Великие катастрофы в истории Земли

Город утопал в зелени. С гор, начинавшихся у его окраины, бежали по арыкам тоненькие ручейки воды, питая драгоценной влагой бесконечные ряды тополей, вытянутые вдоль улиц, фруктовые сады и начинавшиеся за городом хлопковые поля. Солнце зашло, и наступило лучшее время суток, когда изнурявшая весь длинный летний день жара сменилась чуть заметной прохладой. Шум вечернего города уже начал стихать, и в домах, почти скрытых за листвой яблонь и урюка, кое-где гасли огни. Неожиданно люди почувствовали слабый толчок, и в следующее мгновение, еще не успев сообразить, в чем дело, были сбиты с ног. Но вдруг наступила поразительная и еще более страшная, чем грохот и толчки, тишина. Земля совершенно не колебалась. Не было слышно ни звука. Погас свет. Казалось, что город умер. И только когда послышались крики пострадавших, люди, находившиеся на улицах, бросились на помощь к полуразрушенным зданиям.

За ночь произошло еще несколько толчков. Когда взошло солнце, стала видна картина бедствия, постигшего город. По-прежнему стояли, шелестя листвой, тополя, но в глубине фруктовых садов вместо зданий лежали груды кирпичей.

Примерно так разразилась самая тяжелая в истории нашей страны сейсмическая катастрофа — Ашхабадское землетрясение (1948). Положение усугубилось тем, что очаг землетрясения был расположен непосредственно под городом, а катастрофа произошла ночью, когда все жители Ашхабада были в помещениях. Особенно сильно пострадали старые глинобитные постройки, сооруженные без применения антисейсмических поясов.

По силе Ашхабадское землетрясение, однако, не принадлежит к числу максимальных (9 баллов). Землетрясения такой интенсивности происходят по нескольку раз в год. История сохранила нам описания значительно более сильных подземных ударов.

Первая сейсмическая катастрофа в Европе

Одним из наиболее трагических было Лиссабонское землетрясение в 1755 г. Вот как описывает очевидец первую из сейсмических катастроф на Европейском континенте.

Американский сейсмолог Э. Робертс писал:

Число жертв землетрясения в Лиссабоне составило около 50 тыс. человек.

Землетрясение длиной в три года

Другая сейсмическая катастрофа произошла в Средиземноморье в 1870 г. Это землетрясение, захватившее Южную Грецию, продолжалось целых три года и отличалось страшной силой. Наиболее сильно пострадала провинция Фокида.

29 и 30 июля 1870 г. были замечены колебания почвы на острове Лисса. Примерно в то же время начались слабые сотрясения в Греции. Вечером землетрясение усилилось. Оно ощущалось в Эвбее, Аттике и на Пелопоннесе, а в Фокиде достигло размеров катастрофы. Так как слабые толчки — там явление обычное, на них поначалу не обратили внимания. В ту роковую ночь стояла страшная жара, и люди спали на открытом воздухе, чем и объясняется то, что число погибших было не так велико, как могло бы быть зимой.

Около 2 час. 45 мин. первого августа последовал страшный удар, сопровождавшийся сильными вращательными и колебательными движениями почвы, длившимися 15–20 мин. В первый момент грохота не было слышно, но в дальнейшие промежутки он повторялся почти непрерывно. В несколько секунд были разрушены Итеа, Ксиропидаги, Хриссо и Дельфы, отчасти также Арахова и Анфисса. Несколько других селений, а также множество церквей и монастырей обращены в руины.

Спустя 19 мин. после первого удара земля опять пришла в движение, а около 1 час. 30 мин. пополудни новый страшный удар низвергнул на землю остатки городов, вызвал сильные обвалы в Кораксе, Парнасе, Кирфисе.

Вот как описывает свои ощущения очевидец катастрофы — ученый Ю. Шмидт, прибывший в район землетрясения 4 августа.

25 октября жители были напуганы северным сиянием. В это время разразился новый сильный удар, окончательно разрушивший город Анфисса, частью сохранившийся после катастрофы 1 августа. Все, что отстроилось заново в последние 10–11 недель, было уничтожено. Настали холода, и оставшиеся в живых жители Фокиды принуждены были ютиться в жалких шалашах. А между тем подземные удары шли непрерывно.

