Сейсмическая активность это


Каждый год на планете фиксируются многие тысячи землетрясений разной интенсивности. Большая их часть имеет слабое проявление и не выявляется без специальных приборов. Но несколько раз в году бывают серьезные подземные толчки, когда встряска земной коры достаточно интенсивна для разрушения наземных объектов. Поскольку наиболее мощные толчки происходят в пределах океанов, то при отсутствии цунами общественность не знает об их существовании. Но когда колебания охватывают сушу, явление становится катастрофическим, сопровождающимся огромными разрушениями и человеческими жертвами.

Что такое землетрясение?

Землетрясением называют толчки в земной коре. Человеком они воспринимаются тем сильнее, чем мощнее колебание поверхности земли. Данное явление природы нередкое: оно отмечается каждый день в разных частях планеты. Подавляющее большинство крупных толчков фиксируется в Мировом океане. Если бы явление было характерно больше для суши, то количество человеческих жертв и разрушенных объектов выросло бы многократно.


Землетрясение можно назвать завершением процесса движения земных пород. Движение частей земной коры ограничено силой трения. Когда достигается максимум напряжения, породы резко сдвигаются с разрывом, сила трения переходит в энергию движения, в итоге земные колебания расходятся радиально. Точка разлома называется фокус, точка на поверхности земли над фокусом – эпицентр. Удаляясь от эпицентра, колебания постепенно ослабляются. Подземная волна может двигаться со скоростью до 8 км в секунду.

Схема

Длительность колебаний примерно одинакова, она занимает около 30 секунд, не зависит от причин разрыва, особенностей пораженной местности и прочих факторов. Но бывали случаи, когда толчки продолжались до 3 минут.

Признаками землетрясения могут быть не только показания сейсмических приборов, но и специфические изменения в окружающей обстановке. Основными предвестниками землетрясений являются:

  • беспокойное поведение домашних и диких животных (многие животные способны чувствовать приближение катастрофы, они стараются покинуть эпицентр и прилегающую к нему территорию, направляются в безопасное место);
  • возникновение в небе особых облаков, похожих на длинные полосы;Облака
  • изменение уровня воды в водных источниках;
  • проблемы в работе мобильных и электротехнических приборов.

Зонами землетрясений являются не все области земного шара. Колебания земной коры возможны только в областях, называемых сейсмическими поясами. Основных пояса два: Тихоокеанский и Средиземноморский. Также выделяют Арктический, Западно-Индийский, Восточно-Африканский пояса. На последние три приходится 5% всех фиксируемых на планете толчков.

В Тихоокеанском поясе, окольцовывающем берега Тихого океана, наблюдается около 80% землетрясений. Причем через каждые 100 – 150 лет происходят катастрофические сейсмические процессы. На долю Средиземноморского пояса приходится 15% толчков, катастрофы отмечаются через каждые 250 – 300 лет.

Поскольку местами возникновения землетрясений могут быть только сейсмически активные области – зоны тектонических разломов, то население, проживающее на равнинных территориях в пределах тектонической плиты, может быть спокойным за жизнь и имущество. На платформенных равнинах землетрясения – крайняя редкость, они случаются раз в 600 – 800 лет.

Австралия – единственный континент, который не находится в зоне литосферных стыков. На материке нет гористых областей и активных вулканов, следовательно, землетрясения невозможны. Также слабая сейсмическая активность характерна для Антарктиды и Гренландии. На этих участках суши лежит толстый ледяной слой, который не дает подземным колебаниям проявляться на поверхности.

В России есть и сейсмически безопасные, и опасные области. Опасными считаются следующие горные местности:


  • Алтай;
  • Кавказ (особенно северная часть);
  • Дальний Восток;
  • Гористые регионы Сибири (в основном восточная часть);
  • Сахалин;
  • Курильские и Командорские острова.

Основные характеристики землетрясений

Разрушительные волны исходят из фокуса радиально, причем в разных плоскостях: в разные стороны, вверх и вниз. Эпицентр землетрясения характеризуется наиболее сильными колебаниями.

Большая часть толчков ввиду слабости проявления не воспринимается людьми. Уловить маломощные колебания могут только сейсмографы – приборы, характеризующиеся высокой чувствительностью. Они не только регистрируют толчки, но и фиксируют их мощность, направленность и длительность. Наука, изучающая землетрясения, называется сейсмология (это отдел геологии), исследователи – сейсмологи.

