Землетрясения: причины, последствия, прогноз

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  И НАУКИ 
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 

Федеральное государственное  автономное образовательное  
учреждение высшего профессионального образования

«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ»

 

Геолого-географический факультет

Кафедра Общей  и исторической геологии

 

 

 

Василихин Сергей Валерьевич

 

 

Землетрясения: причины, последствия, прогноз

 

КУРСОВАЯ РАБОТА 
студента 1 курса направления 020700 – Геология (или специальности 130101 – Прикладная геология)

 

 

Научный руководитель –  
доц. к. г.-м. н. Бондарева Оксана Сергеевна

 

 

 

 

Ростов-на-Дону – 2013

 

^{Оглавление}

 

 

^{1 Введение}

Землетрясение – это одно из самых опасных и страшных природных катастроф, занимающее по разрушительным последствиям и числу жертв одно из первых мест среди природных катастроф. Кроме того, землетрясения различной силы происходят постоянно в различных точках земного шара. Несмотря на усилия сейсмологов, землетрясения зачастую происходят неожиданно. Поэтому учёные многих стран не оставляют попыток определить природу землетрясений, выявить причины, их вызывающие, и научиться их предсказывать.

Землетрясения обусловлены глобальной эволюцией литосферы нашей планеты, которая продолжается сотни миллионов лет. Тема актуальна, поскольку предотвращать землетрясения пока еще не научились, однако их разрушительные последствия и количество человеческих жертв могут быть сокращены.

 Для того, чтобы сократить это число, необходимо разобраться в причинах, прогнозе, последствиях землетрясений. Это и является основной целью данной работы. В соответствии с поставленной целью, в работе рассматриваются следующие задачи: выяснить причины движения земной коры; как предсказать разрушение; каковы же беды от землетрясений.

Данная работа состоит  из введения, общих сведений, сейсмического районирования, последствий землетрясений, заключения и списка использованной литературы.

В первом разделе “Общие сведения” Рассматриваются основные причины, типы землетрясений, рассказывается о методах прогноза.

Во втором разделе подробно изложена характеристика наиболее известного сейсмически активного района нашей планеты – “Тихоокеанского огненного кольца”

 

^{2 Общие сведения}

^{2.1 Причины землетрясений}

Землетрясение - сотрясение земной коры, вызванное естественными причинами. Проявляются в виде подземных толчков, зачастую сопровождаются подземным гулом, образованием трещин, колебаниями почвы, разрушением зданий, дорог, жертвами.

Boпpoc o причинax зeмлeтpяceний дo cиx пop дo кoнцa нe изучeн. Землетрясения возникают в результате разрушения локализованного обьема среды, в котором произошло накопление напряжений до некоторого критического уровня. Сброс накопленного напряжения приводит к возникновению сейсмических разрывов и множественным микроразрушениям в породе. Современные исследователи связывают накопление напряжений в пopoдax как c внутренними (эндогенными) явлениями, так и c внешними (экзогенными) периодическими пpoцeccaми, например, с приливными воздействиями Солнца и Луны на Землю.

Eщe одной из причин землетрясений является быcтpoe смещение участка земной коры, как целого, в момент пластической (хрупкой) деформации упруго-напряженных пopoд в oчaгe землетрясения.

Причины образования  разрывных типов землетрясений объясняются тем, что в ряде землетрясений поперечные волны, образуемые при сдвигах, получаются более интенсивными, нежели волны продольные. При простом сжатии, растяжении вещества без paзpывa, продольные волны должны были быть сильнее.

 

^{2.2 Типы землетрясений}

 По характеру протекающих процессов в очагах, землетрясения подразделяют на несколько типов: тектонические, вулканические и техногенные.

Тектонические землетрясения проявляются процессом растрескивания, протекающим с некоторой конечной скоростью (т.е. не сразу). Результатом является образование и обновление разномасштабных разрывов, в которых происходит как высвобождение энергии, так и её перераспределение в некотором объёме.

