Сейсмология

Эпицентры землетрясений

Сейсмология (от др.-греч. σεισμός — землетрясение и λόγος — учение) — наука, изу­чаю­щая зем­ле­тря­се­ния, при­чи­ны, их вы­зы­ваю­щие, свя­зан­ные с ни­ми яв­ле­ния, а так­же строе­ние Зем­ли. Основным но­си­те­лем ин­фор­ма­ции в сейсмологии яв­ля­ют­ся сейс­ми­че­ские вол­ны, ха­рак­те­ри­зую­щие не толь­ко очаг зем­ле­тря­се­ния, но и сре­ду, че­рез ко­то­рую они рас­про­стра­ня­ют­ся (что по­зво­ля­ет при­ме­нять сейс­мические ме­то­ды для изу­че­ния строе­ния Зем­ли). Сейс­мические вол­ны ре­ги­ст­ри­ру­ют на сейс­ми­че­ских стан­ци­ях.

История

Про­стей­шие сейс­мо­ло­гические на­блю­де­ния, сво­див­шие­ся в основном к опи­са­нию по­след­ст­вий зем­ле­тря­се­ний, про­во­ди­лись ещё в древ­но­сти. Первые надежные описания землетрясений относятся к XVIII веку. В качестве самостоятельной науки сейсмология сформировалась во второй половине XIX века. Отчасти это связано с появлением в 1862 году книги Р. Маллета о неаполитанском землетрясении 1857 года, где он изложил основные принципы сейсмологических наблюдений и привёл первую шкалу землетрясений по степени разрушений. Вскоре после этого в конце XIX века появились сейсмографы. В 1892 году Джон Милн — английский геолог, работавший в Японии в 1875—1895 годах, сконструировал удобный в обращении сейсмограф, который позволял регистрировать волны от близких землетрясений. После этого начинается создание и усовершенствование таких приборов в Европе. К 1900 году в мире уже функционировала сеть из 40 сейсмических станций.

Во второй четверти XX века сейсмология развивается благодаря трудам известных зарубежных учёных — Джеффриса, Буллена, Гутенберга, Леманна. К концу 40-х годов были построены годографы сейсмических волн, получены основные сведения о строении Земли и определено пространственное распределение сейсмических очагов.

Развитие сейсмологии в России

Российская сейсмология своим появлением обязана учёному А.П. Орлову (1840—1889). Именно он пропагандировал и добивался создания в стране постоянных сейсмологических станций. Под влиянием нескольких значительных землетрясений, очевидцем которых ему пришлось быть, он заинтересовался их изучением и в тeчение 20 лет тщательно собирал сведения о сейсмических явлениях в России и Сибири. Он опубликовал около 20 специальных работ по вопросам сейсмологии, в которых изложил свои предложения относительно происхождения землетрясений. Также он спроектировал первый в России прибор для регистрации землетрясений. В России начало инструментальных сейсмических наблюдений связано с именами известных русских астрономов — Ивана Егоровича Кортацци (1837—1903) и Григория Васильевича Левицкого (1852—1917). И.Е. Кортацци и Г, В. Левицкий с использованием маятника Ребера-Пашвица с оптическим способом регистрации колебаний на фотобумагу провели в Николаеве, Харькове и Юрьеве первые долговременные инструментальные сейсмические наблюдения.

Академик Б. Б. Голицын заложил методологические основы отечественной и мировой сейсмометрии и, благодаря его трудам, русская сейсмология в начале XX века заняла ведущее место в мировой науке.

В 1900 году учреждается постоянная сейсмическая комиссия при Российской академии наук, а уже в 1905 году намечено устройство постоянных сейсмических станций второго разряда .

Первый российский сейсмограф, который преобразовывал механические колебания в электрические, был создан академиком Голицыным в 1906 году. Огромную роль Б. Б. Голицын сыграл в деле организации сети сейсмических станций в России.

Следующий этап развития сейсмологии приходится на советский период. Постановлением Правительства укрепляется и расширяется сеть станций. Этот этап связан с именем П.М.Никифорова — ученика Б.Б.Голицына, директора Института сейсмологии АН СССР. П.М. Никифорову удалось в короткий срок восстановить нормальную деятельность сейсмологической сети и возобновить издание бюллетеней Сейсмологической комиссии. П. М. Никифоров изобрёл новый тип сейсмографа для регистрации близких землетрясений, основанного на принципе короткой приведенной длины, дающего большие увеличения при малых размерах прибора. Большие исследования ведутся на Кавказе и Сибири. Особо следует отметить теоретические исследования, выполненные в Институте сейсмологии академиками В.И. Смирновым и В.С. Соболевым, разработавшими методы решения динамических задач — расчёт волновых полей в неоднородных средах.

