Нормальные землетрясения

Валентина Николаевна Норина

Эксперт по предмету «География»

преподавательский стаж — 38 лет

Шкала Рихтера: классификация землетрясений по магнитуде

Шкала Рихтера основана на оценке энергии сейсмических волн, которые возникают при землетрясениях. Самые сильные землетрясения имеют магнитуду не более 9.

Такую классификацию в 1935 году предложил американский сейсмолог Чарльз Рихтер, в честь которого и названа шкала. Сейчас шкала Рихтера — международная единица измерения, которая определяет и классифицирует силу сотрясений земной коры в эпицентре при начале сейсмоактивности.

Причины гибели людей во время землетрясений

За последние 500 лет жертвами землетрясений на планете стали 5 млн. человек и почти половина из них приходится на Китай.

Поражающее воздействие на человека и все сооружения во время землетрясения происходят в короткие сроки, буквально в считанные секунды. Достаточно редко непосредственное колебание почвы является причиной человеческих жертв.

Поэтому основные несчастные случаи и причины гибели людей происходят в результате:

Слабое землетрясение не причиняет ущерба, а вот в отношении сильного в какой-то степени надо быть готовым.

С учетом прочности здания и небольшим, но запасом времени (15-20 сек.), постараться выбрать разумный способ своего поведения.

Этот способ заключается в том, чтобы успеть выбрать относительно безопасное место в помещении, либо успеть покинуть это помещение.

На случай возникновения землетрясения должен быть заранее продуман порядок поведения, что позволит принять оперативные меры, согласно обстановке.

Мероприятия, которые рекомендуют выполнять жителям сейсмоопасных районов, заключаются в следующем – составить списки необходимых телефонов, проводить регулярную проверку электропроводок, водопроводных и газовых труб, умение оказывать первую медицинскую помощь, быстро отключать газ, электричество, воду в квартире.

Самое главное, в сложившейся экстремальной ситуации не поддаваться панике и четко действовать согласно всем требованиям, предъявляемым к данной ситуации.

Находи статьи и создавай свой список литературы по ГОСТу

Поиск по теме

Причины и виды

Землетрясения бывают тектоническими, вулканическими и обвальными.

Тектонические землетрясения возникают из-за резких смещений горных плит или в результате ухода океанической платформы под материк. Ведь поверхность земли состоит из материковых и океанических платформ, которые, в свою очередь, состоят из отдельных блоков. Когда блоки находят друг на друга, то они могут подняться вверх, и образуются горы, или опустятся вниз, и образуются впадины, или одна из плит уйдёт под другую. Все эти процессы сопровождаются колебаниями или сотрясениями земли.

Разрушения после сильного землетрясения

Вулканические землетрясения происходят из-за того, что потоки раскалённой лавы и газов давят снизу на поверхность Земли и таким образом заставляют почувствовать, что земля уходит из-под ног. Вулканические землетрясения обычно не очень сильные, но могут длиться довольно долго, иногда несколько недель. Часто такие землетрясения предупреждают о скором извержении вулкана, что является даже более опасным, чем само землетрясение.

Иногда под землёй образуются пустоты, например, под воздействием грунтовых вод или подземных рек, размывающих землю. В этих местах земля не выдерживает собственной тяжести и обрушивается, вызывая небольшое сотрясение. Это называется обвальным землетрясением.

Самыми разрушительными и страшными являются тектонические землетрясения.

Место, в котором происходит столкновение плит или мощный взрыв, связанный с выходом накопившейся в земле энергии, называется очагом землетрясения, или гипоцентром. Когда взрыв произошёл, ударная волна со скоростью более 5 км/с (в зависимости от мощности взрыва) начинает распространяться во все стороны, доходит до поверхности земли (эту область на поверхности называют эпицентром, и расположена она непосредственно над гипоцентром) и расходится в стороны по окружности. В эпицентре происходят самые сильные разрушения, а на окраинах области, затронутой землетрясением, люди могут даже ничего не почувствовать.

Схема, демонстрирующая очаг и эпицентр землетрясения

Что такое землетрясение

Землетрясение — это природное явление, представляющее собой подземные толчки и колебания земной поверхности, вызванные геологическими изменениями в литосфере Земли.

Причиной возникновения землетрясений является столкновение тектонических плит.

Разновидности стихии

Краткое описание различных видов землетрясений.

Вулканические

Они возникают при извержении вулканов. Процесс образования: потоки раскаленной лавы и газов давят на верхние слои Земли. Могут продолжаться недели, месяцы, но при этом они достаточно слабые и особой опасности для людей не представляют.

