Земетресения: какво представляват и как възникват?

Земетресения: какво представляват и как възникват?

Земетресенията са едно от най-големите и смъртоносни природни бедствия на Земята.

Пораждайки се под земната повърхност и носейки огромна енергия, земетресенията могат да ударят без предупреждение. Ето защо не е изненада, че те са едно от най-смъртоносните природни бедствия на нашата планета.

Земетресения възникват, когато огромни количества енергия се отделят от земната кора под формата на сеизмични вълни. Вълните се излъчват навън от източника на напрежение, известен като хипоцентър. Могат да причинят неописуема вреда на инфраструктурата, когато достигнат повърхността.

Има близо 20 000 земетресения годишно

Приблизително 20 000 земетресения се случват всяка година, което се равнява на около 55 всеки ден според геоложките световни служби. За наше щастие, повечето от тях остават напълно незабелязани и са твърде слаби, за да причинят щети.

Учените предвиждат около 16 големи земетресения с магнитуд 7 и повече на година след изучаване на записи от 1900 г. Според службите през последните 40 до 50 години сме надхвърлили този брой приблизително 12 пъти.

Но, това е докъдето стигат възможностите ни за прогнозиране на земетресения… Тъй като, тези сеизмични зверове са практически невъзможни за прогнозиране и напълно непредотвратими.

Инфраструктората

Много области, които са предразположени към земетресения, са приели строги строителни норми. Така гарантират, че новите сгради или корекциите на стари се извършват с оглед на устойчивостта на земетресения. Има безброй примери за подобрения на сградите. От гумени амортисьори в основите, които помагат за абсорбиране на трусове, до специални стоманени рамки, проектирани да се люлеят, без да се засяга структурната цялост на сградата.

Забележително е, че големите небостъргачи също могат да бъдат конструирани така, че да издържат на значително разклащане на земята. Някои са построени, с големи стабилизиращи топки. Те са известни като “амортисьори”, които по същество действат като гигантски махала. Движат се напред-назад, за да противодействат на всяко движение на самата сграда. Тези амортисьори помагат за стабилизиране на сградата по време на силни ветрове или сеизмична активност. Можете сами да видите един от тези амортисьори от наблюдателната площадка в известната сграда Тайпе 101 в Тайван.

Процесите, които ги предизвикват

Земетресенията се предизвикват от различни процеси, включително вулканични изригвания, свлачища и дори метеоритни удари. Но, най-честата причина за земетресения се крие дълбоко под краката ни под формата на тектоника на плочите.

Притиснат между атмосферата отгоре и астеносферата отдолу се намира най-външният слой на Земята – литосферата. Този слой се състои от множество парчета или плочи, които се сблъскват на върха на астеносферата като енергичен пъзел. Температурите в астеносферата варират от 1300 градуса по Целзий до 1700 градуса по Целзий. Дълбочината варира от 100 км до 250 км под земната повърхност. Високите температури водят до това, че астеносферният слой има достатъчно еластичност, за да “тече” – въпреки че е твърд. Този пластичен слой може да тече бавно при топлинна конвекция и да помага за придвижването на магма и скали през Земята. По този начин допринася за движението на тектоничните плочи.

Когато две плочи се опитват да се движат една покрай друга, триенето им пречи да се плъзгат с относителна лекота. Това води до натрупване на напрежение в точката на контакт. Въпреки че движението им е възпрепятствано, плочите никога не спират да се движат.

В крайна сметка скалата се изплъзва, освобождавайки огромни количества енергия във вълни. Те преминават през вътрешността на Земята към повърхността и генерират треперенето, което усещаме по време на земетресение. Точката на земната повърхност, която се намира точно над фокуса — или хипоцентъра — на земетресението, е известна като епицентър.

Земетресения могат да възникнат навсякъде между земната повърхност и на до около 700 километра дълбочина. Те преобладават по краищата на границите на плочите. Според Британската геоложка служба, над 80% се срещат около ръба на Тихия океан, в зона, известна като „Огнения пръстен“. Някои земетресения обаче могат да се появят далеч от границите, точно в средата на плочата. Те са известни като вътрешноплотни земетресения. Въпреки че се знае малко за тях, учените смятат, че са в резултат от съществуващи разломи, образували се в земната кора отдавна.

Как се откриват и измерват земетресенията?

Клонът на науката, свързан с изучаването на земетресенията и свързаните с тях събития, е известен като сеизмология.

Сеизмограф или сеизмометър е инструмент, използван за откриване и измерване на земни движения, причинени от сеизмична активност. Сеизмограмата е запис на земните движения. Един прост сеизмометър се състои от писалка, прикрепена към окачена маса, която – когато земята се движи – ще се движи поради своята инерция и ще записва движенията върху въртящ се барабан от хартия. По-сложните сеизмометри записват движението на земята в три измерения: нагоре и надолу, от изток на запад и от север на юг.

Учените използват тези данни, за да изчислят размера на земетресението, известен като магнитуд.

Скалата на Рихтер

Скалата на Рихтер е може би най-известният начин за измерване на силата на земетресение. Разработена е през 1935 г. от Чарлз Ф. Рихтер.

