Почему происходят землетрясения, и в чем опасность Лепсинского разлома в Казахстане

Ранним утром в Алматы произошло достаточно ощутимое землетрясение. В связи с этим нам стало любопытно узнать об этом природном явлении подробней. Почему происходят землетрясения, когда произошла самая сильная "тряска" в южной столице и как работает сейсмическая сеть в Казахстане TengriMIX рассказывает в этом материале.

▲ Поверхность Земли состоит из 10 или даже большего количества тектонических плит, которые находятся в постоянном движении. Когда индийский континент перемещается на 40-50 миллиметров на север в сторону Сибири, то он сминает определенные регионы по пути и формирует горы. Такое движение началось около 50 миллионов лет назад, и около половины такой активности приходится на район Тянь-Шаня. Поскольку плиты Земли движутся друг против друга, сила трения становится причиной перегибов горной породы, с наращиванием потенциальной энергии, известной как упругая деформация. Когда эта энергия становится достаточно большой, сила трения преодолевается, вследствие чего горная порода разламывается и проскальзывает друг по другу по поверхности разлома. Все это испускает энергию - сейсмические волны - через окружающую горную породу на поверхность Земли. Это и есть то, что мы называем землетрясением.

Землетрясения (показаны красными точками) в океанах ограничены узкими полосками вдоль границ плит (желтым цветом). Но в Азии, где землетрясения обнаруживают тысячи активных разломов, ситуация отличается, тут они могут вызывать землетрясения в любое время. Фото: Джеймс Джексон, профессор Активной тектоники в Кембриджском университете и руководителя проекта "Землетрясения без границ".

▲ Магнитуда любой "тряски" зависит от площади поверхности разлома, и от того насколько она сдвигается: чем более протяженный и глубокий разлом, тем больше потенциал землетрясения, которое может произойти. Разломы могут быть протяженностью в сотни километров, вызывая большие землетрясения как, например, землетрясение в Северной Суматре в 2004 году (магнитуда составила от 9,1 до 9,3). В то же время небольшие землетрясения, которые можно почувствовать на себе, могут происходить на разломах, площадью всего в несколько квадратных метров.

▲ Как было сказано выше, интенсивность сотрясаемости обычно зависит от магнитуды землетрясения и расстояния от него. Но также зависит от свойств пород, через которые проходят сейсмические волны. Верхний, более холодный и прочный слой Земли, который формирует тектонические плиты, называется литосферой. Ее толщина и свойства горных пород, могут существенно различаться на континентах. В равнинных старых геологических районах, таких как Центральный Казахстан и Индия, литосфера, как правило, толще, чем в более молодых геологических областях, и потому лучше передает вибрации: на таких территориях землетрясения могут создавать гораздо более сильные толчки, чем те, что в близлежащих горах такой же магнитуды. Это подтверждает Гуджаратское землетрясением в 2001 году в Индии с магнитудой в 7,7 балла. Равнинные степи Казахстана, прилегающие к Тянь-Шаню, могут аналогичным образом испытать на своей территории редкие и крупные землетрясения, которые могут стать особенно разрушительными по той же причине.

Карта больших и действующих разломов в Казахстане, известных на сегодняшний день. © Ричард Уолкер, 2016

▲ Последнее крупное землетрясение, обрушившееся на Алматы произошло в 04:26 утра 3 января 1911 года. Во время того землетрясения было разрушено почти каждое здание в городе. Полностью было разрушено более 600 домов, а также 3 тысячи коммерческих помещений, складов и других нежилых зданий, а 300 домов получили повреждения фундаментов, печей и штукатурки. Толчки также вызвали ряд оползней, которые стали причиной смерти многих людей. Погибло 452 человека, а еще 740 человек получили ранения. Измерения интенсивности местной сотрясаемости грунта в городе были оценены как предельно сильные: 9-10. Землетрясение вызвало сложную систему разрывов грунта в Алматы, некоторые из которых достигали 1 метра в ширину и 5 метров в глубину. Однако причиной землетрясения стало не это, а отклик замороженного нестабильного грунта Алматы на толчки в результате землетрясения. К тому же, разлом, ставший причиной этого землетрясения, составил 145-200 километров в длину и был расположен в долине Чон-Кемин в Кыргызстане, десятки километров к юго-востоку от Алматы, демонстрируя, что опасность для города может исходить не только из самой Алматы.

Алматы, 1911. © vernoye-almaty.kz

▲ В Казахстане есть очень специфический по разным причинам разлом - Лепсинский. Он простирается более чем на 100 километров от Джунгарских гор Северного Тянь-Шаня к западу по горизонтали в Казахскую платформу. Разлом имеет крупное, непрерывное вертикальное смещение примерно 10 метров вдоль уступа, что наводит на мысль о возможности возникновения крупного землетрясения, или серий землетрясений, в сравнительно недавнем прошлом. Из исторических документов нам доподлинно не известно, что там происходило какое-либо землетрясение. Однако все же Лепсинский разлом - пример именно того разлома, который представляет особую опасность для многих густонаселенных поселений в Центральной Азии. Поэтому если землетрясение произойдет, повреждения и гибель людей могут оказаться значительными. Более того, слабые, фоновые землетрясения в этом районе показывают, что Лепсинский разлом наблюдается и на глубинах до 45 километров, посему он способен производить землетрясения очень больших магнитуд.

▲ Раньше сейсмический мониторинг развивался в Центральной Азии эпизодически, лишь со всплеском активности землетрясений. "трясок" и не охватывали более 80 процентов территории страны. Однако в 1996 году в связи с подписанием Казахстаном Договора о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний (ДВЗЯИ), сеть слежки за землетрясениями была полностью обновлена. Сейчас сейсмометры установлены по всей стране - как в опасных регионах (юг, юго-восток), так и в Северном и Западном Казахстане, где землетрясений почти не наблюдаются. Современная казахстанская сеть регистрирует события, не только в республике, но и во всем регионе Центральной Азии. Каждая сейсмическая станция работает 24 часа в сутки и многие из них передают данные в реальном времени в различные центры данных по всему миру в рамках глобального сотрудничества в этой области.

По материалам: "Наука о землетрясениях и их рисках в Центральной Азии"

Подготовила: Нурлыайым Нурсаин