Тектонические

Происходят в результате тектонических процессов: резкого смещения горных плит или ухода океанической платформы под материковую, образуя при этом горы, впадины и колебания поверхности. Все катастрофические землетрясения, занимающие большие площади, относят к данному виду.

Обвальные

Причиной их возникновения является образование обвалов и больших оползней. То есть под воздействием грунтовых вод или подземных рек верхний слой Земли обрушивается, образуя пустоты. Такие землетрясения имеют локальный характер, по мощности являются небольшими.

Искусственные

Образуются в результате деятельности человека. Источник возникновения такого типа землетрясений — взрыв ядерных веществ или закачка большого количества жидкости в подземные резервуары.

Измерение силы и воздействий

Для оценки и сравнения землетрясений во всем мире используется шкала магнитуд (шкала Рихтера) и шкала интенсивности.

Шкала Рихтера (другое обозначение «ML») была разработана в 1935 году Чарльзом Френсисом Рихтером и Бено Гутенбергом в Калифорнийском технологическом институте.

Данная шкала предназначена для того, чтобы измерять и характеризовать силу и скорость сотрясений земной коры при начале сейсмической активности.

В ее основе лежит измерение энергии, выделяемой при перемещении коры в эпицентре. Единица, характеризующая энергию — магнитуда.

Ученые полагают, что на Земле землетрясений больше 9.0 магнитуд произойти не может.

Таблица последствий землетрясений в зависимости от величины магнитуд.

Шкала интенсивности

Интенсивность — величина, характеризующая сотрясения земной поверхности на охваченной землетрясением территории (измеряется в баллах).

Перечислим общепринятые шкалы интенсивности:

2. В Европейском союзе: европейская макросейсмическая шкала (EMS) (12-балльная).

3. В Японии: шкала Японского метеорологического агентства (Shindo) (7-балльная).

4. В США: модифицированная шкала Меркалли (MM) (12-балльная).

Подробнее рассмотрим шкалу Медведева–Шпонхойера–Карника (MSK-64), которую используют на территории Российской Федерации.

Данная шкала, разработанная в 1964 году, получила широкое распространение во всем мире.

Измерение происходит по 12-балльной системе.

Прогнозирование землетрясения

Прогноз — самая тяжелая из задач современной сейсмологии.

Выделяют три основные цели прогнозирования: предсказание силы толчка, установление времени, а также места возможного землетрясения.

Существует три категории прогноза:

1. Долгосрочный прогноз составляют на ближайшие 10–15 лет. Он основывается на:

2. Среднесрочный прогноз дается на 1–5 лет. Основан на выявлении предвестников землетрясений, а именно:

3. Краткосрочный прогноз составляют на ближайшие дни. Он опирается на:

Краткосрочные предвестники, по сравнению с долгосрочными, являются менее вероятными.

Сейсмограф — прибор, с помощью которого осуществляется обнаружение и регистрирование сейсмических волн.

Этот прибор используют для анализа сейсмоактивности.

На данный момент не существует достаточно надежного метода прогнозирования землетрясений и их последствий.

Меры предупреждения и защиты

Комплекс необходимых мероприятий по защите населения от последствий землетрясений:

Ваши действия, если вы получили предупреждение о возможном землетрясении (оповещение населения происходит путем передачи сообщения по сетям радиовещания и телевидения):

1. Непосредственно при землетрясении, если вы находитесь дома:

2. Если вы в дороге:

3. Если вы в машине:

4. Если вы в общественном месте:

5. По возвращении домой:

6. Если вы погребены под обломками:

Самые разрушительные землетрясения в истории человечества

Землетрясения — это подземные толчки, сопровождающиеся колебаниями земной поверхности.

После землетрясения в Порт-о-Пренсе (Гаити), 28 августа 2010 г.

Ежегодно на планете происходят сотни тысяч землетрясений. Однако бóльшая их часть имеет незначительную интенсивность и остается практически незамеченной. Действительно сильные землетрясения, чреватые значительными разрушениями, происходят на Земле в среднем раз в две недели. Нас спасает лишь то, что случаются они преимущественно на дне океанов. Хотя землетрясения мощнее семи баллов могут навредить даже оттуда, порождая гигантские волны-цунами, которые сеют опустошение и смерть в прибрежных районах.

Но наибольшую опасность людям несут, конечно же, мощные землетрясения на суше. Они чреваты значительными разрушениями и многочисленными человеческими жертвами. Материальный ущерб от каждого из таких катаклизмов может составить сотни миллионов долларов.

Последствия землетрясений

Землетрясения являются одним из опаснейших стихийных природных явлений. Они приносят большие разрушения и бедствия, уничтожая не только материальные ценности, но и все живое, в том числе и людей.

