Текст книги "Вот пришло землетрясение. Факты, причины, гипотезы и последствия"

Чтобы отличать шкалы оценки энергии (мощности) землетрясений от шкал измерения интенсивности их проявления на земной поверхности используются различное их цифровое обозначение. Так безразмерная величина магнитуды записывается арабскими цифрами – 1, 2, 3 и т.д., а интенсивность римскими – I, II, III и т. д. в баллах.

Эту разницу не всегда осознают масс-медиа, ошибочно сообщая о землетрясениях «силой 9 и более баллов по шкале Рихтера». Тогда как по этой шкале измеряют величину (энергию) землетрясения, а его максимально возможная величина не может превышать 9 по шкале Рихтера, а слово «баллы» не употребляется. Магнитуда это безразмерный параметр. Увеличение магнитуды землетрясения на единицу соответствует росту его энергии примерно в 32 раза, тогда как амплитуда колебаний земной поверхности с увеличением на единицу в десять раз.

Все шкалы интенсивностей изначально основывались на силе воздействия сейсмических колебаний на легко различимые объекты – здания, грунт, людей и т. д. Во времена, когда они создавались, инструментов для регистрации сейсмических колебаний ещё не было. Поэтому в силу национальной специфики они разные в каждой стране. Например, в Австралии одну из степеней сотрясений сравнивают с тем «как лошадь трётся о столб», в Европе схожий сейсмический эффект описывается «когда начинают звонить колокола», а в Японии сотрясение той же интенсивности сравнивают с «опрокинутым каменным фонариком».

Существует закономерность – чем больше расстояние до очага, тем слабее амплитуда сейсмических колебаний. Примерно так, как мы ощущаем свет от электрической лампы – освещенность всегда больше прямо под ней и, чем дальше мы от неё, тем освещённость слабее при одной и той же мощности источника света.

Так, очаг Ашхабадского землетрясения 1948 года с М=7,3 располагался на глубине 12—25 км и вызвал прямо над собой достигающие IX – X баллов сотрясения. Почти равное с ним по энергии землетрясение в Грузии 1991 года, но с очагом на глубине 35 км вызвало сотрясения на поверхности около VIII баллов.

В 1964 году советским сейсмологом Татьяной Раутиян разработана логарифмическая шкала для измерения энергии землетрясений в джоулях. Это позволило изучать очень слабые землетрясения, энергия которых не могла быть измерена по шкале магнитуд.

Сейсмические колебания земной поверхности могут вызываться и другими причинами – вулканической деятельностью, обрушениями породы в карстах или с горных склонов. Человеческая деятельность добавила к этому списку новый источник. Из-за разработки месторождений полезных ископаемых, сооружения водохранилищ, при проведении инженерных работ или взрывов (обычных – химических и ядерных) происходят техногенные или т.н. антропогенные землетрясения. Тем не менее, наиболее опасные для человека подземные удары имеют тектоническую природу.

После землетрясения или как говорят сейсмологи – главного удара, в его окрестностях всегда возникают более слабые толчки. Их принято называть афтершоками землетрясения, и они могут происходить в течение месяцев и лет после основного толчка.

В конце XIX века японский сейсмолог Омори обнаружил, что частота афтершоков убывает гиперболически с течением времени, что свидетельствуют о том, что выведенный из состояния равновесия объём горной породы постепенно приходит в состояние равновесия. При этом, чем сильнее землетрясение, тем больше афтершоков и объём среды где они возникают.

Иногда в районе будущего землетрясения и незадолго до него возникают землетрясения с меньшей, чем у главного удара энергией. Их называют форшоками землетрясения.

Форшоки или форшок могут возникнуть за месяцы, дни, часы, минуты и секунды до главного удара. Их природа связана с происходящей перед землетрясением перестройкой в земных недрах. К примеру «неожиданное» Калининградское землетрясение 2004 года сопровождалось сильным форшоком случившимся почти за два часа до него.

К сожалению, форшоки возникают не всегда, также как и не всегда на фоне других неощутимых человеком толчков удаётся однозначно определить, что это именно форшок грядущего землетрясения. Если бы природа следовала форшоковой закономерности, то прогноз разрушительных землетрясений значительно бы упростился. Тем не менее, факт существования форшоков говорит о возможности поиска других предвещающих сильные землетрясения природных явлений.