Допуская, что каждые три секунды в первые три дня происходило по одному колебанию, Шмидт считает, что общее их число за три года (с 1 августа 1870 г. по 1 августа 1873 г.) составило 86 тыс. По его наблюдениям, в местечке Итеа за сутки произошло 1700–2000 раскатов и ударов. Учитывая слабые дрожания и звуки, за шесть месяцев 1876 г. Ю. Шмидт насчитал 500–600 колебаний и раскатов. Так как землетрясение продолжалось три с половиной года, то, «не преувеличивая, можно сказать, что у эпицентра произошло 0,5–0,75 миллиона колебаний и ударов. Среди них было 300 сильных и опасных раскатов, сопровождавшихся разрушениями, 50 000 слабых ударов и 0,5 миллиона слабых раскатов».[13]

Описания Шмидта знакомят нас с одним из сильнейших землетрясений. Однако геологические наблюдения в Греции показали, что в давние времена случались здесь и более страшные катастрофы. Об этом свидетельствуют еще не залеченные шрамы на лике Земли — трещины и грандиозные обвалы. Сохранилось предание, что галльские полчища, пытавшиеся в 279 г. до н. э. разграбить Дельфийский храм, были сильно испуганы падением каменных глыб, скатившихся с вершины Парнаса.

Землетрясение в Мессине и Калабрии

29 декабря 1908 г. весь мир узнал о катастрофе, постигшей накануне Южную Италию. Цветущие города Мессина, Реджо-ди-Калабрия и окрестные селения были полностью разрушены. Под их развалинами и в колоссальной морской волне погибли сотни тысяч людей, в очертаниях берегов Мессинского пролива и его дна произошли крупные изменения. Последствия Мессинского землетрясения изучал крупнейший польский естествоиспытатель — геолог К.И. Богданович, оставивший подробное описание катастрофы на острове Сицилия. О трагедии рассказал А.М. Горький, находившийся тогда в Италии и прибывший в Мессину вскоре после катастрофы.

Мессинское землетрясение не принадлежало к числу сильнейших. Трагедия Мессины, как и большинства других разрушенных городов, была в том, что подземный толчок произошел непосредственно под городом. Такие случаи, конечно, редки, но ни один город, расположенный в сейсмической зоне, не застрахован от такого землетрясения. Это не значит, что землетрясение под городом — всегда катастрофа. Современная наука приближается к решению проблемы прогноза времени возникновения землетрясения, а современная строительная индустрия позволяет возводить здания, которым не страшны и более сильные подземные толчки.

Погребенные лёссом

Первое место по числу жертв занимает землетрясение 1920 г. в китайской провинции Ганьсу. По неполным данным, от землетрясения погибло свыше 200 тыс. человек. Роковую роль сыграла не только сила подземного толчка, вызвавшего разрушения на площади 450х150 км, но и специфические условия грунта Центрального Китая. Пострадавший район находился в центре «страны лёсса» — плодородной пыли, нанесенной ветрами из пустыни Гоби еще в начале четвертичного периода. Лёссовые толщи не только двигались целыми холмами, но и погребли десятки тысяч людей, живших в пещерах, прорытых в лёссе. Возникшие оползни достигли грандиозных размеров. В местности, получившей название Долины Смерти, семь гигантских оползней срезали склоны гор и погребли под собой фермы и селения. Один дом, захваченный оползнем, был перенесен на движущейся массе пород и каким-то чудом остался на поверхности. Он проделал путь в 800 м, пока два других оползня не заставили лавину изменить путь.

Оползни и обвалы в Ганьсу по масштабам превзошли те, которые 40 лет спустя захватили Чилийские Анды. Лишь смещения горных масс в Гималаях в 1950 г. были еще колоссальнее.

Разрушение столицы Японии

В памяти человечества навсегда сохранится катастрофа, постигшая Токио и Йокохаму 1 сентября 1923 г. Приближалось время обеда. Служащие учреждений из деловой части Токио устремились в рестораны и на зеленые лужайки городских парков. Стоял на редкость тихий солнечный осенний день. Воздух был неподвижен. За полторы минуты до полудня под водами залива Сагами начались колебания земли, вначале слабые, но затем быстро усилившиеся. Волнение почвы стремительно распространялось и вскоре достигло двух крупнейших городов Японии, расположенных в 65 км к северу от залива. Подземные удары были настолько сильными, что вызвали катастрофические разрушения.

На линии железной дороги между Токио и Йокохамой поезда вдруг покачнулись и, наткнувшись на вывороченные и скрученные рельсы, рухнули наземь. Профессор Имамура, известный сейсмолог, который в тот момент находился в служебном кабинете в Токио, по профессиональной привычке стал фиксировать периодичность подземных толчков. Но уже несколько мгновений спустя сила ударов возросла, а еще через некоторое время от города остались лишь одни руины.

