Землетрясение формула

Шкала Рихтера — классификация землетрясений по магнитудам, основанная на оценке энергии сейсмических волн, возникающих при землетрясениях. Шкала была предложена в 1935 году американским сейсмологом Чарльзом Рихтером (1900‑1985), теоретически обоснована совместно с американским сейсмологом Бено Гутенбергом в 1941‑1945 годах, получила повсеместное распространение во всем мире.

Шкала Рихтера характеризует величину энергии, которая выделяется при землетрясении. Хотя шкала магнитуд в принципе не ограничена, существуют физические пределы величины выделившейся в земной коре энергии.В шкале использован логарифмический масштаб, так что каждое целое значение в масштабе указывает на землетрясение, в десять раз большее по мощности, чем предыдущее.

Землетрясение с магнитудой 6,0 по шкале Рихтера вызовет в 10 раз более сильное колебание грунта, чем землетрясение с магнитудой 5,0 по той же шкале. Магнитуда землетрясения и его полная энергия — не одно и то же. Энергия, выделяющаяся в очаге землетрясения, при увеличении магнитуды на единицу возрастает примерно в 30 раз.Магнитуда землетрясения — безразмерная величина, пропорциональная логарифму отношения максимальных амплитуд определенного типа волн данного землетрясения, измеренных сейсмографом, и некоторого стандартного землетрясения.Существуют различия в методах определения магнитуд близких, удаленных, мелкофокусных (неглубоких) и глубоких землетрясений. Магнитуды, определенные по разным типам волн, отличаются по величине.

Землетрясения разной магнитуды (по шкале Рихтера) проявляются следующим образом: 2,0 — самые слабые ощущаемые толчки; 4,5 — самые слабые толчки, приводящие к небольшим разрушениям; 6,0 — умеренные разрушения; 8,5 — самые сильные из известных землетрясений.

Ученые считают, что землетрясения более сильные, чем с магнитудой 9.0, произойти на Земле не могут. Известно, что каждое землетрясение представляет собой толчок или серию толчков, которые возникают в результате смещения горных масс по разлому. Расчеты показали, что размер очага землетрясения (то есть величина площади, на которой произошло смещение горных пород, которыми и определяется сила землетрясения и его энергия) при слабых, едва ощутимых человеком толчках измеряется в длину и по вертикали несколькими метрами.

При землетрясениях средней силы, когда возникают в каменных зданиях трещины, размеры очага достигают уже километров. Очаги же при самых сильных, катастрофических землетрясениях имеют протяженность 500‑1000 километров и уходят на глубину до 50 километров. У максимального из зарегистрированных на Земле землетрясений очаг равен 1000 x 100 километров, т.е. близок к максимальной длине разломов, известных ученым. Невозможно и дальнейшее увеличение глубины очага, так как земное вещество на глубинах более 100 километров переходит в состояние, близкое к плавлению.

Магнитуда характеризует землетрясение как цельное, глобальное событие и не является показателем интенсивности землетрясения, ощущаемой в конкретной точке на поверхности Земли. Интенсивность или сила землетрясения, измеряемая в баллах, не только сильно зависит от расстояния до очага; в зависимости от глубины центра и типа горных пород сила землетрясений с одинаковой магнитудой может различаться на 2‑3 балла.

Шкала балльности (не шкала Рихтера) характеризует интенсивность землетрясения (эффект его воздействия на поверхности), т.е. измеряет ущерб, нанесенный данной местности. Балльность устанавливается при обследовании района по величине разрушений наземных сооружений или деформаций земной поверхности.

Существует большое число сейсмических шкал, которые можно свести к трем основным группам. В России применяется наиболее широко используемая в мире 12‑балльная шкала МSK‑64 (Медведева‑Шпонхойера‑Карника), восходящая к шкале Меркалли‑Канкани (1902), в странах Латинской Америки принята 10‑балльная шкала Росси‑Фореля (1883), в Японии — 7‑балльная шкала.