После Великой Отечественной войны произошло слияние Сейсмологического института АН и Института теоретической геофизики, на основе которого образовался Геофизический институт АН (ГЕОФИАН). В 1958 году в СССР создана Служба предупреждения о цунами, как результат последствий катастрофического цунами 4 ноября 1952 года. Задачами службы определено доведение до населения и организаций области, расположенных в цунамиопасных районах, предупреждений о возможности возникновения цунами, оповещение об его отмене и изучение самого явления цунами.

В 2005 году проведена очередная реорганизация Геофизической службы РАН. К ней присоединены, став её филиалами, региональные опытно-методические экспедиции и партии.

В 2007 году Геофизическая служба Российской академии наук переименована в Учреждение Российской академии наук Геофизическая служба РАН.

В 2011 году ГС РАН переименована в Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Геофизическая служба Российской академии наук (ФГБУН ГС РАН).

В 2015 году произведена новая реорганизация ФГБУН «Геофизическая служба РАН». К ней присоединена ФГБУН Геофизическая служба Сибирского отделения РАН. Новое название ФГБУН – Федеральный исследовательский центр «Единая геофизическая служба Российской академии наук» (ФИЦ ЕГС РАН). К этому году Единая геофизическая служба Российской академии наук включала около трёхсот сейсмических станций на территории России.

Основные направления сейсмологии

Сейсмологию можно разделить на три направления:

Первое направление — фундаментальная сейсмология, которая изучает сейсмические волны, генерируемые землетрясениями, регистрирует их и с помощью сложных математических методов определяет строение Земли.

Второе направление — сейсмические методы разведки месторождений полезных ископаемых. Как правило, здесь используются искусственные источники сейсмических волн. Для разведки нефтяных и газовых месторождений сейсмические методы являются основными.

Третье направление сейсмологии связано с изучением землетрясений. Самая главная задача — прогнозирование землетрясений, механизм образования разрывов в земной коре и сдвига по этому разрыву.

Задачи сейсмологии

Сейсмология имеет теоретические и прикладные задачи. Теоретические задачи включают исследование природы землетрясений, возникновения и распространения сейсмических волн, их источников, воздействия их на различные объекты и среды. К прикладным задачам относят применение сейсмических методов в исследовании недр и поиске полезных ископаемых, разработку сейсмоустойчивых строительных технологий, также регистрацию и распознавание подземных ядерных испытаний. В сейсмологических исследованиях применяют два основных метода: визуальные наблюдения за землетрясением и регистрацию возбуждаемых им сейсмических волн с применением оборудования. Визуальные наблюдения ведут в очаговых областях землетрясений. Их осуществляют путем геоморфологических исследований с целью установления обновленных либо новых тектонических разрывов, обвалов, смещений блоков, оползней и т. д. Для регистрации сейсмических волн служат сейсмографы. По месту установки их классифицируют на стационарные и экспедиционные. Первые функционируют непрерывно на сейсмостанциях. Экспедиционные варианты устанавливают в очаговых областях, где уже произошли землетрясения, с целью регистрации последующих толчков, на дне морей и океанов, на площадках строительства особых объектов (например, ГЭС, АЭС). Также такие приборы доставляли на Венеру и Луну. Сейсмические станции составляют основу сейсмической службы. Она ведёт наблюдения за сейсмическим процессом, составляя статистику и каталог землетрясений, информирует о них, прогнозирует вызванные подводными землетрясениями волны цунами и т. д..

Литература

• Вычислительная сейсмология (Computational Seismology and Geodynamics): Сборники статей и монографии. Выпуски. 1-45. М.: Наука; Геос; URSS, 1966—2016.
• Гир Дж., Шах Х. Зыбкая твердь: Что такое землетрясение и как к нему подготовиться = Terra Non Firma. Understanding and Preparing for Earthquakes / Пер. с англ. д-ра физ.-мат. наук Н. В. Шебалина. — М.: Мир, 1988. — 220 с. — 63 000 экз.
• Малышев А. И. Закономерности нелинейного развития сейсмического процесса. Екатеринбург: Изд-во ИГГ УрО РАН. 2005. 111 с.
• Эйби Дж. А. Землетрясения = Earthquakes. — М.: Недра, 1982. — 50 000 экз.
• М.А.Садовский. Избранные труды. Геофизика и физика взрыва. — С-П: «Наука», Москва, 2004. — 440 с. — ISBN 5-02-032960-6.

Ссылки

• Сейсмология — статья из Большой советской энциклопедии.