ОПИСАНИЕ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ.Великий русский поэт Александр Сергеевич Пушкин в " раннем детстве некоторое время жил в Москве, Однажды, играя под присмотром няни в саду, он засмотрелся на мраморную статую. Вдруг ему показалось, что каменная фигура наклоняется и падает на него. Он испугался, заплакал и бросился к няне. Няня спокойно дремала, сидя на скамейке, ничего не заметила и успокоила мальчика. Так описывает это маленькое событие современный писатель Ю. Тынянов. Пушкину в то время было три года, и, может быть, всё происходило несколько иначе, но основной факт верен: в тот день, 26 октября 1802 года, было землетрясение. У многих жителей Москвы несколько минут кружилась голова; они слышали, что звенит посуда в шкафах, потрескивают и сами собой приоткрываются двери, дребезжат оконные стёкла; в некоторых местах обсыпалась штукатурка. Все только и говорили о неслыханном событии. В течение нескольких минут в Москве колебалась почва, и не только в Москве, ко и во многих других городах России. И чем ближе к Карпатским горам, тем сильнее.
Городам и деревням широкой Русской равнины приходилось иногда встречаться с этим грозным явлением. Ещё много веков тому назад русские летописцы отмечали в своих записях: в Киеве в 1091 году «...земля стукну, яко мнози слышаша». В 1230 году во Владимире «...потрясеся земля и церкви и трапезы и иконы подвизашася по стенам... и светилна поколебашася; люди же изумешася... бысть же се во многих церквах и в домех господских, и во иных градах бысть сие». В 1446 году «потрясеся город Москва, Кремль, посад весь и храм поколебашася, мнози людие не спяще и слышавши то, во мно-зи скорби быша и живота отчаявшийся».
Такое событие отмечалось и совсем недавно, осенью 1940 года. Многие, вероятно, хорошо помнят, как несколько минут ощущались колебания почвы в Москве, Харькове, Воронеже, Киеве, Львове и во всех остальных городах и сёлах, расположенных между Москвой и Карпатскими горами.
Для жителя гор ничего удивительного в колебаниях почвы нет. Он знает, что время от времени земля колеблется, и привык к этому. В некоторых местностях это бывает иногда так часто, что дня не проходит без одного или нескольких подземных толчков.
Чаще всего при землетрясениях ощущаются слабые толчки, но иногда они достигают огромной силы. Сильными и частыми землетрясениями отличаются восточные районы Средней Азии, расположенные в пределах горных систем Тяньшаня и Памира.
Можно назвать грандиозное Кебинское землетрясение 4 января 1911 года, центр которого располагался несколько южнее города Алма-Аты (тогда он назывался город Верный), в долине реки Кебин. Землетрясение было действительно исключительным по силе и площади распространения колебаний почвы. В центре сотрясений местность претерпела изменения необычайные. «Это какой-то огромный ледоход, где глыба наворочена на глыбу, оплывина на оплывину, бугор на бугор, будто гигантские руки схватили наше жилище и встряхнули его, как встряхивают пузырёк с лекарством, чтобы разболтать его содержимое», — писал один свидетель этого бедствия. Склоны окрестных гор, долина реки Кебин, вся система горных цепей южнее города Алма-Аты были потрясены. Бесчисленные обвалы и отдельные устремляющиеся вниз камни уничтожали на своём пути лесные массивы прекрасной тянынанской ели. Сползающие со склонов массы земли перегородили узкие горные долины, и запруженные реки превратились в длинные и глубокие озёра. Согни миллионов кубометров земли в виде так называемых оплывин спустились в долины, глубоко обнажив развороченные склоны; внизу они были подхвачены мощными струями горных потоков, которые понесли их к низовьям, погребая в жидкой грязи дороги, русла рек» постройки и сады. Огромные пространства покрылись трещинами, многие из трещин тянулись на километры, не прерываясь. Даже на ровных местах земля была разворочена, будто гигантский плуг прошёл по мёрзлой жёсткой земле, и борозды взломанной, вскрытой породы чернели бесконечными буграми на белом снегу Подземные толчки явственно ощущались на площади свыше одного миллиона квадратных километров.
При каждом землетрясении освобождается какое-то количество таящейся в земле энергии; эта энергия расходуется на приведение земли в колебательное состояние и на те разрушения, которые происходят на поверхности земли.