После сильных землетрясений изменяется ландшафт местности, могут появиться новые озера и горы

Участки земной коры в месте разлома могут смещаться по вертикали либо даже наползать друг на друга. В тех местах, где земля опускается по одну сторону разлома прямо на пересечении речного русла, образуются водопады. Нередко после землетрясения опускаются и затапливаются водой значительные участки суши. Помимо этого, подземные толчки могут смещать со склонов рыхлые верхние слои почвы, инициируя оползни и обвалы. Резкое перемещение значительных массивов земной коры в очаге сопровождается ударом колоссальной силы. В течение года жители планеты в разных ее точках ощущают порядка 10 тыс. землетрясений, из которых около 100 в той или иной степени разрушительны.

Понятие и сущность землетрясения

Под землетрясением понимают подземные толчки и колебания земной поверхности, которые могут быть вызваны как естественными причинами, так и причинами искусственного происхождения.

Землетрясения происходят почти регулярно, но, основная их часть для человека остается незамеченной и фиксировать их могут только точные приборы.

Катастрофические землетрясения, вызывающие сильные разрушения и гибель людей, происходят, как говорят специалисты, один раз в две недели. Большая часть этих землетрясений происходит на дне Мирового океана и катастрофическими последствиями не сопровождается.

Как правило, центр очага землетрясения возникает на глубине, которая может быть от 20 до 30 км от поверхности.

Все землетрясения по глубине возникновения классифицируются на три группы:

К последней группе относится землетрясение, произошедшее в мае 2013 г в Охотском море.

Центр землетрясения находился на глубине 600 км. Волны, идущие от центра этого землетрясения, достигли даже Москвы.

По предположению ученых, внутри Земли происходит перераспределение тепловой энергии, что является причиной дрейфа литосферных плит. В ходе этого процесса плиты и континенты сталкиваются между собой и смещаются относительно друг друга, некоторые плиты расходятся и вдоль этих границ возникают землетрясения и извержения вулканов.

Землетрясения охватывают обширные территории, нарушая целостность грунта и, разрушая здания, сооружения, коммуникации.

Сильные землетрясения уносят человеческие жизни и являются страшным стихийным бедствием.

По приносимому экономическому ущербу, землетрясения по данным ЮНЕСКО, занимают первое место.

Разрушительная сила землетрясения измеряется по 12-ти балльной шкале Рихтера.

Информация о скорости распространения, глубине и длительности процессов собирается с помощью сейсмографов.

Анализ данных говорит о том, что землетрясения чаще всего происходят вдоль определенных линий. Например, очень часто землетрясения происходят в южной части Италии, которая представляет собой сейсмическую область, эпицентры землетрясений здесь располагаются по периферической и радиальным линиям, сходящимся к центру, к вулканическим Липарским островам.

Возникают эти стихийные явления неожиданно и имеют продолжительность несколько секунд, кажущиеся вечностью.

Точно предсказать начало землетрясения ученые пока не могут, их прогноз оправдывается в 80 случаях и имеет ориентировочный характер.

Бывают и исключения в прогнозировании, так, например, землетрясение в Японии сибирские ученые предсказали довольно точно. Ошибка в сроках составила около 5-ти дней, а в силе подземного толчка всего на 0,2 балла.

Территория России тоже подвержена землетрясениям силой более 7 баллов. К сейсмически опасным районам относится Северный Кавказ, Якутия, Прибайкалье, Сахалин, Камчатка, Курильские острова.

Как используется шкала Рихтера?

Логарифмическая шкала основана на измерении энергии, которая выделяется при перемещении коры в эпицентре. Сила землетрясения отсчитывается от его магнитуды — величины, характеризующей энергию, которая выделилась в виде сейсмических волн.

Важно не путать магнитуду с оценкой интенсивности землетрясения. В России для измерения интенсивности используется 12-балльная шкала, которая основана на внешних проявлениях подземного толчка (воздействие на людей, здания, природу).

Рихтер предложил измерять магнитуду землетрясений как десятичный логарифм максимальной амплитуды колебаний грунта с поправкой на расстояние до эпицентра. Вычислялась амплитуда пропорционально отклонениям иглы сейсмографа.

Шкала логарифмическая — это значит, что каждое целое значение в масштабе указывает на землетрясение по мощности в 10 раз больше, чем предыдущее. Соответственно, землетрясение с магнитудой 5 вызовет в 10 раз менее сильное колебание, чем землетрясение с магнитудой 6.

Магнитуды, которые определяются по разным типам волн, отличаются по величине.

