Игорь Резанов - Великие катастрофы в истории Земли

• Название: Великие катастрофы в истории Земли
• Автор: Игорь Резанов
• Издательство: Наука
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 1984

Эта книга — об известных современной науке и предполагаемых крупных катастрофах, в результате которых менялись очертания морей и континентов, рельеф и климат нашей планеты. Грозные события, происходившие в разные периоды истории Земли, возможно, оказали определенное влияние на ее геологическое развитие. Характеризуя причины возникновения катастроф, автор обращается к вопросам современной геологии, геофизики, метеорологии, биологии, истории. Настоящее издание переработано и дополнено новыми материалами.

---

Стоит сказать несколько слов относительно периодичности сильных землетрясений. Опыт изучения землетрясений, накопленный во всем мире, свидетельствует, что там, где произошло сильное, а тем более катастрофическое землетрясение, следующая сейсмическая катастрофа произойдет не скоро. Землетрясение представляет собой разрядку длительно накапливающихся в земле напряжений. Чем сильнее землетрясение, тем с большей площади, окружающей очаг, снимаются накопившиеся напряжения. Для возникновения следующего сильного землетрясения необходимо время, чтобы напряжение в земной коре снова достигло максимума.

Сколько же требуется для этого времени? В разных геологических зонах срок этот различен и измеряется от десятков лет до нескольких тысячелетий и более. В районе Ашхабада, разрушенного землетрясением, находилась мечеть Аннау, построенная в середине XV в. Она простояла в полной сохранности в течение 600 лет и в 1948 г. была полностью разрушена. Следовательно, в этом районе в течение 600 лет не было подземных толчков даже средней силы. На окраине Ашхабада проведены раскопки бывших городов Ак-тепе и Старой Нисы. По мнению профессора Г.П. Горшкова, подробно ознакомившегося с археологическими материалами, разрушение городов было вызвано землетрясениями. Первое произошло в Ак-тепе около 2 тыс. лет назад; второе разрушило дворец в Старой Кисе в I в. н. э.; третье — в 943 г. погубило в районе Старой Нисы более 5000 человек. Таким образом, периодичность землетрясений в районе Ашхабада оказывается следующей: примерно одно за 1000 лет.

Случаи, когда после сильного землетрясения наступал длительный период покоя, многочисленны. Однако разрушительные землетрясения происходили и там, где за историческое время фиксированы не были. Таким образом, нет оснований предполагать, что имеются зоны, где сейсмические катастрофы повторяются очень часто.

Обратимся к вулканическим извержениям. Опыт, накопленный вулканологами всего мира, свидетельствует, что вулканическое извержение — событие относительно локальное, связанное с пробуждением какого-либо одного вулканического аппарата. Наиболее катастрофичны вулканические извержения двух типов: катмайского и вулканского (плинианского). Название первого типа родилось после извержения вулкана Катмай на Аляске в 1912 г. Мощный вулканический взрыв разрушил конус вулкана, потоки раскаленного пеплового материала исторгнулись из недр. На площади в сотни тысяч квадратных километров отложился слой пепла. Близки к этому типу извержения Безымянного (1956) и вулкана Бандай (1888). Близок к катмайскому и пелейский тип извержения — направленный взрыв без разрушения вулканической постройки, сопровождающийся мгновенным извержением раскаленных газов. Этот тип выделен специалистами после извержения вулкана Мон-Пеле в 1903 г. на острове Мартиника.

Второй тип катастрофических извержений — хорошо известные пароксизмы Везувия, а также извержения Ключевского вулкана на Камчатке, Тамбора и Кракатау. К этому же типу принадлежит и извержение Санторина в XIV в. до н. э. Все извержения данного типа сопровождаются сильными пароксизмальными взрывами, происходящими обычно после периода продолжительного покоя.

Основными видами энергии действующего вулкана являются: 1) потенциальная энергия, учитываемая по изменению уровня лавы в процессе извержения; 2) кинетическая энергия, зависящая от скорости выбрасываемых продуктов и их массы; 3) тепловая энергия, включающая то тепло, которое содержится в лаве, газах и твердых частицах; 4) сейсмическая энергия и энергия воздушных масс, определяемая величиной смещения почвы (магнитудой) и изменением давления воздуха.

Общее количество энергии, необходимое для распыления 1 км3 в пепел с размером частиц в сотые доли миллиметра (по Е.К. Мархинину), равно приблизительно 1,85·1015 Дж. Общее же количество тепловой энергии, заключенной в 1 км3 лавы перед извержением, равно 3,5·1018 Дж. Термальная энергия вулкана оказывается в 1000 раз больше энергии пеплообразования.

О масштабе выделившейся энергии во время единичного катастрофическою извержения можно судить по двум взрывным извержениям: Безымянного 30 марта 1956 г. и Шивелуча 12 ноября (табл. 4, по Горшкову).