Когда переходят к описанию не одного, а групп землетрясений, происходящих как на земном шаре, так и в пределах локальных зон используются статистические методы анализа. Соответственно, здесь изучается не одно землетрясение, а процесс формирующий последовательность подземных ударов в пространстве и времени. Это очень важное направление сейсмологии, поскольку позволяет косвенно оценить потенциальную опасность той или иной местности по коротким сериям наблюдений.

Никто не знает точно, сколько землетрясений на самом деле происходит на Земле. Землетрясения с магнитудой около пяти и выше, где бы они ни происходили, регистрируются сейсмическими станциями. Более слабые землетрясения не останутся незамеченными в Британии, Европе, США или на Японских островах благодаря имеющимся здесь высокочувствительным сейсмическим станциям. Но сколько землетрясений происходит в Африке или Афганистане, на дне морей и океанов, на огромных просторах России или в новых государствах Центральной Азии? Это неизвестно и сегодня.

Современная наука располагает приборами для изучения подземных ударов. Они были созданы не за один год, и даже не за одно столетие и непрерывно совершенствовались. Появление в конце XX века цифровых и сетевых технологий позволило открыть новую страницу в науке о землетрясениях.

Как изучают землетрясения?

«Вопрос о свойствах внутренних частей Земли принадлежит к числу древнейших вопросов, которое человечество пыталось разрешить. Взгляды, получавшие общее признание, непрестанно сменяли друг друга, и сейчас ещё мы имеем немало противоречивых гипотез. Главной причиной этого является, с одной стороны, неверное истолкование целого ряда явлений, а с другой смешение различных понятий».

Бено Гутенберг, 1924 год

Окружающий нас мир полон всевозможных колебаний вызываемых различными причинами – от землетрясений до деятельности человека. В своей структуре они несут информацию о своём источнике и среде, через которую распространяются.

Благодаря расшифровке сейсмических записей определяется характер тектонических движений в очагах землетрясений. В свою очередь установление причин этих движений позволяет оценить уровень сейсмической опасности. Если же задаться целью поиска месторождений полезных ископаемых, то сейсмические волны лучший инструмент для этого.

Изучение землетрясений стало возможным благодаря изобретению приборов для регистрации сейсмических колебаний. Первый известный такой прибор – сейсмоскоп был изобретен в 132 году китайским астрономом Чжан Хэном. Он представлял собой бронзовый сосуд диаметром около двух метров, на внешних стенках которого располагались восемь голов дракона. В их подвижных челюстях крепились металлические шарики, а внутри сосуда находился маятник с тягами, каждая из которых прикреплялась к челюстям дракона.

При возникновении колебаний маятник приходил в движение и тяга, соединённая с обращенной в сторону, откуда пришли сейсмические волны головой дракона открывала его пасть. Шар из неё выпадал в рот одной из восьми жаб, восседавших у основания сосуда.

Прибор Чжан Хэна не записывал сейсмические колебания, а позволял лишь обнаруживать факт землетрясения и определять примерное направление на него. Поэтому он называется сейсмоскоп, в отличие от сейсмографа – системы позволяющей записывать колебания. Она включает сейсмометр – прибор преобразующий колебания в тот или иной вид и устройство для их записи или запоминания на цифровых носителях.

Благодаря сейсмоскопу Чжан Хэна в столице Китая того времени – Луяне, о разрушительном землетрясении 134 года в уезде Лунси располагавшемся в шестистах километрах к северу от столицы узнали на два-три дня раньше прибытия оттуда гонцов. С этих пор в течение последующих почти четырёх столетий у прибора находился специальный смотритель. Иными словами, в Китае была создана первая в мире постоянно действующая сейсмическая служба.

В Европе приборы для регистрации землетрясений появляются лишь в начале XVIII века. В 1703 году во Франции Отфёй изобретает свой сейсмоскоп. Он представлял собой наполненный ртутью сосуд с восемью радиально расположенными отверстиями. Сейсмический толчок выплескивал из одного из отверстий ртуть, и по её количеству можно было оценить силу колебаний. Схожее устройство в 1787 году в Италии построил Атанасио Ковалли.