Приборы для измерения силы колебаний устанавливают в разных частях планеты для ежедневного наблюдения за активностью земной коры, которая постоянно пребывает в движении. По показаниям нескольких сейсмографов ученые определяют место нахождения эпицентра.

Сейсмограф

Чтобы определить силу толчков исследователи используют два физических понятия:

  • магнитуду;
  • интенсивность.

Магнитуда землетрясения – количество энергии, высвободившейся из очага и разошедшейся в виде ударных волн. По шкале магнитуды точно устанавливают точку исхода колебаний.

Интенсивность землетрясения – величина, представляющая собой соотношение магнитуды и сейсмической активности, представленной в баллах по шкале Рихтера.

Шкала магнитуд используется для оценки силы природного явления. Энергия, высвобожденная в виде сейсмических волн, определяется по шкале от 1 (минимум) до 9,5 (максимальная сила) баллов. В течение года на планете фиксируют:

  • 1 катастрофическое землетрясение – магнитуда от 8 баллов;
  • 10 – 20 очень сильных – от 7 до 8 баллов;
  • 100 – 120 сильных – от 6 до 7;
  • 800 – 100 умеренных – от 5 до 6;
  • 6000 – 6200 легких – от 4 до 5;
  • 40 – 50 тысяч слабых – от 3 до 4;
  • ежедневно от 1000 до 8000 очень слабых – меньше 3 баллов.

Магнитуда

Минус данной шкалы в том, что она не позволяет понять, насколько опасно и разрушительно явление. Ведь бывает, что слабое землетрясение длится дольше сильного, следовательно, приносит больший ущерб. Поэтому более показательной является шкала интенсивности Рихтера. Эта шкала, выраженная в баллах, демонстрирует степень разрушительного воздействия толчков разной силы:


  • 1 – 2 балла – толчки воспринимаются только приборами, возможно слабое восприятие подземного движения людьми с гиперчувствительностью;
  • 3 – 4 – люди ощущают слабые колебания, в помещениях могут дребезжать оконные стекла, слегка шататься нетяжелые предметы;
  • 5 – 6 – ощущения от колебаний довольно выраженные, в зданиях трескаются тонкие и непрочные стены, сыплется штукатурка, предметы подскакивают и падают;
  • 7 – 8 – колебания сильные, небольшие постройки разрушаются, в земле и асфальте образуются заметные трещины;
  • 9 – 10 – толчки разрушительной силы, здания складываются, как карточные домики, формируются огромные трещины в земле, возможно появление оползней, обваливание склонов;
  • 11 – 12 баллов – толчки катастрофической силы, разрушающие наземные объекты до основания.

В категорию опасных природных явлений входят землетрясения 7 – 12 баллов. Они не только вызывают значительные разрушения, но и способны изменить планетарный рельеф. Ведется подсчет наиболее сильных подземных процессов, и ученые отмечают, что количество мощных землетрясений с каждым десятилетием увеличивается. Так, 20 лет назад ежегодно фиксировалось около 40 толчков с интенсивностью более 7 баллов. Сегодня отмечают до 400 интенсивных сейсмических процессов в год.

Дорога

Существует еще одна 12-бальная шкала оценки землетрясений по интенсивности воздействия на наземные объекты. По классификации Меркалли приводится ряд следующих особенностей землетрясений в зависимости от силы действия:


  • I – колебания неощутимы;
  • II – незначительно ощутимы при нахождении на этажах зданий;
  • III – хорошо ощутимы в помещении, дрожат и раскачиваются предметы, у очевидца создается звуковое ощущение, что неподалеку проезжает автомобиль;
  • IV – в помещении дребезжат оконные стекла, звенит посуда, раскачиваются и трещат предметы мебели и интерьера, слышится звук, будто рядом проезжает грузовой автомобиль;
  • V – колебания ощутимы и в помещении, и на улице, вызывают у населения страх, спящие люди просыпаются;
  • VI – население пребывает в панике, сыплется штукатурка, из стен вываливаются кирпичи, мебель перемещается и рушится, оконные стекла рассыпаются;
  • VII – люди не могут удерживаться на ногах, водителям сложно управлять автомобилями, стены трескаются, на колокольнях из-за дрожания звенят крупные колокола, по поверхности водных источников движутся волны;
  • VIII – вести автомобиль невозможно, непрочные стены и небольшие постройки рушатся, обламываются древесные сучья, земля трескается;

  • IX – люди спасаются в панике, разрываются трубы и каркасные элементы крупных строений, в земле формируются обширные трещины и воронки;
  • X – разваливаются каркасные стены и фундаменты, разрушаются дамбы, мосты и прочие инженерные сооружения, высок риск появления обвалов и оползней;
  • XI – разрушаются здания любой конструкции и степени прочности, деформируются железнодорожные пути, обрушиваются подземные коммуникации;
  • XII – полное разрушение, изменяется рельеф.

