Как и почему происходят землетрясения? Клуб почемучек

Землетрясения – это резкие колебания земной коры. Они могут иметь огромную разрушительную силу, – когда рушатся дома и образуются новые озера и горы, а могут проходить совсем незаметно – так, что не разбудят даже чутко спящую кошку. Случится они могут в любое время и в любых местах земли. Но все же есть закономерности, которым подчиняется их возникновение. О них я расскажу ниже. 

А пока, чтобы понять, что такое землетрясение, нам надо немножко повторить то, что мы уже знаем о строении Земли. Однажды мы разбирали этот вопрос (в выпуске “Клуба почемучек” про то, что будет, если Земля остынет). Вкратце повторю, что мы тогда сравнили строение Земли со строением яйца: желток это тяжелое железное ядро, белок – это мантия (слой раскаленного до огромных температур твердого вещества), верхний слой которой (астеносфера) не твердый, а вязкий, жидкий. А на самом верху, там, где у яйца скорлупа, находится то, что мы называем “земная кора“. Это слой твердого вещества, на котором мы живем. Из него состоят горы, на нем стоят дома, растут деревья, разливаются реки, моря и океаны.

Нам кажется, что нет ничего крепче и прочнее земной коры. Но на самом деле, в масштабах всей планеты она больше похожа на тоненькую пенку в стакане с горячим какао. Сварите для малыша какао и понаблюдайте за тем, как ведет себя пенка на его поверхности. Пенка может разрываться на куски, в ней могут возникать трещины и разломы. Отдельные куски пенки – это литосферные плиты, из которых состоит земная кора. Всего существует 8 крупных плит, десяток средних и около сотни мелких. Они плавают на поверхности жидкой астеносферы так же, как плавает пенка на поверхности какао. Одни кусочки пенки отдаляются друг от друга, другие сталкиваются. И тогда в этих местах происходят землетрясения.

Но, в отличие от пенки на какао, литосферные плиты плавают очень медленно. Самая быстрая скорость движения литосферной плиты (в т.н. разломе Сан-Андреас в Америке) на данным момент составляет 0,6 см в год. Покажите малышу, сколько это –  0,6 см. Пусть он представит, как это медленно – проходить такое расстояние целый год! Даже самая медленная улитка в мире настоящий скороход по сравнению с литосферной плитой! Поэтому того, что земля у нас под ногами куда-то плывет, мы не ощущаем. Но если одна плита медленно, но долго и сильно давила на другую, то рано или поздно сила давления в этом месте накопится и однажды высвободится с огромной энергией. И тогда один участок земной коры резко наскочит на другой – произойдет землетрясение. Место, где это случилось, называют очагом землетрясения. Обычно он находится глубоко под землей. А место на поверхности земли, расположенное над очагом землетрясения, называют эпицентром.

Весь облик Земли определяется процессами, которые происходят в глубинах земли (их называют тектоническими процессами). Существование гор и океанов, очертания материков и островов – все зависит от них.

Знаком ли малыш с географической картой? Знает ли название материков и океанов? Давайте поиграем с ними, а заодно и повторим географию. Для этого я предлагаю распечатать контурную карту мира (это изображение нужно открыть в новом окне  – оно тогда будет в полном разрешении, а затем сохранить его на свой компьютер). 

Не убирайте это листок – он нам пригодится для другой игры. 

Дальше я предлагаю сделать отдельные материки по шаблонам, которые я приводила для географического пазла. Их надо распечатать на отдельном листе бумаги, наклеить на картон и вырезать.

Материки для распечатки (откройте в новом окне, чтобы увидеть их в полном масштабе)

Теперь из этих кусочков малыш может собирать свою карту мира. Помогите ему разложить материки так, как они расположены сейчас. В процессе игры он возможно сам заметит, что некоторые материки своими очертаниями очень подходят друг к другу. Обратите внимание ребенка, как хорошо Южная Америка складывается с Африкой. И как Африка прямо идеально соприкасается с Аравийским полуостровом.

А может быть, когда-то давным-давно они и были соединены в этих местах? Такая мысль впервые пришла в голову немецкому ученому Альфреду Вегенеру в 1920-х годах. Он назвал свою гипотезу “теорией дрейфа континентов” и доказывал, что участки земной поверхности могут перемещаться друг относительно друга. Африка когда-то, действительно, была соединена с южной Америкой (а также с Антарктидой, Австралией и Индией). И все эти материки составляли общий континент – Гондвану. А Евразия и Северная Америка были соединены во второй континент  – Лавразию. Было это 135-200 миллионов лет назад, в Мезозойскую эру, когда на Земле господствовали динозавры.  

Попросите малыша попробовать составить эти континенты из вырезанных материков в соответствии с рисунком. 

Под действием движения литосферных плит Лавразия и Гондвана разделились на те материки, которые мы знаем сейчас. Но движение материков происходило и раньше – оказывается, Лавразия с Гондваной это осколки еще более крупного континента Пангеи, который образовался в пермском периоде, и раскололся в конце триаса, примерно 200-210 миллионов лет назад. Это был гигантский кусок суши, единственный материк на Земном шаре. По нему уже бродили первые виды пресмыкающихся – ужасные звероподобные ящеры. И шумели леса, состоящие в основном из голосемянных растений (похожие на наши елки и сосны).

