История Земли в 25 камнях: Геологические тайны и люди, их разгадавшие - Дональд Протеро
Основным препятствием для надлежащего изучения землетрясений было неверное представление многих людей, организаций и коммерческих кругов, что землетрясения наносят ущерб хорошей репутации Западного побережья и, вероятно, мешают бизнесу и капиталу, а потому чем меньше о них говорить, тем лучше. Эта теория привела к преднамеренному замалчиванию сообщений о землетрясениях и даже просто упоминаний о них.
Вскоре после апрельского землетрясения 1906 г. проявилась общая тенденция, которая практически свелась к согласованным действиям с целью подавить всякое упоминание об этой катастрофе. Некоторые геологи пытались заинтересовать людей и предприятия в сборе информации об этом бедствии, но нам неоднократно советовали и даже призывали не собирать таких сведений и, главное, не публиковать их. Со всех сторон мы слышали: «Забудьте об этом», «Чем меньше говорить, тем скорее все будет исправлено», «Не было никакого землетрясения».
Нет никаких сомнений в добрых чувствах и благих намерениях тех людей, кто придерживается такой точки зрения на этот вопрос, и есть разумное оправдание популярному, но ошибочному представлению, распространенному в других частях страны, что все землетрясения – ужасные явления; но людям, интересующимся наукой, нет необходимости говорить, что такое отношение не только ложно, а и в высшей степени неудачно, непростительно, неоправданно и может рано или поздно привести только к путанице и катастрофе.
Рождение современной сейсмологии
Бедствие 1906 г. в Сан-Франциско также еще одна важная веха: оно стало одним из первых землетрясений, широко изученных современными научными методами, а открытия, сделанные после него, легли в основу сейсмологии. Для его изучения губернатор Калифорнии создал авторитетную комиссию из геологов и геофизиков. Этой Комиссией штата по расследованию землетрясения (SEIC) руководил Эндрю Лоусон, легендарный геолог и преподаватель Калифорнийского университета в Беркли (см. главу 22). Группа Лоусона изучила все аспекты великого землетрясения и в 1908 г. представила «Отчет Комиссии штата по расследованию землетрясения» в двух частях, который насчитывал больше 300 страниц. В редактуре принимал участие пионер сейсмологии Гарри Филдинг Рид из Университета Джонса Хопкинса.
Среди авторов отчета были многие светила в области геологии и геофизики того времени. Один из них – Гров Карл Гилберт из Геологической службы США, ряд открытий которого восхищают даже спустя столетие. Во время землетрясения Гилберт оказался в Беркли. Поскольку он несколько дней не мог попасть в Сан-Франциско, то обследовал другие районы в области залива, картографируя и фотографируя возникшие смещения, от залива Томалес до южной границы области и города Сан-Хуан-Баутиста (рис. 23.2А). Больше всего поражала изгородь около Олемы (Калифорния): ее сдвиги показывают огромное количество горизонтальных перемещений вдоль разлома (рис. 23.2B). Гарри Рид использовал землетрясение 1906 г. для разработки сейсмологической теории упругой отдачи, которая принята в наши дни. Другие члены комиссии стали родоначальниками геологического сообщества Калифорнии. Джон Каспер Браннер создал геологический факультет в Стэнфорде, а позднее стал президентом этого университета. Харри Оскар Вуд учредил сейсмологическую лабораторию Калифорнийского технологического института. Франсуа Эмиль Маттес определил топографию многих мест, включая Йосемитский парк и другие национальные парки. Джордж Дэвидсон возглавлял в качестве первого президента Сейсмологическое общество США. Единственный иностранный член комиссии Фусакичи Омори – один из самых известных сейсмологов Японии.
Рис. 23.2 Фотографии повреждений в северной части области залива Сан-Франциско, сделанные Гровом Карлом Гилбертом после землетрясения 1906 г. (А) Трещины в земле (на фото ботаник Элис Иствуд для масштаба). (В) Знаменитый смещенный забор около Олемы (Калифорния). Источники: (А) Предоставлено Геологической службой США. (B) Wikimedia Commons
Эта звездная команда геологов и сейсмологов в своем детальном отчете не только задокументировала воздействие землетрясения на конструкции и пережитые людьми ощущения, но и подробно изложила физические последствия, особенно смещение при разломе и разрыв грунта. В то время еще не было доказано, что разломы приводят к землетрясениям, но отчет 1908 г. разрешил этот вопрос раз и навсегда. Комиссия проследила смещение на всем пути от мыса Дельгада к северу от залива Томалес до города Сан-Хуан-Баутиста и даже упомянула эффекты южнее – вплоть до каньона Уайтуотер возле Палм-Спрингс. Хотя авторы отчета не связывали всю эту активность с разломом Сан-Андреас и не установили, что перемещение в основном было сдвиговым (разломом с перемещением только в горизонтальной плоскости), а не вертикальным, они все же осознали, что Береговые хребты Калифорнии иссечены разломами, включая разлом Хейворд под Оклендом и разлом Сан-Хасинто к западу от Палм-Спрингс. Они также зафиксировали многие связанные между собой явления – например, косейсмические оползни, поднятие и опускание пород земной коры; составили карты повреждений различных сооружений; зафиксировали данные нескольких доступных тогда сейсмографов, а также сведения о предыдущих землетрясениях в Калифорнии. Вторая часть отчета, написанная в основном Ридом, не только включала теорию упругой отдачи, но и заложила основы геофизики землетрясений. Короче говоря, отчет SEIC стал базовым источником для многих разделов современной сейсмологии.
С 1908 г. сейсмологические методы усовершенствовались, и ученым сейчас известно гораздо больше. Чаще всего магнитуду того землетрясения оценивают величиной 7,8. Эпицентр основного толчка находился примерно в 3 км от берега, недалеко от скалы Массел-Рок. Разрыв произошел вдоль разлома Сан-Андреас, протянувшегося с севера на юг, а общая его длина составила 477 км.
В 2006 г. геологическое сообщество отметило столетие землетрясения в Сан-Франциско многочисленными научными форумами и публикациями. Почти все ученые признавали, что угроза не миновала. В 1989 г. на одном участке разлома Сан-Андреас к югу от разрыва 1906 г. произошло уже упоминавшееся землетрясение Лома-Приета[93], которое нанесло серьезный ущерб Сан-Франциско (в частности, разрушило пролеты моста между Сан-Франциско и Оклендом, а многие дома в районе Марина ушли в землю или сгорели). Еще более опасными считаются крупные разломы в регионе Ист-Бей, особенно разлом Хейворд. В общем, возможность нового стихийного бедствия в Сан-Франциско сохраняется. Давно назревает столь же сильное землетрясение, как в 1906 г., но оно окажется гораздо более катастрофическим – из-за резкого роста населения за прошедшие годы и развития инфраструктуры.
Мифы о землетрясениях
Когда вы кому-нибудь (особенно в Калифорнии) говорите слова «землетрясение» и «разлом», первое, что приходит на ум, – разлом Сан-Андреас. Это самый известный в мире разлом благодаря многолетней разрекламированности его мощных землетрясений, а также фильмам, пусть и низкого качества с научной точки зрения.
К сожалению, знания большинства людей о калифорнийских землетрясениях и разломе Сан-Андреас просто не соответствуют действительности. Во-первых, Калифорния не собирается падать в море. Движения по разлому происходят в горизонтальном направлении, при этом западная сторона (Тихоокеанская плита) смещается на северо-запад относительно восточной стороны (Североамериканская плита). При каждом перемещении по разлому Тихоокеанская плита поворачивается на северо-запад в среднем примерно с такой же скоростью, с
