Как и почему происходят землетрясения? Клуб почемучек

Здравствуйте, дорогие читатели! Приветствую вас в пятничном выпуске  "Клуба почемучек"!

Сегодня я отвечаю на вопрос еще одной победительницы розыгрыша в честь годовщины Клуба. Помните, я обещала  для двух человек сделать ответы на вопросы? В прошлом выпуске был ответ на вопрос Татьяны и ее сына Дани про муравьев, а сегодня второй победитель - мама Алёна и ее сынок Мирослав (3 г. 3 мес.) задает свой вопрос:

«Как и почему происходят землетрясения?»

Землетрясения - это резкие колебания земной коры. Они могут иметь огромную разрушительную силу, - когда рушатся дома и образуются новые озера и горы, а могут проходить совсем незаметно - так, что не разбудят даже чутко спящую кошку. Случится они могут в любое время и в любых местах земли. Но все же есть закономерности, которым подчиняется их возникновение. О них я расскажу ниже. 

А пока, чтобы понять, что такое землетрясение, нам надо немножко повторить то, что мы уже знаем о строении Земли. Однажды мы разбирали этот вопрос (в выпуске "Клуба почемучек" про то, что будет, если Земля остынет). Вкратце повторю, что мы тогда сравнили строение Земли со строением яйца: желток это тяжелое железное ядро, белок - это мантия (слой раскаленного до огромных температур твердого вещества), верхний слой которой (астеносфера) не твердый, а вязкий, жидкий. А на самом верху, там, где у яйца скорлупа, находится то, что мы называем "земная кора". Это слой твердого вещества, на котором мы живем. Из него состоят горы, на нем стоят дома, растут деревья, разливаются реки, моря и океаны.

Модель строения Земли

Нам кажется, что нет ничего крепче и прочнее земной коры. Но на самом деле, в масштабах всей планеты она больше похожа на тоненькую пенку в стакане с горячим какао. Сварите для малыша какао и понаблюдайте за тем, как ведет себя пенка на его поверхности. Пенка может разрываться на куски, в ней могут возникать трещины и разломы. Отдельные куски пенки - это литосферные плиты, из которых состоит земная кора. Всего существует 8 крупных плит, десяток средних и около сотни мелких. Они плавают на поверхности жидкой астеносферы так же, как плавает пенка на поверхности какао. Одни кусочки пенки отдаляются друг от друга, другие сталкиваются. И тогда в этих местах происходят землетрясения.

Пенка на какао как модель движения литосферных плит

Но, в отличие от пенки на какао, литосферные плиты плавают очень медленно. Самая быстрая скорость движения литосферной плиты (в т.н. разломе Сан-Андреас в Америке) на данным момент составляет 0,6 см в год. Покажите малышу, сколько это -  0,6 см. Пусть он представит, как это медленно - проходить такое расстояние целый год! Даже самая медленная улитка в мире настоящий скороход по сравнению с литосферной плитой! Поэтому того, что земля у нас под ногами куда-то плывет, мы не ощущаем. Но если одна плита медленно, но долго и сильно давила на другую, то рано или поздно сила давления в этом месте накопится и однажды высвободится с огромной энергией. И тогда один участок земной коры резко наскочит на другой - произойдет землетрясение. Место, где это случилось, называют очагом землетрясения. Обычно он находится глубоко под землей. А место на поверхности земли, расположенное над очагом землетрясения, называют эпицентром.

Весь облик Земли определяется процессами, которые происходят в глубинах земли (их называют тектоническими процессами). Существование гор и океанов, очертания материков и островов - все зависит от них.

Знаком ли малыш с географической картой? Знает ли название материков и океанов? Давайте поиграем с ними, а заодно и повторим географию. Для этого я предлагаю распечатать контурную карту мира (это изображение нужно открыть в новом окне  - оно тогда будет в полном разрешении, а затем сохранить его на свой компьютер). 

Карта мира для распечатки. Источник: сайт http://justclickit.ru/karti/world.html

Для начала потренируем мелкую моторику - попросите ребенка обвести контуры материков, которые вы назовете. Или пусть он закрасит их, или заштрихует Правильно ли он их отыскал?

Не убирайте это листок - он нам пригодится для другой игры. 

Задание на развитие мелкой моторики

Предложите теперь малышу выложить земную кору литосферными плитами - мозаикой. Для этого мы будем использовать самую обычную мозаику (подойдет любая вариация этой игрушки).

Наложите лист с изображениями материков на поле для мозаики и шилом проделайте отверстия в бумаге там, где находятся дырочки. А теперь пусть малыш заполнит все поле кусочками мозаики разных цветов - каждый материк своим цветом. (мы как-то играли так просто для развлечения, а теперь это нам пригодилось для занятий). В результате у нас получится модель строения земной коры из тектонических плит. Конечно, в жизни они не такие маленькие и не такой правильной формы, но суть та же.