Во второй половине XIX века в Европе и США изобретаются первые приборы для записи сейсмических колебаний в виде временной диаграммы. Их главной частью был вертикальный или горизонтальный маятник. Поскольку из-за инерции тело маятника стремится сохранить состояние покоя то, прикрепив к маятнику иглу или перо, можно было записать траекторию его движений относительно закреплённого на грунте основания.

Для большей чувствительности и с целью записи именно сейсмических, а не их собственных колебаний маятники первых сейсмографов делались очень тяжелыми – в сотни килограммов. Так, на сейсмической станции в Геттингене использовался вертикальный сейсмограф Вихерта с маятником весом более одной тонны. Он позволял увеличивать, т.е. во сколько раз мог усиливать сейсмические колебания, в две тысячи раз. Отметим, современные приборы обладают увеличением в миллионы и способны записывать очень слабые колебания почвы.

Интерьер сейсмической станции времён становления инструментальных исследований землетрясений в Японии и бесценная реликвия – горизонтальный маятник «Ewing-Gray-Milne» в экспозиции Национального музея природы и науки в Токио, 2012 год. Отсюда видно, что персонал станции работал там же где стоял сейсмограф, что делало невозможным добиться его высокой чувствительности.

В конце XIX века в Страсбурге механик Бош приступил к постройке сейсмографов, идея которых была предложена японским сейсмологом Фусакити Омори. Созданные Бошем приборы устанавливались почти на всех сейсмических станциях Европы. На другой стороне Ла-Манша – в Англии, на станциях устанавливались приборы системы Мильна (Ewing-Gray-Milne seismograph).

В 1876 году британский учёный Милн был приглашен правительством Японии иностранным советником и профессором горного дела и геологии в Императорский инженерный колледж. Работавшие в Японии британские учёные Джеймс Юинг (Sir James Alfred Ewing), Томас Грей (Thomas Gray) и Джон Милн начали заниматься исследованиями землетрясений после сейсмической активизации в районе Йокогамы в 1980 году.

Этим учёным принадлежит заслуга в основании Сейсмологического общества Японии (SSJ), которое профинансировало разработку сейсмографов для обнаружения и измерения силы землетрясений. Итогом их работы стало изобретение горизонтального маятника (1880), которым было записано землетрясение Ноби в 1891 году.

Новый прибор получил название Милна, хотя в его создании участвовали все трое учёных. Он позволил изучать волновую структуру колебаний от землетрясений и рассчитывать скорость распространения сейсмических волн. Помимо этого вклад британских учёных в становлении сейсмологии в Японии заключался в организации сети сейсмических наблюдений и подготовке научных кадров, обеспечивших в последующем лидирующую роль японских сейсмологов в мире.

Их ученик Секей Секуя (Seikei Sekiya) стал первым профессором по сейсмологии в Императорском университете (Imperial University) в Токио. Его ученик Фусакити Омори вырос в учёного мирового уровня, он же усовершенствовал сейсмограф Милна для регистрации слабых сейсмических сигналов.

Многие приборы прошлого забыты или стали музейными экспонатами. Это сейсмографы систем Майника, Цельнера и Шлютера. Сейсмометры системы Голицына, Вуда-Андерсона – записи которым использованы для создания шкалы магнитуд Рихтера, Кирноса, УАР, УСФ, ВЭГИК, СМ-3, С5С и др. Сейсмоскопы с механической записью МТР, сейсмоскоп Медведева СБМ с записью на закопчённую стеклянную пластину и многие другие. Они носили имена своих создателей, которые были не только изобретателями, но первопроходцами в изучении землетрясений.

Самая лучшая система начала XX века для записи сейсмических колебаний – гальванометрическая с фотографической регистрацией изобретена академиком Борис Борисовичем Голицыным. Это был выдающийся учёный и экспериментатор. Автор многих теоретических и экспериментальных работ по геофизике, метеорологии, сейсмологии и физике. Голицын не только организовал первую сейсмическую сеть России, но и стоял у истоков создания её метеорологической службы.

Создано много конструкций приборов для регистрации колебаний почвы и все они используют принцип инерции – свойство физического тела сохранять первоначальное состояние покоя или равномерного движения. Различаются только способы преобразования механических колебаний в удобную для анализа форму.