Существует деление землетрясений по глубине залегания фокуса:

  • нормальные – от 30 до 70 км;
  • промежуточные – от 70 до 300 км;
  • глубокие – больше 300 км.

Виды землетрясений

Факторами, раскрывающими, почему происходят землетрясения, могут быть тектонические явления (перемещение или деформация земной коры, процессы в планетарной мантии), вулканическая активность, оползни и прочие сдвиги горных пород, инженерная и военная деятельность на территории. Причины землетрясений имеют как природный, так и искусственный характер.

Ниже подробнее рассказывается, какие бывают землетрясения по происхождению.

Тектонические

В эту категорию входит наибольшая часть фиксируемых подземных процессов. Тектонические землетрясения возникают, когда из-за движения тектонических плит резко смещаются горные породы. Речь идет либо о столкновении толстых материковых плит, либо о подныривании тонкой океанической плиты под толстую материковую.


Тектоническое

Движение литосферных плит незначительное, обычно не превышает пары сантиметров, но оно провоцирует сдвигание находящихся над фокусом горных пород, в результате чего выделяется много энергии. Перемещение пород приводит к появлению трещин в земле. Блоки земли, примыкающие к этим трещинам, разваливаются, деформируются, а расположенные на их поверхности объекты разрушаются.

Техногенные

Из-за активной человеческой деятельности возникают техногенные землетрясения, и число их с каждым годом увеличивается вслед за усилением разрушающего воздействия человека на планету. Сейсмологи отмечают, что увеличивается число толчков на территориях, окружающих крупные водохранилища, зоны добычи природных ископаемых, действующие и выработанные шахты и карьеры и другие инженерные конструкции.

Техногенное

Частое возникновение подземных процессов в области расположения водохранилищ связано с тем, что значительная масса воды давит на земную кору, размывает породы.

Вулканические

Такой тип землетрясений отличается слабостью проявления, но длительностью существования. Особых разрушений земные колебания не вызывают, катастрофические последствия – редкость.


Вулканическое

Мощнейший сдвиг земной коры в результате вулканической активности случился в 19 веке в Индонезии. Извергающийся вулкан Кракатау расколол на три части одноименный индонезийский остров. Толчки были такие мощные, что вулкан наполовину разрушился, а две части острова ушли в воду. Далее на побережье обрушилось цунами, уничтожило все население, не успевшее вовремя покинуть злосчастный остров.

Обвальные

Причинами подземных колебаний могут стать крупные обвалы склонов и оползни. Такие землетрясения тоже неинтенсивные, но опасность заключается в сходе огромных грунтовых пластов.

Обвальное

Самым страшным обвальным землетрясением считается произошедшее в Перу в январе 1062 года. Гигантская лавина, состоящая из грязи и растаявшего снега, сошла с горы Уаскаран, спровоцировала колебания земной коры, снесла с лица земли несколько поселений. Погибло более 18 тысяч человек.

Подводные

При столкновении тектонических плит, образующих океаническое ложе, возникают подводные землетрясения. При неглубоком расположении фокуса, и при магнитуде выше 7 баллов сейсмический процесс крайне опасен, поскольку является провокатором цунами. При сдвигании океанической коры одни части дна поднимаются, другие – опускаются, в итоге водная масса, пытающаяся вернуться в изначальное положение, начинает вертикально двигаться. Так рождаются гигантские, направленные в сторону побережья волны – цунами.


Подводное

Землетрясения, отягощенные цунами, часто имеют катастрофические последствия. Так, несколько лет назад в Индийском океане произошел сдвиг тектонической плиты, приведший к образованию огромной волны. Цунами обрушилось на индийский и индонезийский берега, погибло более 200 тысяч местных жителей.

Искусственные

Речь идет о сейсмических процессах, спровоцированных инженерной и военной деятельностью человека. Искусственные землетрясения бывают следствием запуска ракет, бурения скважин, разработки нефтеносных и газоносных подземных пластов. Так, во время демонстрационного запуска ядерных ракет КНДР в разных частях планеты сейсмографы зафиксировали толчки умеренной интенсивности.

