Мы познакомились с выдающимися по своей силе и разрушительности землетрясениями и с теми явлениями, которые им сопутствуют. Постараемся теперь сделать общие выводы из этих описаний, присоединяя к ним то, что известно о других замечательных землетрясениях, и те объяснения, которые дают ученые.
Прежде всего обратим внимание на следующее. Все описанные землетрясения не представляют чего-либо необычайного в тех странах, где они произошли. Они необычайны только по своим размерам и по тем разрушениям, которые произвели. Вообще же во всех этих странах, т. е. в Италии, Греции, Японии и Средней Азии, землетрясения составляют нередкие явления.
Отмечая целый ряд известных землетрясений, ученые пришли к выводу, что они часто повторяются в одних и тех же странах; другие страны, напротив, сравнительно покойны и не подвержены землетрясениям. Землетрясения часто случаются в горных странах, где подземные силы, изогнувшие в складки громадные земные пласты, еще не закончили свою горообразующую работу, как, например, в Гималаях, в Альпах, на Кавказе и Андах. Часты они также в местностях, где имеются вулканы. Но особенно часты они в таких горных странах, которые расположены по берегам морей и океанов, на дне которых поблизости имеются глубокие впадины с крутыми краями, как, например, вблизи берегов Японии.
В Европе землетрясения всего чаще случаются в Альпах и на всех южных полуостровах —Пиренейском, Апеннинском и Балканском. Вообще все страны, расположенные по берегам Средиземного моря, — весь северный берег Африки и Малая Азия — подвержены Землетрясениям. В Азии землетрясениям подвержены также Сирия, Кавказ, Армения, Туркестан, Иран, Индия и некоторые восточноазиатские острова, особенно Япония. Далее землетрясения составляют обычное явление на Малайском архипелаге и на островах Великого океана. Наконец, землетрясения очень часты в Центральной Америке, на островах Вест-Индии и на северном и западном берегах Южной Америки.
Напротив, обширные равнины, сложенные из ровных, не изогнутых в складки осадочных пород, представляют обыкновенно спокойные местности, где землетрясения очень редки. Редки они и в таких горных местностях, горные цепи которых образовались в более отдаленные времена и где горообразующие силы уже закончили свою работу, например, Урал, Скандинавские горы, Аллеганы Северной Америки. Таким образом, землетрясения происходят редко в большей части Франции, в Англии, в Германии к северу от Альп, в Швеции и Норвегии, так же как редки они на Восточноевропейской равнине и в Сибирской низменности. Такие же спокойные от землетрясений места земного шара представляют вся Южная Африка к югу от Сахары, а в Америке — Бразилия.
Впрочем, и в равнинных странах, вообще не подверженных землетрясениям, они иногда происходят как редкое, исключительное явление. Слабые землетрясения случались иногда и в Москве, и в других соседних с нею городах. В летописи рассказывается, что «в 1230 году сотряслась земля во Владимире и других городах». Имеются и другие летописные известия о землетрясениях, бывших на Руси. В Москве в прошлом столетии было несколько случаев легких землетрясений. В 1802 году произошло землетрясение на Балканском полуострове. Это землетрясение ощущалось и в Москве, где даже пострадало от него несколько домов. Подобные же легкие сотрясения почвы ощущались в Москве также в 1821 и в 1838 годах. Но во всех этих случаях землетрясения были вызваны не местными причинами, а были только отголосками далеких землетрясений, подобно тому как недавнее крымское землетрясение отдалось, например, в Харькове и Киеве.
Совсем недавно, в мочь с 29 на 30 марта 1934 года, было землетрясение на Украине. Особенно сильные подземные толчки ощущались в районе Киева и Винницы. В Киеве колебания почвы были настолько сильны, что качались дома. В ту же ночь легкие подземные толчки ощущались в Днепропетровске, Кривом Роге, Одессе, Тирасполе, Житомире и некоторых других местах Украины. Очаг этого землетрясения находился в отрогах Карпатских гор. Здесь землетрясения случаются довольно часто, но обычно слабые. В этот же раз землетрясение было настолько сильно, что колебания почвы дошли до Украины. Гораздо сильнее ощущалось это землетрясение в Румынии и Болгарии, где произошли повреждения, причинившие значительные материальные убытки. Среди населения возникла паника, но, к счастью, человеческих жертв не было.
В некоторых местностях землетрясения повторяются бесконечное число раз. Так, в той части СССР, где находится город Алма-Ата, землетрясения повторялись не раз и до и после страшной катастрофы 1887 года. Особенно же замечателен в этом отношении город Лима в Перу (Южная Америка). Начиная с 1586 года и до нашего века, он был 11 раз разрушен землетрясением.