Оценка интенсивности, в основу которой положены бытовые последствия землетрясения, легко различаемые даже неопытным наблюдателем, в сейсмических шкалах разных стран различна. Например, в Австралии одну из степеней сотрясения сравнивают с тем «как лошадь трется о столб веранды», в Европе такой же сейсмический эффект описывается так — «начинают звонить колокола», в Японии фигурирует «опрокинутый каменный фонарик».

Материал подготовлен на основе информации открытых источников

Что такое землетрясение: причины, последствия и правила поведения

Землетрясение: что это такое, причины, последствия, шкала баллов для измерения силы

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

в мире, землетрясение, россия

Землетрясение

Ежегодно на Земле происходят сотни тысяч землетрясений, но их амплитуда настолько незначительная, что они остаются незамеченными. Сильные же толчки чреваты серьезными разрушениями. Преимущественно они случаются на дне океана, поэтому больше всего таким неприятностям подвержены города, расположенные в непосредственной близости к ним.

Колебания земной поверхности образуются вследствие быстрого смещения участка литосферы. От очага землетрясения исходят волны растяжения и сжатия. При этом образуются подвижки и разрушения земной коры.

Характеристики

Среди основных характеристик землетрясения выделяют следующие:

• глубина очага (обычно бывает в пределах от 10 до 30 км, иногда значительно глубже);
• магнитуда (по Рихтеру измеряется по шкале от 0 до 9 баллов. Увеличение на единицу означает, что амплитуда колебания имеет десятикратное возрастание, а энергия землетрясения увеличивается в 30 раз);
• интенсивность на поверхности земли (зависит от магнитуды, глубины очага, расстояния от эпицентра и других факторов).

Сила толчков измеряется в баллах по шкале от 1 до 12, где 12 — показатель серьезной катастрофы, когда разрушаются сооружения.

География явления

Очаги землетрясений распределены неравномерно по планете и практически совпадают с границами литосферных плит. Основной сейсмический пояс находится в Тихом океане, где выделяется до 80% всей сейсмической энергии.

Это явление отличается тем, что оно происходит в одних и тех же местах. В основном на этих территориях, в местах стыка двух литосферных плит, находятся вулканы и горы. Поэтому для горной местности характерны подземные толчки. В России землетрясения случаются в основном на Байкале, Камчатке и Приморье.

Признаки и особенности

Признаками подземных толчков являются не только показатели на специальных приборах, но и специфические изменения в окружающей обстановке. По некоторым из них можно понять, что в скором времени возможно проявится землетрясение:

• в небе появляются перистые облака в форме длинных полос;
• домашние животные ведут себя беспокойно, мечутся;
• в водных источниках уровень воды снижается;
• электроприборы начинают давать сбой;
• вспышки света в виде рассеянных зарниц.

Причины возникновения

Внутренние толчки случаются тогда, когда происходит сдвиг тектонических плит. Под земной корой находится горячая пластичная магма, внешне похожая на вязкую жидкость. Магма представляет собой расплавленные породы под сильным давлением.

Континентальные платформы похожи на острова, плывущие в жидкой магме. Там, где эти платформы соприкасаются и трутся друг о друга, появляется высокая сейсмическая активность. Породы, находящиеся близко к земной поверхности, снимают это напряжение. Процесс проявляется в виде землетрясения.

Классификация

Землетрясения делятся на несколько видов в зависимости от характера их происхождения и глубины очага. Сила колебаний тем меньше, чем глубже находится эпицентр. Явление имеет неприятные последствия для человека в виде разрушений сооружений в том случае, если очаг находится на глубине менее 30 км.

Условно по глубине возникновения землетрясения делят на три группы:

• глубокие: более 400 км;
• промежуточные: от 60 до 400 км;
• поверхностные: менее 60 км.

