и в толще воды корабли и живые организмы не заметят колебаний дна и соответствующих колебаний толщи воды.

Волны цунами несут разрушения берегам, но незаметны в самом океане для его обитателей, ведь длина волны цунами многократно превышает ее амплитуду. Она незаметна даже мореплавателям при штиле. При шторме она не создает дополнительных трудностей для моряков.

Землетрясения малой силы легко воспринимаются растениями, животными и человеком. А сильные землетрясения опасны для жизни животных и людей. Они не только создают вибрацию, но и вызывают ряд вторичных процессов в литосфере и подземной гидросфере.

При землетрясении происходят гравитационные склоновые процессы на поверхности земной коры. Это обвалы, оползни, сели, лавины, а также процессы в подземных водоносных горизонтах: разжижение грунтов, изменение уровня и химического состава подземных вод.

При наиболее мощных землетрясениях в земной поверхности образуются трещины. Происходит изменение ландшафта.

Гравитационные процессы и собственно сами землетрясения особенно сильно изменяют рельеф местности, провоцируя изменение положения водотоков, конфигурацию и размеры водоемов, их глубину, скорость движения воды, изменяется режим формирования речных долин и абразии в озерах и искусственных водоемах. Запруживание оползневыми телами, обвальными массами, осыпями и селевым материалом рек и ручьев, поступление грунтового материала в озера формирует заболоченные территории и влечет за собой деградацию почв.

Вызванные землетрясениями цунами приводят к затоплению низменных участков земной поверхности соленой морской водой, что практически уничтожает почвенный слой и приводит к засолению подстилающих грунтов. Это ведет к гибели практически всей растительности и всей трофической цепи в затопленной части территории. Величина засоления в этих районах по натрию, калию, магнию, хлору в несколько раз превышает ПДК, что губительно для растений.

До землетрясения, при его наступлении и после землетрясения в почвенном воздухе и подземных водах наблюдается повышенное содержание радиоактивного газа радона, отрицательное экологическое воздействие которого установлено многими исследованиями. Анализ содержания радона включен в специальные оценки при проведении инженерно-экологических изысканий для строительства, поскольку он опасен для людей и повсеместно распространен в почвенном воздухе, но в разных долях.

При землетрясениях часто происходит изменение режима подземных вод: меняется положение уровней, величин напоров, расходов, даже направления движения. Установленным фактом является изменение положения областей питания, распространения и разгрузки подземных вод. В отдельных случаях отмечается резкое понижение уровня грунтовых вод, пересыхание колодцев, нарушение работы водозаборных скважин. В других случаях возникает подтопление территорий.