В Йокохаме было разрушено 11 тыс. зданий и почти 59 тыс. сгорело. В Токио при сильном ветре пострадало от пожара более 300 тыс. (из миллиона) зданий. Были уничтожены мосты, леса, завалены туннели. Разбушевавшиеся в заливе Сагами волны высотой более 10 м обрушились на берег, неся смерть и разрушение. Всего в районе землетрясения насчитывалось около 100 тыс. погибших. Около миллиона людей осталось без крова. Таковы последствия Токийского землетрясения 1923 г., ставшего рекордным по разрушениям. Общие убытки были оценены почти в 3 млрд. долл.

Самые сильные землетрясения

Во второй половине XX в. произошло несколько сейсмических катастроф, которые относятся к числу величайших катаклизмов: Гималайское землетрясение 15 августа 1950 г., Гоби-Алтайское — 4 декабря 1957 г. и Чилийское — 29 мая 1960 г.

О Гималайском землетрясении 1950 г. — величайшей сейсмической катастрофе, случившейся в высокогорной части Тибета, вблизи индийско-китайской границы, мы знаем лишь по показаниям сейсмических станций и на основании сведений, поступивших из достаточно удаленных от эпицентра районов. Подсчитано, что энергия этого землетрясения примерно соответствовала энергии взрыва 100 тыс. атомных бомб. Изменения рельефа вблизи эпицентра были колоссальными. В горах, обильно насыщенных влагой муссонных дождей, произошло множество обвалов и оползней. По приблизительным подсчетам главного инженера штата Ассам, общий вес переместившихся пород составил около 2 млрд. т. Рассказы немногочисленных очевидцев наводили ужас. Страшный гул, идущий из земных недр, перерос в оглушительный грохот. Небо померкло от поднявшейся вверх пыли. Вблизи эпицентра землетрясения никто не мог удержаться на ногах. Даже в Калькутте, на расстоянии более 1000 км, население было сильно напугано подземными толчками.

В долине реки Брахмапутры, более чем в 100 км от Гималайских гор, подземные колебания вызывали у многих жителей приступы морской болезни. Автомашины были отброшены на 800 м, участок железнодорожного полотна длиной 300 м опущен почти на 5 м, а полотно дороги полностью разрушено.

Чилийское землетрясение произошло 29 мая 1960 г. Оно полностью разрушило город Консепсьон, существовавший более 400 лет. Были превращены в развалины Вальдивия, Пуэрто-Монт и другие города. Подземные толчки, обвалы горных масс и оползни захватили площадь свыше 200 тыс. км². Прибрежная полоса площадью 10 тыс. км² опустилась после землетрясения ниже уровня океана и оказалась перекрытой двухметровым слоем воды.

Вот как описывает свои впечатления один из очевидцев, переживший эту катастрофу:

Одной из исключительных особенностей этого катастрофического землетрясения было опускание огромной полосы побережья под уровень океана.

Трудно представить себе размеры этого гигантского Геологического явления, точно зафиксированного сличением топографических карт до и после катастрофы. За несколько секунд полоса земли шириной 20–30 км и протяженностью 500 км опустилась почти на 2 м.

Подавляющее большинство сильных землетрясений происходит за пределами населенных пунктов. Более того, самые грандиозные (может быть, исключая лишь Чилийское в 1960 г.) случаются там, где нет крупных поселений. Два из подобных землетрясений были детально изучены геологами, и, знакомясь с их описаниями, мы убеждаемся, что это — гигантские пароксизмы.

Рождественские праздники в канун 1911 г. были омрачены известием о сильном землетрясении, постигшем 22 декабря город Верный (Алма-Ата) и Семиреченскую область. Уже первые сведения, доставленные телеграфом, и в особенности результаты обработки сейсмограммы в Пулкове, выполненной академиком Б.Б. Голицыным, свидетельствовали, что произошла грандиозная сейсмическая катастрофа. Смещение самописцев на приборах Пулковской обсерватории оказалось в четыре раза больше, чем во время Мессинской катастрофы. Расстояние между Пулковом и Верным в полтора раза больше, чем между Пулковом и Мессиной, а сейсмические колебания затухают пропорционально квадрату расстояния и даже быстрее. Следовательно, землетрясение в Верном было в 10 раз сильнее, чем в Мессине.

Тщательное исследование области, охваченной землетрясением, выполненное К.И. Богдановичем и его помощниками, легло в основу обширной монографии, в которой впервые в научной литературе был описан грандиозный сейсмический феномен. Город Верный (Алма-Ата) оказался на краю области разрушений, и, несмотря на это, в нем были сильно повреждены деревянные дома и разрушены некоторые каменные здания.