По современным представлениям, тектонические землетрясения связаны с кратковременными разгрузками механических напряжений, возникающих при взаимодействии блоков литосферы. Сила трения до некоторых пор препятствует этим перемещениям и тем самым способствует накоплению напряжений. Когда смещающие силы превышают силу трения, наступает разгрузка этих напряжений, приводящая к смещению блоков породы по глубинным разломам и образованию новых разломов в коре. Во время этой разгрузки возникают сейсмические волны, распространяющиеся от гипоцентра, которым обычно является наиболее напряжённый узел деформаций [В. С. Мильничук, М.С. Арабаджи; “Общая геология”; Москва, “Недра”, 1989].

Максимальная величина, зарегистрированных сейсмогенных смещений по разлому - 15 м.

Для тектонических землетрясений  характерны:

1. Значительный радиус сотрясаемой площади: 1500-2000 км.
2. Обширное распространение сейсмических волн.
3. Вытянутость областей сотрясений вдоль молодых горных сооружений и зон разломов.
4. Значительные изменения рельефа поверхности и разрушение искусственных сооружений.

 Распространение разрывов  имеет большую скорость - несколько километров в секунду. Объем пород, охваченный процессом разрушений, называется очагом землетрясения.

Центр очага называется гипоцентром - условно-точечный источник колебаний.

Чаще всего разрывы имеют сдвиговую природу, причём очаг землетрясения охватывает определённый объём вокруг. Точка проекции гипоцентра на земную поверхность называется эпицентром землетрясения, точка наиболее отдалённая - антиэпицентром. Линии, которые соединяют точки одинаковой интенсивности землетрясения, называются изосейстами. Плейстосейстовая область – это область максимальных баллов вблизи эпицентра.

Основному сейсмическому удару обычно предшествуют форшоки, которые свидетельствуют о нарастании напряжений в горных породах.  Более слабые сейсмические толчки, следующие после главного удара, называются афтершоками и свидетельствуют о разрядке напряжений при образовании новых разрывов в породе.

Вулканическими принято считать землетрясения, появляющиеся в районах современной вулканической деятельности. Такие типы землетрясений происходят при усилении активности вулкана. Так как многие области действующих вулканов во множестве стран мира совпадают с сейсмическими районами, то зачастую нельзя точно отнести землетрясение к какому-либо конкретному типу. Относить землетрясение к вулканическому типу можно тогда, когда оно происходит в близости от действующего вулкана, в моменты его наибольшей активности. Площадь распространения последствий  обычно не более 30-50 км в поперечнике, а изосейсты опоясывают конус вулкана и по форме близки к окружностям. Обычно эпицентр располагается вблизи конуса вулкана, а очаг - на небольшой глубине от поверхности земли.

Pиcунок1 Вoзникнoвeниe вулкaничecкoгo зeмлeтpяceния (заимствовано из [http://www.rgo.ru/expedition/ognennyj-poyas-zemli/ognennyj-poyas-zemli/])

 

Землетрясения этого типа слабы, обычно продолжаются долго — недели и месяцы, многократны. Тем не менее, oпacнocти для людей не представляют.

Последствия вулканических землетрясений почти ничем не отличается от тектонических, однако их масштаб и "дальнобойность" значительно меньше.

Денудационные землетрясения связаны с процессами денудации земной коры – обвалы в горах, крупными оползнями, провалами естественных пустот (карстовых пещер) и т.д. Эти землетрясения поверхностные, так как гипоцентр располагается на минимальной глубине. Сила их в редких случаях может быть значительной, однако отмечается только в эпицентре и быстро убывает с удалением от него [В. С. Мильничук, М.С. Арабаджи; “Общая геология”; Москва, “Недра”, 1989].

Землетрясения техногенного типа могут быть вызваны: испытаниями ядерного оружия; последствиями добычи полезных ископаемых (нефти и газа) при нагнетании жидкости в скважины; колебаниями почвы от взрывных работ при добыче руды и пр. Также техногенные землетрясения происходят при обрушении сводов горных выработок.

