Виды землетрясений

Валентина Николаевна Норина

Эксперт по предмету «География»

преподавательский стаж — 38 лет

Эпицентры землетрясений (1963—1998)

Колебания от землетрясений передаются в виде сейсмических волн. Землетрясения и связанные с ними явления изучает сейсмология, которая ведёт исследования по следующим основным направлениям:

Что такое землетрясение

Наша планета живая. Жизнь проявляется не только в обитании человека, живых существ, росте флоры, движении водной среды, изменении атмосферы. Помимо видимых изменений, происходят постоянные невидимые процессы внутри земли, в ее многообразных слоях. Каждый из них выполняет свою функцию в жизни планеты. В центре земли при предельно высоких температурах сосредотачивается большое количество геотермальной энергии, что способствует непрерывному движению веществ в верхних слоях планеты. Это движение называется конвекцией.

Землетрясение – это результат движения земной коры, переходящего в колебания поверхностных слоев планеты, которые в свою очередь в зависимости от количества высвобожденной энергии приводят к толчкам земли, растрескиванию покрова земли, образованию цунами, изменению строения континентальной и океанической коры, подземных слоев и разрушению того, что находится на поверхности земли.

Сейсмология определяет землетрясение не только как процесс, но и как его последствия.

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

Землетрясение — это природное явление, проявляющееся в подземных толчках и сотрясании земли, нарушении сомкнутости или цельности земной коры, при котором высвобождается упругая энергия недр и трансформируется в кинетическую энергию колебаний, и в форме сейсмических волн отходит от эпицентра.

Эпицентром либо очагом землетрясения называется источник сейсмических волн в земной коре.

Сейсмические волны — это мощные, объемные потоки энергии, которые продвигаются в любых физических средах: твердых телах, жидкостях, газах.

По типу распространения они напоминают звуковую волну. Проходить волны могут внутри земной коры (объемные) или на поверхности (поверхностные). Объемные волны обладают колоссальной разрушительной силой, способной двигать глубокие земные пласты и наносить катастрофический ущерб. Поверхностным волнам подвластны только верхние слои земной коры.

Подавляющее количество землетрясений происходит по причине того, что планета живая, то есть внутри нее и на поверхности происходят химические и физические процессы.

Наиболее разрушительные землетрясения

Последствия катастрофического землетрясения в Сан-Франциско, США, в 1906 году

Люди осматривают руины после цунами, которое возникло в результате подводного землетрясения

Последствия землетрясения в Японии — произошёл разлом дороги

Великое китайское землетрясение

Великое лиссабонское землетрясение с магнитудой в 8,7 произошло 1 ноября 1755 года, в 9.20 утра. Оно превратило в руины Лиссабон — столицу Португалии, и стало одним из самых разрушительных и смертоносных землетрясений в истории, унеся жизни около 90 тысяч человек за 6 минут. За подземными толчками последовали пожар и цунами, причинившее особенно много бед в силу прибрежного расположения Лиссабона. Землетрясение обострило политические противоречия в Португалии и, фактически, положило начало заката Португалии как колониальной империи. Событие широко обсуждалось европейскими философами эпохи Просвещения и способствовало дальнейшему развитию концепций теодицеи.

Ассамское землетрясение (1897)

Великое землетрясение Канто́ (яп. Канто: дайсинсай) — сильное землетрясение (магнитуда 8,3), 1 сентября 1923 года произошедшее в Японии. Название получило по региону Канто, которому был нанесён наибольший ущерб. На Западе его именуют также Токийским или Йокогамским, поскольку оно практически полностью разрушило Токио и Йокогаму. Землетрясение стало причиной гибели нескольких сотен тысяч человек и причинило значительный материальный ущерб. Землетрясение началось 1 сентября 1923 года, после полудня. Эпицентр его располагался в 90 км к юго-западу от Токио, на морском дне, возле острова Осима в заливе Сагами. Всего за двое суток произошло 356 подземных толчков, из которых первые были наиболее сильными. В заливе Сагами из-за изменения положения морского дна поднялись 12-метровые волны цунами, которые опустошили прибрежные поселения. По масштабу разрушений и количеству пострадавших это землетрясение является самым разрушительным за всю историю Японии (но не самым сильным, так, землетрясение 2011 года более мощное, но вызвало менее масштабные последствия).

