Количество энергии, выделяющейся при землетрясении, зависит от того, насколько сильно разрушается земная кора. По мнению ученых, человечество вряд ли увидит максимальное землетрясение магнитудой 10, пишет livescience.com.

Самое сильное землетрясение

22 мая 1960 года на юге Чили произошло разрушительное землетрясение. В течение 10 минут земля сотрясалась так сильно, что люди не могли удержаться на ногах. На дорогах появились трещины, а здания рухнули. Землетрясение в Вальдивии, названное в честь города, ближайшего к его эпицентру, имело примерно 9,5 баллов магнитуды, что является самым сильным из когда-либо зарегистрированных до или с тех пор. Но могут ли землетрясения стать сильнее?

Может ли быть сильнее?

Ученые-геофизики говорят, что ответ — да. Однако шансы на гораздо более сильное землетрясение невелики. Хотя землетрясение магнитудой более 9,5 могло произойти, для его одновременного разрушения потребовался бы огромный кусок земной коры — движение разлома одновременно чрезвычайно глубокое и необычайно продолжительное. По словам Венди Бохон, геолога по землетрясениям, на Земле не так много мест, где это могло бы произойти. Бохон рассказал Live Science, что землетрясение магнитудой 9,5, вероятно, находится на верхнем пределе того, что может генерировать планета, а магнитуда 10 крайне маловероятна. Магнитуда — это измерение количества энергии, выделяющейся при землетрясении.

От чего зависит сила землетрясения

Величина землетрясения зависит от общей площади разлома, который происходит. Это, в свою очередь, зависит от того, насколько глубоко разлом уходит в земную кору и насколько длинен по горизонтали разломанный сегмент. Существуют физические ограничения на то, насколько большой участок может быть разрушен. Самые глубокие разломы находятся в зонах субдукции, где одна тектоническая плита подталкивается под другую. Однако, если зайти достаточно глубоко, камни настолько теплые, что становятся горячими и липкими; вместо того, чтобы ломаться, они прогибаются. В то время как землетрясения иногда могут происходить на глубине до 800 километров под поверхностью Земли, по данным Геологической службы США, большинство глубоких землетрясений не вызывают сильного сотрясения на поверхности; наиболее опасны те, которые находятся в верхних нескольких десятках километров земной коры.

По словам Хайди Хьюстон (Heidi Houston), геолога-сейсмолога из Университета Южной Калифорнии, разломы, наиболее способные вызвать крупные разрушительные землетрясения, — это погружающиеся разломы в зонах субдукции. Эти провальные разломы, названные так потому, что они расположены под косым углом, а не вертикально, имеют самые большие площади пород, которые могут застревать друг против друга, создавая напряжение, а затем, наконец, разрушаясь.

«На самом деле размер плоскости погружающегося разлома является самым большим фактором, влияющим на максимальный размер землетрясения, и эти плоскости разломов могут увеличиваться в условиях зоны субдукции», — сказал Хьюстон в интервью Live Science.

Но существуют также ограничения на длину сегмента неисправности, который может оборваться. По словам Бохона, даже разломы зоны субдукции не разрушаются все сразу. Как правило, что—то встает на пути — возможно, подводная гора или изменение типа породы или геометрии породы, которые делают один сегмент разлома более устойчивым к нагрузкам, чем его сосед.

По словам Хьюстона, еще одним фактором, влияющим на магнитуду землетрясения, является то, насколько сильно смещается разлом. Как правило, меньшие участки разлома проскальзывают меньше, чем более крупные. Таким образом, в то время как землетрясение магнитудой 5 может сдвинуться на несколько сантиметров — расстояние, которое вряд ли разрушит землю выше, — землетрясение магнитудой 9 может сдвинуться на 20 метров или больше. Землетрясение в Чили в 1960 году фактически увеличило площадь страны из-за того, как растянулась земля, сообщил NPR в 2016 году Серхио Баррьентос, сейсмолог из Университета Чили, переживший землетрясение.

Магнитуда землетрясений на примере спагетти

Шкала магнитуд землетрясений может непреднамеренно скрыть разницу между очень крупными землетрясениями. Шкала не линейная, а логарифмическая: на каждую единицу, которую она увеличивает, движение грунта увеличивается в 10 раз, а выделяемая энергия увеличивается в 32 раза. Бохон любит использовать метафору разламывания пачки спагетти. Если разрыв одной нити спагетти эквивалентен землетрясению магнитудой 5, вам пришлось бы разорвать 32 нити, чтобы высвободить энергию землетрясения магнитудой 6. По этой шкале спагетти магнитуда 7 равна разрыву 1024 нитей, магнитуда 8 равна разрыву 32 768 нитей, а магнитуда 9 равна разрыву 1 048 576 нитей.

Как показывает этот пример, разница между землетрясением магнитудой 8 и 9 с точки зрения выделяемой энергии намного больше, чем разница между землетрясением магнитудой 5 и магнитудой 6. Таким образом, для увеличения магнитуды землетрясения с 9,5 до 9,6 требуется гораздо большая площадь разлома, чем для перехода от магнитуды 5,5 до 5,6.

Относительность подсчетов

По словам Хьюстона, из-за неопределенности в измерениях до сих пор ведутся научные споры о том, было ли чилийское землетрясение 1960 года точно магнитудой 9,5. Но чтобы подчеркнуть огромную разницу в размерах, казалось бы, небольших чисел на этом конце шкалы магнитуд, землетрясение магнитудой 9,5 более чем в два раза сильнее следующего по величине землетрясения, когда-либо зарегистрированного, магнитудой 9,2, которое произошло в проливе Принца Уильяма на Аляске в 1964 году, сказал Хьюстон.

Катастрофические землетрясения

Конечно, существуют планетарные катастрофы, которые теоретически могут привести к гораздо более мощным землетрясениям: столкновение с астероидом, например. Некоторые ученые считают, что столкновение с астероидом конца мелового периода, уничтожившим неавианских динозавров 66 миллионов лет назад, вызвало землетрясения с двузначной магнитудой, хотя точно определить размер сложно. По словам Хьюстона, в масштабах миллиардов лет Земля, безусловно, могла бы стать свидетелем такой катастрофы. Но шансы на то, что в течение человеческой жизни произойдет нечто большее, чем средние 9 баллов по магнитуде, очень низки, сказала она. Самое крупное древнее землетрясение, которое было оценено на основе геологических данных, также произошло в Чили примерно 3800 лет назад и, вероятно, также имело магнитуду около 9,5, согласно исследованию 2022 года.

Последствия зависят от плотности населения

И магнитуда не всегда является самым важным фактором в том, насколько смертоносным является землетрясение, по крайней мере, не для людей, сказал Бохон. Небольшие землетрясения привели к множеству смертей просто потому, что они затронули населенные районы и районы со зданиями, склонными к обрушению. В то время как землетрясение магнитудой 9,5 в Чили унесло жизни около 2000 человек, считается, что в 1556 году в Шэньси, Китай, от землетрясения с предполагаемой магнитудой 8 погибло около 830 000 человек. В 2005 году землетрясение магнитудой 7,6 унесло жизни, по оценкам, 79 000 человек в Кашмире, а в 2010 году землетрясение магнитудой 7,0 унесло жизни примерно 220 000 человек на Гаити. Даже землетрясение в Нортридже 1994 года, всего лишь магнитудой 6,7, произошедшее по вине, которую никто раньше даже не замечал, унесло жизни 57 человек, тысячи получили ранения и нанесло ущерб на миллиарды долларов, поскольку оно затронуло Лос-Анджелес.

Автор переводной статьи — Стефани Паппас.