2 — самые слабые, но уже ощущаемые толчки, которые не приводят к разрушениям;

4,5 — слабые толчки, которые приводят к небольшим разрушениям — например, возникают трещины в каменных зданиях. При таких землетрясениях размеры очага достигают нескольких километров.

6 — толчки, приводящие к умеренным разрушениям. Очаги при таких землетрясениях имеют протяженность до 1 тыс. км и уходят на глубину до 50 км;

8,5 — самые сильные землетрясения (из уже произошедших). У самого разрушительного из зарегистрированных землетрясений очаг равен 1 тыс. км на глубине более 100 км.

По мнению ученых, на Земле не может произойти землетрясение сильнее, чем с магнитудой 9.

Сила землетрясений

Для оценки силы землетрясения используют шкалу магнитуд и шкалу интенсивности.

Первая различает землетрясения по величине магнитуды — энергетической характеристики землетрясения (меры его энергии). Наиболее популярная шкала, оценивающая энергию землетрясения, — шкала магнитуд Рихтера.

Значение магнитуды лежит в пределах от 1 до 9. Эту шкалу нередко путают с 12-балльной шкалой интенсивности землетрясения, которая оценивает внешние проявления подземного толчка (воздействие на строения, людей, природные объекты). Когда случается землетрясение, то поначалу становится известна его магнитуда, определяемая по сейсмограммам, а интенсивность может быть выяснена лишь спустя время после получения достаточно полной информации о последствиях.

Поврежденный город после землетрясения в провинции Сычуань (Китай)

9,5 — максимальная зарегистрированная на сегодняшний день магнитуда, хотя теоретически она может быть и выше.

Интенсивность землетрясений зависит как от глубины очага, так и от магнитуды. Она тем больше, чем ближе очаг располагается к поверхности. К примеру, если очаг землетрясения с магнитудой 8,0 расположен на глубине 10 км, то на поверхности земли его интенсивность составит 11–12 баллов. А при той же магнитуде, но в очаге, находящемся на глубине 40–50 км, воздействие на поверхности будет равно 9–10 баллам.

На данный момент в мире используют несколько шкал интенсивности. В Европе с 1996 г. применяют европейскую макросейсмическую шкалу (EMS). В Японии пользуются шкалой Японского метеорологического агентства (Shindo), в России и Соединенных Штатах — модифицированной шкалой Меркалли (MM).

Так, умеренное 4-балльное землетрясение по шкале Меркалли уже отмечается многими людьми; при 6-балльном могут возникнуть незначительные повреждения зданий.

Балльная шкала интенсивности землетрясения

В середине мая 1960 г. в Чили произошло одно из самых значительных и разрушительных землетрясений — Великое Чилийское Землетрясение. Несмотря на то, что основные колебания земли происходили в юго-западной части Южной Америки — эпицентр землетрясения располагался недалеко от г. Вальдивия — их «отголоски» достигали других территорий нашей планеты: в частности, Гавайских островов и Японии. Явление, при котором землетрясение, происшедшее в одной части земли, заставляет пульсировать и дрожать другие ее участки, даже расположенные за тысячи километров от эпицентра, называют «качанием» или «вибрацией» земли.

Сейсмология

Землетрясения изучает наука сейсмология. В разных странах мира ученые проводят наблюдения за поведением земной коры. В этом им помогают специальные приборы — сейсмографы. Они измеряют и автоматически записывают малейшие сотрясения, происходящие в любой точке земного шара. При колебаниях земной поверхности основная часть сейсмографа — подвесной груз — вследствие инерции приходит в движение относительно основания прибора, и самописец фиксирует сейсмический сигнал, передаваемый маркеру.

Перо сейсмографа чертит кривую линию в виде острых зигзагов, когда начинаются подземные толчки

Важной задачей сейсмологии является прогноз землетрясений. К сожалению, современная наука еще не может точно их предвидеть. Сейсмологи могут более-менее достоверно определить район и силу землетрясения, но его начало спрогнозировать очень сложно.

Сейсмические шкалы землетрясений

Любое землетрясение имеет свою магнитуду и интенсивность.

Для оценки мощности землетрясения американские исследователи Ч. Рихтер и Б. Гутенберг ввели понятие «магнитуда».

Под магнитудой понимается мера высвобожденной энергии, а под интенсивностью – степень локальных разрушений.

Для каждого землетрясения характерна одна амплитуда, а что касается интенсивности, то она меняется по мере удаления от эпицентра.

Ч. Рихтер в основу своей шкалы положил величину максимальной амплитуды сейсмических волн. Эти волны были зарегистрированы стандартным сейсмографом на расстоянии от эпицентра землетрясения в 100 км.