Крымское землетрясение 1927 года

Крымское землетрясение 1927 года — землетрясение на Крымском полуострове, произошедшее 26 июня 1927 года. Несмотря на то, что землетрясения происходили в Крыму ещё с древнейших времен, самые известные и самые разрушительные землетрясения случились в 1927 году. Первое из них произошло днем 26 июня. Сила землетрясения 26 июня составила на Южном берегу 6 баллов. Оно не вызвало сколько-нибудь серьёзных разрушений и жертв, однако в результате возникшей в некоторых местах паники не обошлось без пострадавших. Очаговая область землетрясения располагалась под дном моря, к югу от поселков Форос и Мшатка и, вероятно, вытягивалась поперек берега. Уже во время самого землетрясения рыбаки, находившиеся 26 июня 1927 г. в 13:21 в море, отметили необычное волнение: при совершенно тихой и ясной погоде на воде образовалась мелкая зыбь и море как бы кипело. До землетрясения оно оставалось совершенно тихим и спокойным, а во время толчков послышался сильный шум.

Ашхабадское землетрясение — разрушительное землетрясение, произошедшее 6 октября 1948 года в 02:17 по местному времени вблизи города Ашхабада магнитудой 7,3 по шкале Рихтера. Его очаг располагался на глубине в 18 км, практически прямо под городом. В эпицентре интенсивность сотрясений доходила до IX—X баллов по шкале MSK-64. Ашхабад был полностью разрушен, погибло около 35 тысяч человек. Помимо Ашхабада пострадало большое количество населенных пунктов в близлежащих районах, в Ашхабадском — 89 и Гекдепинском — 55, а также соседнем Иране. С 1995 года дата 6 октября узаконена в Туркменистане как День поминовения.

Великое Чилийское землетрясение

Великое Чилийское Землетрясение (иногда — Вальдивское Землетрясение, исп. Terremoto de Valdivia) — сильнейшее землетрясение в истории наблюдения, моментная магнитуда — по разным оценкам от 9,3 до 9,5, произошло 22 мая 1960 года в 19:11 UTC в Чили. Эпицентр располагался возле города Вальдивия () в 435 километрах южнее от Сантьяго. Волны возникшего цунами достигали высоты 10 метров и нанесли значительный ущерб городу Хило на Гавайях примерно в 10 тыс. километрах от эпицентра, остатки цунами достигли даже берегов Японии. Количество жертв составило около 6 тыс. человек, причём основная часть людей погибла от цунами.

Великое Аляскинское землетрясение

Великое Аляскинское землетрясение — сильнейшее землетрясение в истории США и второе, после Вальдивского, в истории наблюдений, его моментная магнитуда составила 9,1-9,2. Землетрясение произошло 27 марта 1964 года в 17:36 по местному времени (UTC-9). Событие пришлось на Страстную пятницу и в США известно как Good Friday Earthquake. Гипоцентр находился в Колледж-фьорде, северной части Аляскинского залива на глубине более 20 км на стыке Тихоокеанской и Северо-Американской плит. Великое Аляскинское землетрясение повлекло разрушения в населённых пунктах Аляски, из крупных городов наиболее пострадал Анкоридж, находившийся в 120 км западнее эпицентра.

Ташкентское землетрясение — катастрофическое землетрясение (магнитуда 5,2), произошедшее 26 апреля 1966 года в 5 часов 23 минуты в Ташкенте. При относительно небольшой магнитуде (М=5,2), благодаря небольшой глубине (от 3 до 8 км) залегания очага, оно вызвало 8—9-балльные (по 12-балльной шкале MSK-64) сотрясения земной поверхности и существенные повреждения строительных объектов в центре города. Зона максимальных разрушений составляла около десяти квадратных километров. На окраинах же столицы сейсмический эффект едва достигал 6 баллов. Сильные колебания почвы с частотой 2—3 Гц продолжались 10—12 секунд. Относительно небольшое число пострадавших (8 погибших и несколько сот травмированных) в городе с миллионным населением обязано преобладанию вертикальных (а не горизонтальных) сейсмических колебаний, что предотвратило полный обвал даже ветхих глинобитных домов. Анализ причин травм показал, что в 10 % случаев они были получены от обрушений стен и крыш, 35 % — от падающих конструктивных частей зданий и сооружений (штукатурка, гипсовая лепка, кирпичи и т. п.) и предметов домашнего обихода. В 55 % причинами травм было неосознанное поведение самих пострадавших, обусловленное паническим состоянием и страхом (выпрыгивание из верхних этажей, ушибы о различные предметы и тому подобное). Однако впоследствии количество смертельных случаев умножилось в результате сердечных приступов в период возникновения даже незначительных повторных толчков. Ташкент — является столицей страны, находящиеся в Центральной Азии — Узбекистан.

