Разтърсени от Слънцето

През първите години на ХХІ век виждаме значително повече от най-мощните, екстремални земетресения, с магнитуд по Рихтер, равен или по-голям от 8. Ако се случат в обитаемите части на нашата планета, тези явления винаги причиняват катастрофални последици. 

Дотук броят им е 5. Първо бе индонезийското от 26 декември 2004 г. На дъното на Индийския океан земята се разтресе с магнитуд 9,0-9,3. Трусът предизвика 13-метрова вълна цунами, която удари брега и причини смъртта на 292 000 души. Отделената енергия бе над 1000 пъти повече от тази на най-разрушителното земетресение у нас – Тракийското от 1928 г. Заради факта, че не нанесе сериозни щети, значително по-малко сме чували за друго земетресение, 3 дни преди индонезийското, близо до субантарктическия остров Макуори. Неговият магнитуд бе 8, а отделената енергия - 8-10 пъти повече от което и да е станало на Балканския полуостров през последните 2000 години.

ЗЕМЯТА

НЕ СЕ ШЕГУВА

Само по себе си земетресение с магнитуд над 8 е много рядко явление, но две в рамките само на три дни вече навяват съмнение, че може би нещо необичайно се случва в земната кора.

Природата сякаш не остави време за съмнение - в края на март 2005 г. в Индонезия последва вторичен трус от 8,7. Събитията до днес засилиха още повече това усещане. През февруари 2010 г. Централно Чили бе разтърсено от 8,8 по Рихтер, а на 11 февруари 2011 г. Североизточна Япония се разлюля с 9,0.

Дали наистина през последните години не се случва нещо необичайно?

Нека се върнем малко назад. За количествени наблюдения на земетресенията може да се говори от началото на ХХ век. Трусове от по-далечното минало са оценени на базата на косвени показатели като описания, следи по повърхността и др.

Първият сеизмограф е създаден през 1879 г. от Юинг в Япония. Постепенно механични уреди се появили в Европа. Един от най-забележителните, разработен от германеца Вихерт, имал накрайник с тегло цели 1300 кг.

Колко са екстремалните земетресения от началото на ХХ век? Статистиката, уви, не е пълна, тъй като трусовете край Антарктика се измерват системно едва след края на Втората световна война. 

И така - между 1901 и 2011 г. в обитаемите части на света са регистрирани 18 земетресения с магнитуд, равен или по-голям от 8. Сред тях 5 са достигнали и задминали и цифрата 9. Абсолютен рекордьор е Великото чилийско земетресение от 22 май 1960 г. Неговият магнитуд е 9,5, тоест то е било 2 пъти по-мощно от индонезийското през 2004 г. и 5,5-6 пъти над миналогодишната катастрофа в Япония.

Две неща правят впечатление. Първо, екстремалните земетресения са разпределени доста неравномерно във времето. Второ, всички те са станали в района около Тихия океан. 

Най-много са през първото десетилетие, в средата на ХХ век и в началото на ХХІ. Три от петте над 9 са през 50-те и 60-те. На този фон прави впечатление, че подобни събития напълно липсват през други десетилетия, особено в последните 30 години на двайсетото столетие. 

СБЛЪСЪК

НА ТИТАНИ

От всичко дотук се вижда, че в новия век наистина екстремните явления са по-чести. Но данните могат да се сравнят с началото и средата на предишния. Логично идва въпросът - каква е причината за подобна неравномерност?  Има ли наистина цикличност? Отговорът може да дойде от причините - какво всъщност предизвиква трусовете.

Основната част са свързани със строежа на земната кора (литосферата) и процесите в нея. Това е най-горният твърд слой на планетата, изграден от скали и минерали. Литосферата е силно нееднородна и фактически се състои от блокове с най-различна големина. Най-големите достигат размери от по няколко хиляди километра и се наричат плочи. На много места се застъпват една над друга и понякога на границата между две се натрупва много механична потенциална енергия. Когато достигне критично ниво, натрупаната енергия се освобождава. Блоковете се приплъзват и тогава се получава тектонско земетресение.  Условията за възникването им не са еднакви навсякъде – заради това в някои райони се случват много по-често и по-силни земетресения. Оказва се, че цели 75% от трусовете и отделената при тях сеизмична енергия се падат на Тихоокеанската сеизмична зона. Тя обхваща крайбрежните райони на континентите край Тихия океан, прилежащата им акватория и острови. 