По глубине фокусов  землетрясения разделяются на 3 группы:

• мелкофокусные (0-60 км)
• среднефокусные (60-150 км)
• глубокофокусные (150-700 км)

Обычно гипоцентры сосредоточены  в верхней части земной коры (10-30км), так как коре свойственна наибольшая жёсткость и хрупкость.

Глубокофокусные землетрясения наиболее регистрируемы. Происходят в литосфере на глубине с 200км, где и происходит растрескивание коры. Напряжения накапливаются до некоторой критической точки, затем образуется разрыв и подвижка горных пород. Иногда очаги достигают глубины до 700км., но на такой глубине мантия под действием сильного тепла и давления переходит из хрупкого состояния в тягучее, пластическое.

Спустя 60 лет с момента  открытия глубокофокусных землетрясений  до сих пор неясны причины возникновения очага в столь размягченных породах.

Микроземлетрясения регистрируются в пpeдeлax локальных территорий  очень высокочувствительными  приборами. Их энергии недостаточно, чтобы возбудить интенсивные сейсмические волны, которые cпocoбныe pacпpocтpaнятcя на большие расстояния. Можно сказать, что такие землетрясения происходят почти непрерывно, вызывая интepec только у ученых.

 

^{3 Методы прогноза}

^{3.1 Регистрация землетрясений. Сейсмограф}

Прибор, используемый для записи сейсмических колебаний, называется сейсмографом, а сама запись - сейсмограммой. Сейсмограф содержит маятник, подвешенный внутри корпуса на пружине, а также записывающее устройство.

Первые записывающие устройства состояли из вращающегося барабана с бумажной лентой. При вращении, барабан смещался в разные стороны, так, что нулевая линия на бумаге представляла собой спираль. Ежеминутно на график наносились вертикальные линии - отметки времени; для чего были необходимы очень точные часы, которые регулярно сверяли с эталоном времени (до секунды и меньше).

В большинстве сейсмографов для преобразования механического действия в электрический импульс используют индукционные устройства. Принцип действия основан на возникновении магнитного потока, проходящего сквозь витки индукционной катушки, при перемещении маятника относительно корпуса. Появившийся слабый ток приводит в действие гальванометр, который соединен с зеркальцем, отбрасывающим луч света на светочувствительную бумагу фиксирующего устройства. Современные сейсмографы ведут регистрацию в цифровом виде с помощью компьютеров.

 

^{3.2 Типы сейсмических волн}

Колебания – это упругие  волны, распространяющиеся из самого очага  землетрясения. Их характер и скорость распространения зависят от плотности пород и упругих свойств. Скорость распространения упругих волн увеличивается прямо пропорционально квадратному корню значений упругости и плотности среды.

Продольные  и поперечные волны на сейсмограммах фиксируются раньше остальных. Продольные регистрируются в первую очередь. Они носят названия Р-волн. Скорость их распространения зависит от модуля упругости и жесткости породы. Вблизи земной поверхности скорость Р-волн 6 км/с, на очень большой глубине - 13 км/с. Следующими регистрируются поперечные волны, названные S-волнами или вторичными волнами. Скорость их распространения зависит от сопротивления породы сдвигу - примерно ⁷/₁₂ от скорости распространения Р- волн

Поверхностные волны – волны, распространяющиеся вдоль земной поверхности или параллельно ей. Проникают не глубже 80-160 км. Различают волны Рэлея и Лява (названные по именам ученых, разработавших математическую теорию распространения этих волн). Поверхностные волны часто сокращенно обозначают как L-волны. Скорость их распространения составляет 3,2-4,4 км/с. В глубокофокусных землетрясениях поверхностные волны очень слабые.

 

^{3.3 Интенсивность землетрясений}

Интенсивность землетрясений (сила землетрясений) характеризуется как в баллах в качестве меры разрушений, так и понятием магнитуды в качестве высвобождённой энергии.

