Конец нынешнего високосного года был ознаменован одной из самых грандиозных природных катастроф в новейшей истории. 26 декабря произошло подводное землетрясение огромной силы, эпицентр которого находился на десятикилометровой глубине к северу от индонезийского острова Симелуэ, расположенного у западного побережья Суматры. Вертикальные смещения океанского дна породили мощные волны, рванувшиеся через Индийский океан по всем азимутам. Удары волновых фронтов обрушились на многочисленные острова Индонезии, побережье Индокитая, Никобарские и Андаманские острова, Цейлон, полуостров Индостан, а также на Кению и Сомали. По сегодняшним официальным данным, число человеческих жертв составляет около 70 тысяч, но скорее всего оно много больше.

Вспоминается страшный катаклизм, поразивший другую азиатскую страну в точности годом раньше. Утром 26 декабря 2003 года иранская провинция Керман содрогнулась от двух подземных толчков, случившихся с интервалом в 38 минут. Это землетрясение практически полностью разрушило древний город Бам и унесло жизни более сорока тысяч человек. От таких календарных совпадений даже рационально мыслящему человеку становится не по себе.

И все же попробуем с научной точки зрения проанализировать, насколько необычен "послерождественский" сейсмический катаклизм 2004 года, чем он вызван и каковы его возможные последствия (разумеется, помимо очевидных – гибели людей, разрушений, опасности эпидемий и огромного экономического ущерба). Начнем ab ovo – в данном случае с природы землетрясений.

Землетрясение – это локальный разрыв горных пород, который порождает упругие волны, распространяющиеся во все стороны от очаговой зоны. Такие разрывы чаще всего происходят в районах контакта плит, формирующих земную кору. Эти плиты обычно либо расходятся, либо движутся навстречу друг другу, в результате чего в них возникают и накапливаются упругие напряжения, которые периодически "сбрасываются" в виде землетрясений. Очаговая зона землетрясения называется его гипоцентром, а проекция этой зоны на земную поверхность – эпицентром.

Силу землетрясений (специалисты предпочитают называть эту величину магнитудой) обычно измеряют на базе шкалы, которую в 1935 году предложил американский сейсмолог Чарльз Френсис Рихтер. Ее определяют как десятичный логарифм отношения максимальной амплитуды волн данного землетрясения к амплитуде волн землетрясения, которое принято за эталонное. Это означает, что амплитуда сейсмических волн землетрясения силой в 6 баллов рихтеровской шкалы в 10 раз больше амплитуды пятибалльного землетрясения. Магнитуды самых мощных зарегистрированных сейсмических катаклизмов превышают 9 баллов (например, сила подводного землетрясения, которое в 1964 году произошло неподалеку от Аляски, составила 9,2 балла). Магнитуда первого толчка прошлогоднего иранского землетрясения равнялась 6,9 балла, а второго - 5,3 балла. Магнитуда подводного землетрясения 26 декабря достигла 9 баллов.

Если очаг землетрясения находится под Мировым океаном, то сотрясения морского дна могут привести к формированию волнового фронта, который пронизывает всю толщу воды - от самых глубинных участков до самой поверхности. Скорость этого фронта в каждой конкретной точке пропорциональна квадратному корню из расстояния от поверхности до дна (и, следовательно, тем выше, чем больше глубина) и может дойти до 1000 км/час. В открытом море высота такой волны не больше одного метра, однако на мелководье ее гребень может подняться на десять и даже двадцать метров. Такая волна обрушивается на берег с чудовищной силой и буквально сметает все на своем пути. Именно это явление и называется цунами – в переводе с японского "большая волна в бухте".

Таким образом, цунами – результат выхода ударной волны мощного подводного землетрясения в береговую зону.

Даже самые сильные подводные землетрясения не всегда влекут за собой цунами – многое зависит от характера колебаний, глубины эпицентра и географического положения ближайших участков суши. За примерами ходить недалеко. 24 декабря, всего за двое суток до катаклизма у берегов Суматры, подобным образом "рвануло" в южной части Тихого океана - в районе острова Макуаре, который находится на полпути между Австралией и Антарктидой. Поскольку магнитуда этого землетрясения составила 8,1 балла, оно могло угрожать и Австралии, и Тасмании, и Новой Зеландии сильнейшими цунами. Однако ничего подобного не случилось, и уровень воды у этих берегов практически не изменился.

А вот Юго-Западной Азии не повезло. Специалисты объясняют возникновение суматранского цунами тем, что в результате землетрясения на дне океана почти мгновенно образовался уступ высотой около десяти метров и протяженностью около тысячи километров. Это вертикальное смещение донных пород привело к тому, что вниз провалилась многокилометровая стена воды, высвободив огромную потенциальную энергию, которая и пошла на формирование мощного волнового фронта. А поскольку океан в этом районе очень глубок, скорость волны изначально оказалась чрезвычайно высокой – не меньше 800 километров в час. Дальнейшее, увы, известно.

Ученые уже начали спорить о геологических последствиях этого катаклизма. Одни считают, что он привел к горизонтальному сдвигу берега Суматры и прилежащих островов на несколько десятков метров. По мнению других, дело ограничилось лишь сдвигами в вертикальном направлении, причем небольшими и, возможно, кратковременными.

Некоторые сейсмологи поторопились поразить мир известием, что последнее землетрясение вызвало поворот земной оси (правда, весьма незначительный), а также немного увеличило скорость вращения нашей планеты и тем самым укоротило сутки. В принципе оба эти утверждения могут оказаться верными, но здесь необходимы уточнения. Ось вращения Земли неизменно смотрела бы в одном направлении только в том случае, если бы наша планета представляла собой абсолютно жесткий однородный шар, вращающийся в совершенно пустом пространстве. Но Земля отнюдь не тверда и не однородна, она сплюснута у полюсов и движется в гравитационных полях Солнца, Луны и планет, не говоря уж о звездах Галактики. Поэтому земная ось перемещается по поверхности кругового конуса раствором в 47 градусов, совершая один оборот за 26 тысяч лет. Более того, она совершает еще несколько дополнительных угловых минисмещений, периоды которых составляют от нескольких суток до восемнадцати с половиной лет. И наконец, угловая скорость вращения Земли постепенно снижается - в основном из-за тормозящего воздействия лунных приливов. Так что направление земной оси и протяженность суток – отнюдь не константы.

Пойдем дальше. Любое перераспределение вещества Земли влечет за собой изменение моментов инерции планеты и, следовательно, влияет на ее вращение. К примеру, если бы Земля сжалась к центру, то она стала бы крутиться быстрее, в обратном случае – медленнее. Если подобное перераспределение не обладает сферической симметрией, то оно может повлечь за собой и поворот земной оси.

Перераспределение земных масс в результате суматранского катаклизма было именно таким – со всеми только что описанными последствиями. К такому же эффекту приводит, скажем, и вояж океанского лайнера из Лондона в Нью-Йорк, и даже сезонный перелет гусей из Канады в Мексику. Но все дело в масшабах. Масса Земли в тоннах – это шестерка, помноженная на 10 в двадцать первой степени, радиус – 6400 километров. Смещение пород после землетрясения составило не более десятков метров, а их общая масса вряд ли превышает несколько миллиардов тонн. Таким образом, наша старушка-планета чуть-чуть деформировалась (не в первый и не в последний раз), но удастся ли экспериментально определить результирующие изменения ее суточного вращения – большой вопрос. В любом случае они будут очень и очень незначительными.