Искусственное

От удара космических тел

Когда крупный космический объект, преодолев земную атмосферу, врезается в поверхность планеты, он взрывается, из-за чего формируется ударная волна, распространяющаяся и в земле, и в воздухе на значительные расстояния.

От удара космических тел

Источник: TainaPrirody.ru

Разговор о циклах сейсмической активности, датировке землетрясений и предупреждении сейсмической опасности с замдиректора Института физики Земли (ИФЗ) РАН, доктором геолого-минералогических наук, профессором Евгением Рогожиным.

Человечество всегда находилось в зависимости от стихий, и в первую очередь – от землетрясений. Когда были первые попытки регистрации сейсмических событий, что предпринималось в исторические эпохи в этом плане?

Землетрясения – явление природное. Человечество должно было научиться жить там, где имеется опасность возникновения сильных землетрясений.

В прошлом попытки как-то изучить это явление (по крайней мере, из известных нам источников) были предприняты еще в Китае, около 2-х тысячелетий назад. Китайским ученым Чжан Хэн (78-139 г.) был создан первый из известных сейсмографов, довольно смешной с нашей точки зрения. Это был сосуд, на котором находились священные (мифические) для китайцев животные – драконы, расположенные по странам света. Во рту у них были шарики. При землетрясении сосуд колебался, шарики выскакивали и падали в рот лягушек, расположенных под каждым из дракончиков.

Благодаря найденным шарикам, попавшим к лягушкам, китайцы научились определять направление пришедшей сейсмической волны. С тем пор, конечно, наши измерительные приборы сильно модернизировались.

Как современная сейсмология классифицирует землетрясения, чем отличаются между собой сейсмические события?

Существует две шкалы. Первая из них- шкала магнитуд. Магнитуда характеризует энергию, выделяющуюся при землетрясении. Это энергия очага (гипоцентра) землетрясения. Гипоцентры могут быть как поверхностными, так и располагаться на глубине в несколько километров, находиться даже за пределами коры — в мантии Земли, на глубине до 600 км.

Шкала магнитуд характеризует энергию землетрясения, но не даёт нам информации о происходящих событиях на поверхности.

Вторая система оценок – это баллы, определяющие интенсивность сотрясений на поверхности. Баллы напрямую не связаны с магнитудой, поскольку в зависимости от глубины очага интенсивность на поверхности может быть разной.

Существует несколько макросейсмических шкал, наиболее известна из них — шкала Меркалли, принятая в США и Западной Европе. Есть китайская шкала, есть японская.

У нас в России используется своя шкала MSK-64. Эта шкала построена на основе учета поврежденности зданий разных категорий, поведения людей при разных интенсивностях землетрясений, изменениях рельефа и природной среды.

Расскажите, как мы узнаем о сейсмических событиях прошлого, о методах сейсмических палеореконструкций?

Палеосейсмические исследования были начаты в России в 50-е годы прошлого века. Они получили свое развитие в работах Н.А. Флоренсова, В.П. Солоненко и В.С. Хромовских. Проанализировав характерные изменения рельефа, ученые разработали систему признаков, которые позволяют выявлять потенциальные очаги сильных землетрясений и оценивать их магнитуды. Тогда же эти методы были апробированы на больших территориях, прежде всего, в Монголии, Сибири, в Кавказском регионе. Возникнув в России, данная методика продолжает активно использоваться во всем мире.

В основном, палеосейсмические наблюдения проводятся в горных выработках (траншеях, шурфах, пройденных в приповерхностных горизонтах Земли). Там на стенках выработок мы находим следы старых землетрясений, датируем их радиоизотопными, лихинометрическими методами.

Методы палеосейсмики дополняются археосейсмическими, когда по деформациям в сооружениях, вызванных землетрясениями, проводится оценка сейсмической энергии, приведшей к этим разрушениям. В результате комплексные палеосейсмические исследования позволяют нам определить магнитуду древнего землетрясения и его возраст. Благодаря чему мы приходим к статистике, к выявлению циклов сейсмических событий.

Мы видим, что землетрясения в истории повторялись не раз,  и это зафиксировано в нарушениях рельефа. Их частота зависит преимущественно от активности региона. Например, повторяемость сильнейших землетрясений в одном и том же очаге по периферии Тихого океана исчисляется несколькими сотнями лет. В регионе Центральной Азии, в условиях континентальной тектоники, счет идет уже на тысячелетия. Скажем, на Кавказе, Алтае повторяемость сильнейших событий будет порядка 0,5–1 тыс. лет.

