Источник землетрясений в свете догмы Рейда-Рихтера (СИ)

где а и b - эмпирические константы, которые описывают зависимость между магнитудой и общим числом землетрясений для любого заданного региона и промежутка времени. При этом исследователи привязывают константы повторяемости землетрясений к различным пространственным и временным вариациям, одной из которых является неизвестно откуда взявшаяся запасённая энергия деформаций горного массива, о величине и природе которой ученые-рейдисты, только гадают. Странно, но некоторые исследователи не могут понять простого вывода, вытекающего из ими же приведённого закона повторяемости землетрясений: массив, разрушенный прежними землетрясениями, никаким образом не может накапливать энергию упругих деформаций в силу того, что он подвергся пластическим деформациям, разрушен сетью трещин и разбит на многочисленные блоки разломами, сбросами и сдвигами, посредством которых энергия деформаций будет неудержимо и ежесекундно утекать невидимыми ручейками в окружающее пространство. А это означает, что в районе произошедшего когда-то землетрясения повторные подземные толчки физически невозможны. Согласно, опять же, второму закону термодинамики, чтобы разрушенный массив начал воспринимать упругие нагрузки, не говоря уже об аккумулировании их энергии, его надо сначала "подлатать: склеить, заново родить, наложить гипс, перекристаллизовать", а, следовательно, затратить энергию и время. Но, к неподдельному удивлению и изумлению последователей Рейда и Рихтера, землетрясения в одних и тех же районах Земли повторяются и повторяются!? За примерами далеко ходить не надо: Япония, Мексика, Аляска, Камчатка. Вот и приходится исследователям этой школы, чтобы хоть как-то оправдать сей парадокс, выдумывать лазейки для "поддержания наплаву" гипотезы о накоплении горным массивом энергии и ограничить её предельной магнитудой 9. А на самом деле, закон Гуттенберга-Рихтера и второй закон термодинамики позволяют сделать два простых, но очень важных для геофизики вывода. Первый: если массив подвергался подземным толчкам и разрушен на мелкие блоки, а землетрясения в этом районе продолжаются, то это значит, что гипоцентры землетрясений представляют собой реально небольшие элементарные объёмы породы, которые когда-то являлись частью бывшего цельного массива. Маленькие каверны внезапных выбросов в шахтах от 1м3 до наибольшей известной каверны примерно 2500м3 (13 Х 13 Х 15 метров образовавшейся после внезапного выброса при проходке тоннеля Арпа - Севан), подтверждают это заключение. То есть, если взять блок массива в виде куба с ребром всего 100 метров и объёмом 1 000 000 м3 и применить принцип подобия, то этого объёма хватит в 400 раз повысить силу Севанского выброса и получить "приличное" землетрясение. Второй вывод органически вытекает из первого - чем на большее количество блоков землетрясение разбило массив, тем чаще в этом районе будут происходить землетрясения. То есть, чем больше блоков и чем меньше их размеры, тем больше неустойчивость горного массива, а каждый потерявший устойчивость блок способен генерировать свой собственный очаг землетрясения. Сейсмоактивные зоны земной коры подтверждают наш вывод. Математические модели, описывающие соотношения между напряжениями и деформациями для различных горных пород, давно разработаны и подкреплены экспериментальными данными. Эти модели достаточно точно отражают реальные свойства различных материалов, которые мы можем применить к горным породам, и именно результаты математического моделирования показывают, что потенциальная энергия деформаций может накапливаться в горном массиве. Но здесь существует одно но, которое перечёркивает все модели применительно к процессу землетрясений, а именно - условие нагружения образца. Другими словами, если мы говорим о накоплении энергии горным массивом, то мы должны говорить об упругих деформациях с позиции модели упругости и пластичности. Математически же свойство упругости выражается в установлении взаимно однозначной функциональной зависимости между компонентами тензора напряжений и тензора деформаций и отражает не только свойства материалов, но обязательный параметр, без которого математическая модель не будет соответствовать действительности - условие восприятия деформационных нагрузок. Для большинства материалов свойство упругости проявляется при умеренных значениях внешних сил, приводящих к малым деформациям, при малых скоростях приложения нагрузок за большой промежуток времени, что почти идеально подходит для описания деформации горных пород массива. Всё, кроме одного - испытываемый образец находится в массиве и не обладает плоскостями свободы, чтобы, как обыкновенная пружина, изменив под действием деформации объём и форму, сохранять полученную энергию, чтобы потом реализовать её в виде сейсмической волны. Следовательно, не изменив форму и размеры, нельзя накапливать энергию. Это легко доказывается: чтобы определить потенциальную энергию, накапливаемую в процессе упругой деформации, рассмотрим элементарный объем:

dV=dxdydz (2)