Введение

 

Католический собор после землетрясения в Крайстчерче, Новая Зеландия в декабре 2011 года

Землетрясение - одно из наиболее разрушительных катастроф на планете.

Почему возникают землетрясения, какова их природа – вот еще одна загадка природы, которую человечеству нужно обязательно разгадать.

«Землетрясение – подземные удары и колебания, вызванные высвобождением энергии, накопленной в недрах Земли» – так трактует современная энциклопедия понятие «землетрясение». Вопрос по существу: какая энергия накапливается, а затем «высвобождается» в процессе землетрясения? Вопрос не праздный, т.к. мы отчетливо понимаем, что в недрах Земли присутствует огромное количество тепловой энергии, которая выносится вместе с лавой в срединно-океанических хребтах, нагревая океанскую воду, или изливается с потоками лавы при вулканических извержениях. В последнем случае вулканические извержения могут протекать спокойно, как вулканы Гавайских островов или взрываться как индонезийские вулканы Тамбора, Кракатау и др. в сопровождении серии землетрясений.

Откуда землетрясения в районах, где нет вулканов и что это за энергия, которая высвобождается в импульсе из недр Земли?

Современная геология Земли утверждает, что землетрясения это суть геологических процессов, и происходят они от подвижки «тектонических плит». В разных вариантах подобные гипотезы вращаются вокруг субдукции [1]. В процессе надвига друг на друга тектонических плит (субдукции) возникают механические напряжения, а в момент разрядки – происходит землетрясение.

Данной гипотезе целиком посвящена предыдущая статья, где я подвожу черту под ее несостоятельностью по причине отсутствия субдукции как таковой. Можно добавить еще один контраргумент: на Луне нет тектонических плит, а лунотрясения присутствуют [2].

На Земле есть районы, где сейсмической активности почти нет, к таким районам следует отнести центральные и восточные районы Канады. Вопрос для читателей: почему не трясет Канаду?

(Ответ в конце статьи).

Землетрясения и грозы

 

 

Казалось бы, что общего между землетрясением, возникающим глубоко в недрах Земли и обычной грозой? Критики сразу отметят – не корректное сравнение! На всякий случай проанализируем и сопоставим данные явления природы. Начнем с внешних признаков и посчитаем их:

1)     Оба явления не предсказуемы и могут возникнуть в разных точках Земли.

2)     Землетрясение сотрясает землю, а раскаты грома сотрясают, что? Воздух!

3)     В обоих случаях трясение.

4)     В обоих случаях трясение происходит в короткий промежуток времени.

5)     Оба процесса сопровождаются акустическими и сейсмическими волнами.

6)   Одновременно на Земле действует около полутора тысяч гроз, средняя интенсивность разрядов оценивается как 46 молний в секунду.

Ежедневно сейсмографы регистрируют на Земле более тысячи землетрясений.

Забегая вперед, скажу: землетрясения и грозы – это электрические явления. Земля более электрифицирована под поверхностью, чем над ней. В мантии проскакивают миллионы молний, но только небольшая их часть превращается в разрушительные землетрясения.

7)  Землетрясение и гроза являются самыми опасными для человека природными явлениями.

Это был последний, совпадающий и итоговый пункт исследовательского сравнения.

А теперь отличия. Основное количество землетрясений приходится на «огненное кольцо», т.е. на границу между материками и океанами – 90% , здесь же и фиксируются 80 % самых мощных из них.

Основное количество гроз приходится на материки. Над океанами количество гроз наблюдается приблизительно в десять раз меньше.

Если посмотреть на указанные различия с точки зрения глобального зарождения землетрясений и гроз то окажется, что данные явления возникают в похожих условиях. Возьмем грозу. Над океанами стабильная влажность, стабильная уровенная поверхность, где дуют ветры преимущественно в одном направлении длительный промежуток времени. Отсюда и малое количество гроз. Над материками, наоборот, земная поверхность испещрена равнинами, хребтами, горами и ущельями с присутствием рек, озер и морей с различной влажностью и давлением. Эта испещренность ландшафта создает различные сопротивления воздушному потоку, из-за чего возникают зоны завихрения, восходящие и нисходящие потоки. Картина еще больше усугубляется различной степенью нагрева поверхности солнечными лучами, а также присутствием аэрозолей и пыли. Все это создает предпосылки быстрого накопления электрических зарядов и соответственно гроз.