Землетрясение в Таншане (кит. ) — природная катастрофа, произошедшая в китайском городе Таншане (провинция Хэбэй) 28 июля 1976 года. Землетрясение магнитудой 7,8 считается крупнейшей природной катастрофой XX века. По официальным данным властей КНР, количество погибших составляло 242 419 человек. В 3:42 по местному времени город был разрушен сильным землетрясением, гипоцентр которого находился на глубине 22 км. Разрушения имели место также и в Тяньцзине и в Пекине, расположенном всего в 140 км к западу. Вследствие землетрясения около 5,3 миллионов домов оказались разрушенными или повреждёнными настолько, что в них невозможно было жить. Несколько повторных толчков, сильнейший из которых имел магнитуду 7,1, привели к ещё бо́льшим жертвам.

Землетрясение в Кобе (яп. ) — одно из крупнейших землетрясений в истории Японии. Землетрясение произошло утром во вторник 17 января 1995 года в 05:46 местного времени. Магнитуда составила 7,3 по шкале Рихтера. По подсчётам, во время землетрясения погибло 6 434 человек. Последствия стихии: разрушение 200000 зданий, 1 км скоростного шоссе Хансин, уничтожение 120 из 150 причалов в порту Кобе, нарушения электроснабжения города. Жители боялись вернуться домой из-за подземных толчков, которые продолжались несколько дней. Ущерб составил примерно десять триллионов иен или 102,5 млрд долларов США, или 2,5 % от ВВП Японии в то время.

Подводное землетрясение в Индийском океане

Подводное землетрясение в Индийском океане, произошедшее 26 декабря 2004 года в 00:58:53 UTC (07:58:53 по местному времени), вызвало цунами, которое было признано самым смертоносным стихийным бедствием в современной истории. Магнитуда землетрясения составила, по разным оценкам, от 9,1 до 9,3. Это третье по силе землетрясение за всю историю наблюдения.

Эпицентр землетрясения находился в Индийском океане, к северу от острова Симёлуэ, расположенного возле северо-западного берега острова Суматры (Индонезия). Цунами достигло берегов Индонезии, Шри-Ланки, юга Индии, Таиланда и других стран. Высота волн превышала 15 метров. Цунами привело к огромным разрушениям и огромному количеству погибших людей, даже в Порт-Элизабет, в ЮАР, в 6900 км от эпицентра.

В Японии (2011)

Вулканические землетрясения — разновидность землетрясений, при которых толчки возникают в результате высокого напряжения в недрах вулкана. Причина таких землетрясений — лава, вулканический газ которые давят снизу на поверхность Земли. Землетрясения этого типа слабы, но продолжаются долго, многократно — недели и месяцы. Тем не менее, опасности для людей землетрясение этого вида не представляет. Кроме того, вулканические землетрясения обычно являются предвестниками извержения вулкана, которое грозит более серьёзными последствиями.

Тектонические и техногенные

Тектонические землетрясения возникают при смещении горных плит или в результате столкновений океанической и материковой платформ. При таких столкновениях образуются горы или впадины и происходят колебания поверхности.

Землетрясения также могут быть вызваны обвалами и большими оползнями. Такие землетрясения называются обвальными, они имеют локальный характер и небольшую силу.

Какие бывают землетрясения

Землетрясения захватывают большие территории и характеризуются: разрушением зданий и сооружений, под обломки которых попадают люди; возникновением массовых пожаров и производственных аварий; затоплением населенных пунктов и целых районов; отравлением газами при вулканических извержениях; поражением людей и разрушением зданий обломками вулканических горных пород; поражением людей и возникновением ячеек пожаров в населенных пунктах от вулканической лавы; провалом населенных пунктов при обвальных землетрясениях; разрушением и смывом населенных пунктов волнами цунами; отрицательным психологическим воздействием.

Виды землетрясений

Землетрясения имеют одну общую характеристику — излучение сейсмических волн различной интенсивности, а различаются породившими их причинами.

По происхождению все землетрясения составляют следующую классификацию:

В целом можно разделить все виды по 3 группам причин: внутренние, внешние и искусственные.

