Цунами как результат оползня

Сб, 04/19/2014 - 19:33

Гигантское цунами может быть вызвано гигантским оползнем

Подводные поля, сложенные из грубого обломочного материала (обведены красным цветом), говорят о том...

Вода, выходящая из водосодержащих минералов и поступающая на древнее ложе океана, может проникнуть в тектонические трещины, возникающие при погружении и подведении одной плиты под другую

Дождевая вода может просочиться сквозь землю и заполнить поверхностные трещины, отделяющие неустойчивый склон от остальной части вулкана

-

Землетрясения, происходящие тихо и медленно, таят в себе опасность. Они могут порождать цунами или сильные толчки, потрясающие земную кору.
Гигантский оползень, произошедший в результате тихого землетрясения, может вызвать цунами высотой в сотни метров.

В ноябре 2000 г. на острове Гавайи произошло самое крупное за последние десять лет землетрясение. При магнитуде 5,7 около 2 тыс. куб. км южного склона вулкана Килауэа дало крен в сторону океана. Часть подвижек произошла в том месте, где каждый день останавливаются сотни туристов.
Каким образом столь знаменательное событие прошло незамеченным? Оказывается, содрогание присуще не всем землетрясениям. Произошедшее на Килауэа было впервые определено как проявление тихого землетрясения — мощного тектонического движения, ставшего известным науке лишь несколько лет назад. Мои коллеги из Гавайской вулканической обсерватории Геологической службы США, проводившие наблюдения за вулканической деятельностью, обнаружили сотрясение. Заметив, что южный склон Килауэа сдвинулся на 10 см вдоль тектонического разлома, я обнаружил, что перемещение масс продолжалось около 36 часов — для обычного землетрясения скорость черепашья. Как правило, противоположные стенки разлома вздымаются за считанные секунды, порождая сейсмические волны, вызывающие гул и сотрясение поверхности.

Землетрясения, происходящие медленно и тихо, таят в себе не меньшую опасность. Молчаливое землетрясение на Килауэа предвещало беду. Если огромное скопление обломочного материала, отделившись от вулкана, превратится в гигантский оползень, устремившийся в океан, то последствия могут быть непредсказуемы. Обрушившиеся в море массы пород могут вызвать цунами, способные нанести серьезный ущерб прибрежным городам всего Тихоокеанского кольца. Такой катастрофический обвал склона опасен для многих островных вулканов во всем мире.

Неожиданный толчок

Вероятность возникновения крупномасштабных обвалов невелика, а приборы, регистрирующие беззвучные землетрясения, способны заблаговременно оповестить об опасности. Новые данные помогают разработать стратегию, позволяющую предотвратить обрушение склонов. Тихие землетрясения регистрируются также в тех местностях, где угрозы обвала не существует. Таким образом, наблюдение за одним молчаливым землетрясением позволяет прогнозировать другие.
В Японии и северо-западной части Тихоокеанского региона США, где в зонах субдукции тектонические плиты опускаются, исследователи давно изучают деятельность вулканов и землетрясений. С начала 90-х гг. XX в. в районах вулканической активности, в том числе и Килауэа, геологи стали вести наблюдения, используя непрерывно записывающие приемники системы глобального позиционирования (GPS). Получая сигналы с более чем 30 навигационных спутников, GPS могут определить местоположение объекта в любое время с точностью до миллиметра.

Ученые регистрируют как медленные, беспрерывные движения земной коры, тектонических плит, так и быстрые смещения, вызванные землетрясениями и вулканической деятельностью. Когда приемники зафиксировали некоторое тектоническое движение, не связанное ни с одним известным землетрясением или извержением вулкана, исследователи нанесли на карту смещения масс земной коры. Если бы наблюдения проводились в течение года или двух, то ученые объяснили бы перемещение медленным, устойчивым процессом оползания. Но скорость таинственных передвижений, достигавшая нескольких сантиметров в день, была в сотни раз больше скорости движения оползня.

Кроме того, молчаливые землетрясения имеют одно общее свойство со своими шумными собратьями: они действуют не постоянно, а прерывисто, возникая и заканчиваясь внезапно.