И благодаря анализу структур рельефа, палеосейсмическим данным мы можем оценивать современную сейсмическую активность?

Дело в том, что регионы различаются по сейсмической активности. Есть асейсмичные или слабосейсмичные регионы, такие как Восточноевропейская платформа, на которой мы живем. Если взять активные регионы, то это континентальная окраина: Курило-Камчатская зона, Сахалин — островные дуги на границе Азиатского континента и Тихоокеанской плиты. Есть внутриконтинентальные системы: Алтай, Саяны, Кавказ – они также высокосейсмоактивны.

В целом, самая высокая энергия землетрясений находится в переходных зонах от континентов к Тихому или Индийскому океанам. Там известны землетрясения с магнитудой порядка девяти (до 9,5). Это предельная магнитуда, которая регистрировалась на Земле когда-либо (Чилийское землетрясение 1960 г.) В этих зонах такие события встречаются. Недавнее землетрясение в Тохоку в 2011г., вызвавшее огромное цунами и разрушения в префектуре Фукусима, относится к таковым.

Если пойти внутрь континента, то у нас регионы с магнитудой девять практически не встречаются. Максимум – восемь. Следует отметить, что магнитудная шкала – логарифмическая, отличие магнитуды на единицу предполагает изменение энергии в 10 раз.

Есть еще рифтовые зоны, известнейшая из них — Байкальская. Это узкая зона – узкий линейный прогиб, который ограничен активными разломами. Такие зоны также порождают сильные землетрясения.

Глобальный анализ сейсмичности за последние 120 лет показывает, что за это время на Земле было три периода сейсмической активизации и два периода относительного затишья (в конце XIX — начале ХХ веков и в середине ХХ — начале ХХI веков). Горизонтальные движения литосферных плит, по-видимому, ответственны за накопление напряжений в потенциальных очагах землетрясений на границах плит и в орогенных областях (крупные структурные элементы земной коры  — «Полит.ру») внутри континентов.

Сейсмическая активность циклична. Мы можем наблюдать группирование сильных землетрясений в узких временных интервалах. Это связано с тем, что сильнейшее сейсмическое событие, произошедшее в начале каждой активизации, по-видимому, является пусковым механизмом для нескольких десятков «созревавших» потенциальных очагов в течение 15-20 лет. После чего наблюдается период относительного затишья продолжительностью 30-35 лет, когда в целом ряде высокомагнитудных очагов накапливается энергия для следующей активизации.

Учитывая, что активизация начала ХХI века длится около 10 лет, можно обоснованно предположить, что примерно через 5-10 лет она закончится и наступит эпоха относительного сейсмического затишья.

Важно понимать, что разные зоны тектонических систем порождают разные по энергии землетрясения.

Сейсмичность — это проявление современной тектоники, это движение по разломам, движение блоков в напряженном состоянии, которое характерно для земной коры. Крупные разрывные структуры вмещают в себя очаги сильных землетрясений.

Которые мы можем учитывать в нашей жизни, скажем, в практике строительства?

Да, оценив сейсмическую опасность для того или иного региона, где ведется строительство, освоение. Это делается в ходе работ по общему, детальному и сейсмическому микрорайонированию. Это весьма продвинутая научно-прикладная сфера.

Общее сейсмическое районирование (ОСР) – это и есть оценка опасности в масштабах страны. На основе инструментальных и макросейсмических данных прошлых лет и исследований, по большей части, новейших тектонических движений, активных разломов, их возраста, скорости современных смещений и характера нарушений, создаётся карта сейсмической опасности. В ней отражены существующие сейсмические воздействия, выраженные в терминах колебаний, сейсмической сотрясаемости регионов и их периодичность. Подобная карта для России, являющаяся нормативной иобязательная при строительстве, была создана под научным руководством ИФЗ РАНв 1997году.

При проектировании ответственных объектов (АЭС, ГЭС, магистральных трубопроводов, вокзалов, стадионов и др.) в сейсмоопасных регионах обычно проводятся дополнительные сейсмотектонические и сейсмологические исследования, а также сейсмическое микрорайонирование, позволяющие уточнить уровень региональной сейсмической опасности и учесть влияние местных грунтовых условий.