Это механическая запись на закопченную бумагу или стекло. Гальванометрическая запись на фотобумагу или фотоплёнку. Электронная запись на магнитные носители информации. Значительный прогресс в изучение землетрясений внесли цифровые технологии позволившие обрабатывать сейсмические данные почти в реальном масштабе времени, хранить и пересылать их по быстродействующим коммуникациям, визуализировать их в удобном для исследователя формате и др.

Расшифровка записей сейсмических волн показала, что в них присутствуют колебания различного типа – фаз волн, которые отличаются по частоте и амплитуде. Основные фазы колебаний получили название P, S и L – первые вступления продольных объёмных поперечных, продольных и поверхностных волн.

Продольные волны (Р-волны) или волны сжатия заставляют частицы среды колебаться подобно спиральной пружине. Они вызывают колебания вдоль направления распространения волны, путём чередования участков сжатия и разрежения. Благодаря этому свойству P-волны способны распространятся почти в любых средах. У поверхности скорость Р-волн составляет 6 км/с, а на большой глубине около 13 км/с.

Горизонтальный и вертикальный сейсмографы системы Вихерта, вверху сделанная ими запись взрыва, 1914 год.

Поперечные сейсмические волны (S-волны) или волны сдвига заставляют частицы среды колебаться перпендикулярно направлению распространения волны, подобно вибрирующей гитарной струне. S-волны распространяются только через обладающий упругостью материал, поэтому они не в состоянии проходить через «жидкое» ядро Земли, жидкие и газообразные среды. Их скорость зависит от сопротивления материала среды сдвигу, и составляет примерно 7/12 от скорости Р-волн.

Из-за того, что Р-волны вблизи от очага землетрясения имеют большую скорость, чем S-волны они регистрируются первыми – отсюда их наименование «Primary». Поперечные S-волны распространяются с меньшей скоростью и приходят следом за P-волнами. Соответственно их назвали вторичными волнами «Secondary».

Из-за неоднородности недр на сейсмограмме – записи колебаний от землетрясения во времени отражается широкий спектр сейсмических волн разного типа. Помимо P и S волн к основным относятся т.н. поверхностные волны Релея и Лява (R и L). Они названы по именам учёных разработавших математическую теорию их распространения.

При прохождении волн Рэлея частицы породы описывают вертикальные эллипсы вдоль направления распространения. В волнах Лява частицы породы колеблются перпендикулярно направлению своего распространения. Эти типы волн распространяются по земной поверхности подобно волнам в водоемах со скоростью 3,2—4,4 км/с.

Чем дальше от очага землетрясения расположена сейсмическая станция, тем больший интервал времени между моментами вступления на сейсмограмме P и S волн. Это свойство используется для определения дистанции от станции до очага землетрясения.

На больших удалениях от источника волновая картина значительно изменяется из-за неоднородности земных недр, и построены специальные зависимости времени вступления отдельных фаз волн от расстояния до их источника – годографы.

Сейсмические волны распространяются в земных недрах на глубинах недоступных для прямых измерений. Всё, что они встречают на пути, формирует их структуру, и отражается на сейсмограммах, расшифровав которые можно получить представление о том, через какие среды проходили сейсмические волны.

Характер движения частиц среды в P и S волнах. Записи местных, удалённых землетрясений и ядерных подземных взрывов отличаются друг от друга.

В первой половине прошлого столетия Харольд Джефрис одним из первых рассчитал кривую времен пробега сейсмических волн в зависимости от строения Земли – годограф. Это позволило по записям колебаний на сейсмограмме точно определять место и время возникновения землетрясений.

Для этого было достаточно измерить моменты вступления Р и S волн на станции и по интервалу времени между ними и с использованием годографа рассчитать эпицентральное расстояние – дистанцию между станцией, где получена запись и эпицентром землетрясения. Сопоставляя полученные расстояния по нескольким станциями можно точно определить место и время возникновения землетрясения или, как его называют сейсмологи – время в очаге.

Интересен сам по себе факт открытия сейсмических волн. Теоретически существование в твёрдых телах Р и S волн было предсказано в 1829 году Пуассоном, но до 1900 года сейсмологам не удавалось их однозначно распознавать на сейсмограммах. Многие исследователи принимали поверхностные волны Релея за вступления S-волн и приходили к ошибочным результатам.