Втората голяма сеизмична зона, с около 15% от трусовете, е Средиземноморско-хималайската. Земетресенията в нея са значително по-редки, а най-мощните много рядко надвишават магнитуд от 7-7,5, и то само в Средна Азия и Северна Индия. В Средиземноморието не е регистрирано земетресение с магнитуд над 7,5 през последните 100 години. 

МИШКА

ВАДИ РЯПА...

Тъй като знаем природата на тези земетресения, трудно можем да си представим как би могло да има някаква цикличност. Да, но цифрите, които ви представихме, говорят друго. Тогава какво е обяснението?

Достатъчно е да се вземе предвид действието на  допълнителни, негеологични фактори, при които има цикличност. Да, в сравнение с натрупаната енергия, външните ефекти не изглежда да имат някакво влияние. Когато обаче натрупаната енергия е близо до критичната, точно те могат да „дръпнат спусъка".  Науката нарича това тригерен ефект. Ако външният фактор има циклично поведение, то и този ефект ще се влияе от него. 

Ето и един хубав пример за тригерен ефект - намесата на мишката във ваденето на ряпата от известното стихотворение на Ран Босилек. В природата това е срутването на снежни лавини в резултат от движението на хора или от изстрели.  

Кои са възможните тригерни механизми при тектоничните земетресения? Най-общо могат да се разделят на четири групи:

- приливни сили върху земната кора от Луната и Слънцето;

- влияние на слънчевата и геомагнитната активност;

- човешки дейности – подземни ядрени взривове, минно-геоложки мероприятия, добив на нефт и газ. За разлика от първите обаче, тяхното действие не може да се свърже с цикличност;

- тригерен ефект от друго земетресение, понякога и в съвсем отдалечен район.

Приливното действие на Луната и Слънцето върху световния океан е известно от дълбока древност. Днес се приема за тривиален и добре обяснен факт и не прави впечатление никому. По-малко обаче се знае за влиянието на лунните и слънчевите приливни сили върху твърдата повърхност на нашата планета.

А ефектът е значителен! Приливната сила, причинена от Луната, издига и спуска твърдата земна повърхност само за денонощие с по няколко десетки сантиметра! Разбира се, ние няма как да усетим това движение, тъй като е твърде бавно, а и в него участват всички обекти край нас, тоест нямаме репер.

Амплитудата на тези колебания не е еднаква за различните райони и зависи от много неща като моментното разстояние до Луната и скалния състав на терена. Оказва се обаче, че явлението в много случаи има тригерен ефект за земетресенията. 

СЛЪНЦЕТО КАТО

ПОДСТРЕКАТЕЛ

Слънчевата активност и свързаните с нея явления в магнитното поле на Земята обаче играят много по-сериозна роля като отключващи механизми - както при земетресенията, така и при вулканизма. Засилената сеизмична активност от последните години е свързана именно с процесите на Слънцето.

Нека припомним за какво става дума. 11 години – през толкова се повтаря силната слънчева активност, постепенно отслабва, стига до минимум и се връща в пика си. От своя страна тези цикли се обединяват в по-големи. На тях се дължат свръхвековите минимуми – като периода, в който Слънцето навлезе преди няколко години.

Подозрението за влиянието на тези цикли върху трусовете е още от началото на ХХ век. Голяма роля изиграва британският геофизик Дерек Шове, който през 1955 г. публикува изследване, в което проследява трусовете и слънчевите цикли през последните 2000 г. Днес таблицата е известна като „Реда на Шове". Ето как изглеждат данните, към които са добавени и тези от последните 50 години:

Вулканичната и сеизмичната активност се усилват както при минимумите, така и на максимумите на слънчевите 11-годишни цикли. Най-силните трусове често са 1-2 г. след пика на петната и точно при най-слабата фаза. 

При свръхвековите минимуми - продължителните епохи на слаби 11-годишни слънчеви цикли, тектоничната активност е по-висока. Последните три такива са минимумът на Шрьорер (1420-1540 г.), на Маундер (1640-1720 г.), и на Далтон (1798-1834 г.). 

Вероятно връзката между слънчевата и тектоничната активност е причинена от потоците на частици от далечния космос (т.нар. галактични космически лъчи) и промените в геомагнетизма. По тази тема обаче не можем да говорим за физическа теория, а само за твърде вероятна хипотеза.

Мощните слънчеви изригвания изпращат в пространството частици с висока енергия – явлението се нарича изхвърляне на коронална маса. Частиците постепенно се срещат с планетите и им влияят по различен начин. Това, което ни интересува, е начинът, по който взаимодействат с магнитното поле, предизвиквайки така обсъжданите геомагнитни бури. По време на най-мощните интензитетът на земното магнитно поле може да спадне до 4-5% от обичайните стойности. Геомагнитни бури се появяват и при други условия – ако във външните слоеве на слънчевата атмосфера възникнат зони с ниска концентрация на плазма - т.нар. коронални дупки. 

