Специальные функции математической физики - Кафтанова Ю.В.
ISBN 978-966-2046-62-5
Скачать (прямая ссылка):
Рассмотрим поэтапно несколько вариантов расположения источника землетрясения по отношению к поверхности земной коры — по аналогии с цунами.
В первом случае в расходящиеся во всех направлениях от источника сферические сейсмические волны (колебания) теряют свою энергию внутри земной коры и рассеиваются при подходе к поверхности. Это может произойти либо в том случае, если источник слишком слабый и не может генерировать более мощные и амплитудные колебания, либо если источник мощный, но он размещается очень глубоко под толщами горных пород, и его энергия расходуется на горообразовательные процессы. 65
Подобные колебания могут способствовать внутренней деформации горных пород либо их метаморфизму глубоко от поверхности земной коры. В этом случае люди непосредственно не ощущают на себе действие сейсмической активности.
Энергия этих источников может служить причинами любопытных природных аномалий — например, таких, как движущиеся по дну сухого озера камни в Долине Смерти, США, описанные в 1 главе. Или загадочные передвижения знаменитого Синь-Камня по дну Плещеева озера в России (предположительно, в горсте).
А АОу АОу
плутониты
Если источник сейсмических колебаний находится очень глубоко под землей вблизи раскаленной магмы, он может вызвать локальное растрескивание и ослабление горных пород вблизи сейсмического очага с последующим прорывом (интрузией) в эту зону земной коры раскаленной магмы и формированием плутонитов.
Поэтому очаг этой сейсмической активности может способствовать образованию в недрах земной коры так называемых плутонических горных пород — гранитов, лабрадоритов, диоритов, габбро и перидотитов глубоко.
Хотя такой сценарий развития событий вовсе не обязателен — при отсутствии доходящих до магмы трещин энергия сейсмических колебаний может быть направлена на вялотекущие процессы матаморфизма горных пород, непрерывно проходящих в земной коре.
Если эпицентр сейсмической активности находится слишком близко к поверхности земной коры, значительная часть его энергии будет израсходована на физические разрушения этой поверхности.
Такое явление очень часто сопровождается теми или иными нарушениями целостности поверхности земной коры. На поверхности земли могут образовываться заметные трещины и разрывы, блоки горных пород будет скользить и сдвигаться друг относительно друга по ослабленным зонам и высвобождать при этом гигантскую энергию в своей локальной окрестности.
В таком случае большая часть сейсмической активности и разрушений находятся в относительно небольшой локальной окрестности, непосредственно прилегающей к очагу землетрясения (источнику). На поверхности земли большая часть энергии израсходуется на разрушение земной коры, образование трещин и разломов.
Линейный 300-метровый разлом, образовавшийся в результате землетрясения 4 октября 1994 года на острове Шикотан. Фото по материалам книги «Землетрясения и цунами».
Если же очаг находится близко ко дну океана, то часть энергии этой сейсмической активности будет локально поглощена водами океана — такое землетрясение может положить начало волне цунами. Поскольку выброс энергии производится в очень узкой локальной окрестности очага землетрясения, по меркам океана такой источник может рассматриваться как точечный или линейный.
В газовую среду (атмосферу) непосредственная энергия из очага землетрясения не передается. Это происходит из-за слишком большой разнородности и физического различия структуры, строения и поведения твердых и газообразных сплошных сред.
66
эффузия —
образование
вулканов
Если очаг землетрясения находится близко от поверхности, а слой твердых горных пород в окрестности эпицентра достаточно тонкий, очаг жидкой магмы находится близко к поверхности земли (либо это локальное истончение самой коры, либо это так называемый батолит).
В следствии существенных разрушений и трещин земной поверхности локальная зона вокруг эпицентра будет значительно ослаблена. Поскольку участок земной коры в этом месте тонкий, в образовавшиеся трещины может прорваться раскаленная жидкая магма и через ослабленные зоны выйти на поверхность земли.
Такой процесс называется эффузией. Он сопровождается образованием вулканов, извержениями лавы на поверхность и вулканической активностью. Лава может изливаться не только через основное жерло вулкана, но и распространяться вдоль вертикальных и горизонтальных трещин в земной коре, образуя силлы и дайки.
И, наконец, остается рассмотреть третий вариант развития событий, при котором наблюдаются ощутимые приповерхностные землетрясения, волны которых распространяются вдоль поверхностности Земли на значительные расстояния от очага и эпицентра.
В зоне проекции очага (в эпицентре) землетрясения поверхность земли ведет себя аномально — ходит волнами (как вода) наподобие упругой колеблющейся мембраны.
Изучаемый очаг землетрясения находится достаточно далеко от поверхности земли. Распространяющиеся от него во все стороны сферические волны доходят до поверхности земли, оставаясь при этом еще весьма мощными и заметными.