Столь стремительное начало событий, когда действие происходит на склонах вулканического острова, чревато катастрофическими последствиями. Большинство типичных землетрясений зарождается вдоль тектонических разломов, обладающих внутренним тормозным механизмом: движение прекращается, как только ослабевает напряжение между двумя перемещающимися друг относительно друга массами земной коры. Но оно может и продолжиться, если сила тяжести станет главным двигателем. В худшем случае часть вулкана, лежащая над разломом, может приобрести такое неустойчивое положение, что возникнет вероятность обвала, горный склон под действием силы тяжести рухнет вниз, а обломки пород лягут на дно океана. Если лава, возникающая в результате извержений, не выветривается, склоны вулканов становятся крутыми. Открытие бесшумного землетрясения на Килауэа позволяет сделать вывод, что его южный склон может обрушиться, причем окончательно.

Пока аварийным тормозом в зоне разлома служит сила трения. Но сила тяжести не раз играла решающую роль, о чем свидетельствуют гигантские нагромождения горных обломков, рассыпанные в мелководье вокруг вулканических островов (на Мальорке в Средиземном море и на Канарских островах в Атлантическом океане). На Гавайских островах геологи обнаружили следы 75 катастроф, произошедших более 5 млн. лет назад.

Обычно при обвалах обломочный материал, попадающий в океан, в тысячи раз превышает по объему часть горы св. Елены, обрушившуюся во время извержения в 1980 г. и вызвавшую разрушительные цунами.

Готовясь к худшему

В масштабе человеческой жизни катастрофические обвалы вулканических склонов случаются сравнительно редко, в отличие, скажем, от угрозы падения на Землю больших комет или астероидов.
Обрушения, способные вызвать гигантские цунами, происходят на Гавайских островах приблизительно раз в 100 тыс. лет. Аналогичные бедствия во всем мире — каждые 10 тыс. лет.

Для того чтобы определить деформацию островов, ведущих себя неспокойно, были развернуты сети слежения на островах Реюньон в Индийском океане, Фого в группе островов Зеленого мыса, на Галапагосском архипелаге и др. Установленные на Килауэа станции GPS (их более 20) уже выявили, что наряду с зарождением обычных сильных землетрясений на вулкане происходят и медленные, тихие. Однако некоторые ученые полагают, что сейчас вулкан защищен от катастрофических обвалов подводными скоплениями ила и обломками горных пород, которые подпирают южный склон. Возможно, они остались от древних обвалов. Результаты исследований склонов Килауэа помогут разработать методики изучения других вулканических островов, которые могут и не иметь аналогичных укрепительных структур.

Независимо от условий, переход от тихого сброса к внезапному обрушению обычно сопровождается резким ускорением склоновых процессов. При неблагоприятном развитии событий ускорение может нарастать с головокружительной быстротой, не оставляя времени для того, чтобы оповестить людей об опасности. В лучшем случае ускорение может нарастать рывками, когда каскад тихих землетрясений постепенно переходит в обычные гудящие. Постоянно работающая сеть GPS позволяет проследить возрастание ускорения задолго до самого землетрясения и, таким образом, предупредить о возможном возникновении цунами. Нескольких часов вполне достаточно, чтобы эвакуировать жителей. Основной вопрос — в состоянии ли власти претворить в жизнь превентивные меры. Укрепление неустойчивых склонов океанических вулканов потребует огромных усилий. Если удалить грубый материл с верхних склонов неспокойного вулкана, то система не будет разрушаться, по крайней мере, в течение нескольких сотен тысяч лет.

Другой путь — вызвать ряд небольших землетрясений, медленно снижая уровень неустойчивого склона. Это обойдется гораздо дешевле, но чревато непредвиденными геологическими изменениями.
За девять дней до последнего тихого землетрясения на Килауэа почти 36 часов шел проливной дождь. Всего за это время выпало более 1 м осадков. А как известно, вода, попадающая в тектонические трещины, может спровоцировать землетрясение. По подсчетам геологов, нескольких дней было вполне достаточно, чтобы вода прошла сквозь трещины и поры в базальтовых породах Килауэа на глубину 5 км, где и зародилось бесшумное землетрясение.

