Наука · Статья
Как образуются землетрясения: тектоника плит, напряжение и сейсмические волны объяснены
Опубликовано:

Коротко
Землетрясения происходят, когда напряжение, накопившееся в течение лет, десятилетий или столетий вдоль заблокированного разлома, наконец преодолевает трение, и горная порода внезапно проскальзывает. Это проскальзывание высвобождает накопленную энергию в виде сейсмических волн, которые распространяются наружу и колеблют землю. Геологическая служба США (USGS) и Калифорнийский технологический институт описывают это как непрерывный цикл, управляемый медленным движением тектонических плит Земли.
Эта версия — машинный перевод оригинала (English). Читать оригинал
Земная кора — движущаяся головоломка
По данным Геологической службы США (USGS), наружная оболочка Земли разделена на большие куски, называемые тектоническими плитами, которые подходят друг к другу как головоломка. Эти плиты постоянно, медленно движутся — скользят друг мимо друга, над друг другом или под друг другом. Большинство землетрясений на планете происходит на границах, где эти плиты встречаются, потому что именно там разломы — трещины в земной коре — концентрируются.
Сами плиты редко движутся гладко. USGS объясняет, что трение на краях разлома заставляет горную породу прилипать, даже когда остальная часть плиты продолжает двигаться. Это несоответствие является начальной точкой каждого тектонического землетрясения.
Как напряжение накапливается вдоль разлома
Пока разлом заблокирован трением, окружающая кора изгибается и деформируется упруго, как пружина под напряжением. По данным USGS, это напряжение сохраняется в горной породе, пока разлом остается заблокированным. Чем дольше разлом остается заблокированным, тем больше накапливается деформация — это может происходить в течение лет в некоторых зонах или столетий в других.
Землетрясение вызывается внезапным проскальзыванием вдоль разлома.
USGS приводит разлом Сан-Андреас в Калифорнии как рабочий пример этого процесса. Тихоокеанская плита движется на северо-запад относительно Североамериканской плиты примерно на два дюйма (около 5 см) в год, — говорит USGS, — а сам разлом протягивается более чем на 650 миль (около 1050 км) и простирается на более чем 10 миль (16 км) в глубину. На некоторых участках плиты медленно ползут и производят частые небольшие толчки; на других они остаются заблокированными длительное время, накапливая напряжение, которое в конечном итоге высвобождается при сильном землетрясении.
Момент разрыва: гипоцентр и эпицентр
Когда накопленное напряжение наконец превышает трение, удерживающее разлом вместе, горная порода разрывается и высвобождает накопленную энергию наружу в виде сейсмических волн, по данным USGS. Точка под землей, где начинается разрыв, — это гипоцентр; точка на поверхности прямо над ним — это эпицентр — местоположение, которое обычно сообщается в новостях.
USGS отмечает, что меньшие толчки, называемые предтолчками, могут предшествовать основному разрыву, а афтершоки — меньшие землетрясения вдоль того же разлома — могут продолжаться дни и даже годы после этого, поскольку окружающая кора приспосабливается к новому распределению напряжения.
Как высвобожденная энергия путешествует: сейсмические волны
Энергия, высвобожденная в гипоцентре, распространяется наружу в виде нескольких различных типов волн, каждая со своей скоростью и поведением. USGS сравнивает схему распространения с рябью на воде, а Калифорнийский технологический институт разделяет волны на две широкие категории: объемные волны, которые распространяются через внутреннюю часть Земли, и поверхностные волны, которые распространяются по земле.
| Тип волны | Также распространяется через | Движение земли | Порядок прибытия |
|---|---|---|---|
| P волна (первичная) | Твердые вещества, жидкости и газы | Сжимает и расширяет горную породу в направлении распространения | Первая прибывает |
| S волна (вторичная) | Только твердые вещества | Сдвигает горную породу из стороны в сторону, перпендикулярно направлению распространения | Прибывает после P волн |
| Поверхностные волны (волны Лава и Рэлея) | Только вдоль поверхности земли | Волнообразное или боковое движение, аналогичное океанским волнам | Прибывают последними, но наносят больше всего ущерба |
USGS сравнивает разрыв между P-волной и S-волной с задержкой между видением молнии и слышанием грома: чем больше время между двумя прибытиями на сейсмической станции, тем дальше произошло землетрясение. Caltech отмечает, что поверхностные волны — волны Лава и волны Рэлея — прибывают последними, но обычно наиболее разрушительны, потому что переносят больше энергии близко к поверхности, где находятся здания и инфраструктура.
Где и как глубоко происходят землетрясения
USGS указывает, что землетрясения происходят в земной коре или верхней мантии на глубине от поверхности до примерно 800 километров (примерно 500 миль). По данным Калифорнийского технологического института, примерно 80% крупнейших землетрясений в мире происходят вдоль циркумтихоокеанского сейсмического пояса, часто называемого «Огненным кольцом», который отслеживает границы плит вокруг Тихого океана.
Не все землетрясения имеют тектоническое происхождение. Калифорнийский технологический институт также перечисляет вулканические землетрясения, землетрясения обрушения и взрывные землетрясения как другие признанные категории и отмечает, что такие виды деятельности, как фракционирование или утилизация сточных вод, иногда связывались с меньшими индуцированными сейсмическими событиями в некоторых регионах.
Как ученые измеряют то, что произошло
Поскольку разломы обычно слишком глубоко, чтобы их можно было наблюдать напрямую, USGS объясняет, что сейсмологи полагаются на записи сейсмографов. Короткая, волнистая линия на сейсмограмме указывает на небольшое землетрясение, а длинная волнистая линия указывает на более крупное — длина волны связана с размером разлома, который разорвался, а его амплитуда связана с тем, насколько далеко скользнула горная порода.
- Землетрясения начинаются, когда напряжение на заблокированном разломе преодолевает трение, удерживающее его на месте (USGS).
- Гипоцентр — это подземная точка разрыва; эпицентр — это точка на поверхности прямо над ним (USGS).
- P волны прибывают первыми и сжимают горную породу в направлении распространения; S волны прибывают вторыми и движутся только через твердые вещества (USGS, Caltech).
- Поверхностные волны — волны Лава и волны Рэлея — прибывают последними, но обычно наносят наибольший структурный ущерб (Caltech).
- Примерно 80% крупнейших землетрясений происходят вдоль циркумтихоокеанского «Огненного кольца» (Caltech).
Вопросы
- Что на самом деле вызывает землетрясение?
- По данным USGS, землетрясение вызывается, когда накопленное напряжение на заблокированном разломе наконец превышает трение, удерживающее две стороны вместе, вызывая внезапное проскальзывание, которое высвобождает накопленную упругую энергию в виде сейсмических волн.
- В чем разница между P волнами и S волнами?
- USGS объясняет, что P волны (первичные волны) прибывают первыми и сжимают и расширяют горную породу в направлении распространения, проходя через твердые вещества, жидкости и газы. S волны (вторичные волны) прибывают после P волн, проходят только через твердую горную породу и колеблют землю из стороны в сторону, перпендикулярно направлению распространения.
- Почему поверхностные волны наносят наибольший ущерб?
- Калифорнийский технологический институт отмечает, что поверхностные волны — волны Лава и волны Рэлея — распространяются по земле, а не через внутреннюю часть Земли, и прибывают последними, но они обычно производят наиболее сильное движение на поверхности, где расположены здания и инфраструктура.
- В чем разница между гипоцентром и эпицентром?
- USGS определяет гипоцентр как подземную точку, где разлом разрывается, а эпицентр как точку на поверхности Земли прямо над гипоцентром — местоположение, которое обычно сообщается для землетрясения.
- Как глубоко под землей происходят землетрясения?
- USGS указывает, что землетрясения происходят в земной коре или верхней мантии на глубине, простирающейся от поверхности до примерно 800 километров (примерно 500 миль).
Источники
Этот материал подготовлен с помощью искусственного интеллекта и перед публикацией прошёл автоматическую проверку источников. Если вы заметили ошибку, запросите исправление. Запросить исправление или ответ · Как мы работаем
Похожие материалы