В России используют 12-балльную шкалу интенсивности землетрясений MSK-64, составленная С. В, Медведевым, В. Шпонхойером и В. Карником. Согласно этой шкале, принята следующая градация интенсивности или силы землетрясений (табл. 1)[Н. В. Короновский, В. И. Старостин; «Геология для горного дела”; Москва, издательство центр “Академия” 2007]

 

Балл	Критерий
1-3	Слабо-ощутимые: раскачиваются подвешенные предметы, скрипят и пр двигаются раскрытые двери. Такие землетрясения регистрируются только приборами.
4-5	Ощутимые - часть посуды бьется, незначительные повреждения зданий: трескаются стекла окон, трещины в штукатурке и грунтах, опрокидывается мебель.
6-7	Сильные - значительные повреждения зданий: рушится штукатурка, кирпичи, карнизы, трещины, оползни, осыпи, ломается мебель. Серьёзные повреждения грунта.
8	Сопровождаются разрушениями: сильные повреждения зданий, разрушения заводских труб, памятников, башен, колонн, водонапорных башен.
9	Опустошительные: разрушения большинства зданий, разрывы рельсов, трубопроводов. Также сильные повреждения плотин, бортов водохранилищ. Появление трещины до нескольких дециметров.
10	Уничтожающие: разрушают  почти все здания, мосты, появляются крупные оползни и обвалы.
11	Катастрофические: разрушения плотин, насыпи. Появление на поверхности широких трещин, уходящих глубоко в недра, небольшое изменение ландшафта.
12	Губительные катастрофы: тотальные разрушения, изменения формы рельефа местности обширных площадей.

Таблица 1 Шкала интенсивности силы землетрясений

 

3.4 Магнитуда землетрясений. Шкала магнитуд по Рихтеру

Магнитуда землетрясений (высвобождённая энергия) – количественная оценка меры полной энергии сейсмических волн, высвободившейся при землетрясении. Представляет собой величину, пропорциональную логарифму отношения максимальной амплитуды конкретного типа волн в данном землетрясении и любого стандартного землетрясения:

,

где А и Т – амплитуда и период колебаний в волне; - расстояние от пункта наблюдения до эпицентра; В и - константы, зависящие от условий расположения пункта наблюдения.

Обычно магнитуда определяется по шкале по данным сейсмографов. Данная шкала получила название шкалы магнитуд или Рихтера (американский сейсмолог). Шкала была предложена им в 1935 году. Есть различия по способам определения магнитуд мелко-фокусных и глубокофокусных землетрясений. Магнитуды разных типов волн разные по величине.

Существует также множество модификаций шкал. Они помогают оценивать энергию всех землетрясений Земли, включая ядерные подземные и промышленные взрывы. Такая магнитуда оцениваются сейсмическим моментом:

Где - сдвиговая прочность пород в зоне разлома; S – площадь поверхности разлома; - среднее смещение по разлому, позволяющее оценить величину землетрясения.

 

Выделившаяся энергия определяется по формуле:

,

где - плотность верхних слоёв Земли; - скорость сейсмических волн; А – амплитуда смещения; Е – период колебаний.

 Связь между энергией и  магнитудой Рихтера, предложенное Б. Гутенбергом:

,

Формула характеризует огромное увеличение энергии при увеличении магнитуды( увеличение на 1ед вызывает увеличение энергии в 32 раза, а А увеличивается всего в 10 раз). Это соотношению иллюстрирует диаграмма 1[Н. В. Короновский, В. И. Старостин; «Геология для горного дела”; Москва, издательство центр “Академия” 2007]:

Диаграмма 1 Соотношение магнитуды землетрясений и выделившейся энергии

 

3.4.1 Сейсмическое районирование

Сейсмическое  районирование - это составление карты сейсмической опасности, т.е. деление местности на районы разной сейсмической активности по силе возможных землетрясений. Для этого необходим тщательный анализ частот прошлых землетрясений, знание особенностей геологического строения определённых сейсмических участков, положения эпицентров и гипоцентров.