При каждом землетрясении наблюдается центральный пункт, где оно ощущается всего сильнее и бывает всего разрушительнее. Вокруг этого пункта идут места, где землетрясение становится все слабее и слабее и, наконец, совсем затихает. Центральный пункт наибольшего землетрясения находится как раз там, где в глубине под землею произошла какая-либо катастрофа, т. е. смещение или обвал подземных пластов. Это место под землею, откуда исходят землетрясения, называют центром, фокусом, или очагом землетрясения. А лежащее над ним место на земной поверхности называют эпицентром, что означает «поверхностный центр». Но так как место в глубине земли, откуда исходит землетрясение, представляет не одну точку, а целую линию, или полосу, то и расположенную над ним полосу наибольшего землетрясения теперь стали называть также эпифокальной линией, т. е. линией, лежащей над фокусом.
Эпицентр всегда занимает только небольшую полосу на всей площади, где ощущается землетрясение. Так, в верненском землетрясении, как мы видели, эпицентр охватывал полосу в 35 километров длиной и в 5 километров шириной. Между тем, вся площадь, где замечались колебания земли, простиралась на 1500 километров в длину и 900 километров в ширину.
Каждое землетрясение состоит из целого ряда подземных ударов или толчков. Редко оно ограничивается только одним или несколькими ударами. Так, в 1812 году город Каракас в Венесуэле (в северной части Южной Америки) был разрушен ударами, которые продолжались всего несколько секунд. Обыкновенно же удары следуют один за другим с большими или меньшими перерывами. Вспомним, какая масса ударов и сотрясений почвы была насчитана Шмидтом во время землетрясения в Греции в 1870 году. Если удары следуют очень быстро один за другим, то они сливаются в один общий гул, доносящийся из-под земли, точно раскаты грома. Удары могут быть сильные и слабые, вертикальные и косые.
В эпицентре подземные удары действуют вертикально и подбрасывают кверху все предметы, находящиеся на земной поверхности. В Калабрии (на юге Италии) во время сильного землетрясения 1783 года целые дома вместе со своими основаниями взлетали наверх, точно взорванные пороховой миной, а камни с мостовой подбрасывались вверх, точно пушечные ядра. Во время одного землетрясения в Эквадоре (Южная Америка) в 1797 году на кладбище трупы выбрасывались из могил, а люди подбрасывались вверх и падали на высокий холм, находящийся по другую сторону реки. Так сильны были ответные удары.
В сторону от эпицентра подземные удары действуют вкось. Не все такие косые удары производят одинаковые разрушения. Наблюдения многих ученых показали, что после вертикальных ударов особенно страшны и разрушительны удары, действующие под углом от 45° до 55°. Удары под меньшим или под большим углом уже не действуют с такой силой и не причиняют таких разрушений.
Когда произойдет подземная катастрофа, вызывающая землетрясения, сотрясения подземных пластов или фокуса передаются прежде всего в самое ближайшее место на земной поверхности, т. е. в эпицентр. Потом они распространяются через земную кору по косым направлениям все дальше и дальше от эпицентра. Они передаются даже на противоположную сторону земного шара, идя через всю толщину его, через его внутреннее ядро. Правда, эти отдаленные сотрясения теряют в своей силе и почти никогда не ощущаются людьми. Но их можно подметить посредством особых чувствительных приборов, так называемых сейсмографов.
Кроме этой непосредственной передачи сотрясений, исходящих от подземного фокуса ко всем местам на земной поверхности, от эпицентра также распространяются колебания почвы, идущие по поверхности земли. Эти поверхностные колебания почвы распространяются во все стороны, подобно водяным волнам, которые идут кругами от камня, брошенного в воду. И, подобно водяным волнам, колебания почвы на поверхности чем дальше, тем становятся все слабее.
Сотрясения земной коры, идущие от подземного фокуса, распространяются также волнами. И те и другие волны, т. е. как идущие от подземного фокуса к поверхности, так и идущие от эпицентра по поверхности, принято называть сейсмическими волнами (от греческого слова сейсмос, что значит землетрясение).
Наблюдения показывают, что сейсмические волны, идущие от подземного фокуса, валят и разрушают стены, стоящие поперек их пути. Напротив, стены, идущие по направлению волны, по большей части не разрушаются ею, а дают только трещины. Так, при верненском землетрясении эпицентр его находился к югу от Верного, и сейсмические волны шли к северу. При этом землетрясении во многих зданиях северные и южные стены совершенно разваливались, а восточные и западные часто сохранялись, хотя и давали трещины.
По направлению трещин ученые могут до некоторой степени определять, где находится под землею фокус землетрясения. К трещинам проводят под прямым углом линии (т. е. перпендикуляры к ним), и где эти линии сойдутся под землею, там находится и фокус.
