Люстра, которая качается сама
Представь: ты сидишь дома, делаешь уроки. Никто не прыгает, окна закрыты. И вдруг вода в стакане идёт кругами, тихонько звякает посуда в шкафу, а люстра начинает качаться сама по себе. Через полминуты всё прекращается.
В Японии, Турции, Чили или на Камчатке это обычное дело — там такое случается по несколько раз в год. И объяснение у этого странное: под тобой только что сдвинулись куски планеты размером с континент.
Слова «твёрдая земля» мы используем как синоним надёжности. Но твёрдая земля не только вздрагивает — она ещё и постоянно едет. Просто очень медленно.
Скорлупа треснула
Вот главный факт, без которого дальше ничего не понять.
Верхняя жёсткая оболочка Земли — это не цельный шар. Она разбита на большие куски, которые называются литосферными плитами. Их около дюжины крупных и много мелких. Каждая плита толщиной примерно в сто километров: это кора вместе с приваренным к ней верхним слоем мантии.
И все эти плиты медленно ползут по горячей, вязкой, очень медленно текущей мантии под ними. Скорость — от одного до десяти сантиметров в год. Примерно с такой скоростью растут твои ногти.
Звучит смешно. Но если что-то ползёт пять сантиметров в год, то за миллион лет оно проедет пятьдесят километров, а за сто миллионов — пять тысяч. Именно поэтому очертания Африки и Южной Америки так подозрительно подходят друг к другу, как два кусочка пазла: когда-то они были одним материком и разъехались.
Эту догадку высказал Альфред Вегенер в 1912 году. Над ним смеялись почти полвека: никто не мог объяснить, какая сила способна двигать континенты. Только в 1960-е, когда начали изучать дно океанов, выяснилось, что он был прав.
Что двигает эту махину
Честный ответ: до конца учёные ещё спорят. Но основная картина такая.
Мантия под плитами горячая, причём внизу горячее, чем вверху. Горячее вещество поднимается, холодное опускается — примерно как вода в кастрюле на плите. Только вместо кипения тут медленное-медленное течение твёрдого камня.
Второй двигатель, похоже, ещё важнее. Там, где край плиты ныряет вниз, он остывший и тяжёлый — и просто тонет под собственным весом, утягивая за собой всю остальную плиту, как соскальзывающая со стола скатерть тянет за собой то, что лежит на столе.
А в других местах, наоборот, плиты расходятся. Посреди Атлантического океана по дну тянется огромный подводный хребет, из которого всё время сочится новая горячая порода и застывает. Атлантика становится шире примерно на два с половиной сантиметра в год. Америка и Европа уезжают друг от друга, пока ты читаешь.
Почему трясёт
Теперь про землетрясения. И тут важно избавиться от одной ошибки: земля дрожит не потому, что плиты двигаются. Наоборот — потому что они какое-то время не могут двигаться.
Представь, что две плиты трутся краями. Края шершавые, с выступами, они цепляются и застревают. Остальная часть плиты продолжает ползти — и камень возле места сцепки начинает гнуться и напрягаться. Год, десять лет, триста лет.
А потом сила напряжения превышает силу трения, сцепка срывается, и края рывком проскакивают на несколько метров. Вся энергия, копившаяся столетиями, вылетает за десять-двадцать секунд в виде волн.
Это ровно как с линейкой, которую ты гнёшь двумя руками: долго-долго ничего, а потом — щёлк.
Сила землетрясения измеряется магнитудой. Шкала хитрая: каждая следующая единица — это примерно в 32 раза больше выделенной энергии. Землетрясение магнитудой 7 — это не «чуть сильнее», чем магнитудой 6, а в тридцать с лишним раз мощнее.
Кстати, землетрясений на Земле происходит около полумиллиона в год. Просто почти все настолько слабые, что их замечают только приборы.
Откуда берутся вулканы
Где плита ныряет под соседнюю, начинается самое интересное.
Погружаясь, край плиты попадает всё глубже, где жарко и давит со всех сторон. Вместе с камнем туда уезжает морская вода, застрявшая в породе. И вот тут работает неожиданный механизм: вода не тушит горячий камень, а помогает ему расплавиться. Порода с водой плавится при более низкой температуре — примерно как лёд на дороге тает при нуле, если его посыпать солью.
Получается расплав — магма. Она легче окружающего камня и начинает всплывать, как пузырь в густом киселе. Она копится в камерах под поверхностью, растворяя в себе газы: водяной пар, углекислый газ.
Дальше — как с бутылкой газировки. Пока крышка закрыта и давит, газ сидит в жидкости. Открой её резко — и газ мгновенно вспенивается и выталкивает всё наружу. Когда магма подходит близко к поверхности, давление сверху падает, газы вскипают, объём резко растёт — и вулкан взрывается.
Если газа мало, а магма жидкая, извержение получается спокойным: лава просто вытекает, как на Гавайях, и вдоль такого потока можно — осторожно и на расстоянии — пройти пешком. Если магма густая и газа много, её пробкой затыкает жерло — до тех пор, пока крышку не сорвёт целиком. Именно так работал Везувий, засыпавший Помпеи.
Почти все вулканы и почти все сильные землетрясения выстраиваются по одним и тем же линиям — границам плит. Самая знаменитая — Тихоокеанское огненное кольцо: цепь вулканов вокруг всего Тихого океана, от Камчатки через Японию, Филиппины и Анды до Аляски. Если посмотреть на карту землетрясений за год, границы плит проступят сами собой — точками.
И последнее, что важно понимать: люди научились неплохо предсказывать извержения — вулкан обычно предупреждает за дни или недели, он дрожит, выпускает газ и слегка раздувается. А вот точную дату землетрясения предсказать пока не умеет никто. Учёные честно говорят, что не знают как. Поэтому в опасных странах не гадают, а строят дома, которые умеют качаться и не падать.
Главное в трёх строчках
- Верхняя оболочка Земли разбита на плиты, которые ползут по горячей мантии со скоростью роста ногтей.
- Землетрясение — это срыв плит, которые долго цеплялись друг за друга: энергия копится годами, а высвобождается за секунды.
- Вулканы получаются там, где одна плита ныряет под другую: порода с морской водой плавится, всплывает и вскипает газом, как открытая газировка.