Источник: polit.ru

Учет очагов землетрясений

Карта сейсмической активности Земли представляет собой физическую карту планеты, на которой отображены области, где за определенный период времени происходили землетрясения мощностью более 4 баллов по шкале Рихтера. На карте используются следующие условные обозначения: диаметр области пропорционален мощности подземных толчков, а цвет окружности обозначает временной интервал. Так, например, красные области соответствуют землетрясениям, происходящим в текущую дату или в реальном времени.

Сейсмический монитор, обновление происходит каждые 20 минут
globmon.web - Интерактивная карта вулканической активности
красные кружки — землетрясения за последние 24 часа
оранжевые кружки — землетрясения за последние 1-4 дня
желтые кружки — землетрясения за последние 4-14 дней

Данные сервиса EMSC и Google Map

Карта сейсмической активности мира позволяет нажатием кнопки мыши выбрать участок земной поверхности. При этом в окне отдельно отобразится выбранная область, на которой подробно указываются эпицентры землетрясений. Сейсмический монитор онлайн позволяет при выборе любого из очагов получить исчерпывающие данные. В таблице приводятся координаты эпицентров и мощность подземных толчков, начиная от 24 часов и до 30 дней. Также на карте области отображаются находящиеся в выбранном участке станции сейсмофиксации.

Список землетрясений

Для возвращения к началу документа нажмите клавишу Backspace или Back to the earthquake list

Карта сейсмической активности онлайн, обновляется каждые 20 минут. Кроме того вы всегда можете узнать было ли сегодня землетрясение или нет. Это позволяет более наглядно оценивать предоставленную информацию.

Карта землетрясений по версии сервиса Google

Сейсмическая активность Земли

Представленные ниже изображения представлены некоммерческой организацией IRIS, которая основана в 1984 году при поддержке Национального научного фонда и представляет собой консорциум из более чем 100 университетов США, работа которых посвящена изучению, систематизации и распределению данных по сейсмологии. Программы IRIS направлены на научные исследования, образование, снижение последствий землетрясений.

На представленных ниже данных, время указано UTС (Всемирное координированное время), для перевода в Московское, прибавьте 4 часа.

Шкала сейсмоактивности. Шкала Рихтера. Землетрясение по видам активности.

Шкала Меркалли Шкала Рихтера Видимое действие
Вибрацию от землетрясения регистрируют только приборы
Колебания землетрясения ощущаются при стоянии на лестнице
Толчки от землетресения ощущаются в закрытых помещениях, легкие колебания предметов
Звон посуды, качание деревьев, толчки землетрясения ощущаются в стоящих автомобилях
Скрип дверей, пробуждение спящих, переливание жидкости из сосудов
При землетрясении неустойчивая ходьба людей, повреждения окон, падение картин со стен
Трудно стоять, осыпается плитка на домах, от землетрясения большие колокола звенят
Повреждение дымоходов, повреждение канализационных сетей при таком землетрясении
Всеобщая паника от землетрясения, повреждения фундаментов
Большинство строений повреждены*, крупные оползни, реки выходят из берегов
Изгиб ж/д путей, повреждения дорог, большие трещины в земле, падение камней
Полные разрушения, волны на поверхности земли, изменения в течении рек, плохая видимость
* Специально сконструированные здания с защитой от землетрясений способны выдержать толчки до 8.5 баллов по шкале Рихтера

Источник: SpaceGid.com

Землетрясения – это колебания, сотрясения или смещения земной коры, вызванные глубинными тектоническими процессами. Землетрясения часто вызывают значительные разрушения городов (рис. 16) и приводят к человеческим жертвам.

Землетрясение возникает при внезапном освобождении энергии, которая долгое время накапливалась в результате тектонических процессов в относительно локализованных областях земной коры и верхней мантии.

Область возникновения подземного толчка (очаг землетрясения) представляет собой определённый объём пород в толще Земли; в его пределах происходит высвобождение накопившейся энергии. В центре очага условно выделяется точка – гипоцентр, его проекция на поверхность Земли называется эпицентром.

При землетрясениях в очаге возникают упругие волны, которые распространяются с большой скоростью по всем направлениям. Достигая земной поверхности, они ощущаются людьми с различной степенью интенсивности. Под областью распространения понимается площадь, по которой распространяются колебания силой от 4 баллов и выше, т.е. такие, которые могут ощущаться непосредственно человеком. Б. Гуттенбергом и Ч Рихтером разработана шкала интенсивности землетрясений в связи с их энергией, так называемую абсолютную шкалу. Они предложили понятие интенсивности (магнитуде) землетрясений, которая изменяется в зависимости от максимальной амплитуды смещения частиц почвы, измеряемой с помощью сейсмографов на уловном расстоянии в 100 км от эпицентра. Самые слабые землетрясения в этой шкале имеют магнитуду 0, самые сильные – около 9. Эта шкала связана несложной зависимостью с энергией землетрясения, выделяющейся в очаге.