Возможно, верхние слои горных пород сдавили дождевые осадки. Стенки разлома раздвинулись, облегчив их скольжение. Это заключение согласуется с предположением о том, что можно инициировать землетрясения, закачав воду в трещины, лежащие в основании неустойчивого склона. Подобные искусственно вызываемые сбросы постоянно происходят в меньших масштабах на геотермальных станциях или других сооружениях, где практикуется откачка воды в землю. Но в вулканы трудно закачать в строго определенное место заданный объем жидкости, поскольку существует вероятность обвала, который необходимо избежать. Некоторые геофизики считали, что такая стратегия поможет снизить напряжения внутри калифорнийского сдвига Сан-Андреас, но постепенно они отказались от этой идеи.

Воздействие воды

Открытие тихих землетрясений заставило ученых пересмотреть различные аспекты разрывных движений, а также оценку сейсмической безопасности. На северо-западе Тихоокеанского региона США было исследовано множество молчаливых землетрясений в зоне Каскадного разлома между Северо-Американской плитой и подвижной плитой Хуана де Фука. Тихие землетрясения происходят с завидным постоянством, что позволяет ученым делать успешные прогнозы.

Вода, изливающаяся в зонах субдукции, может служить достоверным показателем того, где и когда происходят бесшумные сбросы. По мере погружения плиты температура и давление увеличиваются, при этом высвобождается большое количество воды, содержащейся в минералах, входящих в состав плиты. Тихое землетрясение может произойти в результате того, что из недр земли поднимается жидкость, которая как бы снимает зажимы в зоне разрыва, облегчая медленный сброс.

Гарри Роджерс (Garry Rogers) и Герб Дрэджерт (Herb Dragert) из Геологической службы Канады считают, что бесшумные сотрясения могут быть предвестниками сильных толчков в регионе. Медленные сбросы, происходящие на глубине через определенные промежутки времени, регулируют скорость накопления напряжения в зоне разлома, находящейся ближе к поверхности земли, где движение идет рывками. В течение года в зоне сжатой части разлома скапливается напряжение, дающее начало главному толчку. Роджерс и Дрэджерт полагают, что бесшумные сбросы могут значительно ускорить процесс накопления напряжения и повысить риск возникновения обычных землетрясений, следующих за тихими через несколько недель или месяцев.

Тихие землетрясения вынуждают ученых пересмотреть многие прогнозы. Считалось, что районы Японии, где ожидаемые землетрясения случаются реже, чем в других сейсмически активных областях, с большим запозданием получают удар. Однако если бесшумные сбросы на самом деле сняли напряжение в данных тектонических разломах, то в действительности регион может быть менее опасен, чем представлялось ранее. Кроме того, обнаружив бесшумные сбросы по оси тектонических разломов, которые до сих пор считались неактивными, следует провести тщательную переоценку этих тектонических структур и определить возможность возникновения бедственных землетрясений.
Если исследования покажут, что тихие землетрясения присущи большинству крупных тектонических разломов, то ученым придется пересмотреть всю теорию землетрясений.

Не все землетрясения вызывают содрогание земли. Исследование тихих землетрясений позволило ученым переосмыслить весь механизм разрывных движений.
В редких случаях тихие землетрясения, затрагивающие склоны океанических вулканов, могут вызвать гигантские оползни, которые, низвергаясь в море, порождают цунами.
Тихие землетрясения, происходящие в зонах разломов, образованных поддвигом одной тектонической плиты под другую, могут увеличить возможность ударов.
Однако тихие сбросы могут уменьшить вероятность разрушительных сотрясений, поскольку они снимают напряжение в разломах