Виднейший сейсмолог (учёный, изучающий землетрясения) нашей страны, П. М. Никифоров, подсчитал энергию, освободившуюся при Кебинском землетрясении. Чтобы дать такое количество энергии, крупнейшей электростанции СССР (Днепровской) нужно работать на полную мощность более трехсот лет беспрерывно!
Кебинское землетрясение является примером того, какими опасными, разрушительными могут быть эти грозные явления природы.
К районам, подверженным землетрясениям, относятся в нашей стране: Кавказ, особенно Закавказье, Туркмения, восточные республики Средней Азии, то-есть районы Памира, Тянь-шаня и их отрогов, Прибайкалье, Камчатка и другие. Ещё опаснее землетрясения в некоторых других странах.
Чарлз Дарвин, великий учёный, в молодости совершил большое кругосветное путешествие. Во время этого путешествия он посетил город Консепсион в Южной Америке, который незадолго до этого был почти сметён с лица Земли грандиозным землетрясением. Свежие следы этой катастрофы — развалины зданий, обвалы скал, трещины в земле — наблюдались всюду. «Не берусь описывать, — пишет Ч. Дарвин, — подробности зрелища, какое представлял Консепсион, потому что считаю совершенно невозможным выразить те сложные впечатления, которые я испытал... Обидно и больно видеть, что произведения, стоившие людям столько времени и труда, были уничтожены в одну минуту; но чувство сострадания к потерпевшим жителям как-то бледнело перед чувством изумления, возбуждаемым зрелищем переворота, который обыкновенно совершается веками, а тут произошёл в одну минуту... Достаточно одних землетрясений, чтобы разорить целый край».
На рисунке 3 показаны разрушения в том же г. Консепсионе, вызванные недавним землетрясением 1939 года.
Максим Горький пережил в 1908 году на юге Италии, где он лечился, очень сильное землетрясение. Он так описывает это событие: «Земля глухо гудела, стонала, горбилась под ногами и волновалась, образуя глубокие трещины — как будто в глубине проснулся и ворочается веками дремавший некий огромный червь, — слепой, он ползёт там в темноте, изгибаются его мускулы и рвут кору земли, сбрасывая с неё здания на людей и животных... Вздрогнув и пошатываясь, здания наклонялись, по их белым стенам, как молнии, змеились трещины, и стены рассыпались, заваливая узкие улицы и людей среди них... подземный гул, грохот камней, визг дерева заглушают вопли о помощи, крики безумия, стоны раненых... Люди и камни смешиваются в кучи, и всё чаще, всё сильнее дрожат дома, церкви, их режет под основание какая-то невидимая коса — ничто не может устоять перед её гигантскими взмахами... Земля волнуется, как море, сбрасывая с груди своей дворцы, лачуги, храмы, казармы, тюрьмы, школы, каждым содроганием уничтожая сотни и тысячи женщин, детей, богатых и бедных, неграмотных и учёных, верующих в бога и отрицающих его...»
Почему же возникает вдруг грандиозный подземный удар, рождаются колебания, сотрясающие землю на громадном пространстве? В чём причина землетрясений?
Вопрос о причинах землетрясений интересовал людей очень давно-. В старинных египетских, вавилонских, греческих преданиях можно разыскать много интересных рассказов о том, как и отчего возникают землетрясения. В те времена наука только что зарождалась и ещё не смогла дать ответа на этот вопрос. Люди придумывали разнообразные несуществующие причины землетрясений. Так, древние греки считали виновником землетрясений особого бога Нептуна. Они изображали его в виде сильного мужчины с трёхконечным копьём в руках, с помощью которого он якобы мог приводить землю в движение. Много таких же сказок появлялось и позже. По японскому народному преданию, например, Земля держится на китах и содрогается в тот момент, когда киты движутся под нею. В Иране говорят, что Земля держится на роге быка, бык стоит на спине огромной рыбы, плавающей в подземном океане; бык иногда перебрасывает Землю с одного рога на другой — отсюда землетрясения. Невежественные буддийские ламы (священнослужители) рассказывают, что Земля опирается на золотую лягушку, которая время от времени почёсывает голову или вытягивает ноги и тогда Земля колеблется.
В других повериях, чтобы объяснить землетрясение, привлекают на помощь воображаемых великанов, духов, черепах, морских зверей и прочих сказочных вымышленных существ. К таким же сказкам относятся и различные религиозные, в том числе и православные, легенды о землетрясениях.
