Обобщая, скажем, что когда напряжение развивается в горных породах, то, поскольку эта среда более или менее эластична, они деформируются, а затем снова возвращаются в первоначальное состояние. Если же напряжение не прекращается, то порода снова деформируется и т. д. Короче, чередование подобных деформаций перерастает в настоящие колебания, которые постепенно распространяются в этой среде. Впрочем, такие деформации или колебания принимают две различные формы. Прикрепите резиновую нить к стенке, натяните ее, затем отпустите, снова натяните и т. д. Нить будет то удлиняться, то укорачиваться, и мы говорим в этом случае, что происходят продольные колебания. Нам хорошо известны волны этой категории. Мы имеем в виду звуковые волны, которые порождают то расширение, то сжатие воздуха.
К другому виду колебаний относятся те, которые наблюдаются на поверхности воды, если бросить в нее камень. Образуются круговые волны, поперечные колебания точно такие, как у световых волн.
Что касается горных пород, то в них под влиянием напряжения возникают одновременно оба вида колебаний. Они распространяются сквозь толщу земной коры, каждый со свойственной ему скоростью, и оба в конечном счете достигают поверхности. Вы уже догадались, что такие колебания носят название «сейсмических сотрясений».
Такова, дорогой читатель, суть этих грандиозных явлений природы, по крайней мере согласно современной науке. Все начинается со смятия в складки в глубинах земной коры и продолжается непрерывно в течение тысячелетий. В деформированном слое напряжения нарастают. Они проявляются в виде колебаний, которые на поверхности дают о себе знать слабыми толчками. Осторожнее! Пусть те, кто проживает в таком районе, не надеются, что эти слабые толчки гарантируют их от сильных. Аналогия с предохранительным клапаном, высвобождающим угрожающий избыток энергии, здесь не уместна. Как раз наоборот, население таких районов должно насторожиться, так как эти слабые толчки — предвестники того, что напряжение вот-вот превзойдет предел сопротивления породы.
Когда напряжение почти достигает предела сопротивления разрыву, достаточно малейшего повода, чтобы он действительно произошел. Пушка заряжена, остается только привести в действие запальник. Но какая же сила это осуществляет? Что вызовет разлом в глубине и землетрясение на поверхности? Для этого достаточно какого-нибудь незначительного повода, воздействия внешнего фактора, например, более сильного, чем обычно, прилива, внезапного изменения атмосферного давления или даже ослабленного отзвука сейсмических колебаний, происходивших за тысячи километров. И катастрофа разражается.
Глава восьмая
Энергии землетрясений
«Мы уже собирались лечь, — рассказывает свидетель Агадирского землетрясения, — как вдруг с ужасом почувствовали, что наш дом приподняло и резко встряхнуло; все это продолжалось восемь-десять секунд. Вокруг воцарился мрак. Мебель начала перемещаться поперек комнаты, среди чудовищного гула стали трескаться стены. Двери завалило, а окна распахнулись, и стекла разбились вдребезги. Охваченные паникой, мы бросились бежать по улице, заваленной обломками».
«Наша вилла погрузилась в темноту, — пишет другой уцелевший, — не было электричества, не действовал телефон. Стены падали со всех сторон, как у карточных домиков».
«Казалось, наступил конец света, — продолжает третий. — Камни летели со всех сторон. Мы схватили то, что нам попалось под руку, и бросились к машине. К счастью, наш дом не развалился, пока мы в нем находились».
«Мы услышали глухой гул и ощутили резкий и продолжительный толчок, который длился секунд десять. В тот же момент погасло электричество, и нам показалось, что пол нашей комнаты начал раскачиваться. С ужасающим грохотом рухнула стена, часть потолка обвалилась и стала под острым углом к стене…»
Бесполезно вспоминать о показаниях других свидетелей. Мы уже неоднократно приводили подобные отрывки, в которых описывались все те же явления землетрясения, только под разным углом зрения. Дело в том, что каждый реагирует на катастрофу по-своему — в зависимости от темперамента и умения сохранять хладнокровие. «Тот, кто сам пережил землетрясение, знает, что трудно описать его иначе, как предельную сумятицу ударов, толчков, колебаний, следующих один за другим то в том, то в другом направлении — сверху, снизу, со стороны», — пишет Маселуйэн.