Землетрясение охватило огромную территорию — от хребтов Заилийский Алатау и Кунгей-Алатау вплоть до озера Иссык-Куль (рис. 19) — к счастью, практически ненаселенную. Горные хребты и долины были рассечены разломами протяженностью до 200 км. Полоса наибольших нарушений земной поверхности (шириной 500 м и длиной 100 км) обнаружена на южном берегу Иссык-Куля (рис. 20). Протяженные трещины с крупными вертикальными смещениями слоев горных пород, коробление земной поверхности, грандиозные обвалы и оплывины, сместившие миллионы тонн породы, встречались по всей исследованной площади.

Наблюдения Богдановича показали, что источником подземного удара 1911 г. была не какая-нибудь одна точка, даже не одна линия, а целая система протяженных разломов, образование которых следовало одно за другим. Это подтверждалось и тем, что землетрясение длилось необычайно долго — более 6 мин. ощущались в Верном сильные колебания.

В заключение мы расскажем об 11 — 12-балльном Гоби-Алтайском землетрясении, разразившемся 4 декабря 1957 г. на юге Монголии (рис. 21). Землетрясения такой интенсивности отмечались лишь подо дном океана, характер их проявления на поверхности суши не был изучен. Огромная сила землетрясения, небольшая глубина очага, почти полное отсутствие растительности привели к тому, что следы, оставленные землетрясением на поверхности Земли, оказались полнее и многообразней, чем любого из известных землетрясений. В несколько мгновений Южная Монголия превратилась в природную лабораторию, в которой воспроизводились самые различные геологические процессы, обычно недоступные глазу исследователя (рис. 22).

Землетрясение началось около полудня сильным, но не разрушительным толчком-предвестником. Жители успели выбежать из помещений, и когда последующий главный удар разрушил, а местами буквально снес здания, в них уже почти не осталось никого. Приблизительно за минуту до этого раздался глухой шум со стороны горной цепи и сотряслась почва. Затем донесся грохот, напоминавший взрывы колоссальной силы. Над горными массивами поднялись огромные темные тучи пыли, скрывшие сначала наиболее высокие части гор. Пыль быстро распространилась, закрыв всю горную цепь на протяжении 230 км. Видимость местами не превышала 100 м.

Воздух очистился только через двое суток. За грохотом последовал главный удар, почти полностью разрушивший постройки. Заметные колебания почвы наблюдались на территории площадью 5 млн. км².

Эпицентральная зона землетрясения расположена между двумя крупнейшими орографическими элементами Гобийского Алтая: горами Баян-Цаган и Ихэ-Богдо. В.П. Солоненко и Н.А. Флоренсов, изучившие последствия этого землетрясения, пишут, что первый удар Гоби-Алтайского землетрясения произошел в междугорье Бахар и Цэцэн (рис. 23), откуда начался подъем всей горной цепи и ее смещение к востоку. Поэтому трещины от Бахарского эпицентра распределялись односторонне: к востоку — на 240–250 км, к западу — всего на 25–35 км. В 60–65 км восточнее Бахара южная 100-километровая зона прерывистых разломов как бы распоролась. Северный край горной цепи вдоль генерального разлома Богдо поднялся выше и переместился к востоку больше, чем южный.

При подъеме клинообразного массива длиной 80 км и шириной до 30 км вследствие растяжения возникли две внутренние системы трещин по обеим сторонам гребня хребта. По этим трещинам опустилась вершинная часть хребта Ихэ-Богдо. Кульминационным актом этого процесса было образование сброса-обвала в долине Битут. Перемещенная часть горного массива состояла из ряда блоков, двигавшихся по-разному. Площадь ее составляла 1,5x3,5 км, максимальное вертикальное смещение вниз по тыловому сбросу достигло 328 м, а горизонтальное, к востоку, — десятков метров. Перед фронтом основного опустившегося клина появились взбросы с подъемом до 60 м. Тектонические перемещения в ущелье Битут сопровождались массовыми обвалами, особенно значительными на западном продолжении опустившегося блока. Последний перекрыл долину Битут, при этом образовались два озера (Малахитовое и Изумрудное). Горы Ихэ-Богдо сместились в горизонтальном направлении больше, чем хребет Бага-Богдо. Это повлекло за собой создание одной из самых эффектных тектонических форм, когда-либо мгновенно возникавших на глазах человека, — Тормхонского взбросо-надвига (рис. 24). Он напоминает застывшую громадную волну высотой фронтального обрыва до 10 м.

