Слова «сила землетрясения» и «активный вулкан» звучат понятно, но за ними могут стоять разные научные критерии. Магнитуда описывает размер землетрясения, а интенсивность — наблюдаемые последствия в конкретном месте. Классификации вулканов, в свою очередь, могут относиться к их форме, характеру извержения или текущему состоянию. Чтобы правильно читать сообщения о природных явлениях, полезно знать, какую именно задачу решает каждый термин.
- Как научные термины задают способ измерения
- Землетрясение: магнитуда события и интенсивность сотрясения
- От шкалы Рихтера к моментной магнитуде
- Интенсивность: что почувствовали люди и что пострадало
- Вулканы: форма, продукты извержения и состояние
- Формы вулканических построек
- Что показывает VEI
- Почему слова «активный», «спящий» и «потухший» не всегда однозначны
- Как читать классификации без путаницы
- Частые вопросы
- Может ли у землетрясения быть несколько магнитуд?
- Можно ли по VEI определить, насколько опасен вулкан?
- «Активный вулкан» обязательно скоро извергнется?
Как научные термины задают способ измерения
Многие названия в науках о Земле пришли из греческого и латинского языков, но происхождение слова не всегда объясняет современный научный смысл. Например, «сейсмология» образовано от греческого слова seismos — «сотрясение» — и logos, то есть «учение» или «изучение». Термин указывает на предмет науки, но не на конкретную шкалу оценки землетрясения. Для этого в сейсмологии понадобились отдельные величины и системы описания.
Название «вулкан» связано с Вулканом, римским богом огня и кузнечного дела, и островом Вулкано в Эолийском архипелаге. В античной традиции остров связывали с кузницей божества, а затем его название стало общим обозначением огнедышащих гор. Современная геология использует слово шире: вулканом называют геологическую структуру, через которую на поверхность выходят магма и связанные с ней продукты. В повседневной речи тем же словом часто называют и саму гору, и систему каналов, и область извержения.
Землетрясение: магнитуда события и интенсивность сотрясения
Главное различие — между характеристикой землетрясения как источника и оценкой его проявлений на поверхности. Магнитуда описывает размер события на основе сейсмических данных и параметров очага. Интенсивность показывает, как сотрясение ощущалось и какие эффекты вызвало в определённом месте. Поэтому у одного землетрясения одна оценка магнитуды, но разные оценки интенсивности в разных населённых пунктах.
От шкалы Рихтера к моментной магнитуде
В 1935 году американский сейсмолог Чарльз Рихтер предложил локальную шкалу магнитуд для землетрясений Южной Калифорнии. Она опиралась на записи определённого типа сейсмографа и расстояние до очага, поэтому не была универсальным прибором, который просто «показывает силу» любого землетрясения. В дальнейшем появилось несколько вариантов магнитуд, подходящих для разных диапазонов и данных. В новостях выражение «шкала Рихтера» нередко используют как общее название, хотя для крупных событий специалисты часто сообщают моментную магнитуду Mw.
Моментная магнитуда связана с сейсмическим моментом — величиной, которая учитывает площадь разрыва в очаге, смещение пород и свойства пород. Подход к оценке моментной магнитуды развивали, в частности, Хиро Канамори и Томас Хэнкс. Магнитудные шкалы логарифмические: увеличение значения на единицу соответствует примерно десятикратному росту амплитуды соответствующего сигнала. Это не означает, что энергия возрастает ровно в десять раз: её увеличение при росте магнитуды на единицу оценивают примерно в 32 раза.
Интенсивность: что почувствовали люди и что пострадало
Интенсивность определяют по совокупности наблюдений: как землетрясение ощущалось людьми, как раскачивались предметы, какие повреждения получили здания и какие изменения произошли на поверхности. Поэтому на итог влияют не только характеристики очага, но и расстояние до него, местные грунты, качество строительства и уязвимость объектов. Это оценка места, а не отдельная «величина землетрясения». В разных странах применяются разные макросейсмические шкалы, обычно с несколькими последовательными уровнями эффектов.
В Европе используется Европейская макросейсмическая шкала EMS-98, а в США — модифицированная шкала Меркалли. Обе системы описывают проявления сотрясения, а не измеряют магнитуду. Например, одна и та же магнитуда может сопровождаться разной интенсивностью в зависимости от расстояния и местных условий. Поэтому фраза «землетрясение было сильным» без указания, о какой оценке идёт речь, может быть неоднозначной.
| Показатель | Что описывает | Почему значения различаются |
|---|---|---|
| Магнитуда, например Mw | Размер землетрясения как события, связанный с процессом в очаге | Для одного события обычно сообщают одну итоговую оценку; предварительные расчёты могут уточняться |
| Интенсивность, например EMS-98 | Наблюдаемые эффекты сотрясения в конкретной местности | Различается от места к месту из-за расстояния, грунтов, зданий и других условий |
Практическое правило простое: если сообщение говорит о магнитуде, оно характеризует землетрясение в целом; если об интенсивности — конкретную территорию и последствия там. Нельзя напрямую переводить значение одной системы в другую как по таблице соответствий. Даже два близко расположенных пункта могут получить разные оценки интенсивности, тогда как магнитуда события от этого не меняется.
