Самые большие разрушения при землетрясениях вызываются колебаниями земной поверхности под воздействием самих ударных волн. Различают четыре типа сейсмических волн, распространяющихся с разной скоростью; любой из типов имеет свои соответствующие особенности. Сначала следует именовать два типа волн, которые очень стремительно распространяются в горных породах. Это — первичные продольные сейсмические волны (Р-волны), отражающие деформации сжатия (так сближаются, к примеру, вагоны поезда при переводе стрелки), и вторичные поперечные сейсмические волны (5-волны), которые связаны с деформациями сдвига (как в закручивающейся скакалке). Почти всегда амплитуда обоих типов волн так мала, что они могут быть обнаружены только с помощью сейсмографов.
Скорость волн практически находится в зависимости от типа породы, в какой они распространяются; обычно Р-волны передвигаются со скоростью около 7,5 км/с, это в 2 раза резвее скорости «S-волн. Потому расстояние до источника, либо фокуса, землетрясения может быть определено по разности во времени приема этих волн сейсмографами. С еще более низкой скоростью распространяются так именуемые поверхностные волны. Они движутся приблизительно в 2 раза медлительнее, чем S-волны, но отличаются большей амплитудой. Поверхностные волны и вызывают самые сильные разрушения, сотрясая земную поверхность.
Хотя землетрясения нередко обрисовывают как секундные действия, что полностью справедливо в масштабе геохронологической шкалы, они длятся в течение измеримого интервала времени. Обычно поверхностные движения не продолжаются и одной минутки: в 1906 г. в Сан-Франциско землетрясение длилось около 40 с. Но длительность величавого землетрясения на Аляске в 1964 г. была в 5 раз больше. Потом перечисленные типы волн затухают, а на замену им приходят афтершоки — дополнительные импульсы волнового движения, вызванные последующими подвижками пород в точке начального нарушения их целостности либо поблизости ее. Афтершоки могут длиться в течение многих дней; часто они бывают довольно сильными, но время от времени так слабенькими, что определяются только с помощью устройств. В течение суток после землетрясения на Аляске в 1964 г. было записанно 28 афтершоков, 10 из которых были довольно осязаемыми. Из-за афтершоков очищающие работы после землетрясения становятся небезопасными и никчемными.
Свидетели землетрясений в собственных рассказах обычно приукрашивают и преомнажают их драматическую природу. В реальности сейсмические волны обычно ощущаются только как сильные, насыщенные движения земной поверхности. Все же время от времени наблюдаются земные волны в буквальном смысле слова: волны движутся по земле, как по озеру. Некие рассказы об этом явлении можно считать полностью достоверными. При калифорнийском землетрясении 1906 г. в отдельных местах отмечались земные волны высотой до 1 м, было зафиксировано также распространение волн еысотой около 30 см и длиной 18 м. Волны еще наименьшей длины (2–3,5 м) наблюдались при землетрясении в равнине Ганга (Индия) в 1934 г. В той же стране ассамское землетрясение 1897 г. вызвало волны, распространявшиеся со скоростью «быстрее ходьбы человека, но медлительнее его бега».
Интенсивность землетрясения или измеряется в баллах, или выражается его магнитудой. Магнитуда землетрясения обычно измеряется по шкале Рихтера, нареченной так в честь ее создателя. Рихтер обусловил магнитуду как число, пропорциональное логарифму амплитуды (выраженной в микрометрах) более большой волны, зарегистрированной стандартным сейсмографом на расстоянии 100 км от эпицентра, т. е. от проекции на земную поверхность фокуса (либо источника) землетрясения. Магнитуда может изменяться от 1 до 9. Если магнитуда равна, к примеру, 5, то это означает, что энергия данного землетрясения в 10 раз превосходит энергию, высвободившуюся при землетрясении, имеющем магнитуду 4.
Сила землетрясения в баллах отражает доброкачественную меру его воздействия на всякую определенную точку. Она регится по переделанной шкале Меркалли, деления которой основаны на оценке наблюдаемых движений тех либо других предметов и степени разрушения. Баллы отмечаются цифрами от I до XII (числа римские, чтоб не было неурядицы с магнитудой)[1]. С удалением от эпицентра сила землетрясения миниатюризируется. Сила VII баллов будет свойственна для участка, прилегающего к эпицентру землетрясения, имеющего магнитуду 5. Такое землетрясение может повлечь за собой сильные разрушения построек, но верно сконструированные антисейсмические постройки должны выдержать эти толчки. Большими числятся землетрясения, магнитуды которых равны 5–6 и поболее; необъятные разрушения соответствуют IX баллам. Самые сильные землетрясения, как, к примеру, землетрясение 1906 г. в Сан-Франциско, магнитуда которого составляла 8,3, вызывают практически полные разрушения и оцениваются в XI–XII баллов.
Сейсмические волны, как и волны всех других типов, могут затухать либо усиливаться или даже резонировать зависимо от того, через какие горные породы они проходят. Таким макаром, разрушительная сила землетрясения зависит не только лишь от его магнитуды, да и от местных геологических критерий. Более точное различие тут наблюдается меж коренными породами и неуплотненными осадками. Последние нисколечко не смягчают колебаний при землетрясении, и поэтому они менее применимы для заложения фундаментов.
Землетрясение 1967 г. в столице Венесуэлы Каракасе, имевшее магнитуду 6,5, не было в особенности сильным, но оно разрушило четыре высотных строения, и число погибших составило 200 человек. Все эти строения стояли на аллювии; при усилении сейсмических колебаний рыхловатые осадки утратили связность. Не считая того, частота волны в аллювии совпала с естественной частотой колебания построек, и появившийся резонанс вполне разрушил эти постройки. Явление другого порядка имело место во время еще более сильного землетрясения, потрясшего в 1952 г. южную Калифорнию. В зоне разрушений оказался Хрустальный грот, который осматривала в этот момент группа туристов. Люди ничего не ощутили, так как их окружал плотный известняк.
Такие различия в геологическом строении имеют очень огромное значение при исследовании сейсмических зон, в особенности при оценке различных побочных эффектов, вызываемых колебаниями грунтов во время землетрясения.