Другие материалы рубрики


  • Почему возникают землетрясения? Общепринятое объяснение предлагает теория тектоники плит. Согласно этой теории, литосфера, хрупкая твердая оболочка Земли, немонолитна. Она разбита на плиты, которые перемещаются за счет движения расположенной ниже пластичной твердой оболочки — астеносферы. А та, в свою очередь, движется из-за конвективных движений в мантии планеты: горячее вещество поднимается вверх, а остывшее опускается. Почему такого не происходит на других планетах — неясно, а вот для Земли теория тектоники плит считается доказанной с шестидесятых годов XX века. Обнаружилось, что протяженные возвышенности на дне океана — так называемые срединные океанические хребты — сложены самыми молодыми породами, причем их склоны постоянно удаляются друг от друга.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • Несмотря на успехи в синтезе искусственных драгоценных камней, в том числе и алмазов, спрос на природные камни не падает. Кристаллы, рожденные миллионы лет назад в земных глубинах, становятся гордостью музеев и частных коллекций, их используют в качестве банковских активов… И самое главное, как и в древности, алмазы остаются самым желанным и дорогим женским украшением. Но современные «охотники за сокровищами» надеются не только на удачу: они стремятся проникнуть в саму тайну происхождения кристаллического углерода, чтобы получить в руки надежную путеводную нить в своих нелегких поисках…
    Однажды мой учитель Збигнев Бартошинский, профессор кафедры минералогии Львовского университета, сказал с оттенком раздражения: «Скоро алмазы дома за печкой находить будут». Речь шла об открытии в 1980 г.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • ...Дело в том, что на побережье государства находится самое большое в мире сообщество птиц (до 30 млн особей), интенсивно производящих лучшее из естественных удобрений, содержащее 9% соединений азота и 13% фосфора. Основными поставщиками этого богатства являются три вида птиц: перуанский баклан, пестрая олуша и пеликан. За многие века они произвели «сугробы» удобрений высотой до 50 м. Чтобы добиться такой производительности, птицам приходится съедать 2,5 млн тонн рыбы в год — 20…25% мирового улова анчоусовых рыб. Благо апвеллинг обеспечивает в этом районе скопление несметных запасов основной птичьей пищи — перуанского анчоуса. В годы Ла-Нинья его количество у берегов Перу так велико, что пищи хватает не только птицам, но и людям. До недавнего времени уловы рыбаков этой относительно небольшой страны достигали 12,5 млн тонн в год — в два раза больше, чем добывают все остальные страны Северной и Центральной Америки. Неудивительно, что доход рыбной промышленности Перу составляет одну треть валового внешнеторгового дохода страны.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5


  • ...Современные морские геоморфологи, развивая концепцию шельфа, пополнили запас географических терминов еще одним, детализирующим прежние представления о подводных «каменных полках» континентов. В рамках шельфов они выделяют береговую зону — участок морского дна, ограниченный со стороны суши линией максимального, ежегодно повторяющегося заплеска прибойного потока, а со стороны моря  — глубиной, соответствующей 1/3 длины наиболее крупной штормовой волны в данном месте. Именно до такой глубины проникает активное волнение в открытом море. Если принять ее за 60 м, то площадь береговой зоны Мирового океана оказывается равной 15 млн км2, или 10% поверхности земной суши.
    Некоторые ученые в последние годы определяют береговую зону как контактную зону механического взаимодействия движущихся масс воды и донного материала между собой и с неподвижным дном. ..

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5


  • Как утверждают «авторитетные источники», прошедший 2012 год был объявлен древними майя годом конца света. Вскоре после «крайних» новогодних праздников приятель моего сына решил получить по этому вопросу дополнительную информацию и нашел в Интернете хронологическую табличку: список дат предсказанных кем-либо когда-либо апокалипсисов. Как выяснилось, редкий год в ней пропущен. Сладострастное предвкушение собственной гибели — одно из любимейших развлечений человечества. В качестве причины катастрофы может называться пожирание Солнца мифическим волком Фенриром или мифическим псом Гармом, превращение Солнца в сверхновую, свершение Последнего Греха, столкновение Земли с неведомой планетой, ядерная война, глобальное потепление, глобальное оледенение, одновременное извержение всех вулканов, одновременное обнуление всех компьютеров, одновременное сгорание всех трансформаторов, пандемия СПИДа, свиного, куриного или кошачьего гриппа. Некоторые из этих мрачных прогнозов не имеют ничего общего с наукой, другие отчасти основываются на научных фактах. Есть и такие, которые имеют шанс оказаться реальностью, ибо, никуда не денешься, наша планета действительно пылинка в бесконечной Вселенной, игрушка огромных космических сил.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5