Сейсмическое районирование  актуального и, начиная с середины прошлого века, используемо в большинстве  стран мира. Оно также является важной народнохозяйственной задачей, так как позволяет учитывать сейсмические особенности  районов при планировании и строительстве городов, железных дорог, гидроэлектростанций и т.д.

В природе всегда существуют условия неопределенности, которые делают неправомочным безоговорочный подход к сейсмическому районированию. Оно может быть принято лишь на вероятностной основе. Иными словами, риск всегда имеет место, но его необходимо свести к минимуму. Это и закладывается в новых картах, дающих оценку степени сейсмической опасности для объектов разных сроков службы и категорий, и отражают расчетную интенсивность сейсмических сотрясений, ожидаемых в данной географической местности с заданной вероятностью в течение определенного интервала времени.

 Компьютерные технологии  позволили создавать модели и  карты источников возникновения  землетрясений, планирование активности на любой интервал времени и изучать эффекты виртуальных очагов на земную поверхность.

 

^{3.4.2. Определение возможного начала будущих землетрясений}

Существует 3 направления  исследования:

1. Наклономеры – специальные приборы, регистрирующие малейшие изгибы и подвижки пластов (эти данные могут установить критический порог деформаций, за которым следует землетрясение). В более общей форме механические землетрясения оценивают по геодинамическим критериям, которые синхронно измеряют вертикальную и горизонтальную составляющую тектонических движений.
2. геохимический критерий – основывается на изучении сейсмических районов подземных вод, состав ( к примеру радон), температура которых резко меняется в течении нескольких дней перед катастрофой. Включает в себя определение ионного состава, состава растворённых газов, измерения изотопных соотношений
3. геофизический критерий – направление, изучающее комплекс физических параметров различных слоёв земной коры и флюидов. Наблюдаются изменения соотношения скоростей продольных и поперечных волн.

 

 

^{4 Характеристика сейсмической активности}

^{Тихого  океана}

Наиболее важным поясом повышенной сейсмической активности является Тихоокеанский пояс - самая активная вулканическая зона планеты. Ложе Тихого океана окаймляют около 300 действующих вулканов, или 75% действующих во всём мире, поэтому сам район часто именуют “Тихоокеанским огненным кольцом”. Оно представляет собой цепь вулканов, протяжённостью в 40 тысяч км, образующих кольцо диаметром в 10 тысяч км по краям океана. Кольцо включает в себя большое количество густонаселённых прибрежных районов в области Тихого oкeaнa, такие как Новая Зеландия, Новая Гвинея, Япония, Алеутские ocтpoвa, Aляcкa и зaпaднoe пoбepeжьe Ceвepнoй и Южной Aмepики. Цепь вулканов проходит через Камчатку, Курильские, Японские, Филлипинские острова, Восточную Индонезию и Новую Зеландию, далее через Антарктиду по Южной и Северной Америке и замыкается на Аляске и Алеутских островах.

Рисунок 2 Тихоокеанское огненное кольцо ([http://geolvg.blogspot.ru/2009/11/blog-post_25.html])

 

^{4.1 Образование Огненного пояса}

Корни вулканов Тихоокеанского кольца берут свое начало гораздо глубже, чем это предполагали ранее, а места зарождения и размещения вулканов строго соответствуют геологической обстановке.

Окраины материков, места стыков и разломов литосферных плит – это активные участки литосферы, в которых действуют большинство современных вулканов и где часто наблюдаются землетрясения. Эти участки образуют сейсмические пояса Земли, протянувшиеся на тысячи километров.

Огненное кольцо проходит по границе соприкосновения тихоокеанской океанической и континентальных плит.

По дну Тихого океана проходит Срединно-океанический хребет. Из его трещин проступает магма, застывает и образует новые участки коры (рис.3)[http://www.rgo.ru/expedition/ognennyj-poyas-zemli/ognennyj-poyas-zemli/]:

Рисунок 3 Образование сейсмического пояса ([http://www.rgo.ru/expedition/ognennyj-poyas-zemli/ognennyj-poyas-zemli/])

На границах схождения литосферных плит происходит субдукция. В результате субдукции океаническая литосферная плита попадает в область высоких температур и давлений, где из нее начинают выделяются перегретые минеральные флюиды. От наклонной зоны субдукции эти флюиды и тепловой поток движутся вверх, происходит плавление горных пород и образование магмы. Жидкая магма прорывается на земную поверхность, порождая вулканические извержения. Так над зоной субдукции образуются порождаемые ею вулканы.

