Колко голямо може да бъде едно земетресение?

Колко голямо може да бъде едно земетресение?

Количеството енергия, освободено при земетресение, се контролира от това каква част от кората се счупва.

Земетресението в Чили

На 22 май 1960 г. опустошително земетресение удари южната част на Чили. В продължение на 10 минути земята се тресеше толкова силно, че хората не могли да се задържат на краката си. По пътищата се отвориха пукнатини и сградите се срутиха. Цитиран в доклад на Геоложката служба на САЩ (USGS), решил че Студената война е ескалирала в ядрен Армагедон.

Земетресението във Валвидия

Земетресението във Валдивия, кръстено на града, който е най-близо до епицентъра му, беше приблизително с магнитуд 9,5. Това е най-големият трус, регистриран някога преди и след това. Но могат ли земетресенията да станат по-големи?

Отговорът, казват геолозите, е да. Въпреки това шансовете за много по-голямо земетресение са ниски. Може да възникне земетресение с магнитуд по-голям от 9,5 по Рихтер. Но то ще изисква огромно парче земна кора, за да се разруши наведнъж. Движението на разлом, който е едновременно изключително дълбок и изключително дълъг. Няма много места на Земята, където това може да се случи. Това каза Уенди Бохон, геолог по земетресенията и научен комуникатор. Земетресение с магнитуд 9,5 вероятно е точно около горната граница за това, което планетата може да генерира. Това каза Бохон, а магнитуд 10 е изключително малко вероятно.

„Страхотно е за Холивуд, но не е реалистично за Земята, слава богу“, каза Бохон.

Магнитудът е измерване на количеството енергия, освободено при земетресение. Това е малко по-различно от усещането за интензивност на земетресение, което може да бъде повлияно от разстоянието на някого от епицентъра и условията на земята. Същото земетресение ще се почувства по-силно от някой, който стои на рохкава почва и пясък, отколкото от някой, който стои на твърда скала, каза Бохон.

Магнитудът на земетресението зависи от общата площ на разлома, който се счупва

Това от своя страна зависи от това колко дълбоко се спуска разломът в кората и колко дълъг е хоризонтално сегментът, който се счупва. Има физически ограничения за това колко голяма площ може да се счупи. Най-дълбоките разломи са в зоните на субдукция, където една тектонична плоча се натиска под друга. Влезте обаче достатъчно дълбоко и скалите са толкова топли, че са горещи и лепкави. Вместо да се счупят, те се огъват. Въпреки че понякога земетресенията могат да се появят на дълбочина до 800 километра под повърхността на Земята. Според USGS повечето дълбоки земетресения не генерират много треперене на повърхността. Това са тези в горните няколко десетки километра кора, които са най-опасни за хората.

Разломите, които са най-способни да предизвикат големи, разрушителни земетресения, са потъващите разломи в зоните на субдукция

Разломите, които са най-способни да предизвикат големи, разрушителни земетресения, са потъващите разломи в зоните на субдукция. Това каза Хайди Хюстън, геолог по земетресенията в Университета на Южна Калифорния. Тези потъващи разломи са наречени така, защото са под наклонен ъгъл, а не вертикални, имат най-големите участъци от скали, които могат да се залепят една в друга, създавайки напрежение и след това най-накрая да се счупят.

„Наистина размерът на равнината на потапящия разлом е най-големият контрол върху максималния размер на земетресението и тези равнини на разлома могат да станат по-големи в настройката на зоната на субдукция“, каза Хюстън.

Но също така има ограничения за дължината на сегмент от разлом, който може да се счупи. Дори разломите в зоната на субдукция не се разрушават наведнъж, каза Бохон. Обикновено нещо пречи – може би подводна планина или промяна в типа скала или геометрията на скалата. Това прави един сегмент от разлома по-устойчив на напрежение от съседния му.

