Что такое сейсмология?

Для всего человечества чрезвычайно важно точно предсказывать, где, когда и почему произойдет разрушительное землетрясение. Этим занимается специальный раздел науки геофизики — сейсмология (греч. seismos — колебание, землетрясение и logos — слово, учение). Она изучает землетрясения и связанные с ними явления.

Сегодня сейсмологам известно, что разрушительные толчки происходят волнообразно. Первым, кто предположил, что причиной землетрясений являются волны, проходящие через земную кору, был английский естествоиспытатель 18 века Джон Мичелл. За это открытие его называют отцом сейсмологии. Окончив Кембридж и дослужившись до должности профессора геологии, он предпочел карьеру священнослужителя, но продолжал заниматься наукой. Изучая причины разрушительнейшего Лиссабонского землетрясения в 1755 году, Джон Мичелл пришел к выводу, что причиной толчков были упругие волны, возникшие в результате движения геотектонических плит. За это исследование он был избран в Королевское общество. Кстати, интересы Мичелла не ограничивались геологией; ему принадлежит ряд открытий и в астрономии. Например, он доказал реальность существования двойных звезд с помощью статистических соображений, которые до него вообще не применялись в астрономии; на основе ньютоновских открытий в области механики и оптики Мичелл разработал теорию гравитации звезд и первым предположил существование черных дыр — он их называл «тёмными звёздами». Список заслуг Мичелла будет неполным, если не упомянуть его исследования магнетизма и гравитации. Он задолго до Шарля Кулона изобрел крутильные весы, которые планировал использовать для изучения земного притяжения, но не успел. После смерти Мичелла его друг Генри Кавендиш с помощью этих весов смог определить величину гравитационной постоянной Земли с точностью до 1%. Вот такой неординарной личностью был отец сейсмологии Джон Мичелл.

Однако вернемся к изучению сейсмических волн. Скорость распространения сейсмической волны не постоянна, а зависит от характера пород, сквозь которые она проходит. Медленнее всего эти волны распространяются в песчаном грунте — 900 километров в час, быстрее всего в гранитном — 1800 километров в час. Волны расходятся из одной точки — эпицентра, который находится на поверхности Земли как раз над очагом, или гипоцентром, — тем местом в глубине планеты, где возникает землетрясение. В эпицентре землетрясение наиболее опасно.

Систематическое изучение проблемы землетрясений началось во второй половине XIX века со сбора информации обо всех известных землетрясениях и составления их каталога. Это позволило составить карты землетрясений и обнаружить распределение их очагов.

Сейчас по всему миру создана сеть сейсмических станций. На них проводят наблюдения и измерения колебаний земной коры.

Русские ученые много работали над проблемой предсказания землетрясений. Это стало возможным в 70-х годах 20 века.

Сейсмические волны распространяются с определенной скоростью. Иногда сейсмограмма указывает на внезапное замедление скорости прохождения волн, за которым следуют более сильные колебания. По продолжительности землетрясения можно судить о его начале. С тех пор, как учёные стали наблюдать за активностью земных недр, мир вздохнул с облегчением: хотя землетрясения и вызванные ими приливные волны — цунами нельзя предотвратить, но теперь можно к ним подготовиться, зная о них заранее.

Для оценки силы землетрясений используют различные шкалы. В Европе принята 12-балльная Европейская макросейсмическая шкала (EMS):

Сегодня сейсмологи разработали некоторые правила, как уменьшить разрушительные последствия стихии. В первую очередь это касается построек. Дома должны строиться так, чтобы их несущие конструкции крепчайшим образом связывались с каменным фундаментом. Очень надежным должно быть и отопительное оборудование. Возникающие пожары порой бывают опаснее самого землетрясения. Поведение людей при природной катастрофе не менее важно. В сейсмически опасных районах регулярно проводятся учения и разъяснения, как следует себя вести в случае опасности.

Сейсмология тесно связана с рядом географических, физических и математических дисциплин. Например, изучение сейсмического процесса требует знаний физической географии, тектоники, математической теории случайных процессов и космофизики. Исследование очага и предвестников землетрясения опирается на достижения физики твёрдого тела, механики, геодезии, разных разделов физики Земли, гидрогеологии, геохимии. Для прогноза землетрясений необходимо изучение проблемы прогноза горных ударов, а их изучают горные науки. Для развития сейсмостойкого строительства учитывают достижения инженерной геологии. Использование сейсмических волн для изучения внутреннего строения Земли требует применения методов математической физики в сочетании с данными гравиметрии, геотермии, петрологии, геомагнетизма и других наук о Земле.