Среди всех видов землетрясений тектонический характеризуется наибольшей частотой и мощностью. Это происходит по причине накапливания огромного количества энергии, вызванной тектоническими силами вследствие движений и последующей деформации земной коры, а именно литосферных плит, из которых состоят материковая и океаническая земная кора. Плиты как бы выстилают всю поверхность земли, перекрывают друг друга, сталкиваются, двигают и выталкивают одна другую. Под действием конвекции нагревающиеся слои поднимаются к поверхности земли, а охлажденные опускаются вниз, к центру земли. В местах соприкосновения краями происходит наибольшее воздействие тектонических сил на структуру толщ горных пород коры, протекают изменения не только физические, но и химические. При превышении предела прочности пород они разрываются, и высвобождается накопленное напряжение энергии.

Иногда литосферные плиты могут подниматься и опускаться относительно друг друга, сохраняя свое положение в горизонтальной плоскости.

При подныривании — продвижении — одной плиты под другую общая площадь территории плит уменьшается, а площадь земной поверхности остается прежней. Поэтому с помощью оползней и землетрясений верхние пласты просто собираются в складки для того, чтобы стать одинаковых размеров с нижним слоем. В таких случаях извержения вулканов и выход магмы очень редки.

Границы стыковки литосферных плит образуют сейсмические пояса, которые являются концентрацией эпицентров землетрясений. Их общая длина доходит до 272300 км, а ширина варьируется от 300 до 1600 км.

Выделили 11 основных поясов:

Западно- и Восточно-Тихоокеанский пояса образуют непрерывное Тихоокеанское сейсмическое кольцо.

Средиземноморско-Трансазиатский пояс простирается вдоль экватора от Атлантического океана до Персидского залива, поэтому его называют широтным. На всем протяжении этой поясной зоны встречаются горные массивы: горы Южной Европы, горные хребты Кавказа, Ирана и Малой Азии, Гималайские горы. Наиболее активны Карпаты Румынии, хребты Ирана, Белуджистана и Гиндукуш. Под водой активность проявляется в Атлантическом, Северном Ледовитом океане и Индийском вплоть до Антарктиды.

В большей степени сейсмическая динамика прослеживается в двух поясных зонах: Тихоокеанской, так называемом вулканическом огненном кольце, и Средиземноморско-Трансазиатской, ее также называют Альпийско-Гималайской. Эти два пояса выбрасывают около 54% и 32% всей сейсмической энергии планеты соответственно.

Большая энергичность Тихоокеанского пояса связана с тем, что при его образовании океаническая плита подвигается под континентальные или более древние океанические, глубина соприкосновения при этом доходит до 700 км вглубь земли.

Средиземноморско-Трансазиатский пояс проходит по линии столкновения двух континентальных плит, которое в основном связано с деформацией земной коры на глубине до 50 км. Это проявляется в надвигании слоев один на другой, раскалывании и скучивании. Здесь также происходит растяжение плит (Восточная Африка и о. Байкал).

Второстепенные пояса более спокойны, большая их часть находится под толщей океанских вод. Самой сейсмоспокойной территорией считается Атлантика.

Есть примеры внутриплитных землетрясений, когда плита деформируется не по краям, а внутри. Яркими представителями таких мест являются Алтай, Сибирь и Балтийский щит.

Соприкасающиеся границы плит являются не только неустойчивой зоной, но и областью горообразования и вулканизма.

Вулканические

Данный вид землетрясений происходит из-за движения магмы, деформации сложной системы строения вулкана и взрывов. Лава и вулканические газы создают высокое давление в структуре вулкана, которое сопровождается волновой активностью, схожей с толчками. В основном магнитуда вулканического землетрясения небольшая, но продолжительность повторяющихся толчков занимает до нескольких месяцев. Это свойство дало ученым возможность предсказывать извержения вулканов.

Случается так, что совпадающие эпицентр толчков и очаг извержения магмы могут высвободить такое количество энергии, которое приводит к катастрофическим последствиям: деформируются, раскалываются и сдвигаются плиты, разрушаются горные породы, уничтожаются целые города.

На карте мира прослеживается закономерность расположения вулканов и границ литосферных плит.

Наибольшая концентрация вулканов сосредоточена на протяжении Тихоокеанского вулканического огненного кольца.

Техногенные или наведенная сейсмичность

Причиной этой разновидности землетрясений становится деятельность человека, сопровождающаяся внедрением в земную кору и нарушением ее строения. При этом создается или избыточная нагрузка, или недостаток давления в глубоких слоях. Вторжение инженерной деятельности человека в геологическую среду сопровождает добычу ископаемых (нефти, газа, воды), эксплуатацию гидротермальных месторождений, заполнение крупных водохранилищ, а также испытания.