Сейсмическая активность это

Рис. 16. Картины различных землетрясений

В течение длительного времени перед землетрясением в толще Земли накапливается энергия, растут упругие напряжения, и в некоторый момент эти напряжения превысят прочность горных пород, т. е. когда породы уже не могут сопротивляться внешним усилиям и разрушаются, происходит почти мгновенное смещение масс, разрыв, раздробление пород, подземный удар. При этом копившаяся длительное время потенциальная энергия освобождается, переходя в кинетическую, и количество освободившейся энергии можно измерить. Энергию землетрясений Е определяют в эргах. Считается, что очень слабое, только ощутимое землетрясение выделяет 1015 эргов, а катастрофическое – 1025 эргов. Лиссабонское землетрясение оценивается в 7·1027 эргов.

Изучение многочисленных землетрясений показало, что механизм возникновения толчка связан с внезапным и почти мгновенным перемещением масс вдоль какого-либо разлома: массы горных пород одного крыла смещаются в одном направлении, другого крыла – в другом, противоположном направлении. Такого рода смещения носят в механике наименование деформаций скалывания. Толчок, возникший в очаге, в форме упругих волн распространяется, постепенно ослабляясь, во все стороны от очага и, достигнув земной поверхности, производит эффект землетрясения. Известны сейсмические волны нескольких типов. Важнейшие из них следующие.

Продольные волны, Р. Они представляют собой волны сжатия и разрежения среды, следующие попеременно одна за другой, со скоростью порядка нескольких километров в секунду (в зависимости от упругих свойств среды). Продольные волны возникают как реакция среды на изменение объёма (объёмная деформация). Они распространяются как в твёрдых, так и в жидких и газообразных средах. Частицы вещества при этом колеблются в направлении движения волны.

Поперечные волны, S. Они являются результатом реакции среды на изменение формы. Следовательно, они не могут распространяться в жидкой и газообразной средах, поскольку жидкие и газообразные вещества не сопротивляются изменению формы, которой они обладают (модуль сдвига μ=0). Частицы вещества при этом колеблются по преимуществу в направлении, перпендикулярном к направлению движения волн. Скорость распространения волн S меньше скорости волн Р в 1,7 раза.

Поверхностные волны (волны Релея),L. Они возникают в особых условиях, именно на границе раздела двух сред, жидкой и газообразной или твёрдой и газообразной под воздействием колебаний приходящих от очага землетрясений к этой границе. Они отличаются наименьшей скоростью, по сравнению с волнами Р и S, скоростью распространения и быстро затухают как с глубиной, так и с удалением от эпицентра, но в эпицентре могут повести к большим повреждениям.

Большинство землетрясений происходит на глубинах до 70 км, такие землетрясения называются поверхностными. Землетрясения, которые происходят на глубинах от 70 до 300 км, называют промежуточными, а глубже 300 км – глубокими. До сих пор не было зарегистрировано ни одного землетрясения глубже 720 км.

Различают сильные и слабые землетрясения: слабые землетрясения возникают повсеместно, но их общая энергия незначительна. Некоторые из них связаны с вулканической деятельностью. К сильным землетрясениям относят землетрясения с магнитудой более 5,5.

Землетрясения подразделяются на тектонические, вулканические, обвальные. Ежегодно на планете происходят сотни тысяч землетрясений, из них одно катастрофическое и десять сильно разрушительных землетрясений. Последние отличаются чрезвычайно высокой энергией. Так, учёные подсчитали, что энергия землетрясений в высокогорной части Тибета 15.08 50 г была эквивалентна энергии взрыва 100 тыс. атомных бомб. Поэтому вполне естественно, что землетрясениям принадлежит первое место по причинённому экономическому ущербу и одно из первых мест по числу жертв. Наиболее известные катастрофические землетрясения XX века: Калифорнийское (1906 г., погибло 700 тыс.человек), Мессинское (1908 г., погибло 82 тыс.), Токийское (1923г., 140 тыс человек), Китайское (1976 г., около 150 тыс. человек), Мексиканское 91985 г., 10 тыс.), Армянское (1988 г., 25 тыс. человек), Турецкое (1999 г., 16 тыс. человек). В результате Армянского землетрясения оказались без крова 514 тыс. человек, сильно пострадали города Ленинакан, Кировокан, полностью разрушены г. Спитак и 58 сёл. Последствия землетрясения не устранены до сих пор.