Там, где Тормхонский взбросо-надвиг приближается к главной северной трещине, горизонтальный сдвиг по разлому Богдо достигает своего максимума — 8,85 м. Это значительно превышает подобные смещения почвы при ранее известных землетрясениях.

Размах первоначальных смещений в ходе землетрясения местами был в два раза больше того, который считается необратимым. Горные массивы, пришедшие в движение, по инерции переместились выше и дальше к востоку, нежели это соответствовало положению равновесия, а затем столь энергично возвращались к нему, что снова прошли точку равновесия, но уже в обратном (западном) направлении. В этом положении подвижные блоки, по крайней мере отдельные их участки, задержались некоторое время и, наконец, переместившись к востоку, достигли положения равновесия. Часть повторных толчков Гоби-Алтайского землетрясения связана, по-видимому, именно с этими «движениями равновесия».

Гоби-Алтайское землетрясение произошло в малонаселенной местности. Три небольших сомонных (районных) центра в эпицентральной зоне, расположенных на расстоянии более 150 км друг от друга, были полностью разрушены и покинуты жителями. Грандиозное в истории человечества землетрясение на континенте осталось почти неизвестным. О нем знали лишь специалисты. Уникальные, в сотни километров длиной трещины, различного рода складки и сдвиги в горных породах были подробно описаны и составили специальную монографию, изданную тиражом всего лишь в тысячу экземпляров.

Попробуем, однако, представить, что бы произошло, случись такое землетрясение в густонаселенном промышленном районе. Территория шириной 50—100 км и протяженностью 500 км (примерно как Дания или Голландия) была бы полностью разрушена. Число жертв могло измеряться миллионами.

Гоби-Алтайское землетрясение является интереснейшим природным экспериментом, на примере которого ученые разрабатывают и совершенствуют методы прогноза разрушительных землетрясений.

Пояса, где возникают землетрясения, могут быть подразделены на две группы. К первой из них относятся области, где за историческое время известны и по геологическим данным возможны в будущем разрушительные и катастрофические землетрясения. Во вторую группу попадают сейсмические пояса, в пределах которых хотя и происходят ощутимые землетрясения, но разрушительной силы, а тем более катастрофического характера они ни разу не достигли.

Причиной землетрясения служит смещение горных пород по разлому. Чем больше «оживший» разлом, тем больше и сила подземного толчка. Максимальные разломы приурочены к крупнейшим складчатым поясам — Тихоокеанскому и Средиземноморскому.

Самый протяженный пояс разрушительных землетрясений располагается по периферии Тихого океана (рис. 25). В его пределах чаще всего возникают катастрофические землетрясения, о двух из которых (Токийском и Чилийском) мы рассказали. Особенностью этой глобальной сейсмической зоны является также то, что к ней приурочено подавляющее большинство наиболее сильных цунами, поскольку очень часто эпицентры сильнейших землетрясений расположены подо дном океана. К этой высокосейсмической Тихоокеанской зоне приурочено и большинство действующих вулканов.

Другая высокосейсмичная зона (Средиземноморский пояс) пересекает Евразиатский материк в субширотном направлении. Она начинается у побережья Атлантического океана (Португалия, Испания), захватывает все Средиземноморье и Южную Европу, продолжается через высокогорные районы Центральной Азии вплоть до Тихого океана. К этой зоне принадлежит описанное нами Лиссабонское землетрясение в 1755 г. и землетрясение в Греции 1870 г.

Сильные землетрясения в пределах поясов — одно из проявлений их высокой геологической активности уже многие сотни миллионов лет.

Но на Земле есть крупнейший сейсмический пояс, возникший всего 5—10 млн. лет назад. Этот пояс протягивается вдоль Восточной Африки до Красного моря и далее на Памир, Тянь-Шань, озеро Байкал и хребет Становой. Большая часть его проходит по древним платформам (Африканской, Сибирской). В пределах этого новообразованного пояса сейсмичность очень высокая. Там произошли некоторые из самых сильных землетрясений, и в том числе Северо-Тянь-Шаньское (Кебинское) землетрясение 1911 г. и Гоби-Алтайское 1957 г., о которых мы рассказали.

Области умеренной сейсмичности обычно располагаются по краям высокосейсмичных зон, а также образуют ряд самостоятельных полос. Такова полоса слабых землетрясений, протягивающаяся вдоль Урала или Скандинавского полуострова. В эту же группу попадает и сейсмический пояс подводного Срединно-Атлантического хребта, проходящего но оси Атлантического океана, и некоторые другие.