Регистрация землетрясений

Никогда не бывает больших дел без больших трудностей.

Невежды презирают науку, необразованные люди восхищаются ею, тогда как мудрецы пользуются ею.

Чем более увеличивается сфера человеческого опыта, тем больше в науке накапливается фактов, свидетельствующих о влиянии среды на личность, на ее развитие и поведение.

Регистрация и измерение интенсивности землетрясенийРазмещение сейсмически активных зон

Землетрясение – это резкие импульсные сотрясения участков земной поверхности. Эти сотрясения могут быть вызваны разными причинами, что позволяет по происхождению землетрясения разделять на следующие главные группы:

Наиболее частыми и мощными являются землетрясения тектонического происхождения. Напряжения, вызванные тектоническими силами, накапливаются в течение некоторого времени. Затем, когда превышается предел прочности, происходит разрыв горных пород, сопровождающийся выделением энергии и деформацией в виде упругих колебаний (сейсмических волн). Область внутри Земли, где происходит образование разломов и возникновение сейсмических волн, называют очагом землетрясения; очаг является областью зарождения землетрясения. Как правило, главному сейсмическому удару предшествуют предварительные более слабые точки – форшоки (англ. «fore» — впереди + «shock» — удар, толчок), связанные с началом образовании разломов. Затем происходит главный сейсмический удар и следующие за ним афтершоки. Афтершоки – это подземные толчки, следующие за главным толчком из одной с ним очаговой области. Число афтершоков и продолжительность их возникновения возрастает с ростом энергии землетрясения, уменьшением глубины его очага и может достигать нескольких тысяч. Их образование связано с возникновением новых разломов в очаге. Таким образом, землетрясение обычно проявляется в виде группы сейсмических толчков, состоящей из форшоков, главного толчок (сильнейшего землетрясение в группе) и афтерошоков. Сила землетрясения определяется объёмом его очага: чем больше объём очага, тем сильнее землетрясение.

Условный центр очага землетрясения называют гипоцентром, или фокусом землетрясения. Его объём можно очертить по расположению гипоцентров афтершоков. Проекция гипоцентра на поверхность называется эпицентром землетрясения. Вблизи эпицентра колебания земной поверхности и связанные с ними разрушения проявляются с наибольшей силой. Территория, где землетрясение проявилось с максимальной силой, называется плейстосейстовой областью. По мере удаления от эпицентра интенсивность землетрясения и степень связанных с ним разрушений уменьшается. Условные линии, соединяющие территории с одинаковой интенсивностью землетрясения называются изосейстами. От очага землетрясения изосейсты вследствие разной плотности и типа грунтов расходятся в виде эллипсов или изогнутых линий.

По глубине гипоцентров землетрясения делятся на мелкофокусные (0-70 км от поверхности), среднефокуные (70-300 км) и глубокофокусные (300-700 км). Основанная часть землетрясений зарождается в очагах на глубине 10-30 км, т.е. относится к мелкофокусным.

Сейсмологи (ученые, изучающие землетрясения) регистрируют землетрясения во всем мире. Они фиксируют колебания при помощи специальных приборов — сейсмографов. Показания сейсмографов, установленных в отдаленных местах, передаются на центральную сейсмостанцию. Современные сейсмографы — обычно электронные приборы. Они записывают колебания в цифровой форме. Затем эти данные преобразуются в графическую запись сейсмической волны, называемую сейсмограммой. Простые, не электронные сейсмографы имеют перо или другое пишущее устройство, присоединенное к тяжелому грузу. Груз с пером висит на опорной раме. На этой же раме, закрепленной в грунте, смонтирован вращающийся цилиндр. При колебании почвы рама с цилиндром тоже колеблются, а груз и перо остаются неподвижными. Поэтому перо пишет на цилиндре волнистую кривую — сейсмограмму. Чтобы понять, как действует простой сейсмограф, привяжите к концу бечевки длиной в 1 м небольшой, но увесистый груз, например бутылочку, наполненную жидкостью. Возьмите бечевку за другой конец и приподнимите груз над полом. Если вы будете водить рукой взад-вперед очень быстро, груз останется практически неподвижным. При землетрясении груз и перо сейсмографа ведут себя точно так же.

Простой сейсмограф

Во время землетрясений груз и перо остаются неподвижными и записывают колебания в виде сейсмограммы. Для записи колебаний, распространяющихся в разных направлениях, обычно используют сразу три сейсмографа, установленных под разными углами.