Сейсмические волны распространяются с разной быстротой, смотря по тому, через какие породы они проходят. Через рыхлые породы, например через пески, они идут медленнее, а через плотные породы, например через гранит, — значительно скорее. Например, при верненском землетрясении они в рыхлых породах двигались со скоростью 300 метров в секунду, а в твердых — со скоростью 800 метров. В воде сейсмические волны распространяются значительно медленнее: в мелкой воде проходят в секунду от 20 до 100 метров, а в глубокой — от 100 до 200 метров.
Если сейсмические волны встречают на своем пути трещины или пещеры, они задерживаются ими и ослабевают в своей силе. Большие пещеры иногда совсем отражают их и этим предохраняют лежащую за ними местность от землетрясений. С другой стороны, как мы видели, большие подземные пещеры сами могут быть причиной землетрясений, если произойдет обвал их свода.
Разрушения, которые происходят при каком-нибудь землетрясении, зависят не только от силы и направления подземных ударов, но и от того грунта, на котором находятся постройки. На рыхлой почве всегда бывает больше разрушений, чем на твердой. Но особенно опасны бывают землетрясения в местах, где рыхлая порода лежит тонким слоем на твердом каменистом основании. Такое основание хорошо передает подземный толчок и производит сильнее сотрясение в рыхлой, легко рассыпающейся породе. Таково именно было строение грунта в Мессине и ее окрестностях. Этим и объясняется страшная катастрофа в декабре 1908 года, уничтожившая города Мессину и Реджио.
Сила и разрушительность землетрясения зависят также от глубины, на которой находится его фокус. Чаше всего он лежит на глубине от 10 до 30 километров. Но иногда он бывает ближе, а иногда и значительно глубже. Если фокус лежит неглубоко под землею, землетрясение не распространяется далеко и не бывает продолжительно, но зато производит большие разрушения на небольшом пространстве. Напротив, если фокус лежит очень глубоко, землетрясение распространяется на большое протяжение, продолжается долго, но не вызывает особенно сильных разрушений.
Из описаний отдельных землетрясений мы уже познакомились с теми явлениями, которые сопутствуют им. С гор срываются громадные скалы и устремляются вниз, ломая деревья и заваливая целые селения. Со склонов сползают обширные пласты рыхлой породы вместе с деревьями и постройками (так называемые оползни). Иногда с гор стекают целые потоки грязи, как это было при верненском землетрясении. В земле образуются трещины, из которых часто извергаются вода и грязь, а иногда газы с пламенем. Трещины то идут неправильно, то параллельно друг другу иногда же расходятся радиусами от одного и того же центра, как спицы в колесе.
Уже упомянутый нами ученый Шмидт, который изучал землетрясение в Греции, рассказывает, что он видел там подобные трещины: «Они имели форму звезды и расходились в виде лучей во все стороны от одного общего отверстия, достигавшего 2—3 метров ширины. Часто в центре такой звезды располагался песчаный конус с отверстием, из которого извергались вода и грязь. Некоторые из трещин были так широки, что я не мог перескочить их даже на лошади».
При некоторых землетрясениях трещины то раскрываются, то снова смыкаются. А. Гумбольдт рассказывает, что в 1797 году, когда он находился в Южной Америке, в Эквадоре, там произошло землетрясение, во время которого трещины то появлялись, то закрывались, и люди могли неожиданно провалиться в них.
В хронике японских землетрясений приводится такой случай. Женщина с ребенком, боясь, что ее засыплет разваливающимся домом, выскочила на улицу, где она думала быть в безопасности. Но вот земля вдруг разверзлась перед нею и в одно мгновение поглотила обоих. Все это произошло на глазах обезумевшего мужа, который, несмотря на все старания, не мог откопать погибших.
Случалось, что в трещины проваливались дома, даже целые деревни и улицы города. Трещины могут тянуться на большое расстояние, более километра в длину. А во время японского землетрясения в 1891 году, как мы видели, образовалась трещина в 160 километров длиною и пересекла поперек почти весь остров Ниппон.
Иногда поверхность земли на большом протяжении опускается во время землетрясения. Вспомним провал набережной в Лиссабоне в 1755 году, где море потом достигло глубины в 200 метров. Вспомним подобные же опускания земной поверхности и морского дна во время японских землетрясений. Реже наблюдается поднятие почвы. Это, как мы видели, происходило в Японии во время землетрясения 1923 года, когда некоторые берега поднялись на высоту от 1 до 1,8 метров. Это землетрясение показало, что возможно даже такое поднятие, которое сразу образует новый горный хребет под водою.
На примере японских землетрясений мы видим также, что иногда происходят грандиозные перемещения почвы, искривляются рельсы, а дорога, разорванная образовавшейся трещиной, уже не сходится своими краями. При некоторых землетрясениях образуются провалы в виде воронок, и появляются небольшие озерки. Случалось даже, что проваливались целые города, и на месте их появлялась большие озера. Такая судьба постигла город Катакану в Южной Америке, а в 1869 году город Онлагу в Малой Азии, которые оба превратились в озера.
