5 лет назад
Нету коментариев

В житейском шуме мирных поселений Им рокот мнится кругосветных волн.

А. Теннисом. Королевские идиллии.

Существует верхний предел полезного увеличения сейсмических колебаний. Земля никогда не бывает абсолютно спокойной. Если прибор достаточно чувствителен, он регистрирует постоянные слабые колебания даже при отсутствии землетрясений. Эти колебания называют микросейсмами. Если увеличение достаточно велико, чтобы на сейсмограмме были видны микросейсмы, то в дальнейшем увеличении нет смысла, так как это приведет лишь к запутыванию записи. Микросейсмы обладают весьма устойчивым периодом, обычно в диапазоне от 4 до 6 с, хотя бывают и микросейсмы с более коротким периодом, затрудняющие работу некоторых типов сейсмографов. Их амплитуда непостоянна и меняется изо дня в день. При интенсивных «микросейсмических бурях» (рис. 86) записи становятся нечитаемыми.

"Микросейсмическая буря"

«Микросейсмическая буря»

Некоторые микросейсмы, особенно с коротким периодом, возникают, по-видимому, в результате деятельности человека. Если сейсмическая станция находится вблизи города, короткопериодные колебания в основном исчезают по ночам, когда останавливаются станки на заводах и затихает движение на дорогах. От этих возмущений можно до некоторой степени избавиться, разместив регистраторы в спокойных местах. Существуют также природные микросейсмы. Давно известно, что в глубине материка они причиняют меньше беспокойства, чем у побережья, но лишь недавно стало ясно, как именно связаны между собой волны на суше и на воде.

Было сделано предположение, что волны прибоя, разбивающиеся о берег, постоянно генерируют волны в земле, которые регистрируются как микросейсмы. Этим несомненно объясняется происхождение некоторых микросейсм, особенно у прибрежных скал и побережий, тянущихся на большие расстояния прямыми линиями, однако источник других микросейсм, как выяснилось, находится далеко в открытом море.

Во время второй мировой войны на островах Карибского моря была установлена сеть сейсмографов, известных под названием тройных станций. Предполагалось, что регистрируемые ими микросейсмы окажутся в тесной связи с резкими переменами погоды. Было обнаружено, что их источник находился в центре интенсивных метеорологических систем типа тропических циклонов и что можно следить за движением штормов с помощью специальных сейсмометров. Дальнейшие исследования показали, что волны воздействуют на дно океана как насос и таким образом сообщают свою энергию земле. Однажды зародившись, цуг волн может пройти несколько тысяч километров, однако, имея надлежащее оборудование, можно различить отдельные их источники.

Хотя этот метод показался многообещающим, сейсмографы для регистрации микросейсм не вошли в стандартный комплект оборудования для прогноза погоды. В Дании был проведен еще ряд исследований штормов Северной Атлантики, а на Королевской сейсмостанции в Гонконге обнаружили, что записи микросейсм на стандартных приборах помогают следить за тайфунами, однако в настоящее время использование радаров и спутников, по-видимому, оттеснило сейсмологов от участия в предсказаниях штормов.

Кроме упомянутых штормовых микросейсм, имеющих периоды в диапазоне от 4 до 6 с, и колебаний от станков и дорожного движения с периодом в 1 с и менее, существуют и другие короткопериодные колебания, создаваемые местными метеорологическими условиями. Основными из них являются дождевые и морозные микросейсмы, названия которых говорят сами за себя.

Микросейсмы в большинстве случаев представляют собой смесь различных типов поверхностных волн, и хотя основной их источник, по-видимому, связан со штормами в океанах и нескольких больших озерах, их амплитуда по мере продвижения в глубь суши убывает незначительно. Их можно регистрировать в таких районах, как центр североамериканского континента и на советских станциях в Средней Азии. Вполне возможно, что их хорошая наблюдаемость на столь далеких расстояниях отчасти объясняется наличием низкоскоростного канала в земной коре.

После того, как метеорологи проявили пренебрежение к мик-росейсмам, сейсмологи вновь стали рассматривать их лишь как помехи. Они затрудняют выбор хороших площадок для размещения станций на небольших островах. Новозеландские сейсмологи, в ведении которых находится большая часть юго-запада Тихого океана, а также страна, где от любого пункта до берега моря не более 60—70 км, с некоторой завистью смотрят на тихие станции Чартерз-Тауэрз в Квинсленде и Чиангмай на севере Таиланда, где чувствительность приборов в несколько сот раз выше. На полярной станции Скотт, которую часть года осаждают антарктические штормы, можно создавать большее увеличение колебаний после того, как океан замерзнет на долгую полярную ночь.