Проблема была решена в 1899 году Диксоном Олдхэмом сумевшего в записях Ассамского землетрясения 1897 года выделить истинные вступления S-волн. Это позволило уже к 1914 году составить общую картину строения планеты и её скоростного разреза. Выдающийся вклад в решение этой задачи внесли такие учёные как Олгрем, Цепринтц, Мохорович, Гутенберг, Вихерт, Джефрис, Булен, Лапвуд и другие.

Расшифровка структуры записи сейсмических волн очень сложная задача. С момента вступления Р-волн (в ближней зоне землетрясений) и длительное время после, сейсмическая запись не бывает спокойной, а вступления остальных фаз происходят на фоне предыдущих колебаний.

С другой стороны, на сейсмограмме всегда присутствуют микроколебания – микросейсмы (сейсмические шумы), которые затрудняют измерения. Чем чувствительнее прибор, тем больше амплитуда помех, а значит и ошибки в определении координат и глубины очага землетрясения. Потому сейсмические станции размещают вдали источников возможных сейсмических помех, сейсмические сенсоры устанавливают в глубоких скважинах и на твёрдых коренных породах.

В начале становления сейсмических наблюдений это было не так. Наблюдения проводили там, где это позволяли обстоятельства – в частных домах, в учебных заведениях или на метеостанциях, которых уже было в то время уже много и, главное – они были обеспечены обслуживающим персоналом. Поэтому многие станции того времени располагались в астрономических и метеорологических обсерваториях и пунктах силами энтузиастов, а специальных средств на их содержание не выделялось.

В Британии Джон Мильн добился получения финансовых средств от Лондонского Королевского общества для организации мировой сети сейсмических станций, три из которых он предложил разместить в России. Уже к 1900 году на планете функционировала сеть из сорока постоянных сейсмических станций Мильна.

С началом XX на сейсмические наблюдения начали выделяться средства и во многих странах учёные получили возможность заниматься именно сейсмологическими изысканиями на специально оборудованных пунктах. Организуется сбор данных о землетрясениях, разрабатывается методология сопоставления данных полученных разными системами регистрации сейсмических колебаний и многое другое.

Как и в астрономии стали необходимы методы сравнения времени регистрации землетрясений – от этого зависела точность вычислений параметров сейсмических событий. Зарегистрированные события начали «привязывать» к единому времени на Гринвичском меридиане (сейчас также используется (Universal Time Coordinated – всемирное координированное время, UTC). Это позволило сравнивать записанные землетрясения в разных странах, отличающихся по суточному времени и не допускать их дублирования в международных каталогах и др.

Традиционно сейсмостанции оснащаются сейсмометрами для записи колебаний в виде сейсмограммы смещений. Однако существуют и другие типы сейсмических приборов. Это велосиграфы для записи скоростей и акселерометры для записи ускорений грунта. Они устанавливаются в инженерных сооружениях и находятся в режиме ожидания, т.е. включаются в момент возникновения очень сильных колебаний. С их помощью удаётся точно определять продолжительность разрушающей фазы землетрясения и его частотный спектр.

Наряду с сейсмическими станциями на суше создается всё больше пунктов наблюдений на морском дне. В 1940 году было обнаружено, что помимо распространяющихся в твердой оболочке Земли сейсмических волн, у морских землетрясений есть акустическая компонента – Т фаза. Её исследование имеет большой интерес для поиска методов прогноза цунами. Поэтому на морских станциях, наряду с сейсмографами, устанавливаются гидрофоны для записи акустических сигналов.

Благодаря усилиям таких учёных как Акитуне Имамура, Киёо Моги (Kiyoo Mogi) и других наиболее развитая система наблюдений за сейсмическими явлениями создана в Японии. На 2011 год она включала около 800 сейсмических станций, различные пункты геофизических и геодинамических наблюдений. Она позволяет следить за сейсмической активностью территории страны и прилегающей морской акватории, регистрировать сильные движения грунта, а с помощью GPS исследовать геодинамические процессы на суше и морском дне.

