22 мая 1960 года на юге Чили произошло разрушительное землетрясение. За 10 минут земля тряслась так, что люди не могли удержаться на ногах. На дорогах образовались трещины, а здания рушились одно за другим. Один свидетель, переживший землетрясение и последовавшее за ним цунами, в тот день подумал, что холодная война переросла в ядерный Армагеддон.

Землетрясение в Вальдивии, названное в честь ближайшего к его эпицентру города, имело магнитуду около 9,5 и было самым сильным из когда-либо зарегистрированных в истории. Но могут ли землетрясения стать еще сильнее?

Геологи говорят, что да. Однако шансы на гораздо более сильное землетрясение невелики. Хотя в наше время могут происходить землетрясения силой более 9,5 баллов, одновременное разрушение огромного куска земной коры потребует движения разлома как на необычайную глубину, так и на необычайную протяженность. На Земле не так много мест, где возможна такая катастрофа — по крайней мере, по словам Венди Бохон, геолога по землетрясениям. Она говорит, что землетрясение магнитудой 9,5, вероятно, близко к верхнему пределу того, что может произвести планета, а землетрясение магнитудой 10 крайне маловероятно.

Магнитуда – это мера количества энергии, высвобождаемой во время землетрясения. Оно немного отличается от ощущения силы землетрясения, на которое может повлиять расстояние от эпицентра (до наблюдателя, то есть до человека) и состояние самой земли. Согласно Бохону, одно и то же землетрясение сильнее ощущается тем, кто стоит на рыхлой почве и песке, чем тем, кто стоит на твердой скале.

Величина землетрясения зависит от общей площади разрыва. Оно, в свою очередь, зависит от того, насколько глубоко уходит разлом в земную кору и какой длины по горизонтали отрезок, который разрывается. Существуют физические ограничения того, насколько большая область может разрушиться в этом процессе. Самые глубокие разломы находятся в зонах субдукции, где одна тектоническая плита наталкивается на другую. Если проникнуть достаточно глубоко в кору, то камень превратится в горячий и липкий расплав; Вместо того, чтобы ломаться, массивы горных пород будут изгибаться. Хотя землетрясения иногда могут происходить на глубине до 500 миль (800 километров) под поверхностью Земли, по данным США. Именно те, что находятся в верхних десятках километров земной коры, наиболее опасны для людей.

По словам Хайди Хьюстон, геолога по землетрясениям из Университета Южной Калифорнии, разломы, наиболее способные вызвать сильные разрушительные землетрясения, — это наклонные разломы в зонах субдукции. Они названы так потому, что расположены под косым углом, а не вертикально, и поэтому имеют самые большие площади скал, которые могут застревать друг в друге, создавая давление и, наконец, разрушаясь.

«На самом деле размер наклонной плоскости разлома является самым большим фактором, определяющим максимальный размер землетрясения, и плоскости разломов могут увеличиваться в настройках зоны субдукции», — сказал Хьюстон.

Но существуют также ограничения на длину сегмента неисправности, который может сломаться. По словам Бохона, даже разломы зоны субдукции не разрушаются сразу. Обычно что-то мешает — возможно, подводная гора, изменение типа породы или геометрии породы, которые делают один сегмент разлома более устойчивым к нагрузкам, чем соседний.

Хьюстон добавил, что еще одним фактором, влияющим на размер землетрясения, является то, насколько сильно сдвигается или смещается разлом. Как правило, более мелкие участки обрушения проскальзывают меньше, чем более крупные. Таким образом, в то время как землетрясение силой 5 баллов может «соскользнуть» на несколько сантиметров — расстояние, на котором маловероятно разрушение земли над землей, — землетрясение силой 9 баллов может соскользнуть на 20 метров и более. Так вот, землетрясение в Чили в 1960 году фактически увеличило территорию страны из-за того, как растянулась сама земля!

К сожалению, шкала магнитуды землетрясения может усилить разницу между очень сильными толчками. Шкала не линейная, а логарифмическая: на каждую единицу увеличения движение Земли увеличивается в 10 раз, а свободная энергия увеличивается в 32 раза. Бохон любит использовать метафору разбивания пачки спагетти. Если разрыв одной палочки спагетти эквивалентен землетрясению силой 5 баллов, вам придется разорвать 32 кусочка макарон, чтобы высвободить энергию землетрясения силой 6 баллов — всего на фунт больше. По «шкале спагетти» значение 7 соответствует зазору в 1024 палочки, значение 8 соответствует 32 768 палочкам, а значение 9 соответствует зазору. 1 048 576 палочек для еды!

Есть, конечно, планетарные катастрофы, которые теоретически могут привести к гораздо более сильным землетрясениям: например, столкновение с астероидом. Некоторые ученые считают, что удар астероида в конце мелового периода, который уничтожил динозавров 66 000 000 лет назад, вызвал землетрясения с двузначной магнитудой, хотя в наши дни почти невозможно точно определить его размер. В масштабах времени (а для нашей планеты это миллиарды лет) Земля наверняка могла бы стать свидетелем такой катастрофы. Но шансы, что в течение жизни человека произойдет что-то большее, чем 9 по шкале Рихтера, очень малы. Согласно исследованиям 2022 года, крупнейшее древнее землетрясение, которое было оценено на основе геологических данных, также произошло в Чили около 3800 лет назад и, вероятно, также имело магнитуду около 9,5.

Площадь или мощность не всегда являются наиболее важным фактором того, насколько смертоносной будет катастрофа — по крайней мере, не для людей. Небольшие землетрясения вызывают много смертей просто потому, что они поражают населенные пункты и районы со зданиями, склонными к обрушению. В то время как землетрясение силой 9,5 балла в Чили унесло жизни около 2000 человек, считается, что землетрясение магнитудой 8, по оценкам, унесло жизни около 830 000 человек в Шэньси, Китай, в 1556 году. А в 2010 году землетрясение силой 7,0 балла на Гаити унесло жизни около 220 000 человек. Даже землетрясение в Нортридже в 1994 году магнитудой всего 6,7 балла, которое произошло из-за разлома, который никто даже не замечал раньше, унесло жизни 57 человек, ранило тысячи и нанесло ущерб на миллиарды долларов, потому что оно затронуло Лос-Анджелес.

«Так много потенциальных разломов могут привести к разрушительным землетрясениям», — сказал Бохон. «Но люди думают только о самых больших катастрофах, когда действительно нужно опасаться многих локальных».