Землетрясения возникают в зонах нестабильных переходных процессов в мантии. Все переходные процессы возникают в зонах движения магмы из под материков под океаническое дно или наоборот. Отсюда напрашивается вывод – землетрясения и грозы возникают в нестабильных, переходных зонах.

Из приведенного сопоставления проявилась весьма ясная картина, с помощью которой можно сделать предварительный вывод: землетрясения делают молнии!

Землетрясения и молнии

 

Специалисты классифицируют землетрясения по глубине их возникновения и делят на три группы: нормальные (33-70 км), промежуточные (до 300 км), глубокофокусные (свыше 300 км). Большая часть землетрясений относится к группе «нормальных». Эту «нормальность» можно расценивать как нормальное отношение к нам живущим. Если бы все землетрясения были не нормальными, то жизнь на Земле была бы не возможна, как например, на Юпитере (там должны быть мощные юпитеретрясения).

Проанализировав ситуацию с землетрясениями, я пришел к выводу, что физические законы данного явления давно открыты, а силы, которые трясут Землю, известны. Очередная «Бритва Оккамы», «не будем вводить новых сущностей сверх необходимых».

Но прежде чем разобраться в этих сущностях и силах, небольшая преамбула о самих землетрясениях.

Предполагаю, что всем понятно само слово землетрясение, которое означает быстрое смещение (колебание) некоторого участка земной коры. Ученые считают, что этому процессу предшествует напряженность (упругая деформация), а затем срабатывает некий спусковой крючок и происходит разрядка в земных породах.

С точки зрения механики, землетрясение это огромная работа, произведенная в очень короткое время, по сути – в импульсе. Для всякой работы требуется приложение силы, а в случае с подвижкой земной коры требуется приложение огромной импульсной силы.

Какие силы мы можем наблюдать в земной коре и мантии? В коре таких мощных сил фактически нет, если не считать земные провалы, вызванные рукотворной деятельностью человека и размывом легких грунтов и пород подземными реками. Вот в мантии такие силы есть, например, мощные тепловые потоки магмы. Но эти силы нельзя причислить к силам землетрясения напрямую, т.к. поднимающиеся или опускающиеся потоки протекают с малой скоростью. Но если подходить более строго, то конвективные, тепловые потоки косвенно причастны к встряхиванию Земли, через образования молний.

Немного истории

 

Как указывает Псаломщиков В., о существовании электрической энергии в недрах Земли догадывались еще в 19 веке. Цитата: "Земное электричество производит бури, которые разрушают внутреннее строение нашей планеты точно так же, как бури в атмосфере приводят в беспорядок воздушное пространство", – писал в 1903 году Жорж Дари в своей книге "Электричество во всех его применениях". Мы имеем в виду известные всем землетрясения, причиной которых служит, несомненно, электричество. Земля наэлектризована во всей своей совокупности, и сильные электрические токи беспрестанно пробегают по ней» [3].

По прошествии некоторого времени теория подземной грозы была забыта, очевидно, по причине новомодной гипотезы тектоники плит.

В начале 70-х годов гипотезу подземной грозы пытался реанимировать профессор Томского политехнического института Воробьёв А.А., который высказал мысль, что «запальным механизмом» для землетрясений может оказаться электрический разряд [4].

Для подтверждения своей гипотезы Воробьевым были осуществлены несколько экспедиций в сейсмоактивные районы страны. Ученый предполагал, что предвестником землетрясений должны стать такие же радиоволны, которые генерируются до и во время грозы. Исследователям удалось зафиксировать усиление напряженности подземной искровой машины. Уход из жизни ученого и отсутствие финансирования не позволили довести весьма важную работу до логического завершения.