Наведенная сейсмичность бывает двух видов:

При возбужденной сейсмичности конкретные воздействия на определенные участки приводят к толчкам. Характерным примером становятся большие водохранилища, при создании которых увеличивается нагрузка на кору и происходят нетипичные для данного региона землетрясения. Чем больше водохранилище и дамба, а также скорость наполнения водой, тем выше вероятность и бальность толчков. К этой группе относится закачка внутрь пластов жидких отходов, аварийные подземные взрывы газа и нефти, нагнетание воды в опустошенные недра при откачке нефти и газа. Все эти мероприятия ведут к увеличению гидродинамического давления, изменению структуры горных пород и их смещению.

Инициированная сейсмичность предполагает вмешательство человека уже в созревающий очаг и запуск уже готовящегося землетрясения.

В случаях, когда наведенная сейсмичность порождает землетрясение, речь идет о метастабильном состоянии верхней части земной коры.

Денудационные или обвальные

Возникают в связи с поверхностными процессами – обрушениями сводов полостей в земной коре, обвалами склонов и оползней под давлением вышележащих слоев грунта. Происходит сдвиг значительных грунтовых пластов в результате формирования в земной коре пустот, вымытых грунтовыми водами. Из-за отсутствия внутреннего избыточного давления такие землетрясения несут механический характер, то есть не обладают изначальными толчками и выходом энергии, поэтому не могут быть интенсивными.

Подводные

Характерны для деформаций, происходящих в Мировом океане. Подводная сейсмоактивность отличается от тектонической тем, что происходит движение океанических плит. Ее особенность состоит в активном формировании новой океанической коры при раздвижении и раскалывании литосферных плит. Мантийные породы в расплавленном виде поднимаются вверх и застывают при соприкосновении с водой и более холодными структурами земной коры. Высокая магнитуда подводной сейсмоактивности может спровоцировать вертикализацию водной массы — цунами, которые опасны не только своей мощностью, но и скоростью движения.

Искусственные

К этому виду относятся землетрясения, причиной которых стали испытательные или военные атомные и ядерные взрывы, наземные и под землей, запуск ракет, промышленные взрывы, а также методы искусственного вызывания толчков. Необходимость этих методов возникает в аварийных ситуациях при пожарах на месторождениях газа.

Все большее распространение получает процесс управления тектоническими процессами посредством искусственного инициирования подземных толчков. Цель этой работы состоит в геологической разведке и уменьшении напряжения энергии недр, чтобы тем самым предотвращать мощные толчки, как бы заменяя их на несколько небольших. Для этого сейсмологи используют локальные взрывы, специальное оборудование для имитации толчков, мобильные установки — машины-сейсмовибраторы, которые посредством вибрации увеличивают давление в породах и тем самым вызывают упругие волны. Таким образом направленно снимается напряжение в опасных зонах. Помимо этого, имитация катаклизма позволяет смоделировать и проследить реакцию разных почв, произвести необходимые замеры, чтобы сделать качественный прогноз и минимизировать ущерб при естественном землетрясении.

Спровоцированные внешними факторами

Биологические процессы во вселенском масштабе также влияют на сейсмичность. К ним относятся активность Солнца, смена фаз Луны, изменение скорости вращения Земли, приливы и отливы, изменение атмосферного давления и отдаленные землетрясения. Примечательно, что воздействие гравитационного взаимодействия между Землей, Солнцем и Луной максимально влияет на зону экватора и минимально — на полюса.

В эту группу можно отнести и довольно редкие случаи вхождения в атмосферу обломков космических тел, метеоритов. Полностью не сгоревшее при вхождении в атмосферу планеты космическое тело, врезавшись в землю, взрывом большой мощности порождает волновое поверхностное землетрясение.

Последствия

Землетрясения наносят большой ущерб и природе, и человечеству. Чем выше магнитуда, чем катастрофичнее нанесенный урон. Все последствия сейсмических катастроф условно делятся по влиянию на человека и природу.

Последствия, влияющие на человека:

Последствия катастроф в природе:

Есть возможность снизить ущерб, наносимый жизни человека. Для этого строительство зданий и обустройство инфраструктуры происходит с учетом определенных норм и карты сейсмического районирования. Используются специальные материалы и технологии, уменьшающие вероятность ущерба и повышающие устойчивость и крепость зданий и коммуникаций.