Рисунок 1. Сейсмическая шкала Рихтера. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Разная магнитуда землетрясений по шкале Рихтера проявляется так:

Обследование территории на предмет выявления разрушений наземных сооружений показывает его интенсивность.

Несмотря на то, что сейсмические движения сложны, их всё-таки можно классифицировать. Для этого существует множество сейсмических шкал, сведенным к трем основным группам.

В мире и в России применяется 12-ти балльная шкала MSK-64 (шкала Медведева-Шпонхойера-Карника), разработанная в 1964 г.

В Латиноамериканских странах используют 10-ти балльную шкалу Росси-Фореля.

Японцы пользуются 7-ми балльной шкалой.

Интенсивность землетрясений в сейсмических шкалах разных стран оценивается по-разному.

В странах Европы для оценки сейсмической интенсивности используется макросейсмическая шкала (EMS), она используется и в ряде стран за пределами Европы.

Шкала является обновленной тестовой версией 1992 г и принята в 1998 г – её современное название (EMS-98).

Европейская сейсмологическая комиссия в 1988 г решила пересмотреть шкалу MSK-64, что стало началом истории макросейсмической шкалы.

Пятилетние исследования и разработки, а также четырехлетнее тестирование позволили официально выпустить шкалу.

XXV Генеральная Ассамблея ЕСК в 1996 г приняла резолюцию, которая рекомендовала принять новую шкалу в странах-членах Европейской сейсмологической комиссии.

Шкала создана для использования не только сейсмологами – это первая шкала интенсивности землетрясений, направленная на сотрудничество инженеров и сейсмологов.

При помощи шкалы EMS-98 можно определить силу землетрясения на определенное место. Эта шкала 12-ти балльная.

Ещё одна шкала, определяющая интенсивность землетрясения на основании внешних признаков – шкала Меркалли. Применяется она тогда, когда нет соответствующего оборудования и прямые данные об интенсивности подземных толчков, отсутствуют.

Шкала носит имя её основоположника Джузеппе Меркалли. Её основы были заложены в 1883 и 1902 годы.

Изменения в шкалу были внесены позже Ч. Рихтером и её стали называть модифицированной шкалой Меркалли (ММ). Применяется эта шкала в основном в США.

Сейсмические волны

Сейсмические волны, которые возникают при землетрясении, делятся на несколько типов.

Подобно звуковым, сейсмические волны распространяются во все стороны от очага землетрясения со скоростью до 8 км/с.

Глубина очага, как правило, не превышает 100 км, однако в отдельных случаях может достигать и 700 км. Временами очаг землетрясения может находиться у самой поверхности земли. По глубине расположения очага землетрясения классифицируют:

Насколько показательна шкала Рихтера?

Считается, что несмотря на популярность и доказанную полезность, шкала Рихтера имеет недостатки. Ее трудно соотнести с физическими свойствами сейсмического источника. Более того, сейсмограф для шкалы требует расширения. Поэтому используют шкалу Рихтера чаще всего для землетрясений магнитудой до 6,9, а далее используются способы измерения с большей точностью.

Распределение землетрясений на планете достаточно неравномерно. Определяется оно главным образом взаимодействием и перемещением литосферных плит.

Расположение очагов землетрясений практически совпадает с границами литосферных плит

Основной сейсмический пояс, где выделяется около 80% всей сейсмической энергии, находится в Тихом океане. Здесь, в районах глубоководных желобов, происходят подвижки литосферных плит под континент. Остальная часть энергии выделяется в Евроазиатском складчатом поясе. Это происходит в местах столкновения Евроазиатской плиты с Индийской и Африканской плитами, а также в районах срединно-океанических хребтов.

Землетрясение в Мессине 1908 г.

Сильнейшее в истории Европы землетрясение произошло 28 декабря 1908 г. в 5:20 в Мессинском проливе между Апеннинами и Сицилией. Несколько подземных толчков с магнитудой 7,5 вызвали огромные разрушения в более чем 20 населенных пунктах в прибрежной полосе Сицилии. После этого на побережье налетело три волны цунами, довершив содеянное землетрясением.

Русские моряки с броненосца «Слава» помогают проводить спасательные работы после землетрясения в Мессине (Италия). 28 декабря 1908 г.

Количество погибших во время этой трагедии превысило 123 тыс. человек. По мнению некоторых исследователей, число жертв составило 200 тыс. человек. Наиболее сильно пострадал город Мессина, где погибло около 60 тыс. жителей при населении 150 тыс. человек.