В недрах Земли до глубины 1000 км обнаружены слои повышенной электропроводности. Слои различной электропроводности чередуются. Новосибирский исследователь  Г. Поспелов предполагает, что подземные сферы земной коры и мантии являются электрическими конденсаторами. В их «пластинах» (слоях) идет накопление электрических зарядов, и они время от времени пронизываются подземными молниями.

Моя точка зрения еще более радикальна, т.к. отвожу молниям возникновение глобального магнитного поля Земли [5].

Японский исследователь Сасаки предсказывает, что одной из причин возникновения землетрясений являются не подвижки тектонических плит, а разрядка электрических молний. Подземные толчки, по утверждению ученого, возникают тогда, когда накопленная энергия превышает некий критический уровень [6].

«Не молнии ли управляют геологической жизнью Земли?».

По поводу высказанных выше мыслей разных авторов должен сделать два уточнения.

1) Молнии, возникающие между проводящими сферическими слоями, не причастны к образованию общего магнитного поля Земли и землетрясений, они могут быть частично причастны к появлению небольших аномалий магнитного поля, т.к. бьют в радиальном направлении.

2) Для возникновения мощного землетрясения одной молнии не достаточно – необходимо хотя бы две.

Надземные молнии, как нам известно, сопровождаются распространением звука в воздухе. Подземные молнии также сопровождаются звуковыми волнами, которые распространяются гораздо быстрее в коре, литосфере и астеносфере. Акустические датчики регистрируют шумовой фон, исходящий из недр Земли. Этот непрерывный гул и есть работа искровой электрической машины Земли.

Молнии могут возникать и в коре Земли и даже выходить на ее поверхность. Такие факты зафиксированы очевидцами.

О молниях

А вообще что такое молния? С точки зрения физики – молния это проводник, по которому протекает ток короткого замыкания. Что такое короткое замыкание, думаю, многие люди знают, когда мгновенно срабатывает защита в виде автоматических выключателей и предохранителей. Защита необходима, как ни странно, не от перенапряжения, она предохраняет нашу проводку от высокой температуры, от которой может произойти пожар.

Молния сама себе прокладывает временный проводник, по которому импульсно передается большой силы электрический ток, от которого он моментально нагревается и превращается в проводящую плазму. После окончания процесса на месте бывшего проводника остаются сгоревшие продукты и выделившиеся газы.

Как было показано в статье «Магнитное поле Земли» при передвижении магмы под поверхностью коры происходит трибозарядка (разделение электрических зарядов), а затем разрядка – молния. В зависимости от температуры, химического состава, электропроводности и скорости трущихся поверхностей происходит накопление разного количества разделенных зарядов, отсюда и мощность выделенной энергии в молнии. А поскольку температура в мантии на разных высотах, (слоях) различная, то конвективные потоки идут беспрерывно. В этих условиях беспрерывно идет процесс трибозарядки как на границе мантии и коры, так и между перемещающимися слоями магмы, и как следствие возникновение электрических молний.

Поскольку в молнии проходит огромной силы электрический ток, то вокруг этого проводника возникает (индуцируется) мощное, локальное магнитное поле. Но, как было сказано выше, одной молнии не подвластно осуществить сильное землетрясение. Для этого требуется хотя бы две, или даже три молнии.

Вопрос: две молнии для чего? Чтобы под Землей было еще светлее и теплее?

Теплоты, как Вы понимаете, там достаточно, да и свет тоже присутствует только тусклый с красным оттенком. Две молнии объединяются с помощью магнитных сил для мощного магматического удара!

Теперь смоделируем процесс землетрясения. Для того чтобы сдвинуть часть земной коры необходимо либо ее локально поднять, либо опустить. На самом деле эти процессы идут очень быстро друг за другом, кора сначала поднимается, а затем опускается или раздвигается. Но поскольку кора не имеет той жесткости, как, например, металлическая пластина, то она (кора) вертикальные смещения частично демпфирует и трансформирует. Можно сказать, что вертикальные смещения за счет различного рода отражений переходят в горизонтальные сейсмические волны. За счет этих скачкообразных горизонтальных волн происходят подвижки почвы и разрушения домов.