Самое известное явление, связывающее сейсмические и морские волны, это цунами — сейсмические волны на море, которые могут порождаться сильными подводными землетрясениями. Цунами часто называют приливными волнами, но они не имеют ничего общего с приливами, и поскольку действительно существует такое явление, как приливные волны, не стоит вносить путаницу. Достаточно широко используемое японское слово «цунами» в действительности означает «волны в гавани». Поскольку чаще всего последствия сейсмических морских волн наиболее катастрофичны в узких эстуариях и заливах, этот термин можно считать подходящим и удобным.

Механизм образования цунами до конца еще не выяснен. Ясно, что вода может сместиться, если произойдет сдвиг по разлому, обвал или поднятие морского дна; проф. Гутенберг, однако, выявил много случаев, когда эпицентр толчка явно находился на суше. По-видимому, морские волны могут иногда возникать в результате прохождения поверхностных волн через мелководный континентальный шельф или, возможно, вдоль подводного каньона.

Землетрясения могут также породить волны в водоемах и озерах. Вода в озере или закрытом морском рукаве обычно плещется с некоторой определенной частотой, зависящей от размеров и глубины бассейна. Если эта частота совпадает с частотой сейсмических волн, то произойдет резонанс и волны усилятся, как в сейсмографе. Такие колебания воды называются сейшами; кроме землетрясений, они могут вызываться ветром и другими причинами. Цунами или сильная штормовая волна, прошедшая мимо входа в закрытую гавань, иногда вызывает сейши внутри нее.

Сейши особенно часто порождаются очень сильными землетрясениями потому, видимо, что волны с очень длинными периодами сохраняют значительную амплитуду на расстояниях, намного превышающих расстояния ощутимости землетрясений. После большого лиссабонского землетрясения 1755 г. о сейшах сообщалось из Франции, Италии, Голландии, Швейцарии, Англии и даже из Норвегии и Швеции, т. е. примерно за 2800 км от эпицентра. После землетрясения в Ассаме в 1950 г. колебания регистрировались на водомерных постах в нескольких водоемах Англии и наблюдались также в Скандинавии. Известен случай, когда сейш, порожденный землетрясением на Алеутских островах, внезапно и довольно бесцеремонно прервал официальное собрание, проходившее рядом с плавательным бассейном в Техасе.

Цунами могут быть крайне разрушительными; некоторые рассказы о них настолько эмоциональны, что в них трудно отделить факты от вымысла. Их разрушительная сила, однако, проявляется только по достижении берега. В глубоководных районах корабли не могут их обнаружить, даже если их высота достигает нескольких метров, потому что расстояние между их гребнями чрезвычайно велико. Их скорость зависит от глубины воды; достигнув мелководья, волна резко замедляется, ее фронт вздымается и разбивается со страшной силой, особенно если он стеснен в эстуарии или узком заливе. Даже волна высотой 1 — 2 м может повредить пришвартованные на мелководье суда, ударив их о дно, и разрушить лодочные станции, прибрежные дороги и дамбы (рис. 87, 88, 89).

Разрушение от цунами

Разрушение от цунами

Остатки строений

Остатки строений

Цунами

Цунами

Возникнув в каком-либо месте, цунами может пройти несколько тысяч километров, почти не уменьшаясь. Цунами от южноамериканских землетрясений доставили много неприятностей в Новой Зеландии, Японии, а также на Гавайях, которые помимо этого подвергались воздействию цунами из Японии и с Алеутских островов.

К счастью, очень большие цунами редки; в Тихом океане, однако, они бывают достаточно часто и представляют серьезную опасность, поэтому здесь организована постоянная служба предупреждения со штаб-квартирой на Гавайях. Ее работа основана на сотрудничестве сейсмических и мареографических станций многих стран. Станции, регистрирующие землетрясения, которые могут породить цунами, радиографируют необходимые данные на Гавайи, где определяют эпицентр и, если землетрясение оказалось подводным, просят ближайшие мареографические станции наблюдать за отклонениями уровня моря от нормы. Хотя скорость цунами в открытом океане может превышать 600 км/ч, для многих районов возможно оценить время ее прихода и вероятную высоту волны, предупредить суда и население прибрежных территорий, а в случае необходимости эвакуировать людей.