Обнаружение эпицентра землетрясения

Через несколько минут после начала землетрясения сейсмостанции начинают регистрировать прохождение сейсмических волн. Эти волны с первого момента землетрясения устремляются во все стороны от его очага. Они проходят и сквозь землю, и по всей окружности. Волны разного типа движутся с разными скоростями. Поэтому, сопоставив моменты прихода волн каждого типа, можно рассчитать, как далеко находится эпицентр землетрясения, если нет информации непосредственно с места событий. Ведь землетрясение может случиться в безлюдном месте или повредить линии связи. Чтобы обнаружить эпицентр землетрясения, требуется информация сразу нескольких сейсмостанции, расположенных в разных местах. Чтобы узнать местоположение эпицентра, необходима информация, по крайней мере, с трех станций. Вокруг каждой из них чертят окружность с радиусом, равным расстоянию от нее до эпицентра. Точка пересечения окружностей укажет эпицентр.

Измерение силы землетрясений

Для измерения силы землетрясения сейсмологи пользуются шкалой Рихтера. Цифры на этой шкале обозначают количество энергии высвободившейся в очаге землетрясения. Разница в один балл означает примерно 30-кратную разницу в количестве освободившейся энергии. К примеру, при землетрясении силой 7,5 балла по шкале Рихтера высвобождается примерно в 30 раз больше энергии, чем при землетрясении силой 6,5 балла, и в 900 раз больше, чем при землетрясении силой 5,5 балла. Ученые также определяют и интенсивность землетрясения. Это величина сотрясения поверхности Земли в различных местах. Измеряется она по шкале Меркалли и выражается римскими цифрами. Интенсивность землетрясения определяют по свидетельствам очевидцев о силе толчков и по разрушениям в различных точках земной поверхности.

Параметры монитора землетрясений

: 24 часа.

• всего: 130.
• за час (мерцание): 5.

Переход к английской версии

Погода — пасмурно, возможно дождь

• всего: 108.
• за час (мерцание): 3.

Мониторы

За текущую неделю на 23.08 зафиксировано 28 активных вулканов в 16 странах, из них в России — 3 вулкана.

Монитор активности вулканов

Спектр (цветовая шкала) опасных явлений природного и техногенного характера

Всего на 23.08 за 2023 год зафиксировано 168 , связанных с разрушением жилья, из них в России — 53.

: 21.08.23 21:29 – 23.08.23 20:42.

• всего: 277.
• за час (мерцание): 3.
• за сутки (ярко красный цвет): 133.

Регистрация и измерение интенсивности землетрясений

Ежегодно на Земле регистрируется несколько сотен тысяч землетрясений, часть из них оказываются разрушительными, часть вообще не ощущается людьми. Интенсивность землетрясений может быть оценена с двух позиций: 1) внешнего эффекта землетрясения и 2) измерения физического параметра землетрясения – магнитуды.

Определение внешнего эффекта землетрясения основано на определении его интенсивности, представляющей собой меру величины сотрясения грунта. Она определяется степенью разрушения построек, характером изменения земной поверхности и ощущениями, которые испытывают люди во время землетрясений. Интенсивность землетрясений измеряется в баллах.

Разработано несколько шкал для определения интенсивности землетрясений. Первая из них была предложена в 1883-1884 гг. М. Росси и Ф. Форелем, интенсивность в соответствии с этой шкалой измерялась в интервале от 1 до 10 баллов. Позднее, в 1902 г. в США была разработана более совершенная 12-балльная шкала, получившая название шкалы Меркалли (по имени итальянского вулканолога). Этой шкалой, несколько видоизменённой, и в настоящее время широко пользуются сейсмологи США и ряда других стран. В нашей стране и некоторых европейских странах используется 12-балльная международная шкала интенсивности землетрясений (MSK-64), получившая название по первым буквам её авторов (Медведев –Шионхойер — Карник).

В соответствии с этой шкалой землетрясения подразделяются на слабые — от 1 до 4 баллов, сильные — от 5 до 7 баллов и сильнейшие — более 8 баллов.

Оценка интенсивности землетрясений, хотя и опирается на качественную оценку эффекта землетрясения (воздействие землетрясения на поверхность), но не позволяет проводить математически точное определение параметров землетрясения.

