Сейсмические волны, как и волны всех других типов, могут затухать или усиливаться либо даже резонировать в зависимости от того, через какие горные породы они проходят. Таким образом, разрушительная сила землетрясения зависит не только от его магнитуды, но и от местных геологических условий. Наиболее четкое различие в этом отношении наблюдается между коренными породами и неуплотненными осадками. Последние нисколько не смягчают колебаний при землетрясении, и потому они наименее пригодны для заложения фундаментов.
Землетрясение 1967 г. в столице Венесуэлы Каракасе, имевшее магнитуду 6,5, не было особенно сильным, но оно разрушило четыре высотных здания, и число погибших составило 200 человек. Все эти здания стояли на аллювии; при усилении сейсмических колебаний рыхлые осадки утратили связность. Кроме того, частота волны в аллювии совпала с естественной частотой колебания зданий, и возникший резонанс полностью разрушил эти постройки. Явление иного порядка имело место во время гораздо более сильного землетрясения, потрясшего в 1952 г. южную Калифорнию. В зоне разрушений оказался Хрустальный грот, который осматривала в этот момент группа туристов. Люди ничего не почувствовали, поскольку их окружал плотный известняк.
Такие различия в геологическом строении имеют очень большое значение при изучении сейсмических зон, особенно при оценке разнообразных побочных эффектов, вызываемых колебаниями грунтов во время землетрясения.
Уже давно замечено, что землетрясения тесно связаны с разломами. В начале нынешного века была выдвинута гипотеза, согласно которой разломы являются следствием землетрясений. Она основывалась на непосредственном наблюдении сбросовых нарушений на поверхности Земли. Однако систематическое изучение более крупных и глубоко расположенных разломов показало, что справедлива как раз обратная зависимость. Во многих частях земной коры действуют ориентированные силы, вызывающие медленную упругую деформацию пород. Эти напряжения постепенно нарастают и в конце концов превышают тот предел, который породы могут выдержать. Пласты пород разрушаются, и происходит их смещение вдоль трещины, что продолжается до тех пор, пока напряжение значительно не уменьшится или не исчезнет совсем. Вследствие этих внезапных движений и выделения энергии возникают ударные волны, вызывающие землетрясение. Такое объяснение землетрясений получило название теории упругого восстановления. Афтершоки, сопровождающие землетрясение и обычно регистрируемые не там, где произошел главный толчок, вызваны переносом деформации на прилегающие массы горных пород. Каждое движение приводит к новым подвижкам, пока не прекратится действие сил, являющихся причиной деформации.
О медленном нарастании деформации в породах свидетельствует также постепенное движение блоков земной коры вдоль разломов, не зависящее от внезапных разрывов и землетрясений. Во время знаменитого землетрясения^ 1906^г. в Сан-Франциско дно Тихого океана продвинулось примерно на^_6|м к| северу относительно Американского континента. Но в течение предыдущих 50 лет здесь уже осуществлялось перемещение бе^о всяких землетрясений, составившее в целом более половины этого расстояния. Движение все еще продолжается; здания и тротуары в Холлп-стере, расположенном в более южной части Калифорнии, фактически медленно расходятся в стороны.
На глубине около 5 км давление и температура настолько высоки, что породы не разрушгются, а подвергаются пластической деформации. Однако при просачивании воды трение вдоль трещин уменьшается и становятся юзможными внезапные подвижки. Приток воды приводит к тому, что трещины в породе расширяются с увеличением напряжения. Это объяснение получило название теории источника расширения. Эта теория еще не совсем ясна в деталях, но не противоречит имеющимся сведениям о скорости распространения ударных волн; в ряде случаев она помогает дать ответ на некоторые из вопросов, возникающих у исследователей.
Вместе с тем многие мелкие разломы, располагающиеся близ дневной поверхности, особенно в слоях рыхлых осадков, действительно образовались в результате землетрясений. Они вызваны оседанием отложений под воздействием ударной волны. Такие разломы представляют собой исключения из общего правила, утверждающего, что большинство землетрясений является следствием образования разломов.