Даже если бы точность измерений и несуществующая пока физико-математическая модель сейсмического процесса дали возможность с достаточной точностью определить место и время начала разрушения участка земной коры, магнитуда будущего землетрясения остаётся неизвестной. Дело в том, что все модели сейсмичности, воспроизводящие график повторяемости землетрясений, содержат тот или иной стохастический генератор, создающий в этих моделях динамический хаос, описываемый лишь в вероятностных терминах. Более явно источник стохастичности качественно можно описать следующим образом. Пусть распространяющийся во время землетрясения фронт разрушения подходит к участку повышенной прочности. От того, будет разрушен этот участок или нет, зависит магнитуда землетрясения. Например, если фронт разрушения пройдёт дальше, землетрясение станет катастрофическим, а если нет, останется небольшим. Исход зависит от прочности участка: если она ниже некоторого порога, разрушение пойдет по первому сценарию, а если выше, по второму. Возникает «эффект бабочки»: ничтожно малое различие в прочности или напряжениях приводит к макроскопическим последствиям, которые нельзя предсказать детерминистически, поскольку это различие меньше любой точности измерений. А предсказание места и времени землетрясения с неизвестной и, возможно, вполне безопасной магнитудой не имеет практического смысла, в отличие от расчёта вероятности того, что сильное землетрясение произойдёт.

Вулканические землетрясения — разновидность землетрясений, при которых толчки возникают в результате высокого напряжения в недрах вулкана. Причина таких землетрясений — лава, вулканические газы. Землетрясения этого типа слабы, но продолжаются долго, многократно — недели и месяцы. Тем не менее, опасности для людей землетрясение этого вида не представляет. Кстати, землетрясение иногда является самым опасным стихийным бедствием наряду с извержением вулкана.

Причиной землетрясения является быстрое смещение участка литосферы (литосферных плит) как целого в момент релаксации (разрядки) упругой деформации напряжённых пород в очаге землетрясения.

Согласно научной классификации, по глубине возникновения землетрясения делятся на 3 группы:

К последней группе относится землетрясение, которое произошло 24 мая 2013 года в Охотском море, тогда сейсмические волны достигли многих уголков России, в том числе и Москвы. Глубина этого землетрясения достигала 600 км.

Сейсмические волны и их измерение

Скольжению пород вдоль разлома в начале препятствует трение. Вследствие этого, энергия, вызывающая движение, накапливается в форме упругих напряжений пород. Когда напряжение достигает критической точки, превышающей силу трения, происходит резкий разрыв пород с их взаимным смещением; накопленная энергия, освобождаясь, вызывает волновые колебания поверхности земли — землетрясения. Землетрясения могут возникать также при смятии пород в складки, когда величина упругого напряжения превосходит предел прочности пород, и они раскалываются, образуя разлом.

Сейсмические волны, порождаемые землетрясениями, распространяются во все стороны от очага подобно звуковым волнам. Точка, в которой начинается подвижка пород, называется фокусом, очагом или гипоцентром, а точка на земной поверхности над очагом — эпицентром землетрясения. Ударные волны распространяются во все стороны от очага, по мере удаления от него их интенсивность уменьшается.

Скорости сейсмических волн могут достигать 10 км/с.

Для обнаружения и регистрации всех типов сейсмических волн используются специальные приборы — сейсмографы. В большинстве случаев сейсмограф имеет груз с пружинным прикреплением, который при землетрясении остаётся неподвижным, тогда как остальная часть прибора (корпус, опора) приходит в движение и смещается относительно груза. Одни сейсмографы чувствительны к горизонтальным движениям, другие — к вертикальным. Волны регистрируются вибрирующим пером на движущейся бумажной ленте. Существуют и электронные сейсмографы (без бумажной ленты).

Типы сейсмических волн

Сейсмические волны делятся на 3 типа:

Процессы, происходящие при сильных землетрясениях

Распространение волн цунами на Тихом океане, Землетрясение в Японии (2011)

Подводные землетрясения (моретрясения) являются причиной цунами — длинных волн, порождаемых мощным воздействием на всю толщу воды в океане, во время которых происходит резкое смещение (поднятие или опускание) участка морского дна. Цунами образуются при землетрясении любой силы, но большой силы достигают те, которые возникают из-за сильных землетрясений (с магнитудой более 7).

Резкое перемещение больших масс земли в очаге должно сопровождаться ударом колоссальной силы.

Измерение силы и воздействий землетрясений

Для оценки и сравнения землетрясений используются шкала магнитуд (например, шкала Рихтера) и различные шкалы интенсивности.