Достижения электроники и развитие коммуникаций создали условия для создания цифровых сейсмических станций с передачей данных по телеметрическим каналам связи. С другой стороны, переход с телесейсмического на региональный, а затем и на локальный уровень наблюдений сопровождался порядковыми скачками объёма данных который человек без компьютеров проанализировать уже не в состоянии.

Отметим, что благодаря международным усилиям по наблюдению за землетрясениями в некоторых странах СНГ появился Интернет. Эта система позволила передавать сейсмические записи в международные центры данных, что обеспечило финансовую помощь в организации каналов связи и др. Автор принимал участие в подобных работах и организовал с помощью специалистов из Сан-Диего вблизи Ашхабада цифровую станцию по программе IRIS.

Внизу справа шахта станции АВКТ и сейсмический эррей (сверху) с передачей данных через Интернет в 25 км от Ашхабада. Внизу слева обработка данных автономных станций «Земля» в лаборатории автора, сверху автономная станция на побережье Мёртвого моря.

Новые информационные и коммуникационные технологии позволили автоматизировать передачу, обработку и анализ сейсмологических данных. Каталоги стали составляться с большей детальностью отображая сейсмическую активность всего земного шара, начиная с магнитуды шесть и выше.

Если в начале первого десятилетия прошлого века таковых было зафиксировано только пять штук, то в первом десятилетии XXI века их уже было в тысячу раз больше – почти пять тысяч. Отметим, этот факт неквалифицированными информаторами масс-медиа зачастую преподносится как усиление сейсмической активности на планете.

Развитие Интернет позволило оперативно сообщать о происходящих на планете землетрясениях. На веб-сайтах геологических и сейсмологических организаций благодаря машинной обработке быстро появляются сведения о каждом сильном землетрясении, где бы оно ни произошло на планете. Подобные службы имеются в Европе, США, России, Японии и других странах.

С ростом числа и чувствительности сейсмических станций увеличивалось количество данных о происходящих на земном шаре землетрясений. Повышалась точность определений параметров их очагов, и уменьшался энергетический порог, с которого удавалось регистрировать сейсмическое событие. А поскольку от этих данных зависит точность расчётов сейсмической опасности в том или ином месте, то менялось и представление о ней.

Методы сейсмологии оказались востребованы после запрета испытаний в воздухе и на земле. Подрывы ядерных зарядов начали проводить под землей, а поскольку от них сейсмические волны распространяются также так же как от землетрясений, поэтому по их записям можно точно определить место, время и мощность испытанного ядерного оружия. Этим способом были установлены факты проведения Северной Корей подземных ядерных взрывов в 2006—2017 годах.

Динамика роста количества информации о происходящих на Земле землетрясениях. Из графика землетрясений с магнитудой около шести по шкале Рихтера видно, как росла чувствительность сейсмических наблюдений в мире. Несмотря на положительный тренд числа регистрируемых землетрясений магнитуды 7, начиная с 1930 года, становится заметной тридцатилетняя квазипериодичность генерации сильных землетрясений на планете с пиками в 1931—1940, 1961—1970 и 1991—2000 годах. При этом количество высокомагнитудых землетрясений с М≥8 значимо не менялось (Каррыев, 2016).

Начало созданию подобных систем было положено в годы холодной войны с целью обнаружения подземных ядерных испытаний. Одна из первых таких систем NORSAR создана в рамках проекта по использованию новой технологии сейсмического мониторинга по контролю за запрещением ядерных испытаний в 1995 году (Арлингтон, США). Данные NORSAR передаются в Prototype International Data Centre (международный центр данных, PIDC).

В некоторых странах созданы сгруппированные системы – сейсмические антенны (Seismic array), состоящие из десятков и сотен сейсмических датчиков, размещенных так, что бы система могла работать как одна станция, но с рекордной чувствительностью. Это позволят избавиться от мешающих наблюдениям сейсмических помех и повысить разрешающую способность регистрации сейсмических событий.

12 августа 2000 года NORSAR зарегистрировал два сейсмических события. Первое магнитудой 1.5 произошло в 07 часов 28 минут 30,11 секунд по глобальному среднемировому времени (GMT) в точке с координатами 69,7433 N и 36,9478 E. В 07 часов 30 минут 41,76 секунду после первого события, произошло второе, магнитудой 4.1. Его эпицентр определён с координатами 69.5733 N и 37.6434 E. Это были взрывы на российской атомной подводной лодке К-141 «Курск» в Баренцевом море.