  • ...В разработках Гидроэнергопроекта (под руководством М.М. Давыдова) забор воды из Оби и ее переброска в республики Средней Азии предполагались в районе с. Белогорье. Здесь намечалось соорудить плотину высотой 78 м с электростанцией мощностью 5,6 млн кВт. Образованное плотиной водохранилище с площадью зеркала более 250 км² распространялось по Иртышу и Тоболу до водораздела. За водоразделом трасса переброски проходила по южному склону Тургайских ворот по руслам современных и древних рек до Аральского моря. Из него она должна была по Сарыкамышской котловине и Узбою попасть в Каспий. Общая протяженность канала от Белогорья до Каспийского моря равнялась 4000 км, из которых около 1800 км составляли естественные акватории и водохранилища. Переброску воды планировалось осуществить в три этапа: на первом — 25 км³, на втором — 60 км³, на третьем — 75-100 км³, наращивая объемы забора воды из Оби...

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • В 1868 году экспедиция шведского полярного исследователя Нильса Норденшельда на судно «София» подняла со дна Карского моря темные камни, оказавшиеся железомарганцевыми стяжениями (конкрециями). Затем океанографическая экспедиция Великобритании на корвете «Челленджер» (1872-1876) похожие конкреции обнаружила на дне Атлантики в районе Канарских островов. Внимание геологов привлек тот факт, что кроме железа и марганца в них было заметно некоторое количество цветных металлов. Впоследствии подводные фотосъемки показали, что дно иногда напоминает булыжную мостовую: оно сплошь покрыто конкрециями размером 4-5 см. Конкреции выступают из ила или образуют слой толщиной до полуметра в верхней части грунта. Количество руды достигает 200 кг/м2.

    • Страницы
    • 1
    • 2


  • После трагических событий 26 декабря 2004 г. в Юго-Восточной Азии о цунами заговорило едва ли не все население нашей планеты. После водяного вала на нас с вами обрушилось информационное цунами.
    Достаточно было посмотреть заголовки газет-журналов, послушать анонсы теле- и радиопередач или обратиться к Internet. Например, такие. «Козни високосного года». «Цунами — месть Земли за процветающий разврат в странах Юго-Восточной Азии». «Что творится с погодой?». «Что случилось? Насколько это уникально?». «Ураган и наводнение в Европе». «Небывалая оттепель в Москве». Добавим от автора — и в Харькове, и в Украине в целом такая же оттепель в январе 2005 г. «Землетрясение в Донбассе». «Помаранчевая революция и цунами — звенья одной цепи». «Небывалые снегопады в Африке, Америке…». «Цунами — дело рук евреев». Цунами — «результат тайных испытаний атомного оружия США, Израиля и Индии».

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5


  • Общие сведения о цунами. Чаще всего цунами возникает в результате подводного землетрясения. Для сильнейших землетрясений в энергию цунами переходит около 1% энергии землетрясения. Интересно, что энергия цунами растет пропорционально квадрату высоты волн [13, 17].
    Длина фронта цунами примерно равна длине очага землетрясения, а длина волны — ширине очага. Высота в очаге не превосходит высоту поднятия пород, т. е. 10-2-10 м для энергии землетрясений около 1014-1020 Дж. Из-за малой высоты и большой длины волны (10-100 км) цунами в океане остается практически незаметным. Высота цунами значительно увеличивается при подходе к берегу, т. е. на мелкой воде. Обычно высота водяного холма не превышает 60-70 м.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • ...Итак, кимберлиты и лампроиты позволили нам заглянуть в верхнюю мантию Земли, на глубины 150-200 км. Оказалось, что и на таких глубинах, как и на поверхности, состав Земли неоднороден. Вариации состава мантии вызваны, с одной стороны, многократным выплавлением магматических горных пород (обедненная мантия), с другой — ее обогащением глубинными флюидами и коровым материалом (обогащенная мантия). Эти процессы достаточно сложны и зависят от многих факторов: состава привносимых флюидов и осадков, степени плавления вещества мантии и др. Как правило, они накладываются один на другой, вызывая сложные многостадийные преобразования. А интервалы между этими стадиями могут составлять сотни миллионов лет...