Географическая мозаика

Дальше я предлагаю сделать отдельные материки по шаблонам, которые я приводила для географического пазла. Их надо распечатать на отдельном листе бумаги, наклеить на картон и вырезать.

Материки для распечатки (откройте в новом окне, чтобы увидеть их в полном масштабе)

Теперь из этих кусочков малыш может собирать свою карту мира. Помогите ему разложить материки так, как они расположены сейчас. В процессе игры он возможно сам заметит, что некоторые материки своими очертаниями очень подходят друг к другу. Обратите внимание ребенка, как хорошо Южная Америка складывается с Африкой. И как Африка прямо идеально соприкасается с Аравийским полуостровом.

А может быть, когда-то давным-давно они и были соединены в этих местах? Такая мысль впервые пришла в голову немецкому ученому Альфреду Вегенеру в 1920-х годах. Он назвал свою гипотезу "теорией дрейфа континентов" и доказывал, что участки земной поверхности могут перемещаться друг относительно друга. Африка когда-то, действительно, была соединена с южной Америкой (а также с Антарктидой, Австралией и Индией). И все эти материки составляли общий континент - Гондвану. А Евразия и Северная Америка были соединены во второй континент  - Лавразию. Было это 135-200 миллионов лет назад, в Мезозойскую эру, когда на Земле господствовали динозавры.  

Попросите малыша попробовать составить эти континенты из вырезанных материков в соответствии с рисунком. 

Под действием движения литосферных плит Лавразия и Гондвана разделились на те материки, которые мы знаем сейчас. Но движение материков происходило и раньше - оказывается, Лавразия с Гондваной это осколки еще более крупного континента Пангеи, который образовался в пермском периоде, и раскололся в конце триаса, примерно 200-210 миллионов лет назад. Это был гигантский кусок суши, единственный материк на Земном шаре. По нему уже бродили первые виды пресмыкающихся - ужасные звероподобные ящеры. И шумели леса, состоящие в основном из голосемянных растений (похожие на наши елки и сосны).

Попросите ребенка составить из современных материков Пангею.

А еще раньше Пангеи существовал другой суперконтинет - Паннотия.  А до нее были и еще: Родиния, распавшаяся 750 миллионов лет назад, Нуна (Колумбия, Хадсонленд) - максимальная сборка около 1,8 млрд лет назад  и Кенорленд - максимальная сборка около 2,75 млрд лет назад. Но и сейчас этот постоянный процесс возникновения и разрушения единого материка не закончился.

Современные материки продолжают передвигаться и когда-нибудь снова объединятся в единый суперконтинент. Ученые даже уже дали ему имя Пангея Ультима, и рассчитали, что возникнет она через 200-300 млн. лет. (По другим расчетам материки в будущем сложатся в несколько другой континент - Амазию. Но то, что будет новый суперконтинент, ученые не сомневаются).

Сложите из современных материков будущий суперконтинент Пангею Ультима.

Покажите малышу видео, визуализирующее движение континентов. В нем очень наглядно показана вся эволюция нашей планеты.

Такое движение материков будет происходить до тех пор, пока Земля не остынет и не прекратятся тектонические процессы в ее глубинах. А пока есть движение - будут и землетрясения, и извержения вулканов. Ежегодно на планете происходит около миллиона землетрясений. К счастью, большинство из них слабые, и их эпицентры расположены на дне океана. Покажите малышу карту, на которую нанесены очаги землетрясений. По их расположению прекрасно видны расположение границ тектонических плит - те места, в которых скапливается наибольшее напряжение земной коры.

Карта вулканов и  зон землетрясений мира (увеличится при нажатии мышкой). 
Источник: сайт http://justclickit.ru/karti/world.html

Но, к сожалению, несмотря на то, что теория движения литосферных плит полностью разработана, и границы этих плит хорошо известны, на данном этапе развития науки ученые не умеют предсказывать, где и когда именно произойдет землетрясение. И именно из-за этой непредсказуемости и из-за невозможности как-то предотвратить или повлиять на силу землетрясений, это стихийное бедствие является самым опасным из всех существующих на Земле. 

Посмотрите он-лайн карту землетрясений, происходящих в мире (тут: http://priroda.inc.ru/pogoda/seismo.html или вот тут: http://www.emsc-csem.org. Они обновляются каждый час). Вы увидите, что они случаются каждый день. Например, за вчерашний день, 7 ноября, в мире произошло 18 землетрясений магнитудой больше 4х.

Землетрясения несут с собой огромные разрушения. Чтобы классифицировать степень их опасности для человека и зданий, была принята  12-ти бальная шкала интенсивности.

Попросите малыша построить на какой-нибудь небольшой, но ровной поверхности (например, на книжке)  несколько домиков из маленьких кубиков. Сейчас мы будем смотреть, что происходит с домами при землетрясениях разной силы. Чуть-чуть троньте книжку, та, что она даже не сдвинется. Это землетрясение силой 1-2 балла. Его почувствуют только специальные приборы - сейсмографы,  которыми ученые регистрируют колебания земной поверхности.