Тектонические

Возникают вследствие перемещения тектонических плит, при этом сдвигаются горные породы и возникает внутреннее напряжение. Когда такая энергия накапливается, происходят деформация земной коры: появляются трещины, проседает почва. Вектор ударной волны зависит от силы землетрясения и может распространяться на тысячи километров.

Вулканические

Такой тип внутренних толчков отличается незначительной силой колебания, продолжительностью и многогранностью. Могут длиться до нескольких месяцев. Опасности для человека не несут, служат предвестниками скорого извержения вулкана.

Возникают по причине сильного давления газов на поверхность Земли и резкого движения раскаленной лавы. Таким образом, в вулкане накапливается напряжение, после чего возникают сейсмические волны в виде толчков.

Техногенные

Бывает, что землетрясения появляются вследствие действий человека, влекущих за собой ослабление горных пород: наблюдается рост числа подземных толчков в местах добычи нефти и газа, а также в местах расположения шахт и карьеров.

Негативным образом сказывается и строительство водохранилищ по той причине, что вода разрушает породы, находящиеся под высоким давлением из-за толщи воды.

Подводные

Подводные землетрясения влекут за собой появление цунами (представляют собой огромные разрушительные волны) вследствие смещения морского дна, когда один участок поднимается, а второй опускается. Происходят колебания водной поверхности, чтобы вернуться к первоначальному уровню. Приближающиеся к берегу волны достигают высоты в 5-10 м. Сейсмические приборы позволяют спрогнозировать появление цунами за несколько часов.

Искусственные

Искусственные землетрясения появляются из-за действий человека, например, при запуске ракет, бурении скважин, хранении ядерного оружия и др. Например, в 2006 году были зарегистрированы подземные колебания сразу в нескольких странах. Причиной тому стало испытание ядерной бомбы в КНДР.

Обвальные

Проявляются в виде обвалов и оползней. Обычно магнитуда невысокая, но иногда последствия бывают трагичными для людей. Один из таких примеров – случай в Перу, когда лавина объемом в 13 млн кубических метров сошла с горы Аскаран. При этом, скорость перемещения лавины составила 400 км/ч. Под нейоказались несколько поселений. Погибло более 18 тыс. человек.

Удар космических тел

Возникают по причине ударов астероидов, метеоритов и комет. Космический объект после преодоления земной атмосферы врезается в поверхность Земли и взрывается. Ударная волна распространяется на значительные расстояния и воспринимается как землетрясение.

Измерение силы землетрясений

Подземные толчки характеризуются магнитудой и интенсивностью. Единицами измерения являются баллы, указывающие на масштаб последствий разрушений.

Краткая характеристика по шкале:

• 2 балла: толчки слабые, человек может их ощутить только если находится на верхнем этаже здания;
• 3 балла: заметить могут лишь немногие люди, находящиеся в зданиях;
• 4 балла: ощущают люди, находящиеся в здании, дребезжат стекла и посуда;
• 5 баллов: может почувствовать подземные толчки даже тот человек, который находится на улице, предметы падают, здания раскачиваются;
• 6 баллов: картины падают, в стенах образуются трещины;
• 7 баллов: в каменных стенах зданий появляются трещины;
• 8 баллов: появляются трещины на сырой почве, падают фабричные трубы, здания рушатся;
• 9 баллов: рвутся подземные коммуникации, многие дома полностью разрушаются;
• 10 баллов: происходят оползни, в почве образуются трещины шириной до 1 м, железнодорожные рельсы изгибаются;
• 11 баллов: на поверхности Земли появляются множественные трещины, здания и мосты полностью разрушаются;
• 12 баллов: изменение рельефа местности вплоть до неузнаваемости.

Шкала магнитуд

Сейсмические станции ведут наблюдения подземных толчков и дают общую характеристику энергии упругих колебаний, которые вызываются подземными толчками или взрывами. Результаты фиксируют на основании шкалы магнитуд, которая впервые была разработана в 1935 году и называется шкалой Рихтера.