Ни малейшего отношения к действительным причинам землетрясений все эти боги, духи, огромные киты, быки, рыбы, лягушки, великаны и прочие вымышленные существа не имеют. «Природа всё делает самопроизвольно, без вмешательства богов», — сказал ещё в древности римский поэт Лукреций. И это правильно.
Что же говорит о землетрясениях наука?
2. ГДЕ ПРОИСХОДЯТ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ
Чтобы выяснить причину землетрясений, нужно сначала узнать, где они бывают.
Можно точно указать те места на Земле, которые подвержены землетрясениям, и те, которые спокойны. Землетрясения происходят главным образом в горных районах. На равнинах их почти не бывает; такова, например, Русская равнина. Колебания почвы и подземные толчки наблюдаются здесь редко, и по своей силе они так слабы, что большая часть населения их не замечает. Эти колебания приходят издалека: место их возникновения — их очаг — находится в Карпатах, в Румынии. До центральных частей России доходят лишь слабые отголоски землетрясений.
Совсем не то в горных районах: здесь землетрясения часты и сильны. В самом деле, рассмотрим землетрясения в СССР. Начнём с Крыма. В специальных каталогах описывается около 100 более или менее сильных землетрясений в Крыму; из них последние землетрясения многие noмнят — они были в 1927 году. В тот год, в июле и в сентябре, наблюдались очень сильные подземные толчки, было разрушено много зданий. Земля не могла успокоиться в течение последующих 2 лет — за это время зарегистрировано более 200 повторных толчков. Все эти толчки чувствовались сильнее всего именно в той части Крыма, где проходят горы (Яйла). Севернее, в равнинной части Крыма, подземные толчки ощущались очень слабо, и лишь самые сильные из них докатывались до городов и сёл Украины.
Часто бывают землетрясения на Кавказе. Кавказ — это мощная цепь горных хребтов с такими высокими вершинами, как Эльбрус и .Казбек. Известно более 1000 сильных землетрясений на Кавказе.
В Закавказье, то-есть в Грузии и Армении, также большая часть поверхности земли занята горами; и здесь землетрясения часты. В столице Грузии, Тбилиси, землетрясения известны с древнейших времён, о них рассказывается во многих древних грузинских рукописях. За последние 100 лет в этом городе отмечено до 200 землетрясений. То же самое в городе Ереване — столице Армении. Армения — страна древней культуры и богатой истории. В её архивах, музеях и специальных институтах хранятся тысячи ценнейших старинных рукописей. Особенной известностью пользуется большое собрание таких рукописей, которое называется «Матенадаран». В этих рукописях можно разыскать (много интереснейших описаний сильных землетрясений. Можно указать на многочисленные землетрясения в городе Ани, древней столице Армении. В 1319 году этот город был полностью разрушен землетрясением, покинут жителями навсегда и лежит в развалинах доныне.
Направляясь от Кавказа на восток, мы, минуя Каспийское море, попадём в Туркмению. Здесь, на южной границе СССР, рядом с Ираном, располагается горный хребет Копет-даг. Большая же часть площади Туркмении занята низменностью или пустыней; в Туркмении находится самая большая песчаная пустыня СССР — Каракумы. Почти -все землетрясения Туркмении возникают в Копет-даге, в этом узком горном хребте, или в других горных кряжах и по соседству с ними.
Всем (памятно разрушительное Ашхабадское землетрясение 6 октября 1948 года. Его центр находился невдалеке от Ашхабада, в 30 километрах от города к юго-востоку. Там наблюдалось множество разнообразных трещин, обвалов и других нарушений целости почвы. В столице Туркмении много зданий было разрушено полностью. Очаг землетрясения находился на глубине около 20 километров и располагался в том месте, где подземные сооружения хребта Копет-даг, его «корни», приходят в соприкосновение со слабо нарушенными структурами впадины, которую занимает пустыня Каракумы.
Ашхабадское землетрясение — большое бедствие для Туркмении, но огромная помощь республике, оказанная соседними братскими республиками и правительством СССР, позволит в ближайшие годы полностью восстановить столицу Туркмении. Здания будут строиться с расчётом на самые сильные землетрясения, чтобы в наибольшей мере ослабить их вредные последствия.