В 1935 г. американским сейсмологом Ч. Рихтером была предложена более объективная шкала, основанная на измерении магнитуды (эта шкала впоследствии стала широко известна как шкала Рихтера). Магнитуда (от лат. «magnitudo» – величина), согласно определению Ч. Рихтера и Б. Гуттенберга, это величина, представляющая собой десятичный логарифм максимальной амплитуды сейсмической волны (в тысячных долях миллиметра), записанной стандартным сейсмографом на расстоянии 100 км от эпицентра землетрясения.

Хотя в этом определении не уточняется, какие из существующих волн надо принимать в расчет, стало общепринятым измерять максимальную амплитуду продольных волн (для землетрясений, очаг которых располагается вблизи поверхности, обычно измеряется амплитуда поверхностных волн). В целом, магнитуда характеризует степень смещения частиц грунта при землетрясениях: чем больше амплитуда, тем значительнее смещение частиц.

Шкала Рихтера теоретически не имеет верхнего предела. Чувствительные приборы регистрируют толчки с магнитудой 1,2, в то время как люди начинают ощущать толчки только с магнитудой 3 или 4. Наиболее сильные землетрясения, происшедшие в историческое время, достигали магнитуды 8,9 (печально знаменитое землетрясение в Лиссабоне в 1755 г.).

Между интенсивностью землетрясения в эпицентре (I0), которая выражается в баллах, и величиной магнитуды (М) существует зависимость, описываемая формулами

I0 = 1,7М-2,2 и М = 0,6I0+1,2.

Соотношение между балльностью и магнитудой зависит от расстояния между очагом и точкой регистрации на поверхности земли. Чем меньше глубина очага, тем больше интенсивность сотрясения на поверхности при одной и той же магнитуде.

Следовательно, землетрясения с одинаковой магнитудой могут вызывать разные разрушения на поверхности в зависимости от глубины очага.

Регистрация землетрясений проводится на сейсмических станциях с помощью специальных приборов – сейсмографов, записывающих даже малейшие колебания грунта. Запись колебаний называют сейсмограммой. Сейсмограммы должны регистрировать колебания грунта в двух взаимоперпендикулярных направлениях в горизонтальной плоскости и колебания в вертикальной плоскости, для чего в состав сейсмографов включены три записывающих устройства (сейсмометра). На основании определения разницы во времени регистрации разных типов сейсмических волн, и зная скорость их распространения, можно определить положение гипоцентра землетрясения. Точность таких определений достаточно высока, особенно с учётом того, что к сегодняшнему дню действует развитая международная сеть сейсмических станций.

Для характеристики землетрясений важное значение имеют также их энергия и ускорение при сотрясении грунта.

Энергия, выделяемая при землетрясении, может быть рассчитана исходя из значения магнитуды по формуле

log Е = 11,5 M, где Е – энергия, М – магнитуда.

Размещение сейсмически активных зон

Подавляющее большинство землетрясений приурочены к тектонически активным зонам земной коры, связанным с границами литосферных плит. Так высокосейсмичным районом является обрамление Тихого океана, где океаническая литосферная плита поддвигается под континентальные или более древние океанические плиты (процесс поддвига океанической плиты называют субдукцией). Зоны поддвига плиты и её погружения в мантию трассируется положением очагов землетрясений, фиксируемых до поверхности нижней мантии (граница 670 км, связанная с возрастанием плотности вещества) и иногда глубже. Эти зоны получили название сейсмофокальных зон Беньофа. Ещё одна область активной сейсмичности связана с Альпийско-Гималайским поясом, протягивающимся от Гибралтара до Бирмы. Этот грандиозный складчатый пояс образован в результате столкновения континентальных литосферных плит. В пределах этого пояса очаги землетрясений приурочены главным образом к земной коре (глубинам до 40-50 км) и не образуют выраженных сейсофокальных зон. Их образование связано с процессами скучивания и раскалывания на надвигающиеся друг на друга пластины толщ континентальной литосферы. Очаги землетрясений приурочены и к зонам раздвижения и раскалывания плит. Процесс раздвижения литосферных, сопровождающийся формированием новой океанической коры за счёт мантийных расплавов, активно протекает в зонах срединно-океанических хребтов. Растяжение континентальных литосферных плит (происходящее, например, в Восточной Африке или в районе озера Байкал).

Карта всех землетрясений

: Ссылки в таблице «Распределение по странам» позиционируют карту на указанный регион.

За текущую неделю на 23.08 очаги заболеваний обнаружены в 6 странах. В частности в России — в 35 регионах.