В России к наиболее опасным сейсмическим районам относятся Кавказ, Алтай, Забайкалье, Дальний Восток, Сахалин, Курильские острова, Камчатка. Постоянной угрозе разрушительных землетрясений подвержено 20 % территории страны.

Одним из сильнейших землетрясений в истории России стало Сахалинское – 27 мая 1995 года. Согласно официальным данным, общая площадь, которая подверглась катастрофическим сейсмическим толчкам, составила 215 тыс. км2, был полностью разрушен г. Нефтегорск, погибло около 2 тыс. человек.

Землетрясения являются важным экологическим фактором нарушения формирования среды, изменения структур и местообитаний биоценозов. Землетрясения вызывают в свою очередь и другие стихийные бедствия: цунами, лавины, сели, оползни, наводнения (из-за прорыва плотин), пожары (при разрушении нефтехранилищ и разрыве газопроводов), повреждение коммуникаций, линий электропередач, водоснабжения и канализации, аварии на химических предприятиях с истечением (разливом) сильнодействующих ядовитых веществ, а также на АЭС с утечкой (выбросом) радиоактивных веществ в атмосферу и др.

При оценке количества энергии, выделяющейся при землетрясении, рекомендовано применять единую 12-балльную шкалу MSK-64. В её основе лежит шкала магнитуд (М), с помощью которой измеряют изменяющуюся по определённому закону величину смещения почвы от эпицентра землетрясения к его краям под действием поверхностных упругих волн. Нулевой уровень магнитуды – это энергетический уровень такого землетрясения, энергия которого ниже энергии самого слабого, регистрируемого приборами землетрясения. За максимальный уровень магнитуды принята энергия возможного сильнейшего землетрясения, приблизительно равная 1018 Дж и соответствующая энергии разрыва самых прочных пород земной коры.

В зависимости от интенсивности колебаний грунта на поверхности землетрясения подразделяются на: слабые (1-3 балла); умеренные (4 балла); сильные (6 баллов); очень сильные (7 баллов); разрушительные (8 баллов); катастрофические (11 баллов); сильно катастрофические (12 баллов).

По изменению характерных свойств земли, а также необычному поведению живых организмов перед землетрясениями (они носят название предвестников) специалисты способны составлять приблизительные прогнозы. Такими предвестниками землетрясений являются:

— деформации земной коры, определяемые путём наблюдений из Космоса, или съёмки на поверхности Земли с помощью лазерных источников света. Внедрение в геологические и географические науки высокотехнологичных приборов GPS (Global Position System – Cистема Глобального Позиционирования) позволила решить многие вопросы в науках о Земле на более высоком уровне. Система Глобального Позиционирования внедрена во всём мире и используется геологами, географами, океанологами, сейсмологами, геофизиками, климатологами, биологами, почвоведами, работниками сельского хозяйства (для межевания почв и земель) и т.д. Полученные данные позволяют создать кинематическую модель горизонтальных движений и приступить к моделированию процессов современного деформирования с использованием этих данных для выявления эпицентров возможных землетрясений.

— Изменение отношений скоростей распространения продольных и поперечных волн накануне землетрясений.

— Изменение электросопротивления горных пород, колебание уровня грунтовых вод в скважинах.

— Быстрый рост частоты слабых толчков.

— Повышение концентрации радона в воде и др.

Во многих регионах России и за рубежом ведутся работы по предсказанию землетрясений с использованием самых различных показателей. На Северном Кавказе существует густая сеть скважин, где постоянно ведутся режимные гидрогеологические наблюдения и замеры изменений химического состава воды, содержаний радона и других элементов. В компьютерном варианте разработана программа предвестников землетрясений. По их данным были предсказаны несколько землетрясений на Кавказе и в Турции. На Камчатке по измерениям концентраций подпочвенного радона было предсказано 5 успешных прогнозов при одном пропуске сильного землетрясения 8 марта 1999 года. Там же на Камчатке по измерениям параметров высокочастотных сейсмических шумов из 14 землетрясений не было предсказано только 1. Это очень высокий процент прогноза. Имеются предсказания землетрясений по измерениям содержаний аргона в воде и почве.

Источник: studopedia.ru


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.