Землетрясение порождает аномалии гравитационного поля Земли

Землетрясение ранило земную гравитацию

Опубликованные недавно данные четырехлетнего исследования спутника GOCE показали, что гравитационные аномалии, возникающие при сильных тектонических катастрофах, могут существовать достаточно долго. Так, например, "шрам" в гравитационном поле Земли, образовавшийся из-за сильного японского землетрясения в 2011 году, никуда не делся и по сей день.

Фото:

Прежде всего, следует заметить, что аномалии гравитационного поля нашей планеты не есть что-то необычное или опасное для жизни землян. Вообще, все вышеупомянутое поле Земли стандартно разделяется на две большие зоны — нормальную и аномальную. Напомню, что напряженность гравитационного поля измеряется ускорением силы тяжести, которая является равнодействующей между силой притяжения Земли и центробежной силой вращения нашей планеты вокруг оси.

Так вот, как мы помним, среднее ускорение силы тяжести на уровне моря равно 981 см/с2. Так вот, там, где значение этого параметра не сильно отклоняется от среднего, геофизики говорят о нормальной зоне поля. Считается, что эта часть поля соответствует схематизированной модели Земли в виде эллипсоида вращения, поверхность которого принимается как выровненная, то есть потенциал силы тяжести во всех ее точках имеет одинаковое значение.

Однако на нашей планете имеются точки, в которых значение ускорения силы тяжести значительно отклоняются от среднего. Происходит это из-за того, что верхние слои Земли сложены породами, имеющими разную плотность, распределение силы тяжести по земной поверхности отклоняется от теоретически вычисленных значений. И вот, оказывается, что над участками, сложенными более плотными породами, ее значение увеличивается, а над менее плотными породами уменьшается по сравнению со значением для однородного строения Земли.

Такие отклонения силы тяжести от теоретических значений, называемые аномалиями силы тяжести, обычно выявляются при гравиметрических съемках. Ну, а те места, где их обнаруживают, считаются зоной аномалий гравитационного поля. Несмотря на то, что в пропорциональном отношении таких зон на нашей планете намного меньше, чем зон нормального гравитационного поля, они все-таки достаточно распространены. Более того, такие аномалии могут исчезать и появляться — это зависит от геологических процессов, что происходят в недрах и на поверхности нашей планеты.

И вот недавно одна из таких гравитационных аномалий была обнаружена специальным спутником GOCE. Эта зона, похожая на небольшую чернильную кляксу, находится над Тихим океаном к востоку от основного японского острова Хонсю. Интересно, что данная аномалия не является "постоянно действующей" — она появилась в 2011 году в результате мартовского японского землетрясения, которое привело к многочисленным разрушениям и человеческим жертвам, а также явилось причиной возникновения цунами, что вызвало аварию на АЭС "Фукусима-1″.

Следует заметить, что эту гравитационную аномалию сверхчувствительные приборы спутника GOCE обнаружили во время составления подробных карт океанских течений, а также вулканической и сейсмической активности (именно это и было основной целью его четырехлетней миссии, которая успешно завершилась в ноябре нынешнего года). Поскольку все эти явления вносят хорошо заметные изменения в гравитационное поле Земли, то логичнее картировать их "сверху", используя для этого такие приборы, как градиометры.

Геофизиков из Немецкого геодезического научно-исследовательского института в Мюнхенеи технологического университета Делфта, которые на прошлой неделе обнародовали эти данные, полученные GOCE, больше всего удивило то, что данная аномалия, вызванная землетрясением, существует без всяких изменений уже более двух лет. Хотя предположение о том, что возникновение долгосрочных аномалий в гравитационном поле Земли в результате тектонических катастроф вполне возможно, однако только нынешнее исследование спутника позволило наконец-то подтвердить эту гипотезу. По мнению специалистов, тот факт, что этот "шрам" в гравитационном поле все ещё сохраняется, наглядно подтверждает необратимые разрушительные последствия землетрясения.

Впрочем, с другой стороны, а почему он должен был так уж прямо сразу исчезнуть? Ведь, как было сказано выше, гравитационные аномалии устойчиво держаться над теми участками земного ландшафта, которые состоят из весьма плотных или, наоборот, достаточно рыхлых пород. Найденный спутником GOCE гравитационный "шрам" относится к последним разновидностям аномалий — в этой зоне сила тяжести Земли меньше, если сравнивать со средним ее значением. А это говорит только об одном — из-за землетрясения в данной области на поверхность вышли более рыхлые породы, чем те, что были там до катастрофы.

Да и вообще, если рассмотреть саму причину землетрясения, то оно произошло из-за того, что в этом месте Тихоокеанская плита, которая накрывается своей соседкой, Североамериканской плитой, в 2011 году вдруг резко переместилась вперед на 50 метров, поднявшись к тому же вверх почти на 10 метров! Однако почему эта плита внезапно вдруг решила изменить свое местоположение? Дело в том, что в этом районе наблюдаются значительные отложения смектитов — скользких глинистых минералов, которые весьма облегчают скольжение лежащих над ними пород.

Именно из-за того, что коэффициент трения при скольжении Тихоокеанской плиты по этим смектитам составлял всего 0,1, она и смогла сместиться на столь существенное расстояние. И в то же время это смещение подняло эти глинистые породы ближе к поверхности нашей планеты. Ну, а поскольку они достаточно рыхлые, то не удивительно, что над этим местом образовалась гравитационная аномалия, которая, судя по всему, будет "висеть" там до тех пор, пока смектиты в массовом порядке вновь не уйдут на глубину.

Однако несет ли эта аномалия какую-нибудь опасность для жителей нашей планеты? Специалисты уверены, что никакой опасности для нас с вами, а также для других жителей Земли этот "шрам" не представляет. Хотя, конечно же, тем, кто будет заниматься каким-то глобальным строительством в этом районе, об этой аномалии, конечно же, забывать не следует…

Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"