Ещё дальше к востоку лежат высочайшие горные хребты Памира и Тянь-шаня. Здесь находятся самые высокие в СССР горные вершины — пик Сталина, пик Ленина, громадный массив Хан-тенгри, пик Победы и многие другие.
Памир и Тянь-шань — очень сложная система горных хребтов и промежуточных долин, с непроходимыми ущельями и ледниками, с вечными снегами и бурными реками. И как раз эти места отличаются самыми частыми и сильными землетрясениями в СССР. В 1911 году в северных хребтах Тянь-шаня разразилось одно из сильнейших землетрясений — Кебинское, о котором мы говорили.
Очень сильные землетрясения в пределах горных участков Средней Азии произошли в 1902 году в городах Кашгаре и Андижане, в 1907 году в городе Каратаге, в 1911 году на Памире, и так далее, вплоть до последних лет. Особенно часты землетрясения в Таджикистане; в таких местах, как посёлки Гарм, Оби-Гарм, Та-вильдара, редкий год проходит без значительных колебаний почвы.
В целом в Средней Азии насчитывается до 1000 землетрясений в год, то-есть примерно по 3 в день; очаги всех зтих землетрясений лежат в горных районах. Между тем, к северу от Средней Азии, то-есть на равнинах и в степях Казахстана и Западной Сибири, землетрясений почти не бывает.
К востоку от Средней Азии, вдоль нашей границы, тянутся многочисленные горные хребты — Тарбагатай, Алтай, Горная Шория, Саяны, Южное Прибайкалье. Всюду здесь бывают землетрясения, правда, не такие сильные и не такие частые, как в Средней Азии, — но зато и горы здесь меньше. А в некоторых местах и здесь бывают очень сильные землетрясения. Известно, например, что в самом начале 1862 года часть берега озера Байкал при землетрясении ушла под воды озера, и при этом утонуло много людей и животных. До сих пор на местности хорошо виден этот участок. Он так и называется — залив «Провал».
На рисунке 7 показаны области землетрясений и расположение горных возвышенностей на территории СССР. Эти области совпадают. То же самое можно сказать и о зарубежных странах. Поэтому мы вправе утверждать, что землетрясения, в основном, действительно связаны с горными районами, они рождаются главным образом в пределах горных цепей. «Горы возникают в связи с землетрясениями»,— писал ещё в 1757 г. М. В. Ломоносов.
3. СТРОЕНИЕ ЗЕМНОЙ КОРЫ
Подойдите к краю какого-нибудь оврага и посмотрите, из чего и как сложены его крутые склоны. Вероятно, всем хорошо известно, что горные породы, которые слагают размытый и обнажённый берег, то-есть песок или глина, песчаник или известняк, лежат слоями. При этом они лежат горизонтальными плоскими спокойными слоями, которые протягиваются очень далеко. Откуда же взялись эти слои? Почему тот же песок или та же глина не лежат сплошной массой, а обязательно слоисты? И почему эти слои обычно лежат ровно, горизонтально?
Дело в том, что наши обычные пески, глины, известняки и т. д. — это преимущественно- морские осадки. Миллионы лет тому назад они отлагались на дне бывших здесь морей. Узнали это по окаменевшим ракушкам, то-есть остаткам морских животных, которых обнаружили в слоях земли. Раньше думали, что эти ракушки — своеобразная «игра природы». Это неверно. Перед нами—действительно следы настоящей жизни, окаменевшие от времени остатки морских животных. Иногда находят в земных слоях позвонки или зубы рыб, кости гигантских древних морских ящеров и другие окаменелые остатки частей животных. Почти всюду можно найти окаменелости, этих свидетелей древней жизни давно ушедших морей. На дне морей отлагались песок, глина и другие осадки. Они ложились слоями, спокойно один на другой, год за годом. За миллионы лет их накапливалось очень много, и теперь там, где моря схлынули, мы можем видеть их осадки в обрывах оврага или реки или в искусственных обнажениях. Вот почему осадочные породы лежат ровными горизонтальными слоями.
Так обстоит дело на равнинах — под Ленинградом, под Москвой, под Харьковом — всюду, где нет гор, где земная поверхность спокойна и где нет землетрясений.
