ОЧА́Г ЗЕМЛЕТРЯСЕ́НИЯ
-
Рубрика: Физика
-
-
Скопировать библиографическую ссылку:
ОЧА́Г ЗЕМЛЕТРЯСЕ́НИЯ, область разрыва горных пород или системы разрывов, возникших в Земле и приведших к землетрясению. Причиной появления О. з. являются механич. напряжения, накопленные в Земле вследствие движения литосферных плит.
Чаще всего О. з. лежит на глубине 10–70 км под земной поверхностью; землетрясения с таким очагом являются наиболее разрушительными. В зонах субдукции, где океанич. земная кора наклонно погружается под континент, и в некоторых др. районах Земли (Гиндукуш, зона Вранча в Карпатах) возникают землетрясения с глубиной очага больше 100 км. Их природа пока неизвестна; возможно, они вызваны внезапными изменениями объёма вещества в результате фазовых превращений. О. з. может находиться и непосредственно у поверхности Земли, если землетрясение вызвано падением крупного метеорита, мощным взрывом или др. естественными или техногенными причинами.
В 20 в. после создания сети сейсмических станций, регистрирующих сейсмические волны, пришедшие из О. з., появилась возможность достаточно точно определять положение О. з. в глубинах Земли, регистрируя моменты прихода волн к разл. станциям. Уже в 1920-х гг. япон. учёные под О. з. понимали не точку, а некоторую сферу, в которой происходят быстрые деформации горных пород. Точка в глубине Земли, откуда поступают сейсмич. волны, получила назв. гипоцентра землетрясения, проекцию этой точки на поверхность Земли называют эпицентром землетрясения. По мере увеличения числа сейсмич. станций стало ясно, что гипоцентр – это лишь точка начала разрыва, который разрастается в дальнейшем в одном или нескольких направлениях. Удалось определить, что разрыв представляет собой поверхность сложной формы, причём величина расхождения «берегов» (раскрытие) разрыва пренебрежимо мала по сравнению с масштабом распространения разрыва вдоль поверхности. При сильнейших землетрясениях относит. взаимное смещение «берегов» достигает нескольких метров, а длина разрыва – нескольких сотен километров. Во многих случаях новый разрыв проходит по уже существующему в Земле геологич. разлому, прочность пород в котором ниже, чем в окружающей среде. Логарифм длины разрыва пропорционален логарифму накопленной в Земле энергии, высвобождаемой при землетрясении (и, соответственно, магнитуде землетрясения). Скорость разрастания разрыва в любом направлении ограничена скоростью излучаемых при этом упругих волн, передающих от одной точки к другой информацию об изменениях в среде. На практике скорость разрастания разрыва близка к скорости поперечных упругих волн – ок. 2–3 км/с.
Наблюдения, проведённые с использованием плотной сети сейсмич. станций, показали, что в большинстве случаев О. з. представлен не одним разрывом, а системой мн. разрывов. Разрастание О. з. происходит скачкообразно, причём интервал между последоват. субразрывами составляет неск. секунд. Накопленная в массиве горных пород упругая энергия высвобождается при землетрясении и перераспределяется в некотором объёме пород, окружающем гипоцентр. Границы этого объёма зависят от строения горных пород и распределения напряжений в глубинах Земли. Т. к. информации о таких характеристиках немного, границы этого объёма не определимы, и он не может быть квалифицирован в строгом смысле как конкретный О. з. Размеры О. з. приблизительно определяются расположением очагов повторных толчков землетрясения (афтершоков), которые вызваны перенапряжениями, возникшими в прилегающих областях после осн. разрыва. Проекция области афтершоков на земную поверхность называется зоной афтершоков.
Определение строения и свойств О. з. чрезвычайно важно для повышения точности оценки сейсмической опасности. Для безопасного строительства необходимо учитывать спектральный состав излучаемых сейсмич. волн, который зависит от направления разрыва и его наклона по отношению к земной поверхности.