Промяната в магнитното поле влияе и върху електрическите токове във вътрешността на планетата. Едно от последствията е, че въртенето на Земята около оста є може да се забави с милисекунди. Твърде малки, за да ги почувстваме, тези микросмущения пораждат инертни сили във вътрешността на планетата. Ефектът  е същият, както на рязкото спиране на автобуса върху изправените пътници... Може да се отключат тектоничните процеси, ако натрупаната енергия е близо до критичната.

Примери не липсват. Ако се търси външен фактор, който би могъл да „отключи" миналогодишното земетресение в Япония, това би могло да бъде единствено слънчевото изригване от мощния Х-клас на 9 март. Рано сутринта на 11-и изхвърленият от него облак слънчева плазма достигна нашата планета.  Между 3 и 6 часа по Гринуич започна геомагнитна буря. Нейният първи пик съвпадна с труса в 5,46 ч по Гринуич. 

Разбира се, не всяка геомагнитна буря „отключва" земетресение, както и не всеки пушечен изстрел в планината предизвиква лавина. А и непосредственото влияние далеч не е виновно за всички земетресения. Например няма данни за събитие, което би могло да е в основата на чилийския трус от 2009-а или индонезийския от 2004 г. 

Съществува обаче и друга възможност - част от тригерните въздействия да не се проявяват веднага, а като серия от земетресения преди главния трус. С други думи, главното земетресение може да е резултат от поетапно нарушаване на равновесието между блоковете от тригерни „отключвания" на по-малки трусове. 

Така или иначе, главното доказателство, че слънчевата активност модулира сеизмичната, е връзката между трусовете и слънчевите цикли както в краткосрочен, така и в дългосрочен план.

През 2007 г. руските учени Рогожин и Шестопалов недвусмислено доказаха, че пикът на земетресенията през вековете съвпада с дълбоките слънчеви минимуми и при него ясно могат да се проследят цикли от 80-100 и 200 години. С по-малка амплитуда, но също така добре забележими са и тези с продължителност  5-6, 10-11, 20-22 и 50-60 години.

СЛЪНЦЕТО

ВИКА ЛАВАТА

Нека видим и как стои въпросът с влиянието върху вулканите. Тук фактите като че ли са по-малко, а и учените не са се спирали толкова на въпроса. 

Мое изследване обхвана всички най-мощни вулканични изригвания след 1500 г. Става въпрос за тези с мощност поне 5 по 8-скалната система за отчитане. Оказа се, че нито едно не се е случило при средни нива на слънчева активност. Всички - без изключение! - са станали около минимумите или максимумите на 11-годишните цикли. Малко повече са тези при пиковете. Особено висока активност има при свръхвековия минимум в началото на ХІХ век.

Цикличността учудващо напомня на тази при земетресенията. Дали тогава и тук действат същите сили на „отключване"? Да, при това съществуват впечатляващи примери. Сред тях е изригването на филипинския вулкан Пинатубо през юни 1991 г. – най-мощното изобщо за ХХ век.

Сюжетът започва близо година по-рано. През юли 1990 г. на остров Лусон, където е Пинатубо, става мощно земетресение от 7,7 по Рихтер. 8 месеца по-късно започва серия трусове, последвана от първото изтичане на магма. На 7 юни 1991 г. е първата експлозия, от 11-и до 15-и е главната фаза - 4 мощни експлозии. В последния ден стълбът вулканична пепел се издига на цели 34 км.

Какво прави през това време Слънцето. От март до юни 1991 г. има серия мощни изригвания, 20 от които са от най-високия клас Х - изключително рядко явление. Екстремални нива има и геомагнитната активност. Достигналите до Земята частици и променената магнитна активност съвпадат изключително синхронно с това, което „прави" Пинатубо. Пик след пик изхвърляния до най-силния. Всяка фаза на вулканичното изригване има съответствие с явления на Слънцето!

Вече е сигурно, че след максимума на 11-годишния слънчев цикъл през 2000-2001 г. Слънцето навлезе в свръхвекови минимум. Ето защо не бива да ни учудва значителното покачване на сеизмичната активност - то е закономерно.  До 2030-2040 г. може да се очакват поне 2 или 3 екстремални земетресения. Точните моменти и места, уви, не могат да се предскажат. Поне засега.