4. Катастрофы в природе

Ударная сейсмическая волна – следствие направленного импульсного смещения огромной массы глубинных пород. Импульсное смещение массы глубинных пород вызывает мощный поток заряженных частиц по направлению воздействия. Силы инерции этого потока, превышая вязкость окружающей среды, вовлекают в движение определённое количество вещества. Моделью движущейся массы заряженных частиц по направлению сейсмического удара является грибовидное образование, возникающее при наземном взрыве атомной бомбы, которое часто демонстрируется по различным причинам средствами массовой информации. Такими завихрениями в грибовидном образовании, которые приобретают устойчивые формы движения, потоки частиц выходят на поверхность земли и начинают стремительно распространяться в виде ударных сейсмических волн. Если подземный направленный поток заряженных частиц выходит на дно океана, то удар передаётся на толщу воды. При меньшей вязкости водной среды поток частиц вовлекает в движение мощные потоки жидкости. Распространяясь с большой скоростью, огромные объёмы жидкости выбрасываются над поверхностью океана в виде грибовидного образования со сформированной структурой вихревого, устойчивого движения, образующего гигантские волны. При наклонных ударных воздействиях, наличии подводных гор, мощных глубинных течений или других подобных причин разрывается кольцевой фронт ударной волны и она приобретает направленное движение в виде линейной волны – цунами. Энергетическую основу движущейся гигантской волны составляет вихревое движение заряженных частиц со свойствами устойчивого вращения, рассмотренными в предыдущих разделах главы.

Рассмотрим механизм образования неограниченного источника ударной волны при выходе вихря вращающихся частиц на свободную поверхность среды. На рис. 4.1 показано сечение с изображением принципиальной схемы вращающихся заряженных частиц.

Рис. 4.1. Механизм образования источника ударной волны.

Выделим в пределах поперечного сечения "вихревой трубки" продольные сечения и Сечение находится в области ослабленных (односторонних) связей со средой из-за близости свободной поверхности , в сравнении с сечением Поэтому в сечении образуется поверхность разрыва (срыва) скорости движения частиц. В результате, в сечении образуется ударная волна. Импульсные воздействия от ударной волны образуют новый вихрь, который перемещаясь вдоль свободной поверхности, создаёт после очередного витка следующий срыв частиц в сечении с импульсным воздействием, образующим следующий вихрь, и так далее. В итоге, возникает неиссякаемый источник движущейся ударной волны. В физике твёрдого тела известно несколько видов "источника" импульсного воздействия на среду. Для возникновения плоского фронта ударной волны и действия механизма его стремительного движения необходима разделительная граница (плоскость), по обе стороны от которой находятся среды с резко отличающимися свойствами. Это поверхность земли, дно океанов, границы (края) тектонических плит (разломы).

Многие сейсмологи высказывают мнения, что все землетрясения оказываются инициированными. Накопления упругой энергии по границам тектонических плит, образующиеся в результате их движения и воздействий друг на друга, происходят на малых скоростях развития общего процесса. Внезапный, импульсный срыв (сброс) накопленной энергии возникает в результате импульсного (ударного) силового воздействия. Такие силовые импульсы могут быть незначительными по величине, но при стремительном их движении и возможном обтекании выступов по кривой, когда их значение зависит от кривизны пространственного пути, оказываются в состоянии сбросить огромные накопления энергии. Моделью подобного сброса энергии являются проводимые испытания конструкций на их хрупкое разрушение. Для этого в стальном листе шириной два метра и толщиной восемь сантиметров образуют отверстие. От отверстия в центре листа отходят в разные стороны пропилы (подобие трещин) для появления концентрации напряжений при нагружении. Такой образец нагружают растягивающей силой, создающей тридцатипроцентную нагрузку от разрушающей. В таком состоянии производили выстрел из пистолета в отверстие плиты, диаметр которого меньше диаметра пули. При этом мощная испытываемая стальная плита хрупко разрушалась.