Землетрясения

Схема Баллена представлена на рис. 18. На этой схеме земной шар подразделяется на четыре слоя: внешний, или кору (слой чрезвычайно тонкий, мощностью не более 40 километров и относительно легкий, с плотностью 3,3); промежуточную оболочку (тоже твердую, но гораздо более мощную, достигающую 2900 километров, и тяжелую, с плотностью 3,3–5,5), ядро, состоящее из горных пород и металла в жидком состоянии (мощность 2220 километров, плотность 9,5–12) и, наконец, субъядро из твердого металла (с температурой 4000 градусов, радиусом 1250 километров и плотностью 18).

Под разрывной границей Мохоровичича — неизвестность

Именно изменение скорости сейсмических волн при переходе из одного слоя в другой и помогло обнаружить границы между различными слоями, а затем и их мощность. Лучше всего изучена граница, отделяющая кору от промежуточной оболочки. Югославский геолог Мохоровичич, обнаружив в 1909 году, что волны Р и S как бы раздваиваются, достигая поверхности, первым истолковал это явление как признак нарушения сплошности пластов. С того времени это явление получило известность под названием разрывной границы Мохоровичича, а опыты но вызову искусственных сейсмических возмущений позволили с 1949 года устанавливать глубину этой границы со все большей точностью. Теперь нам известно, что под материками она находится на глубине от 30 до 40 километров. Над границей Мохоровичича простираются граниты, которые в свою очередь перекрыты осадочными толщами. Под океанами разрывная граница проходит на глубине 10–11 километров от поверхности, а мощность коры здесь не достигает и 5 километров.

А что же находится под этой границей? Вот здесь и начинается промежуточная оболочка, то есть неизвестность.

Несмотря на то, что все теоретические рассуждения и наблюдения позволяют прийти к единодушному мнению относительно природы, плотности, температуры или напряжения этой оболочки, все же никто и никогда еще не держал в руках колонки пробы этой оболочки.

Вот почему два американских сейсмолога, Гарри Хесс и Уолтер Функ предложили в 1959 году пробурить скважину до этой оболочки, чтобы взять колонку пробы.

Это смелое предложение было одобрено Академией наук США, и пресса подняла шумиху по поводу проекта «Мохоул»[61].

Цель этого проекта заключается в том, чтобы пробурить земную кору там, где она тоньше всего, то есть под океаном, а затем пройти разрывную границу Мохоровичича и проникнуть буром в промежуточную оболочку. Место для этой сенсационной операции выбрано в 300 километрах к северо-западу от Поуэрто-Рико, там, где под водной толщей кора исключительно тонка. Уже предприняты подготовительные работы и будущая великая скважина привлекает к себе взоры всех геофизиков.

Как определить местоположение эпицентра и очага

Строение земного шара не входит в тему нашей книги, поэтому мы не будем здесь останавливаться на столь обычном в наше время использовании результатов изучения сейсмических волн, как поиски нефти и рудных ископаемых посредством взрывов. Вернемся лучше к чрезвычайно тревожной проблеме землетрясений, к наблюдению за бесшумными сейсмографами.

Мы видим, как острие прибора подрагивает на ленте, записывая какие-то отдаленные толчки, и задаем себе вопрос, который часто слышим от людей, неискушенных в сейсмологических проблемах. Их обычно поражает, что специалисты, сообщая о землетрясениях, уточняют время его возникновения, местоположение эпицентра и очага. Как они узнают, что землетрясение произошло в данной точке земного шара и что его очаг расположен в стольких-то километрах от поверхности?

Из рис. 17 вы убедитесь, что ответить на этот вопрос очень просто. График показывает, что, чем больше расстояние, тем больше интервал между временем появления волн Р и S. Так, например, в 5000 километрах от эпицентра волны S появляются через 400 секунд после Р; на расстоянии 8500 километров они опаздывают на 600 секунд по сравнению с волнами Р, а 12 000 километров покроют с отставанием еще на 750 секунд. Будем исходить от обратного, то есть измерим временной интервал между прохождением волн S и Р; в этом случае график покажет нам точное расстояние.