Всего существует несколько магнитудных шкал:

• локальная магнитуда;
• магнитуда, величина которой зависит от поверхностных волн;
• магнитуда, которая зависит от объемных волн;
• моментная магнитуда.

Шкала Рихтера

Магнитуда насчитывает от 0 до 9 баллов, где 0 — фиксируется только датчиками и человеком не ощущается, а 9 баллов указывают на сильное разрушение построек и различных сооружений.

Шкала Рихтера предоставляет информацию о выделяемой энергии. Например, при магнитуде в 3 балла ощущается небольшое дрожание земли, при 6 баллах наносится существенный ущерб, при 9 баллах может возникнуть цунами.

Недостатком шкалы Рихтера является тот факт, что на основании одной только величины сложно охарактеризовать такое сложное явление как землетрясение.

Шкала интенсивности

Интенсивность дает качественную характеристику подземным толчкам. Также указывает, каким получился масштаб воздействия на людей, животных, объекты, поверхность земли.

Всего существует 4 шкалы интенсивности:

• в России — Медведева-Шпонхойера-Карника;
• в США — Меркалли;
• в государствах ЕС – EMS (Европейская макросейсмическая шкала);
• в Японии — Японского метеорологического агентства (Shindo).

Шкала Медведева-Шпонхойера-Карника

Имеет 12-бальную систему измерения, была изобретена в 1964 году советским геофизиком Сергеем Медведевым, получила широкое применение в государствах бывшего Советского Союза и Европе.

Последствия землетрясения

Землетрясение — одно из самых опасных явлений природы для человека. Проблема в том, что предсказывать его довольно сложно, поэтому редко удается заранее к нему подготовиться.

Точность прогноза опасного для человека явления приравнивается практически к нулю. Гораздо проще предсказать извержение вулкана, тропические циклоны, наводнения.

Для предсказания землетрясений используются следующие показатели:

• статистические данные;
• выделения сейсмически активных зон;
• изменения магнитного поля;
• изменения состава газов, поступающих из глубин;
• изучение быстрых смещений земной коры;
• фиксация незначительных толчков.

Сергей Пулинец, доктор физико-математических наук, ведущий сотрудник ИКИ РАН отмечает: “Принятие решения о том, предупреждать людей о возможной катастрофе или нет ввиду низкой вероятности точности предсказаний — это большая ответственность. На данный момент ни в одной стране мира нет точного алгоритма и последовательности действий: как эвакуировать людей, какие службы должны будут работать и т.д. К тому же, запрещено сообщать населению о возможной катастрофе — данные можно передавать только властям”.

Правила поведения при землетрясениях

При первых признаках землетрясения нужно выключить свет, воду и газ, нельзя пользоваться лифтом. Если ощущаются сильные толчки, следует спрятаться в углу комнаты, в дверном проеме, под кровать или стол, которые защитят от падающих предметов. Важно держаться подальше от тяжелой мебели и окон.

При нахождении на улице в момент подземных толчков нужно отойти подальше от зданий и линий электропередач.

При нахождении в автомобиле лучше остаться в нем, пока подземные толчки не прекратятся.

Среди главных причин трагических последствий землетрясений являются не столько сами толчки, сколько обрушение зданий или отдельных его частей, оборванные электропровода, падение стекол, пожары, некотролируемое поведение людей, вызванное паникой.

Самые сильные землетрясения

За недавние годы произошли землетрясения, повлекшие за собой серьезные последствия:

• декабрь, 2004 год: землетрясение привело к возникновению цунами на побережьях Индии, Шри-Ланки, Таиланда, Индонезии, Малайзии. В результате погибло 230 тыс. человек.
• март, 2005 год: о. Ниас (Индонезия), 8,2 балла. Погибло 1,3 тыс. человек.
• октябрь 2005 год: Пакистан, выше 7 баллов, жертвами катастрофы стали 73 тыс. человек, крыши над головой лишились более 3 млн людей.
• май, 2008 год: провинция Сычуань, Китай, магнитуда составила 7,9 баллов, погибло 87 тыс. людей, без жилья остались более 5 млн человек.
• январь, 2010 год: остров Гаити, 7 баллов, из жизни ушли 220 тыс. человек.

