Для наглядности можно представить следующее. Оболочка Земли — это как бы поверхность моря, волнующаяся от приливов и отливов. Твердый объект, натолкнувшийся на препятствие в каком-то месте под землей, может освободиться от сдерживающих его пут и устремиться к поверхности. Там, где он появляется на поверхности, происходят процессы, аналогичные тем, что идут в центре землетрясения. Место нахождения этого прорвавшегося на поверхность объекта называется эпицентром. Круги, расходящиеся от эпицентра, точно соответствуют волновому эффекту распространения колебаний, происходящему при землетрясении.
Единственная поправка, которую может внести в эту аналогию действительность, состоит в том, что обычно землетрясения имеют несколько эпицентров одновременно на протяжении всей линии разлома. Таким образом, ударная волна и ее эффект обладают сложным рисунком и широкой зоной действия.
Землетрясение, как правило, начинается с легкого дрожания земли. Вслед за этим, порой стремительно, возникает серия сильных толчков, способных вызвать извержение вулкана, камнепад и даже разрывы земной поверхности. Участки земли могут подниматься и опускаться, провоцируя, в свою очередь, оползни и цунами — гигантские приливные волны, внезапно обрушивающиеся на прибрежные зоны (они еще называются сейсмическими волнами). И наконец, в завершающей стадии землетрясения наблюдается уменьшение силы вибрации.
Когда землетрясения происходят в городской зоне, разрушения обычно бывают значительными и носят катастрофический характер. При этом хрупкие, но возведенные на скальном основании строения лучше переносят землетрясения, чем более прочные, но возведенные на неустойчивой основе. Землетрясения сопровождаются величайшими трагедиями именно в последнем случае. За последние 4000 лет землетрясения и возникшие в их результате пожары, оползни, наводнения и иные последствия унесли жизни более 13 млн. человек.
Сейсмологи научились измерять силу и разрушительную мощь землетрясения. С помощью сейсмографов собирается информация о скорости распространения, глубине и длительности таких процессов. Существует два типа волн, проходящих в толще Земли. П-волны — первичные волны, имеющие компрессионный характер и распространяющиеся очень быстро. П-волны не проходят сквозь толщу воды. В-волны — вторичные волны, являющиеся поперечными и вызывающие вибрацию земли, перпендикулярную направлению их распространения.
Цунами вызываются третьим типом волн, которые называются Д-волнами (длинными волнами), расходящимися вокруг эпицентра землетрясения.
Важно отметить, что П-волны и В-волны при изменении плотности и твердости вещества, через которое проходят, тоже изменяются. Это позволяет ученым с большой долей уверенности говорить о точных границах всех трех слоев Земли: ядра, мантии и коры. (Землетрясение рождается в мантии и коре, извержение вулканов — в ядре.) Исчезновение В-волн на глубине более 3000 км указывает на то, что, по крайней мере, внешняя оболочка ядра Земли жидкая.
Интенсивность землетрясений измеряется двумя способами: по шкале Рихтера и по шкале Меркалли.
Шкала Рихтера была изобретена в 1933 году американским сейсмологом Чарльзом Ф. Рихтером и предполагает измерение величины энергии, освобожденной землетрясением в точке происхождения.
Эта шкала является логарифмической. То есть освобождаемая энергия измеряется баллами, когда каждый последующий больше предыдущего на единицу. Однако фактическая сила землетрясения увеличивается при этом в 10 раз, т. е. сила землетрясения, равная шести баллам по шкале Рихтера, будет в 10 раз больше той, которая обозначается пятью баллами.
У этой шкалы не существует верхнего или нижнего предела. Небольшие землетрясения оцениваются в пределах 0, а некоторые даже имеют отрицательное значение. Землетрясение до одного балла может быть зарегистрировано только сейсмографом. Колебания земли в 2 балла — это самые слабые землетрясения, ощущаемые людьми. А при землетрясении в 5 баллов освобождается столько же энергии, сколько при взрыве 100 тонн тринитротолуола (ТНТ).
Сильным считается землетрясение, достигшее по шкале Рихтера шести баллов и более. При землетрясении в 7 баллов по шкале Рихтера высвобождается энергия, равная энергии при взрыве 1 млн. тонн ТНТ. Случались и землетрясения в 8,5 балла.
Шкала же, разработанная итальянским сейсмологом Джузеппе Меркалли, учитывает влияние субъективных факторов. Они измеряют силу землетрясения по его воздействию на обитателей сейсмозоны: по повреждению строений, ранениям и гибели населения, а при слабом землетрясении — проснулись ли от него спящие люди. На шкале Меркалли есть 12 степеней, обозначаемых римскими цифрами. I степень обычно не ощущается людьми (разве что кроме самых чувствительных или находящихся в подходящих для этого условиях). II степень ощущается большинством людей и вызывает небольшие подвижки малых предметов. При землетрясении IV степени в стенах могут образоваться трещины, при этом возникает эффект, похожий на удар в здание тяжелого транспортного средства.