Скалата на Рихтер варира от 1 до 10, като едно увеличение на скалата представлява 10-кратно увеличение на магнитуда. Магнитудът на земетресението е свързан с амплитудата на вълните, записани от сеизмографа. Това е разстоянието от централната линия до върха на билото или дъното на вълната.

Недостатък при тази техника е, че амплитудите на земетръсните вълни не се влияят само от самото земетресение. Влияят се и от разстоянието между сеизмометъра и епицентъра и дори от типа скала, през която вълните преминават. Това изисква да се направят различни корекции на сеизмометричните данни, за да се отчетат вариациите в условията, така че изчислената величина да е една и съща, независимо къде е измерена.

Тъй като все повече сеизмометри се инсталират по света, става невероятно трудно да се коригират данните, така, че да “пасват” към скалата на Рихтер.

Според учените от USGS е очевидно, че скалата работи само за определени диапазони на честота и разстояние.

Следователно учените се обосновават с нова скала, която може да се използва по целия свят, наречена моментна величина. Моментът се отнася до количеството енергия, освободено в момента на приплъзване на разлома, умножено по площта на засегнатата повърхност на разлома. Тя може да бъде оценена с помощта на сеизмометри и е свързана с общата енергия, освободена при земетресението. Магнитудът на момента е най-надеждната оценка на размера на земетресението.

Ефектът от земетресението върху земната повърхност — интензитетът — се оценява с модифицираната скала за интензитет на Меркали (MM). Скалата е доста двусмислена, тъй като не се основава на числени стойности. Вместо това определя класиране въз основа на наблюдавани ефекти. Това може да бъде подвеждащо, тъй като две земетресения с еднакъв магнитуд, поразяващи две зони с различни нива на готовност за земетресения или с различен геоложки състав, ще доведат до присвояване на много различни класации по интензитет.

Най-голямото земетресение

Най-голямото регистрирано някога земетресение е през 1960 г., когато земетресение с магнитуд 9,5 удари Чили. Наречено земетресението във Валдивия на града, който бе най-засегнат, то остави 2 милиона души без домове, рани най-малко 3000 и уби около 1655 според National Geographic.

Ползи от земетресенията

Може да е изненадващо, че земетресенията могат да бъдат полезни, но те всъщност могат да ни кажат много за вътрешността на Земята. Включително къде се намират различни геоложки слоеве.

Когато сеизмометрите по света откриват сеизмични вълни, те записват техните скорости. Това казва на учените много за състава, температурата и налягането на материала, през който са преминали вълните.

Местоположението и магнитудът на земетресението също могат да осигурят прозорец към действащите тектонични процеси на Земята. Повишените тектонични познания помагат на учените да подобрят своите изчисления на вероятността от сеизмични събития по определени разломи, според Океанографския институт Уудс Хоул.

Има ли земетресения на другите планети?

Понастоящем не знаем за друга планета, която да притежава литосфера, разделена на истински плочи, подложени на тектонични процеси. В това е категоричен Лунния и планетарен институт. Това не означава, че земетресения не съществуват другаде в Слънчевата система, тъй като има повече от един начин за предизвикване на сеизмично събитие.

Открити са данни за лунни трусове, което позволява на учените да изследват по-дълбоко вътрешността на тези далечни светове.

Земетресения на Луната

Според списание Horizon, лунните земетресения се причиняват от:

• Метеорити, удрящи лунната повърхност
• Гравитационното привличане на Земята разтяга и притиска вътрешността на луната
• Счупване на лунната кора в резултат на охлаждането на луната
• Нагряване от слънцето предизвиква топлинни трусове

Първият сеизмометър на Луната всъщност е бил поставен там по време на Аполо 11. Дори е бил подложен на изпитание от Бъз Олдрин, тропащ с крак наблизо. Според списанието за изследвания и иновации на ЕС, Horizon. Няколко други сеизмометри са били разгърнати в следващите мисии на Аполо, като събират ценни сеизмични данни.

Сеизмометрите са били в експлоатация до 1977 г. Данните, събрани от инструментите, все още се анализират от учени, тъй като в момента няма активни лунни сеизмометри.

Учените се надяват, че бъдещите мисии до Луната по програмата Artemis ще открият по-сложни сеизмометри, разположени на лунната повърхност. Така ще можем да надникнем още по-дълбоко в нейната вътрешност.

Има ли земетресения на Марс?

Насочвайки вниманието си към Червената планета, трябва да изчакаме още малко, за да станем свидетели на сеизмична активност на Марс. Първото земетресение е засечено от InSight Mars Lander на НАСА. То е регистрирано на 6 април 2019 г. в сеизмичен експеримент за вътрешна структура (SEIS). Оттогава над 1300 трусове са открити от спускаемия модул, включително с магнитуд 5 през май. 4, 2022 — най-силният трус, откриван някога на планета.

Ако ви харесва това, което четете, може да ни подкрепите, за да продължим да ви поднасяме интересна и любопитна информация!

[wpedon id=5913]