Землетрясения - страница 83
А что же представляет собой фаза L? Английский физик Релей доказал, что это волны особого характера: они распространяются только но поверхности. А раз это так, то именно поверхностные волны непосредственно причиняют разрушения.
Остается объяснить, почему на графике кривые волн Р и S изогнуты, а волны L — прямолинейны. Объяснить это очень просто. Скорость волн L постоянна, чего, впрочем, и следовало ожидать, поскольку они распространяются по поверхности, то есть в однородной среде, и, следовательно, отражающая их кривая может быть только прямолинейной. И наоборот, поскольку кривые волн Р и S показывают, что скорость их меняется, такое изменение может произойти только из-за сопротивления, которое они встречают на своем пути. Это сопротивление тоже не постоянно. От чего же зависит сила сопротивления, которое встречают волны Р и S? Разумеется, от неоднородного строения земного шара. Все это наводит на мысль, что Земля состоит из наложенных друг на друга концентрических пластов разнородных пород. Вот почему сейсмические волны, проникая на разные глубины, приобретают различную скорость.
Здесь мы не будем прослеживать движение сейсмических волн и изучать изменение их поведения по мере того, как они последовательно пронизывают различные пласты земной коры. Скажем только, что проблемы эти весьма сложные, и сейсмологам приходится проявлять огромную изобретательность, чтобы как можно лучше в них разобраться. Дело в том, что и продольные, и поперечные волны, зарождаясь в очаге землетрясения, распространяются в разных направлениях: одни к поверхности, другие в глубь Земли. Поскольку последние пронизывают разнородные толщи, с ними происходит то же самое, что и со световыми волнами, когда последние переходят из одной среды в другую, а именно они преломляются. В тех случаях, когда один слой заменяется другим резко, без перехода, траектория сейсмических волн тоже меняется. Когда непрерывность чередования волн нарушается, иногда возникает явление отражения. Можно представить себе те трудности, которые должен преодолеть геофизик. Ему приходится иметь дело с прямыми и отраженными волнами; с теми, которые, испытав отражения, пересекли добрую половину планеты, и с теми, что, дважды давая отражение, превратились из Р в S или наоборот.
Но раз в этой книге мы поставили перед собой задачу только изучить землетрясения и их последствия для человека, не стоит вдаваться в эту сложную проблему. Все же неразумно будет пройти мимо основной особенности сейсмических явлений. Все, что сказано до сих пор, изображает землетрясения как чудовищные катаклизмы, одинаково безжалостные и к мертвой и к живой природе. В их руках человек — жалкая игрушка. Ну что же, теперь посмотрим на сейсмические явления глазами ученого.
Землетрясение — это результат различного рода колебаний, зарождающихся в подземном очаге и претерпевающих в глубинах земного шара многообразные изменения. Когда они доходят до сейсмолога, он в праве рассматривать их как подлинные сигналы, посланные из очага и прошедшие десятки и даже сотни километров под землей. Как хочется расшифровать эти сигналы и узнать, что же происходит в этом недоступном подземном царстве! Какая это благородная задача для ученого! Давно уже пора опровергнуть остроту, что ученые гораздо лучше знают строение Солнца, чем своей Земли! Забавная шутка или унизительное утверждение — понимайте, как хотите! Поскольку температура Солнца известна, его физическое состояние представляется несложным, и астрономы чуть ли не с полной уверенностью описывают его строение до самого центра, который находится в 700 000 километрах от поверхности. Что касается Земли, то здесь на основе непосредственного опыта нам известны лишь первые 7–8 километров от поверхности в глубь планеты, поскольку до настоящего времени более глубокого бурения с исследовательскими целям» не производилось. И ни одна наука, кроме сейсмологии, не в состоянии предугадать процессы, происходящие в глубинах Земли. Понятно, что воображение разыгрывалось вовсю, прежде чем эта наука научилась расшифровывать сейсмические сигналы.