Основная проблема заключается в том, как отличить ядерные взрывы от землетрясений, происходящих на планете почти непрерывно. Тем более что для сокрытия мощности и особенностей ядерных зарядов испытания проводятся там, где часто возникают обычные землетрясения. Волновые поля от взрывов и землетрясений содержат заметные для сейсмологов отличия, но не всегда удаётся однозначно установить факт проведения подземных взрывов и в добавление к ним используются и другие методы (гидроакустические, радиационные и др.).

Сейсмические явления сопровождают эволюцию других планет Солнечной системы, и получают наименование в зависимости от места своего возникновения.

Цифровые сейсмические станции к началу XXI века на Земле

В 1997 году орбитальным спутником SOHO (Solar and Heliospheric Observatory, проект ESA и NASA, 1995) зарегистрировано солнцетрясение излучившее в сорок тысяч раз больше энергии, чем землетрясение в Сан-Франциско 1906 года. Этой энергии с лихвой хватило бы для обеспечения США электроэнергией в течение двадцати лет.

20 июля 1969 года произошло знаменательное событие. Впервые сейсмические наблюдения начали вестись на другой планете. Американскими астронавтами Нилом Амстронгом (Neil Alden Armstrong) и Базом Олдрином (Buzz Aldrin) во время экспедиции «Apollo 11» в Море Спокойствия в 168 метрах от лунного модуля была установлена первая инопланетная сейсмическая станция.

Аппаратура весила 48 килограмм и запитывалась от солнечных батарей. Станция на Луне проработала около месяца и позволила обнаружить лунотрясения, а также то, что падение метеоритов вызывает долго незатухающие сейсмические колебания лунной поверхности.

В ноябре 1969 года экспедиция «Apollo 12» смогла провести более длительные сейсмические наблюдения на Луне. Затем экспедициями 14, 15 и 16 на видимой стороне спутника были установлены ещё три высокочувствительные станции оснащенные приборами для наблюдений в широком частотном диапазоне.

Во время экспедиции «Apollo 12» зарегистрировано много лунотрясений. Их природа была связана как с тектоническими процессами и воздействием на Луну земных приливов, так и ударами метеоров о её поверхность. Самое первое записанное лунотрясение вызвал удар о поверхность модуля, на котором астронавты летали на Луну.

Удар 2,5-тонного аппарата «Apollo 12» на первой лунной космической скорости (1,7 км/с) был эквивалентен взрыву 800 килограммов тротила. С поверхности поднялось многотонное облако пыли, а через 23,5 секунды волны от удара записал сейсмогаф. Колебания лунного грунта продолжалось около часа, что стало сюрпризом для исследователей. Оказалось, что в отличие от Земли на Луне возникают долго незатухающие колебания, подобно тому, как если это был колокол.

Помимо обнаружения лунотрясений астронавты смогли провести первую сейсморазведку на другой планете. На профилях длиной в несколько десятков метров через каждые 4—5 метра они производили удары по грунту и записывали сигналы. На них также были установлены специальные заряды, подрывавшиеся по команде с Земли, но уже без космонавтов на Луне.

13 мая 1972 года в 142 километрах от лунной сейсмостанции упал метеорит, диаметром два метра на скорости 20 км/с. Удар был настолько силён, что образовался кратер диаметром в сто метров. Записи сейсмогафов на двух сейсмостанциях расположенных в 967 километрах и 1026 километрах от места падения метеорита зашкалили, но смогли записать это лунотрясение.

После обработки сейсмограмм обнаружено существование у Луны коры. Она оказалась слоистой и сложенной из кальциево-алюминиевых пород с высокими градиентами скоростей.

Во время экспедиции «Apollo 13» высадки людей на поверхность Луны не было, но ею было вновь вызвано искусственное лунотрясение. Так, третья ступень ракеты «Saturn» весом в 15 тонн, летевшая на второй космической скорости (2,5 км/с) ударилась о лунную поверхность на расстоянии 135 км от сейсмометров. Это удар стал эквивалентен взрыву десяти тонн тротила, а колебания от него не затухали четыре часа.