Земетресението в Чили увеличи площта на страната

Друг фактор, който влияе върху силата на земетресението, е колко се движи разломът или се приплъзва, каза Хюстън. Като правило, по-малките зони на счупване се плъзгат по-малко от по-големите. И така, докато земетресение с магнитуд 5 може да се плъзне на няколко сантиметра – разстояние, което няма вероятност да разруши земята над него – магнитуд 9 може да се плъзне на около 20 метра или повече. Земетресението в Чили от 1960 г. всъщност увеличи площта на страната поради начина, по който се простира земята. Това каза Серхио Бариентос, сеизмолог от Университета на Чили, който е преживял труса, пред NPR през 2016 г.

Разбиране на величината

Скалата за магнитуд на земетресението може по невнимание да скрие разликата между много големи земетресения. Скалата не е линейна, а логаритмична. За всяка единица, която се повишава, движението на земята се увеличава 10 пъти, а освободената енергия нараства 32 пъти. Бохон обича да използва метафората за счупване на връзка спагети. Ако счупването на една нишка от спагети е еквивалентно на земетресение с магнитуд 5, ще трябва да счупите 32 нишки, за да освободите енергията на земетресение с магнитуд 6. На тази скала на спагети, величина 7 е като 1024 нишки, които се счупват, величина 8 е като 32 768 нишки, а величина 9 е като 1 048 576 нишки.

Както показва този пример, разликата между земетресение с магнитуд 8 и магнитуд 9 по Рихтер по отношение на освободената енергия е много повече от разликата между земетресение с магнитуд 5 и магнитуд 6. По този начин, увеличаването на магнитуд на земетресение от 9,5 на 9,6 отнема много по-голямо разрушаване на площна грешка, отколкото преминаване между магнитуд 5,5 и 5,6.

Поради несигурност в измерванията все още има научен дебат дали земетресението в Чили през 1960 г. е било точно с магнитуд 9,5, каза Хюстън. Но за да подчертая твърдението за огромните разлики в размера на привидно малки числа в този край на скалата за магнитуд, земетресение с магнитуд 9,5 е повече от два пъти по-силно от следващото най-голямо земетресение, регистрирано някога, с магнитуд 9,2, което удари Аляска Принц Уилям Саунд през 1964 г., каза Хюстън.

Планетарни катастрофи

Има, разбира се, планетарни катастрофи, които теоретично биха могли да доведат до много по-масивни земетресения: сблъсък с астероид, например. (Някои учени смятат, че сблъсъкът с астероид в края на Креда, който е убил нептичите динозаври преди 66 милиона години, е предизвикал земетресения с двуцифрен магнитуд, въпреки че точното определяне на размера е трудно.) Във времеви мащаби от милиарди години Земята със сигурност може да види такова бедствие, каза Хюстън. Най-голямото древно земетресение, оценено въз основа на геоложки доказателства, също е било в Чили преди приблизително 3800 години и вероятно също е с магнитуд около 9,5, според изследване от 2022 г.

И размерът не винаги е най-важният фактор за това колко смъртоносно е едно земетресение, поне не и за хората, каза Бохон. По-малките земетресения са причинили много, много смъртни случаи само поради това, че са удряли населени региони и райони със сгради, предразположени към срутване. Докато земетресението с магнитуд 9,5 по Рихтер в Чили уби около 2000, земетресение с приблизителен магнитуд 8 се смята, че е убило около 830 000 души в Шанси, Китай, през 1556 г. През 2005 г. земетресение с магнитуд 7,6 уби около 79 000 души в Кашмир, и през 2010 г. земетресение с магнитуд 7,0 уби приблизително 220 000 души в Хаити. Дори Northridge от 1994 гземетресение с магнитуд 6,7 по Рихтер, което се случи при разлом, който никой дори не беше забелязал преди, уби 57 души, рани хиляди и причини щети на стойност милиарди долари, защото засегна Лос Анджелис.

„Толкова много потенциални разломи биха могли да причинят разрушителни земетресения“, каза Бохон. Но хората мислят само за голямото.

Предвиждането на земетресения – невъзможно!?