Цунами, поражающие побережье Гавайских островов, чаще всего приходят от Алеутских островов, и предупреждения о них поступают с мареографов на побережьях Аляски и Канады. На самих же Алеутах и в Японии опасные землетрясения зачастую происходят слишком близко. Тем не менее в Японии организована срочная телеграфная связь, по которой передаются сообщения из пораженных районов в районы, куда волна еще не дошла. В Советском Союзе подобная система работает на Сахалине и Камчатке.

Самая большая сейсмическая морская волна, зарегистрированная в бухте Литуя на Аляске в 1958 г., по-видимому, не была чистой цунами. Землетрясение М8 сдвинуло здесь огромный оползень, который обрушился в бухту, выплеснув на уступ противоположного берега волну, забросившую стволы деревьев на высоту свыше 500 м, другая волна разбилась на дальнем берегу на высоте 290 м. Утонули два рыболовных судна, на которых погибли два человека, и было уничтожено примерно 10 км2 леса. Известны и другие гигантские волны, порожденные оползнями, но без участия землетрясений. Видимо, рекорд для обычных цунами до сих пор держит волна, обрушившаяся на мыс Лопатка (южная оконечность Камчатки) в 1737 г. и разбившаяся на высоте 70 м.

Не во всех странах, у побережья которых происходят землетрясения, существует проблема цунами. Порождение волн может предотвращаться некоторыми особенностями рельефа морского дна или механизма толчков. Так происходит в Новой Зеландии. Землетрясение 1855 г. на юго-западе Уайрарапы с М8 привело к поднятию большого участка побережья и нарушила приливные течения в прол. Кука, но образования больших волн, по-видимому, не вызвало. Единственный явный случай цунами местного происхождения произошел в 1947 г., когда волна, последовавшая за довольно сильным толчком вблизи м. Восточного, смыла мосты через небольшие протоки и нанесла ущерб небольшой приморской гостинице.

Гораздо чаще наблюдаются волны далекого происхождения. В начале 1976 г. в результате толчка вблизи о-ва Рауль в архипелаге Кермадек возникла волна, доставившая несколько тревожных моментов прогулочным судам в заливах п-ова Норт-ленд. К счастью, землетрясения в районе островов Кермадек, как и у берегов Новой Зеландии, редко вызывают цунами, хотя толчки довольно часто бывают сильными. Самые опасные волны приходят из Чили. В 1868 г. волна от чилийского землетрясения, достигшая Новой Зеландии, привлекла всеобщее внимание в портах на обоих побережьях, а на островах Чатам были наводнения. Подобные же волны последовали и за чилийским землетрясением 1960 г.; они прервали на несколько часов движение судов в порту Литтелтон. Как бы это ни было неприятно, гораздо более серьезными являются последствия тех же цунами в отдаленных районах Тихого океана, например в Японии, где они приобретают разрушительную силу. Эти различия можно объяснить существованием плато Кэмпбелла — огромной территории сравнительного мелководья к юго-востоку от о-ва Южного. Волна, достигая его границы, замедляется, поэтому значительная часть ее энергии рассеивается, не доходя до побережья Новой Зеландии. Иногда перед приходом волн море отходит от берега, предупреждая тем самым о приближении цунами. В этом случае разумнее всего немедленно уходить на возвышенные места, однако в людях часто побеждает любопытство обследовать открывшееся морское дно. Море отступает далеко не всегда, и этот признак, конечно, недостаточно надежен, чтобы основывать на нем систему предупреждения.

За первой волной могут следовать повторные волны с интервалами в 1 ч и более, и это возмущение может на несколько дней нарушить обычный порядок приливов и отливов.

В Японии перед приходом цунами в море иногда наблюдаются световые вспышки. Нет причин не верить таким сообщениям; полагают, что они могут быть вызваны возмущениями мелких морских организмов, которыми объясняется также свечение воды в кильватерах судов в тропических морях. Правда это или нет, но этого также недостаточно для сколько-нибудь надежного обоснования предупреждений.

Частоту, с которой возникают цунами, определить трудно. Опубликованные перечни, очевидно, весьма неполны, приведенные в них местонахождения эпицентров-источников представляют лишь догадки. Высоты волн указываются редко. Даже небольшие острова защищают от волн прибрежную территорию. Думается, что на Тихом океане цунами бывают раз или два в год; большинство из них, однако, невелики.