Так какие же силы приводят в действие механизм сдвига земной коры?

Во всех учебниках физики приводится опыт, а в школах его демонстрирует учитель физики, речь идет о двух проводниках с током. Впервые наличие магнитного поля вокруг проводника с током обнаружил датчанин Г. Эрстед еще в 1820 году.

Чтобы вспомнить школьную программу, я повторяю его на рисунке ниже.

Рис. 1

Итак, два проводника с током взаимодействуют друг с другом с помощью магнитных полей. Если токи направлены в одном направлении, проводники притягиваются (рис. 1а), если протекание токов идет в противоположном направлении, проводники отталкиваются (рис.1b),

Теперь обратимся к проводникам (молниям), стреляющим в Земле. Две молнии (два проводника с током) стреляют в одном или близком для обоих направлении. Вокруг каждой молнии возникает импульсное магнитное поле. Магнитные поля объединяются и импульсно притягивают друг друга, в результате возникает мощная импульсная сила, стягивающая вещество, находящееся между этими молниями.

Кроме данной силы в плазменном канале молнии появляются выделившиеся из магмы газы. Эти газы создают дополнительное давление на окружающее вещество. Поскольку веществом является магма, которая практически несжимаема, то между молниями резко возрастает давление. Магматический (похожий на гидравлический) удар направляется в сторону наименьшего давления, т.е. в земную кору (эпицентр землетрясения). Происходит локальное поднятие коры и опускание ее на границе этого действия. В результате возникают разрывы почвы и как следствие возникновение горизонтальных волн. После чего нам только приходится наблюдать последствия этой разрушительной силы. Такие явления называются катастрофами, непреодолимой силой и форс- мажорными обстоятельствами.

Похожая картина наблюдается при противоположном течении токов в двух молниях, с той лишь разницей, что возникают два магматических удара, с противоположных сторон молний (проводников). При этом фокус землетрясения расширяется, а сила удара поделится на два. При таком действии между фокусами в коре может возникнуть провал.

Виды землетрясений

 

Рис. 2

Если все молнии приравнять к какому-то среднему значению длины проводников и протекающего в них среднего тока, то в зависимости от взаимного расположения данных проводников, можно разделить землетрясения по степени разрушительного действия на три группы.

1. Мощные землетрясения. Молнии располагаются параллельно земной коре и непосредственно под ней с протеканием тока в них в одном направлении. Взаимное отклонение направления молний (в красном конусе) составляет угол до 20⁰ (рис. 2а).
2. Средние землетрясения. Возникают при взаимном расположении молний под углом от 20⁰ до 40⁰ и примерно таком же расположении к плоскости коры (рис. 2b, синий конус).
3. Слабые землетрясения. Возникают при расположении молний под углом более 40⁰ и под любым углом к плоскости коры (рис. 2с).

Также к слабым землетрясениям следует отнести все землетрясения при расположении молний, направленных близко к радиальному направлению. Если молнии расположены под углом 90⁰ или близко к нему, то землетрясение будет очень слабым.

При параллельном расположении молний, но при противоположном течении в них тока, может возникнуть землетрясение значительной силы, в этом случае можно получить разлом. Такого рода разломы можно получить и при различных углах относительной направленности молний.

Безусловно данные рисунки идеализированы, т.к. молнии всегда имеют изломанную линию. Они могут в начальном участке двигаться параллельно, а потом развернуться в разных направлениях, или наоборот. Поэтому магнитуда землетрясения будет зависеть от силы взаимного притяжения или отталкивания.

Природа эпизодически напоминает человеку о своей непреодолимой силе.

В каких районах чаще всего происходят землетрясения и почему именно в них?

В районах, где чаще всего происходят землетрясения, мы называем сейсмически опасными районами. Сейчас эти районы достаточно хорошо известны: Тихоокеанское «огненное кольцо (90% всех землетрясений), Чилийско-Перуанское побережье (свыше 1000 землетрясений в год), Мексика (100 землетрясений/год), Калифорния и Гватемала (90 землетрясений/год).

 

Продолжение читаем в следующей статье.

 

Назад  Вперед