Техника - молодёжи 1978-08, страница 42
цуиами станция у <ahtehh« сейсмогрйф I I очаг ценами
} Д«ГЧт<И ДВВГ ния воды и СКОРОСТИ ТЕЧЕНИЙ Ж У Принципиальная схема работы системы оповещения о цунами. Пример записи поплавковым мареографом волн цунами, вызванных сильным землетрясением. гоо лома Фэруэтер с берега сорвалось около 300 млн. ма породы и обрушилось в бухту. Вода, вытесненная из залива обрушившейся массой, выплеснулась на противоположный берег л смыла лес на высоте 520 м. Помимо этого гигантского всплеска, возникла волна, которая пронеслась через всю бухту со скоростью 150— 200 кМ/ч и вышла в океан. Там, превратившись в небольшое цунами, она докатилась до Гавайских островов. Возникшее по той или иной причине возвышение воды под воздействием гравитации растекается во все стороны, и образовавшиеся волны с огромной скоростью разбегаются от центра событий. Линейные размеры области возвышения воды, как и оча гов сильных землетрясений, достигают десятков и сотен километров, что во много раз больше глубины океана. Поэтому возникающие волновые движения воды относятся к так называемым длинным гравитационным волнам, теория которых разработана достаточно детально. Так, скорость волны равняется квадратному корню из глубины бассейна, умноженной на ускорение силы тяжести. Получается, что на глубине 4 км, то есть в открытом океане, эта скорость будет 700 км/ч, вдоль глубоководных желобов — 1000 км/ч, а на глубине 100 м, то есть на средней глубине шельфа, — 200 км/ч. Иначе говоря, в открытом океане цунами распространяется со леипш, которое взаимодействует с полем прочности горных пород — в каждой точке земной коры массовые силы веса уравновешиваются силами электрических связей между ионами, составляющими вещество. Твердое тело можно представить себе в виде сложной системы штепсельных разъемов, связанной миллиардами штырей. Каждый «штырь» — это взаимодействие положительного и отрицательного ионов вещества. Электрические взаимодействия ионов существенны только на расстояниях, сравнимых с размерами молекул. Если соседние иоиы разделены большими расстояниями, взаимодействия резко ослабевают — появляется дефект структуры, который можно называть микротрещиной. Отметим два важных для нас обстоятельства. Во-первых, прочность — эффект контактовый, связанный с поверхностью соприкосновения частей тела, во-вторых, разрушение твердого тела — процесс, протяженный во времени. Возьмем для наглядности гранитный куб со стороной А и поместим его в среду, например в песок. В зависимости от величины А кирпич будет вести себя по-разному. Если сторона куба измеряется сантиметрами, он будет удерживаться на поверхности песка, почти в не го не погружаясь. Куб в несколько метров, помещенный на песчаную дюну, довольно быстро погрузится, уплотняя песок. Что же будет происходить с гранитным кубом стороной 10 км? Во-первых, он гидростатически неурав новешен, и, если бы грунт был жидким, он бы неизбежно утонул. Твердый грунт, возможно, сможет некоторое время удерживать наш куб. Однако вскоре скажутся эффекты прочностной усталости. Си лы веса либо сразу окажутся больше сил ионных взаимодействий вдоль какой-то поверхности и движение произойдет сразу, либо силы веса приведут к ослаблению самих взаимодействий, и движение произойдет после нагружения. Может оказаться также, что работа сил веса окажется незначительной в сравнении с прочностными связями, и возникающие микротрещины будут залечиваться за счет тепловых движений ионов. Тогда перемещение куба будет медленным и плавным. Таким образом, наш гранитный 40 |