Разрушения, которые причиняет землетрясение, и число погибающих при этом людей зависят не от одной только силы его, но и в особенности от того, в какой местности оно происходит. Оно особенно страшно и разрушительно, если случится в местности, густо населенной. В местностях, мало населенных, даже сильные землетрясения иногда проходят почти незамеченными. Так, в 1897 году в Индии, к югу от Гималаев, произошло землетрясение настолько сильное, что подобного, быть может, не было во всю историческую эпоху. Между тем, первое время на него не обратили даже внимания и мало о нем знали. Страна эта мало обитаема и покрыта такими густыми лесами, в которые можно проникнуть только при помощи топора и пилы. Города и селения здесь очень редки.
Один индийский ученый геолог находился в это время в городе Шелонге. Когда послышались подземные удары и почва заколебалась, он не мог устоять на ногах и сел на землю. Он не только чувствовал, но видел, как земля поднималась волнами, точно мягкое желе. Землетрясение это было настолько сильно, что камни подбрасывались вверх и, перевернувшись в воздухе, падали на другое место. Образовались новые озера и трещины; железнодорожные рельсы изогнулись змейками. Местами земная поверхность изгибалась, и местность тут совершенно изменила свой вид. Горы и река Брамапутра, невидимые прежде с некоторых пунктов, теперь стали с них хорошо видны. Вообще страна эта после землетрясения местами стала неузнаваема. Если бы это землетрясение произошло в местности, густо населенной, трудно даже представить, какие разрушения оно могло бы произвести там.
Недавно, 15 января 1934 года, в Индии произошло новое очень сильное землетрясение. На этот раз оно случилось в местности, густо населенной, и потому разрушительное действие его было ужасно. Это было одно из самых страшных землетрясений в текущем столетии как по своей силе, так и по произведенным разрушениям. Район этого землетрясения простирался с запада на восток — от Гуджерата (в Бомбейской провинции) до Бенгальско-Ассамской границы, и с севера на юг — от Гималайских гор до города Мадрас. Эпицентр его находился в княжестве Непал. Особенно сильно пострадали города и селения, расположенные вдоль долины Ганга, в том числе такие важные центры, как Бенарес, Патна, Лукнов и Джаиальпур. Последний город, представляющий один из важнейших пунктов на Восточноиндийской железной дороге, был почти сметен с лица земли. Вид города после землетрясения напоминал поте сражения во Франции во время мировой войны. Число погибших исчислялось тысячами. Между прочим, здание железнодорожной станции обрушилось прямо на поезд. В Джарджилинге, летней резиденции губернатора Бенгальской провинции, разрушена половина города. В Дели повреждены правительственные здания. Наибольшее количество человеческих жертв отмечено в городе Патна (на правом берегу Ганга), где часть города совершенно уничтожена. В другом городе округа Патна, Музаффапуре, погибло более тысячи человек. Вследствие происшедшего при этом наводнения сообщение с этим городом было прервано. А наблюдения с самолета показали, что город разрушен почти до основания. Возвратившийся после полета летчик сообщил, что улицы Музаффапура усеяны трупами,
В княжестве Непал, где, как сказано, находится эпицентр землетрясения, разрушения были еще более ужасны. В главном городе Непала пятая часть всех зданий сравнена с землей. К 21 января, т. е. спустя шесть дней после землетрясения, из-под развалин было извлечено 2900 трупов, но раскопки еще продолжались. В трех больших городах Непала — Хатманду, Патане и Батгоне — значительное число жилых домов, дворцов и зданий общественных учреждений отчасти разрушено, отчасти повреждено до такой степени, что дальнейшее пребывание в них становилось опасным.
Позднейшие известия из Индии подтвердили, какой колоссальной силой отличалось это землетрясение. Разрушению подверглась площадь, большая, чем Англия и Шотландия, взятые вместе, а число человеческих жертв исчисляется в 20 тысяч, но возможно, что оно и гораздо больше. Бедствия от землетрясения увеличились еще тем, что реки долины Ганга вышли из берегов и затопили громадные пространства. Все прежние дамбы и плотины были уничтожены. В результате землетрясения около 3000 кв. миль пахотной земли превратились в песчаные пустыни и озера; колодцы были засыпаны, и не хватало питьевой воды, что еще более увеличивают бедствия населения.
Таким образом, землетрясение представляет ужаснейшее бедствие, какое только можно себе вообразить. Ужасное по своей неожиданности, оно сразу уносит так много жизней и уничтожает столько сооружений, воздвигнутых многолетней, иногда даже многовековой, работой человека.