Ничего подобного нет в горных районах. Конечно, и там есть слои, и там о-ни состоят из морских осадков с остатками раковин, но лежат они не горизонтально. Они наклонены. Уже в предгории слои, до того лежавшие горизонтально, оказываются приподнятыми, наклонёнными, а под ними видны какие-то другие слои, более глубокие и, видимо, более древние. Наклонённые слои — удивительное зрелище, и каждый любознательный человек невольно задумается о причинах такого нарушения в залегании пластов.
Далее, в горах находятся не только наклонённые слои, но и вертикальные. Геологи о таких слоях говорят: они «стоят на головах». Они даже изгибаются, образуя складки, самые настоящие складки — с выпуклостью то вверх, то вниз, разной величины, и иногда столь сложные и запутанные, что трудно найти связь между их концами. Нередко пласты оказываются в опрокинутом, перевёрнутом положении: древнейшие пласты, которым следовало бы находиться внизу, покоятся на более молодых.
Но не только складки, изгибы и наклоны пластов замечаются в горных районах. Там сплошь и рядом встречаются ещё более поразительные явления — разрывы в толще пород. Представьте себе какой-нибудь пласт, положение которого вы прослеживаете на местности. И вдруг в каком-то месте он неожиданно исчезает: срезается трещиной, как ножом, и сразу за ним начинается совсем другой пласт, ничего общего с первым не имеющий. Такие разрывы — самое распространённое явление в горах. Одна часть горы может быть приподнятой на несколько сот или тысяч метров, другая — опущенной, а между ними проходит разрыв, по которому и совершалось движение горных масс. Именно таким движением горных масс и объясняется возникновение складок и разрывов.
Наклон пласта, складка, разрыв — это необычное положение слоев; слои здесь лежат ненормально, они сдвинуты с прежних мест, участвуют в движении горных масс, свидетельствуя о том, что твёрдая земная кора движется, сминается и разрывается. Геологи называют такие нарушения и движения тектоническими, то-есть движениями, ведущими к нарушениям внутри Земли.
Что земная кора подвижна, можно показать иначе. Для этого достаточно лишь подумать о том, как, какими судьбами те морские раковины, о которых мы говорили, могли оказаться на суше, где мы их теперь находим. Действительно, ведь раньше здесь было море. Почему же море ушло и теперь на том месте суша? А в горах такие же морские породы лежат на очень большой высоте, нередко на несколько километров выше уровня моря. Как они попали на такую высоту? Ответ один: земля в таких местах поднялась. В других случаях бывает наоборот: прежняя суша оказывается залитой водами морей; в таких местах суша опустилась.
Подобные изменения происходили всегда и повсюду. Следы их мы видим везде, и уже давно гениальный русский учёный М. В. Ломоносов писал по этому поводу: «Такие перемены произошли на свете не за один раз, но случались в разные времена несчётным множеством крат, и ныне происходят, и едва ли когда перестанут».
Действительно, такие движения происходят и сейчас. Например, маленькая страна Голландия, лежащая на берегах Северного моря, уже много веков подряд опускается вся целиком на 2 миллиметра ежегодно. Очень давно голландцы стали строить на берегах плотины, потому что иначе море проникло бы на сушу и залило её. Плотины приходится всё время обновлять, ремонтировать и увеличивать.
В противоположность этому, берега Балтийского моря, особенно в его северной части, в течение нескольких последних тысячелетий поднимаются; в некоторых местах подъём достигает 1 сантиметра в год. Если темп движения сохранится, то через десять тысяч лет вследствие поднятия дна моря Финляндия и Швеция соединятся перешейком там, где сейчас они разделены морем.
В только что описанных примерах движения земных масс происходят медленно и без заметных нарушений в пластах. В горных районах такие движения происходят гораздо сильнее, и во всех направлениях, в том числе и в горизонтальном, и сопровождаются возникновением разрывов, складок и наклонов пластов. Другими словами, там можно видеть в действии, в росте и развитии все те нарушения, о которых мы говорили выше.
Именно в этом заключается разница между равнинами и горными местностями. Первые испытывают небольшие, медленные движения, а вторые — наоборот, отличаются очень сильными, быстрыми и резкими движениями земной коры, с измятиями и разрывами пластов. Невольно начинаешь думать: а не эта ли движения земной коры служат причиной землетрясений? Нельзя ли где-нибудь найти такие случаи, когда заметные смещения почвы и землетрясения совпали бы, то-есть чтобы они произошли в одном и том же месте и в одно и то же время?