Субдукция – погружение тектонической плиты в верхнюю мантию. Явление наблюдается в районах, где сходятся океаническая и континентальная плиты, образуя глубоководный желоб. Различают японскую, марианскую и другие типы субдукций в зависимости от характера схождения плит.

Спрединг – раздвигание океанического дна. Блоки океанической коры расходятся, магма заполняет образовавшиеся трещины и, застывая, образует новую кору. Процесс наблюдается вблизи Срединно-океанических хребтов.

В Тихом океане наблюдается несколько зон спрединга океанических литосферных плит, главная из которых Восточно-Тихоокеанская.

Связь между вулканами и уходящей под них зоной субдукции хорошо видна на примере Камчатки, геологическое строение которой подробно изучено, а вулканы, действующие здесь (их около 30), находятся под постоянным наблюдением ученых. Эта часть вулканического кольца расположена в зоне взаимодействия двух крупных литосферных плит: Тихоокеанской и континентальной. Здесь Тихоокеанская плита движется со скоростью 8-9 см/год на северо-запад, и пододвигается под почти неподвижный континентальный край. Хотя есть мнение, что континентальная плита тоже сдвигается на северо-запад, но гораздо медленнее – примерно со скоростью менее 1 см/год. Следовательно, скорость относительной конвергенции (схождения) литосферных плит составляет около 8 см/год, чем и определяется скорость субдукции. На морском дне линия взаимодействия двух литосферных плит выражена Камчатским желобом, узким и глубоководным (до 8км). В этой зоне субдукции Тихоокеанская плита пододвигается под Камчатскую континентальную, а затем перегибается и уходит в глубину под углом около . Это старая, меловая, остывшая и упругая океаническая литосфера мощностью около 70 км, которая хорошо просматривается ниже, где погружается в разогретую и размягченную астеносферу. С помощью методов сейсмической томографии ученым удалось изучить субдуцирующую плиту достаточно глубоко. В отличие от других зон субдукции, здесь Тихоокеанская плита пересекает границу верхней и нижней мантии Земли (в 670 км от поверхности) и достигает глубины более 1000 км. При этом, Тихоокеанский слэб погружается наклонно и проходит под Камчаткой, а далее - под Охотское море.

Зона субдукции под Камчатку сопровождается возникновением очагов землетрясений. Они проявляются уже на первом перегибе литосферы возле глубоководного желоба (очаги растяжения на своде и сжатия внутри изгибающейся плиты).

Затем наблюдаются многочисленные сильные очаги разрядки напряжений в местах контакта двух сходящихся литосферных плит - там, где одна из них уходит вниз и начинает пододвигаться под другую. И далее, еще ниже, очаги начинают зарождаться уже внутри нее, где океаническая литосферная плита пересекает вязкую астеносферу. Процесс происходит до тех пор, пока плита не разогреется и не потеряет способность к хрупким деформациям. Эти очаги растяжения и сжатия, порождаются температурными и иными изменениями объема пород. Как показано на разрезе, такие очаги землетрясений, до некоторой глубины, размещаются в два ряда, что обусловлено большой толщиной субдуцирующей литосферы. В целом наблюдаем характерную наклонную сейсмическую зону, которая берет начало от Камчатского желоба и доходит до глубины в 500-550 км. Характерные наклонные системы очагов наблюдаются во всех современных зонах субдукции по зоне Беньофа, в некоторых местах уходящих в глубину до 700км.

Расположение активных вулканов соответствует зоне Беньофа и почти все извержения происходят там, где субдуцирующая литосфера достигает глубины 100-200 км. Но именно на этих глубинах, под поясом вулканов, очагов землетрясений мало: в зоне Беньофа вырисовывается слабосейсмичный пробел, который обусловлен снижением упругих свойств субдуцирующей литосферы.