Все эти события не были предсказаны настолько точно, чтобы к ним можно было заранее подготовиться и обезопасить себя.

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке «Файлы работы» в формате PDF

В результате неравномерного радиоактивного разогрева вещества мантии происходит его перераспределение из областей с высокой температурой в более холодные (из областей срединно – океанических хребтов в сторону от их осей).

Блоки литосферы, лежащие на веществе мантии, перемещаются относительно друг друга по поверхности размягченных пород (астеносферы).

Рис. 1. Землетрясение

В результате перемещения блоков океаническая плита начинает подвигаться («подныривать») под континентальную плиту. При этом океаническая плита начинает изгибаться. Когда деформация достигает критической величины, на границе между континентальной корой островов и океанической происходит проскальзывание, в результате чего океаническая кора рывком возвращается в прежнее положение, т.е. поднимается.

При средней скорости продвигания 5 см в год и периодами между землетрясениями в 100 лет, получается, что величина проскальзывания будет равна 5 метров.

Вся жесткая тихоокеанская плита подвигается под континентальную.

Область, в которой происходит мгновенная разрядка тектонических напряжений называется гипоцентром. Проекция гипоцентра на земную поверхность называется эпицентром землетрясения.

Землетрясения принято подразделять на три группы:

• обыкновенные (мелкофокусные или нормальные) – до 70км,
• промежуточные – от 70 до 300км,
• глубокие – от 300 до 700км.

Гипоцентры глубокофокусных землетрясений располагаются на некоторой, уходящей вниз, плоскости, наклоненной в сторону континента. Эти плоскости названы зонами Беньофа.

Глубины очагов увеличивается в направлении к континенту. Наибольшая их глубина (около 500км) зафиксирована вблизи тихоокеанского побережья Азии.

Для возникновения упругих волн необходимо, чтобы разрыв произошел достаточно мгновенно (резко), а значит, материал должен быть хрупким.

На больших же глубинах вещество мантии находится в размягченном состоянии под влиянием высоких температуры и давления, т.е. хрупкости у вещества мантии нет. Чтобы хрупкость сохранялась нужно, чтобы породы быстро не нагревались.

Эта зона может оставаться достаточно холодной, если она постоянно снабжается новым холодным материалом, виде опускающейся литосферной плиты.

Для классификации землетрясений по их интенсивности в очаге Ч. Рихтер предложил в 1935 году шкалу Магнитуд (М).

Магнитуда землетрясения – условная величина, характеризующая общую энергию упругих колебаний (Е), вызванных землетрясением или взрывом, пропорциональна lg энергии землетрясения.

Она определяется как десятичный lg амплитуды наибольшего колебания и может быть вычислена по формуле Бота:

М= lg(A/T) + f(Δh)+C,

где А – амплитуда смещения почвы в микрометрах (1*10‐6 м) – для

Т – преобладающий период, в сек.

T = 2R/ υ sin(Δ/2)

f(Δh) – эмпирическая калибровочная функция, дающая ход изменения А/Т в зависимости от Δ ‐ эпицентрального расстояния (измеряемое углом, который образуется радиусами, проведенными из центра Земли через очаг землетрясения (G) – гипоцентр и через сейсмостанцию(СП));

h – глубина очага, км;

c – станционная поправка (учитывает условие установки регистрирующей

Между энергией землетрясения (Е) и его магнитудой (М) существует ряд зависимостей, лучшей из которых считается формула, полученная Гутенбергом и Рихтером

lg E = 9.4+2.14M ‐0.054 M 2.