Шкала магнитуд. Шкала Рихтера

Шкала магнитуд различает землетрясения по величине магнитуды, которая является относительной энергетической характеристикой землетрясения. Существует несколько магнитуд и соответственно магнитудных шкал:

Интенсивность землетрясений (не может быть оценена магнитудой) оценивается по тем повреждениям, которые они причиняют в населённых районах.

Интенсивность является качественной характеристикой землетрясения и указывает на характер и масштаб воздействия землетрясения на поверхность земли, на людей, животных, а также на естественные и искусственные сооружения в районе землетрясения. В мире используется несколько шкал интенсивности:

Шкала Медведева-Шпонхойера-Карника (MSK-64)

12-балльная шкала Медведева-Шпонхойера-Карника была разработана в 1964 году и получила широкое распространение в Европе и СССР. С 1996 года в странах Европейского союза применяется более современная Европейская макросейсмическая шкала (EMS). M SK-64 лежит в основе СНиП II-7-81 «Строительство в сейсмических районах» и продолжает использоваться в России и некоторых странах. В Казахстане в настоящее время используется СНиП РК 2.03-30-2006 «Строительство в сейсмических районах».

Тектонические землетрясения

По способу возникновения землетрясения могут быть:

Из всех известных землетрясений основная их часть относится к тектоническим и связана с процессами горообразования и движения литосферных плит.

Плиты литосферы перемещаются относительно друг друга с разной скоростью. В местах тектонических разломов накапливается тектоническое напряжение, которое будет расти до тех пор, пока не превысит предела прочности горных пород. Как только это произойдет, пласты разрушаются и смещаются, излучая сейсмические волны. Специалисты называют такое резкое смещение подвижкой.

Рисунок 1. Тектонические землетрясения. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Границы между плитами – это зоны геологически активные, и с ними связаны землетрясения и извержения вулканов. Резкие поднятия или опускания пород связаны с вертикальными подвижками, при которых смещение составляет несколько сантиметров, а так как горные массы весят млрд. тонн, то происходит выделение огромной энергии.

Подводные землетрясения происходят аналогичным образом, только могут вызвать ещё цунами – сейсмические волны в этом случае, достигая берегов, вызывают сильные разрушения.

Землетрясения могут возникнуть как в месте разлома плит, так и в центре, когда происходит выгибание пластов вверх, в зоне горообразования. Примером является землетрясение в Ашхабаде. В этом случае сжимающие силы действуют в зоне складчатости, а снятие напряжения горных пород происходит за счет резкой подвижки, что вызывает землетрясение.

Землетрясения иногда могут быть связаны с разломами, скрытыми поверхностным ландшафтом, тогда поверхность земли не нарушается, но от этого оно не менее опасно. Такие явления у американских сейсмологов получили название скрытых тектонических землетрясений. Подобные скрытые землетрясения несут с собой скрытую угрозу, особенно при освоении новых территорий.

«Виды землетрясений» 👇

С тектоническими землетрясениями связаны разрывы или перемещения горных пород в глубинах планеты, где образуется очаг землетрясения. Как правило, глубина очага достигает обычно нескольких десятков километров, но может достигать и сотни километров.

Сила подземных толчков своей наибольшей величины достигает над очагом – это эпицентр землетрясения.

Эпицентр землетрясения определяется в зависимости от формы его проявления, которые могут быть самые разные – разрывы пород на поверхности, обвалы и оползни, на поверхности земли может быть даже полное отсутствие видимости землетрясения.

При отсутствии видимости разрушений определить эпицентр землетрясения практически невозможно. В этом случае он определяется инструментальным путем на основании изучения сейсмограмм с записью землетрясения.

Вулканические землетрясения

Не только движение литосферных плит может вызвать землетрясение, сильные и слабые землетрясения вызывает и вулканическая деятельность. В этом случае подземные толчки вызывает давление раскаленных газов на верхние слои планеты. Движение раскалено вещества обычно приводит к серии мелких землетрясений – вулканическому дрожанию. Это говорит о том, что вулкан готовится к своему извержению.

Интересно, что подобный процесс может длиться в течение нескольких столетий.

Движение раскаленной магмы в недрах вулкана приводит к самым разным природным явлениям, включая взрыв пара и газов, растрескивание горных пород, в результате которых возникают сейсмические и акустические колебания.

Японские и американские ученые нашли способ прогнозирования вулканических извержений. В основе прогнозирования лежит метод изучения изменений местности, регистрация землетрясений и наблюдения со спутников.

Вулканическое землетрясение имеет свои характерные признаки – это совпадение очага с географическим местом вулкана.