НаукаГлоссарий
Погода vs. Климат: Ключевое различие, определённое
Погода — это атмосферное состояние в конкретном месте и момент времени — дождь, ветер или температура прямо сейчас. Климат — это среднее значение этих погодных закономерностей на протяжении длительного периода, обычно 30 лет и более, согласно НАСА и НОАА. Различие по существу основано на временной шкале, а не на самих явлениях.

НаукаСтатья
Почему мир отказывается от високосных секунд с 2027 года
15 октября 2026 года Генеральная конференция по мерам и весам (CGPM) проголосовала в Версале за прекращение добавления «високосных секунд» к всемирным часам с 20 мая 2027 года. Практика периодического добавления дополнительной секунды к Всемирному координированному времени (UTC), применяемая в течение 53 лет, заменяется системой, которая позволяет гражданскому времени отставать от фактического вращения Земли на срок до одного часа, прежде чем потребуется какая-либо корректировка.
НаукаСтатья
Астрономы выявили первую зеленую звезду: как химия белого карлика определяет ее цвет
Астрономы Университета Уорвика говорят, что белый карлик WD J1330+6435, расположенный примерно в 284 световых годах от нас, является первой звездой, которая, как сообщается, выглядит зеленой для человеческого глаза. Цвет появляется благодаря натрию, поглощающему желтый, оранжевый и красный свет в его необычно плотной атмосфере после того, как он поглотил каменистые обломки из собственной планетной системы. Результаты, опубликованные в журнале RAS Techniques and Instruments, также показали другие неожиданные цвета белых карликов, включая розовый, фиолетовый, голубой и желтый.
НаукаНовость
Землетрясение магнитудой 6,9 обрушилось на полуостров Камчатка в России; нет угрозы цунами
16 октября 2026 года сильное землетрясение произошло у побережья полуострова Камчатка в России. По данным Геологической службы США (USGS), его магнитуда составила 6,9; Европейско-Средиземноморский сейсмологический центр (EMSC) первоначально установил предварительную магнитуду на уровне 7,0, прежде чем пересмотреть её до 6,9 в соответствии с данными USGS. Органы власти Гавайев и Японии заявили об отсутствии угрозы цунами, однако Метеорологическое агентство Японии кратко и ошибочно предупредило о землетрясении магнитудой 9,9, прежде чем опровергнуть это предупреждение через восемь минут.