Наиболее вероятной  причиной этого считается массовое выделение флюидов, так как температура и давление литосферы, при перемещении на глубину, достигает критических значений. Движение вверх горячих флюидов формирует очаги расплавленной магмы и образование вулканического пояса.

По всему Тихоокеанскому полукольцу корни действующих вулканов прослеживаются до субдукционного слэба. От места к месту условия субдукции меняются: различны возраст (толщина и температурные условия) пододвигающейся литосферы и скорость субдукции. Под Марианской и Идзу-Бонинской вулканическими дугами, над слэбом в фундаменте вулкана, земная кора очень тонкая, сложена из железисто-магнезиальных пород. Под Андами - кора толстая, богата кремнием и алюминием. Все это оказывает влияние на характер вулканических извержений и состав извергающихся лав. Но геологические причины вулканического процесса по всему Тихоокеанскому кольцу похожи, и определяются субдукцией, которая направлена от океана под его обрамление.

В различных местах меняется угол наклона зоны субдукции, но остается постоянной глубина, по достижении которой, уходящая вниз литосфера дает начало магматическим процессам (около100-200 км), поэтому при больших углах наклона вулканический пояс приближается к глубоководному желобу, а при малых углах - удаляется.

Данные простые геометрические соотношения наблюдаются по всему Тихоокеанскому кольцу, потому что в наши дни Тихий океан, с его естественным обрамлением, представляет собой единую геологическую систему планетарного масштаба, в которой кольцо действующих вулканов занимает свое вполне определенное место. Потоки астеносферного вещества, поднимающиеся в зонах спрединга, а затем расходящиеся, способствуют разрастанию океанической литосферы и перемещению ее к зонам субдукции на периферии океана. А уже здесь новообразованная литосфера пододвигается под континентальное обрамление и поглощается на глубине. При этом от субдуцирующей литосферы отделяются и движутся вверх флюиды, которые вместе с тепловым потоком формируют магматические очаги и вулканы. Пока действует вся эта система, развивается и вулканическое ожерелье Тихого океана.

 

Рисунок 4 Возраст земной коры. На схеме разными цветами показан возраст земной коры. Красным обозначены новые участки (заимствовано из [http://www.rgo.ru/expedition/ognennyj-poyas-zemli/ognennyj-poyas-zemli/])

 

Различают два  типа активных окраин:

– островодужный (Западно-тихоокеанский тип);

– приконтинентальный (Восточно-тихоокеанский тип).

Западная окраина океанической плиты погружается под почти неподвижный край Евразийской плиты, образуя в местах соприкосновения литосферных плит глубоководные желоба (рис.5). Вдоль них сформировались цепочки вулканических островов – островные дуги, отделяющие окраинные моря, или задуговые бассейны от глубоководных желобов.

Рисунок 5 Западно-тихоокеанский тип океанической коры (заимствовано из [http://www.rgo.ru/expedition/ognennyj-poyas-zemli/ognennyj-poyas-zemli/])

Восточная окраина значительно отличается от западной. Островные дуги отсутствуют, а вулканы расположены по краю материков.

Океаническая  плита погружается под континентальную плиту, трескается и раскалывается, отзываясь землетрясениями на поверхности (рис.6) Горные породы, из которых сложена плита, под действием высоких температур и давления плавятся и выделяют флюиды, которые по трещинам вместе с магмой прорываются наружу во время извержения. Уходя в глубину, плита разогревается настолько, что становится пластичной и непроницаемой для флюидов [http://www.rgo.ru/expedition/ognennyj-poyas-zemli/ognennyj-poyas-zemli/]

 

Рисунок 6 Восточно-тихоокеанский тип океанической коры (заимствовано из [http://www.rgo.ru/expedition/ognennyj-poyas-zemli/ognennyj-poyas-zemli/])

 

^{4.2 История вулканического кольца}