Специалисты считают, что магнитуда вулканического землетрясения значительно меньше тектонического землетрясения, но, тем не менее, может принести огромные разрушения.

Сейсмическая волна, например, выделившаяся при извержении вулканов Бандай-Сан и Саку-Яма в Японии, уничтожила половину вулкана, а образовавшиеся сотрясения привели к разрушениям на островах Суматра, Ява и Борнео.

В результате вулканического землетрясения в Италии был разрушен небольшой городок Казамичола.

Частые вулканические землетрясения происходят на Камчатке, где активны вулканы Ключевская Сопка, Шивелуч и др.

Вулканические и тектонические землетрясения проявляются почти одинаково, только имеют разные масштабы и дальность распространения.

Характерны вулканические землетрясения и для современной Европы, где в 2001 г проснулся вулкан Этна, расположенный на острове Сицилия. Известное извержение этого вулкана произошло в 1500 г до нашей эры, а всего их было коло 200.

При извержении Этны происходили многочисленные микроземлетрясения. В тех районах планеты, где есть действующие и просыпающиеся вулканы, необходимо мониторить их состояние, и проводить наблюдение за сейсмичностью.

Микроземлетрясения, вызванные вулканической деятельностью, дают возможность моделировать движение магмы в их недрах.

Техногенные землетрясения

Землетрясения могут иметь разную природу происхождения.

Рисунок 2. Другие виды землетрясений. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Помимо природных, бывают землетрясения техногенного характера, которые вызваны деятельностью человека. Подземные удары могут быть вызваны в результате подземных взрывов, при закачивании в недра Земли или, наоборот, извлекая оттуда большие объемы воды, нефти, газа. Землетрясения могут быть вызваны при создании крупных водохранилищ, создающих большое давление на недра и способные вызвать подземные удары. Огромная водная масса, сосредоточенная в водохранилище, приводит и изменению гидростатического давления в породах, силы трения на контактах земных блоков снижаются. Высота плотины увеличивает вероятность сейсмичности.

Возможно наложение тектонической и антропогенной деятельности, примером которого является землетрясение 1976 г, произошедшее на северо-западе Узбекистана и землетрясение 1995 г – на Сахалине. Правда, эти примеры достаточно спорные для специалистов, но, тем не менее, землетрясения произошли.

В период заполнения водохранилищ, например, Нурекской, Токтогульской, Червакской ГЭС, активность слабых землетрясений увеличивалась.

Перемещение больших объемов воды, связанных с деятельностью человека, может совпасть с их естественным сейсмическим режимом и спровоцировать ощутимое землетрясение. Такие примеры есть – при заполнении водохранилища в районе индийской плотины Койна 11 декабря 1967 г, возникло землетрясение, магнитуда которого составила 6,4 – погибших было 177 человек. Такие землетрясения известны также при строительстве Асуанской плотины в Египте, Кариба в Родезии, Лейк Мид в США.

Спровоцировать этот вид землетрясений могут буровые работы в нефтегазовом комплексе. Разработки нефтяных месторождений на Южном Каспии, где сейсмическая обстановка и так неблагополучна, могут привести к значительному смещению поверхности земли и вызвать аварийные катастрофические ситуации – это могут быть разрывы продуктопроводов, поломки эксплуатационных скважин, разрушение жилых и производственных построек, коммуникаций.

Следствием подобных ситуаций оказывается как экологический, так и экономический ущерб.

Примером наложения неблагоприятных факторов с антропогенной деятельностью можно отнести образовавшийся оползень в городке Френк в Канаде. Здесь небольшое землетрясение привело к тому, что склоны горы Тартл потеряли свою прочность. Горные склоны из-за взрывов по добыче каменного угля и движение составов по железной дороге у подножья горы, приводили к вибрации склонов. Кроме этого в местах выработки образовались большие пустоты. В результате этих факторов вершина горы, находившаяся на высоте 900 м, сдвинулась с места, вниз обрушилась лавина скальных пород, объемом 30 млн. куб. м. За считанные секунды шахтерский городок Френк и долина реки Кроузнест были похоронены. Чудом спались только 12 шахтеров, работавших в шахте.

Число антропогенных землетрясений возросло в конце XX века, потому что техногенная деятельность людей приняла глобальный характер.

Есть обвальные землетрясения, происходящие в тех местах, где в земле сосредоточены значительные запасы известковых пород. Вода, вымывающая известняк, образует пещеры, свод которых под тяжестью сверху обрушается, вызывая землетрясения.

Находи статьи и создавай свой список литературы по ГОСТу

Поиск по теме