Город после слабого землетрясения

Троньте книжку сильнее, чтобы домики едва покачнулись. Это землетрясение силой 3-5 баллов. При нем дрожат стекла, качается мебель, люди чувствуют колебания. Если толкнуть книжку еще сильнее, так что попадают некоторые элементы построек, то это землетрясение силой 6-8 баллов. При нем могут треснуть дома, отвалится отдельные их части.

Город после среднего землетрясения

При землетрясении 9-11 баллов дома полностью разрушаются, в горах возникают обвалы и оползни. А при 12-балльном землетрясении происходит полное разрушение всех зданий и изменение формы рельефа земной поверхности - обвалы, появление трещин в грунте, образование новых озер.

Город после разрушительного землетрясения

К счастью,  сильные землетрясения происходят достаточно редко. Но есть целые регионы Земного шара, в которых часто случаются землетрясения слабой и средней силы. Эти районы называют сейсмически опасными. 

Покажите малышу карту, на которой цветом показаны сейсмически опасные зоны. Чем краснее цвет, тем больше вероятность катастрофических землетрясений.

Карта сейсмических зон мира (при нажатии мышкой увеличится).
Источник: сайт http://justclickit.ru/karti/world.html

На этой карте видно, что в Крыму, где я живу, тоже бывают землетрясения. Почти каждый год тут происходят землетрясения 1-2 балла, которые жители не чувствуют и о которых узнают только по радио. Но на моей памяти уже было три 4-балльных землетрясения, когда качались люстры, в шкафах звенела посуда и карандаши сами собой скатывались на пол со стола. Но ничего плохого с домами и их жителями не случалось, ведь люди, живущие в сейсмически опасных зонах, знают об опасности и строят дома специальным образом, чтобы они стояли как можно крепче. 

Давайте вместе с вами построим такие сейсмоустойчивые здания.

Сначала возьмем и поставим рядом два кубика - один высокий, другой низкий. Если толкнуть подставку, какой кубик упадет первым? Конечно высокий, он раскачивается сильнее.

Поэтому в сейсмоопасных районах не строят слишком высокие дома. А когда строят многоэтажки, то принимают специальные меры для того, чтобы сделать их устойчивыми. Например, используют фигурные выступы - эркеры. Давайте достроим нашему дому что-то похожее на эркер и попробуем снова потрясти подставку. Теперь уже не так легко его разрушить, правда? 

А еще при строительстве сейсмоустойчивых зданий используют специальный фундамент, на котором здание "скользит" или "плавает" во время подземных толчков. Мы можем сделать такой фундамент, используя мелкие шарики (или бусинки), насыпанные в крышку от банки. Если наш кубик поставить на такой фундамент и начать его трясти, то он не будет раскачиваться, а будет просто кататься по шарикам, и свалить такое "здание" будет достаточно трудно.

Надеюсь, Мирославу теперь стало понятно, как, где и отчего происходят землетрясения? :)
А в следующем выпуске "Клуба почемучек" я буду рассказывать о том, почему молоко белое.

Чтобы я ответила и на ваши вопросы, вступайте в Клуб и задавайте свои вопросы! Для этого надо всего лишь поставить баннер на боковую панель вашего блога или сайта (код баннера можно взять перейдя по ссылке на архив), а если блога нет, то дать ссылку в любых соц. сетях. Присылайте вопросы мне на почту tavika2000 @ yandex.ua (убрать пробелы) с пометкой "Клуб почемучек".  Среди всех присланных вопросов, независимо от того, опубликовала я на них ответ или нет, я разыгрываю призы. Следующий розыгрыш будет проходить по итогам осенне-зимнего сезона и состоится 1 марта.
А также я приглашаю спонсоров к сотрудничеству с моим Клубом!

Архив прошлых выпусков "Клуба почемучек" можно посмотреть ЗДЕСЬ.

Материалы по теме:

• Глубинные процессы Земли и их поверхностные проявления. Наука и жизнь. (http://www.nkj.ru/archive/articles/10147/)
• Тектоника литосферных плит. Википедия (http://ru.wikipedia.org/wiki/Тектоника_литосферных_плит)
• Землетрясение. Википедия (http://ru.wikipedia.org/wiki/Землетрясение) 
• "Бродячие континенты" (http://www.evoluts.ru/2009-11-28-09-07-39/q-q--------.html)
• Африка до сих пор продолжает распадаться (http://glob-news.ru/sreda/585-afrika-do-sih-por-prodolzhaet-raspadatsya.html)
• Геохронологическая шкала (http://evolution.powernet.ru/library/scale.html)
• Пангея Ультра. Википедия (http://ru.wikipedia.org/wiki/Пангея_Ультима)