Вулканы: форма, продукты извержения и состояние
Слово «классификация вулканов» не обозначает одну универсальную систему. Геологи могут группировать вулканы по строению, составу продуктов, истории извержений или текущим признакам активности. Эти классификации отвечают на разные вопросы и не обязательно исключают друг друга. Один вулкан может одновременно относиться к определённому морфологическому типу и иметь отдельную оценку нынешней опасности.
Формы вулканических построек
К распространённым типам относят щитовые вулканы, стратовулканы, шлаковые конусы и лавовые купола. Щитовые вулканы обычно имеют широкие пологие склоны, связанные с излияниями текучей лавы. Стратовулканы сложены чередующимися слоями лавы и обломочного материала; многие из них имеют крутые склоны. Шлаковые конусы состоят преимущественно из выброшенных и накопившихся фрагментов, а лавовые купола формируются при выдавливании вязкой лавы.
Это упрощённая схема, а не перечень непересекающихся «видов». В одной вулканической области могут возникать разные формы, а строение отдельного вулкана меняется со временем. Кроме того, внешний вид сам по себе не даёт полной оценки опасности: важны состав магмы, история извержений, состояние вулканической системы и близость людей и инфраструктуры. Поэтому название типа вулкана не заменяет наблюдение и оценку рисков.
Что показывает VEI
Для сравнения эксплозивности извержений используют индекс вулканической эксплозивности VEI, предложенный Крисом Ньюхоллом и Стивеном Селфом в 1982 году. При его оценке учитывают, среди прочего, объём выброшенного тефра, высоту эруптивного столба и описательные признаки извержения. Тефра — общее название обломочного материала, выброшенного вулканом; вулканический пепел — только его самая мелкая фракция. Шкала включает значения от 0 до 8, а переход между соседними уровнями обычно соответствует росту порядка величины в некоторых количественных характеристиках, прежде всего объёме выбросов.
VEI не является прямой шкалой опасности для населения. Извержение с высоким индексом может происходить в удалённой местности, тогда как менее крупное событие способно причинить серьёзный ущерб рядом с населённым пунктом. Индекс также не описывает все стороны извержения одинаково: важны состав газа, направление распространения пепла, длительность процесса и другие параметры. Поэтому в научных и оперативных сообщениях VEI стоит читать вместе с описанием конкретных угроз.
Почему слова «активный», «спящий» и «потухший» не всегда однозначны
Повседневное деление вулканов на активные, спящие и потухшие кажется простым, но единого международного критерия для всех этих слов нет. Одни определения опираются на признаки нынешней активности, другие — на историю извержений и временные интервалы. Например, Смитсоновский институт в базе Global Volcanism Program относит вулканы с известными извержениями в голоцене к голоценовым вулканам; голоцен начался около 11 700 лет назад. Это полезный критерий для каталога, но само по себе такое отнесение не означает, что вулкан извергнется в ближайшее время.
Термин «потухший» особенно осторожно применяют к конкретному вулкану: длительное отсутствие извержений не всегда доказывает, что система окончательно прекратила существование. «Спящий» обычно подразумевает отсутствие извержения сейчас при возможности активности в будущем, но критерии этого слова могут различаться. Для оценки текущей ситуации вулканологические службы используют наблюдаемые признаки и собственные уровни предупреждения. Такие уровни — оперативный инструмент конкретной службы, а не единая мировая классификация.
Как читать классификации без путаницы
Перед тем как сравнивать цифры или ярлыки, полезно выяснить, что именно классифицируют и кто применяет систему. У землетрясения нужно различать магнитуду события и интенсивность в определённом месте. У вулкана — морфологический тип, размер извержения по VEI, историю активности и текущий уровень предупреждения. Эти сведения дополняют друг друга, но не заменяют друг друга.
- Проверьте название шкалы. «Баллы» и «магнитуда» — не взаимозаменяемые обозначения.
- Уточните объект оценки. Это землетрясение целиком, конкретный населённый пункт или отдельное извержение?
- Смотрите на время и источник. Предварительная оценка может быть уточнена, а уровни предупреждения могут меняться.
- Не выводите риск из одного ярлыка. Для оценки последствий нужны сведения о местности, населении и характере явления.
Частые вопросы
Может ли у землетрясения быть несколько магнитуд?
Да. Разные магнитудные методы используют разные данные и подходят для разных условий, поэтому первые оценки могут отличаться. По мере получения записей специалисты уточняют расчёты и часто публикуют наиболее подходящую итоговую величину. Это не означает, что землетрясение физически меняется после его завершения.
Можно ли по VEI определить, насколько опасен вулкан?
Нет, VEI характеризует эксплозивность извержения по набору его параметров, но не даёт полной оценки риска для людей. Для этого учитывают расположение населённых пунктов, характер возможных опасных явлений и готовность инфраструктуры. Низший индекс не гарантирует отсутствия ущерба.
«Активный вулкан» обязательно скоро извергнется?
Нет. В классификациях «активность» может относиться к геологической истории, а не к прогнозу на ближайшие дни или годы. Для оценки текущей ситуации нужны свежие наблюдения, например данные о сейсмичности и газовых выбросах. Статус из каталога нельзя считать точным прогнозом даты извержения.
