Глава 1. История изучения землетрясений

1.1 Землетрясения прошлого

землетрясение сейсмический волна разлом

Первые систематические и свободные от мистики представления о землетрясениях возникли в Греции. Жители ее часто были свидетелями извержения вулканов в Эгейском море и страдали от землетрясений, происходивших на берегах Средиземного моря и иногда сопровождавшихся волнами (цунами). Многие древнегреческие философы предлагали для этих природных явлений физические объяснения. Например, Страбон заметил, что землетрясения чаще происходят на побережье, чем вдали от моря. Он, как и Аристотель, считал, что землетрясения вызываются сильнейшими подземными ветрами, воспламеняющими горючие вещества.

С развитием письменности люди стали собирать описания сильных землетрясений. Старейшее из таких собраний - китайское, уходящее в прошлое на 3000 лет. Полагают, что в этот удивительный каталог вошли все умеренные и сильные землетрясения от 780 г. до н.э. и по настоящее время. В Японии каталог разрушительных землетрясений охватывает меньший период времени, но он практически не содержит пропусков, начиная примерно с 1600 г. н.э., а менее достоверные списки восходят к 416 г. н.э. Подобные исторические каталоги имеют важнейшее значение для понимания связи землетрясений с геологическими особенностями нашей планеты и для оценки сейсмической опасности на участках крупных инженерных сооружений, таких как плотины и атомные электростанции.

В сравнительно недавно освоенных частях земного шара, например в США и Канаде, существующие хроники исторических землетрясений, естественно, охватывают очень короткие периоды времени. Одно из первых таких описаний относится к землетрясению в штате Массачусетс в 1638 г., когда там упали на землю кирпичные дымовые трубы. Несколько подробнее описано сильное землетрясение, которое произошло 5 февраля 1663 г. в Канаде, в районе Труа-Ривьер (в нижнем течении реки Святого Лаврентия). [1]*

Первый, кто указал на связь землетрясений с глубинными тектоническими процессами, был М. В. Ломоносов (1757г.). Но еще длительное время в XVIII и в начале XIX вв. высказывались подчас самые фантастические гипотезы о возникновении этого природного явления. Причиной, тормозящей раскрытие природы, как самого явления, так и в особенности процесса передачи толчков на большие расстояния, было отсутствие в то время теории генерации и распространения упругих волн в твердых средах. Впервые возможность существования в твердом теле двух типов волн - продольных и поперечных - теоретически предсказана Пуассоном в 1828 г. Наличие поверхностных волн было открыто Рэлеем (1885г.) и Лявом (1909г.). Однако выводы теории ещё долгое время не были осмыслены сейсмологами и экспериментаторами. Это и трудно было сделать при отсутствии приборов, воссоздающих количественно колебания почвы.

Первые механические сейсмографы появились в начале 90-х годов прошлого столетия. В 1897 г. Английским сейсмологом Олдгеймом в соответствии с предсказаниями теории впервые были правильно расшифрованы вступления P- и S-волн на сейсмограммах. Со времени изобретения сейсмографов, способных регистрировать сильные землетрясения в любой точке земного шара, началось быстрое развитие сейсмологии в целом, в том числе той её части, которая связана с изучением очагов. К концу XIX в. Была усовершенствована также методика макросейсмических неинструментальных наблюдений. Ещё в середине этого столетия впервые была создана шкала балльности землетрясений. Быстрое развитие инструментальной сейсмологии в первые два десятилетия ХХ в., особенно после изобретения академиком Б. Б. Голицыным гальванометрического способа регистрации (1903 г.), привело к открытиям фундаментального значения, в том числе в очаговой сейсмологии.

В последние десятилетия наблюдался значительный прогресс в части конструирования аппаратуры для регистрации землетрясений. Были созданы приборы с различными частотными характеристиками, включая длинно-периодичные сейсмографы для изучения собственных колебаний Земли. Значительное внимание было уделено изучению афтершоков и наблюдениям колебательных процессов в эпицентральных зонах с использованием специальной аппаратуры. В 50-60-х годах интенсивно стали развиваться наблюдения в акваториях с применением донных сейсмографов. В тоже время стала широко использоваться аппаратура с магнитной записью, вначале аналоговой, а затем в цифровой форме. Резко возросло количество сейсмических, в том числе и телесейсмических, станций в сейсмоактивных районах и плотность их размещения.

В теоретической сейсмологии основные усилия были направлены на изучение механизма очагов землетрясений. На основе теоретических разработок была создана методика определения тензоров напряжения в очаге по экспериментальным данным.

Техногенная очаговая сейсмология начала развиваться с конца 40-50-х годов, прежде всего в связи с прогнозированием опасности выброса газов в угольных шахтах, а также обвалов в различных крупных горных выработках.

Важным этапом в развитии очаговой сейсмологии являлась установка сейсмографов на Луне (1969 г.), что позволило, в частности, лучше понять влияние сил межпланетного гравитационного взаимодействия на генерацию сейсмической энергии. [2]