Таблица 4

Для характеристики силы извержения П. Хейдервари предложил вычислять новую величину — магнитуду извержения, которая пропорциональна выделившейся энергии. Энергию вулканического извержения, по мнению П. Хейдервари, целесообразно определять атомно-бомбовым эквивалентом, т. е. числом атомных бомб, могущих дать соответствующую энергию при взрыве. Энергия одной атомной бомбы принята 8,4·1014 Дж. Оказалось, что взрыв Безымянного эквивалентен 4, Кракатау — 20 000, а Тамбора 200 000 атомных бомб.

На табл. 5 сопоставлены данные об объемах выброшенного материала, размерах кальдеры, площади разрушения и энергии взрыва наиболее крупных из известных за историческое время вулканических катастроф. Нетрудно видеть, что вулканические катастрофы типа Кракатау, Тамбора принадлежат к числу максимальных по объему выброшенного материала, площади пеплопада, энергии взрыва.

Таблица 5

По силе разрушительного эффекта извержение Санторина может быть сопоставлено лишь с извержением вулкана Тамбора, а последнее — самое опустошительное, самое сильное извержение за последнее тысячелетие.

Сравним энергию землетрясения и вулканического взрыва. Энергия самого сильного из известных землетрясений достигает 1018 Дж. Это в сотни раз больше энергии взрыва Безымянного, но примерно соответствует силе взрыва вулкана Катмай. Энергия взрыва Кракатау в десятки, а Тамбора и Санторина в сотни раз больше энергии самого сильного землетрясения. По П. Хейдервари, энергия взрыва последних была минимум 1020 Дж, что, по-видимому, составляет предел силы геологических пароксизмов на нашей планете. Размер их лимитирует прочность горных пород. Больших напряжений земная кора не выдерживает — землетрясение или вулканический взрыв снимает их.

По выделившейся энергии землетрясения и вулканические взрывы можно сравнить с явлениями, вызванными падением космических тел — метеоритов и комет. Так, энергию удара Тунгусского метеорита оценивают в 1016 Дж, Аризонского метеорита — 1014 Дж. Наконец, энергия взрыва, образовавшего самый крупный из достоверно установленных кратеров — Попигайский, приблизительно равна 1023—1024 Дж. Таким образом, максимальная из известных метеоритная катастрофа в 1000 раз сильнее самого мощного вулканического взрыва. На рис. 28 показана примерная повторяемость разрушительных землетрясений, вулканических катастроф и падений метеоритов.

Рис. 28. Частота повторяемости различных природных катастроф В логарифмической шкале по горизонтальной оси отложено время, по вертикальной — выделившаяся энергия

Максимальное зарегистрированное землетрясение имеет энергию 1018 Дж. Такое событие происходит раз в год. Землетрясения меньшей силы встречаются чаще. Наклон линии показывает повторяемость толчков той или иной силы. Максимальная сила вулканической катастрофы и 100 раз больше, чем землетрясения, по периодичность их менее одного за 1000 лет. Да и меньшие по силе извержения случаются реже, чем землетрясения той же анергии. Поэтому линия вулканов смещена влево.

Метеориты могут вызвать максимальную из возможных на Земле катастроф, но эти события происходят еще в несколько раз реже, чем вулканические взрывы, — линия метеоритов смещена еще левее. Из рисунка видно, что катастрофа с энергией 1018 Дж может быть вызвана:

землетрясением 1 раз в год;

вулканическим взрывом 1 раз за 200 лет;

падением метеорита 1 раз за 50 000 лет.

Конечно, цифры эти приближенные, но они дают достаточно ясное представление о том, что землетрясения хотя и слабее по максимальной энергии, чем метеоритные и вулканические взрывы, однако они случаются намного чаще и потому принадлежат к числу наиболее опасных для человека явлений природы. Американские ученые подсчитали число жертв в результате природных катастроф.

Среди них землетрясения занимают второе место. Лишь циклоны (тайфуны) вследствие их силы и частого проявления в тропических широтах вызывают еще большие бедствия.

Гибель Атлантиды

Сказание об Атлантиде, родившееся в Древней Греции, вот уже более двух тысячелетий вызывает интерес. Проанализированы, разобраны и сопоставлены самые различные источники — исторические, этнические, зоогеографические, астрономические и т. д. Успехи, достигнутые в результате археологических раскопок и геологического изучения морского дна, дали такой богатый материал, что сейчас на проблему Атлантиды мы можем взглянуть по-иному. То, что раньше основывалось лишь на догадках и предположениях, получило реальное подтверждение благодаря новым фактам. Сейчас даже можно представить себе культурный уровень атлантов и описать характер геологической катастрофы, приведшей к их гибели.