Даже ученый, которому обычно приписывают хладнокровие, воспроизводит событие со своей точки зрения, инстинктивно останавливаясь на подробностях, которые больше всего его интересуют. Рихтер рассказывает очень характерный анекдот относительно прогулки известного ботаника Гюго де Ври по улицам Сан-Франциско после катастрофы 1906 года. Ботанику показали пострадавшую зону в городе и предместьях, трещины, горизонтальные и вертикальные смещения земной коры, весь тот геологический хаос, который свидетельствовал о размахе катастрофы. Де Ври не проронил ни слова, сохраняя спокойствие, почти равнодушие. Но вот он подошел к тому месту, где трещина расколола дорогу, сместив ее более чем на шесть метров. Лицо ученого просветлело. «Наконец-то хоть один факт, имеющий отношение к ботанике!» — воскликнул он и, растроганный, нагнулся, чтобы рассмотреть какие-то искалеченные деревца.
Теперь, когда нам известно, как зарождаются землетрясения, было бы логично рассказать об их проявлениях, но читатель уже присутствовал при ряде катастроф и достаточно осведомлен по этому вопросу. Вот почему нам думается, что полезнее будет сопоставить полученную информацию и сделать обобщения.
Следуя Рихтеру, мы можем расчленить результаты землетрясения, не считая, разумеется, человеческие жертвы, на три категории.
Проявления, которые можно назвать первичными, вызываются теми же причинами, что и сейсмические возмущения. Это разломы, горизонтальные смещения, прогибы, отклонения водотоков, разрушение сооружений.
Эти первичные проявления в свою очередь могут стать причиной так называемых вторичных проявлений. Среди последних различают постоянные (например, обвалы, повреждение строений и т. п.) и преходящие (сотрясения грунта, цунами, раскачивание деревьев, паника среди людей и животных и т. п.).
Нет смысла повторяться относительно первичных проявлений; мы уже знакомы с главными из них, а именно с образованием и омоложением сбросов, которые сопровождаются оседанием одних участков земной коры и поднятием других. Напомним только, что именно к категории первичных относятся человеческие жертвы и материальный ущерб.
Мы уже немало говорили о постоянных вторичных проявлениях. Землетрясение в Чили дало нам много примеров оползней, которые подпружинили реки и вызывали катастрофические наводнения. Поставим в один ряд с этими явлениями лавины, расщелины, нарушение режима подземных вод — например горячих источников, — а также обрыв электрических проводов, телеграфных кабелей и трубопроводов. Впрочем, вопреки распространенному представлению разломы морского дна не обязательно приводят к обрыву трансатлантического кабеля. По мнению Хизена и Юинга, это может произойти от удара о кабель плотного грязевого потока, движущегося со скоростью от 22 до 93 километров в час.
К постоянным вторичным проявлениям относится также внезапное фонтанирование: выбросы воды или песка. В этом случае чередование растяжений и сжатий коры воздействует на подземные воды и заставляет их пробивать выход на поверхность, вынося с собой песок.
Что касается вторичных преходящих проявлений, то к ним, естественно, относятся все злоключения, которым подвергаются люди и животные. Вспомним о вещем ужасе, охватившем пса Менелика, и панике, которую мы наблюдали в Сан-Франциско, Мессине и других местах. Не возвращаясь к этим явлениям, мы все же остановимся на двух из них, о которых до сих пор только бегло упоминали. Но предварительно обобщим наши знания, представив их в виде таблицы, в основном заимствованной у Рихтера (см. стр. 166).