А еще раньше Пангеи существовал другой суперконтинет – Паннотия.  А до нее были и еще: Родиния, распавшаяся 750 миллионов лет назад, Нуна (Колумбия, Хадсонленд) – максимальная сборка около 1,8 млрд лет назад  и Кенорленд – максимальная сборка около 2,75 млрд лет назад. Но и сейчас этот постоянный процесс возникновения и разрушения единого материка не закончился.

Современные материки продолжают передвигаться и когда-нибудь снова объединятся в единый суперконтинент. Ученые даже уже дали ему имя Пангея Ультима, и рассчитали, что возникнет она через 200-300 млн. лет. (По другим расчетам материки в будущем сложатся в несколько другой континент – Амазию. Но то, что будет новый суперконтинент, ученые не сомневаются).

Сложите из современных материков будущий суперконтинент Пангею Ультима.

Покажите малышу видео, визуализирующее движение континентов. В нем очень наглядно показана вся эволюция нашей планеты.

Карта вулканов и  зон землетрясений мира (увеличится при нажатии мышкой).  Источник: сайт http://justclickit.ru/karti/world.html

Но, к сожалению, несмотря на то, что теория движения литосферных плит полностью разработана, и границы этих плит хорошо известны, на данном этапе развития науки ученые не умеют предсказывать, где и когда именно произойдет землетрясение. И именно из-за этой непредсказуемости и из-за невозможности как-то предотвратить или повлиять на силу землетрясений, это стихийное бедствие является самым опасным из всех существующих на Земле. 

Землетрясения несут с собой огромные разрушения. Чтобы классифицировать степень их опасности для человека и зданий, была принята  12-ти бальная шкала интенсивности.

Попросите малыша построить на какой-нибудь небольшой, но ровной поверхности (например, на книжке)  несколько домиков из маленьких кубиков. Сейчас мы будем смотреть, что происходит с домами при землетрясениях разной силы. Чуть-чуть троньте книжку, та, что она даже не сдвинется. Это землетрясение силой 1-2 балла. Его почувствуют только специальные приборы – сейсмографы,  которыми ученые регистрируют колебания земной поверхности.

Город после слабого землетрясения

Троньте книжку сильнее, чтобы домики едва покачнулись. Это землетрясение силой 3-5 баллов. При нем дрожат стекла, качается мебель, люди чувствуют колебания. Если толкнуть книжку еще сильнее, так что попадают некоторые элементы построек, то это землетрясение силой 6-8 баллов. При нем могут треснуть дома, отвалится отдельные их части.

Город после среднего землетрясения

При землетрясении 9-11 баллов дома полностью разрушаются, в горах возникают обвалы и оползни. А при 12-балльном землетрясении происходит полное разрушение всех зданий и изменение формы рельефа земной поверхности – обвалы, появление трещин в грунте, образование новых озер.

Город после разрушительного землетрясения

К счастью,  сильные землетрясения происходят достаточно редко. Но есть целые регионы Земного шара, в которых часто случаются землетрясения слабой и средней силы. Эти районы называют сейсмически опасными. 

Карта сейсмических зон мира (при нажатии мышкой увеличится). Источник: сайт http://justclickit.ru/karti/world.html

На этой карте видно, что в Крыму, где я живу, тоже бывают землетрясения. Почти каждый год тут происходят землетрясения 1-2 балла, которые жители не чувствуют и о которых узнают только по радио. Но на моей памяти уже было три 4-балльных землетрясения, когда качались люстры, в шкафах звенела посуда и карандаши сами собой скатывались на пол со стола. Но ничего плохого с домами и их жителями не случалось, ведь люди, живущие в сейсмически опасных зонах, знают об опасности и строят дома специальным образом, чтобы они стояли как можно крепче. 

Давайте вместе с вами построим такие сейсмоустойчивые здания.

Сначала возьмем и поставим рядом два кубика – один высокий, другой низкий. Если толкнуть подставку, какой кубик упадет первым? Конечно высокий, он раскачивается сильнее.

Поэтому в сейсмоопасных районах не строят слишком высокие дома. А когда строят многоэтажки, то принимают специальные меры для того, чтобы сделать их устойчивыми. Например, используют фигурные выступы – эркеры. Давайте достроим нашему дому что-то похожее на эркер и попробуем снова потрясти подставку. Теперь уже не так легко его разрушить, правда? 

А еще при строительстве сейсмоустойчивых зданий используют специальный фундамент, на котором здание “скользит” или “плавает” во время подземных толчков. Мы можем сделать такой фундамент, используя мелкие шарики (или бусинки), насыпанные в крышку от банки. Если наш кубик поставить на такой фундамент и начать его трясти, то он не будет раскачиваться, а будет просто кататься по шарикам, и свалить такое “здание” будет достаточно трудно.

Чтобы я ответила и на ваши вопросы, вступайте в Клуб и задавайте свои вопросы! Для этого надо всего лишь поставить баннер на боковую панель вашего блога или сайта (код баннера можно взять перейдя по ссылке на архив), а если блога нет, то дать ссылку в любых соц. сетях. Присылайте вопросы мне на почту tavika2000 @ yandex.ua (убрать пробелы) с пометкой “Клуб почемучек”.  Среди всех присланных вопросов, независимо от того, опубликовала я на них ответ или нет, я разыгрываю призы. Следующий розыгрыш будет проходить по итогам осенне-зимнего сезона и состоится 1 марта.
А также я приглашаю спонсоров к сотрудничеству с моим Клубом!

Архив прошлых выпусков “Клуба почемучек” можно посмотреть ЗДЕСЬ.