При М=8,7 по шкале Рихтера (самое сильное землетрясение за последнее время Ассамское, 1952г), получил Е = 5*1024 эрг. (1 эрг = 10 Дж; Дж = Н*м = Вт*с =(кг*м2)/с. 4,1868Дж = 1 калории(кал)).

Шкала Рихтера (рис 2.)

Рис. 2. Шкала Рихтера

Рихтер предложил для оценки силы землетрясения (в его эпицентре) десятичный логарифм перемещения (в микрометрах) иглы стандартного сейсмографа Вуда-Андерсона, расположенного на расстоянии не более 600 км от эпицентра: ML=lgA+f, где f — корректирующая функция, вычисляемая по таблице в зависимости от расстояния до эпицентра. Энергия землетрясения примерно пропорциональна А3/2 то есть увеличение магнитуды на 1,0 соответствует увеличению амплитуды колебаний в 10 раз и увеличению энергии примерно в 32 раза.

Эта шкала имела несколько существенных недостатков:

Рихтер использовал для градуировки своей шкалы малые и средние землетрясения южной Калифорнии, характеризующиеся малой глубиной очага.

Для сравнения силы сотрясений на поверхности Земли было предложено несколько шкал, по которым интенсивность сотрясений оценивается полуколичественным способом в баллах. В нашей стране применяется международная шкала MSK‐64(по начальным буквам фамилий ее создателей С.В. Медведева, В. Шпонхойера, В. Карника и ее году принятия) – ГОСТ 6249‐52.

По шкале MSK‐64 землетрясения по интенсивности их проявления на поверхности подразделяются на 12 баллов(I‐XII).

I –IV бала – слабые: при III балльном земные колебания отмечаются немногими людьми и только в помещении.

V‐VII бал – сильные: при V баллах – качаются висячие предметы. Ощущается всеми людьми толчки в помещениях. При VI появляются повреждения в зданиях.

VIII‐XII бал – сильнейшие: при VIII бал серьезные повреждения в зданиях с обрушениями. Люди впадают в состояние испуга и паники. При X бал. ‐ всеобщее разрушение зданий, нарушение поверхности почвы. Интенсивность землетрясения оценивается:

J = 6 lg a +0.5,

где а – ускорение движения почвы, в см/с2.

Шкала магнитуд М и шкала интенсивностей J в баллах независимы. Они описывают разные стороны проявления землетрясений.

Шкала J дает оценки качественного характера – силу разрушений на поверхности Земли, а шкала М – количественную характеристику землетрясения – его общую энергию.

При одной и той же (М) но при разных глубинах (h) очага будут разные интенсивности землетрясения (J) в баллах.

Для неглубоких землетрясений существует корреляционная зависимость между М и J.

М = 0.67 * Jmax + 1.7 lg h ‐1.4.

Подсчитано, что ежегодно на нашей планете регистрируются миллионы землетрясений. Конечно, подавляющее большинство из них не ощущается людьми; многие не приносят серьёзного ущерба, но несколько раз в год планету «трясёт по-крупному», известие о чём сразу разлетается по новостным каналам.  К сожалению, журналисты в своих репортажах нередко допускают ошибки при употреблении научных терминов. Об одной из них пойдёт речь в этой статье.

Обычно в научно-популярных описаниях землетрясений фигурируют два распространённых термина: бальность землетрясения и магнитуда.

Бальность землетрясения характеризует интенсивность сотрясения грунта во время землетрясения (иногда так и говорят: «интенсивность землетрясения»). Она оценивается по специальной шкале. Первая из них появилась во второй половине XIX века. В 1902 году была разработана шкала Меркалли-Канкани, долгое время считавшейся одной из лучших. Она устарела и в наши дни не используется, но именно на её основе были созданы почти все современные 12-балльные шкалы, в том числе наиболее распространённая ныне международная шкала Mедведева-Шпонхойера-Карника (MSK-64). По ней оценивают интенсивность землетрясений в большинстве стран мира. Краткую расшифровку этой шкалы вы можете увидеть в таблице.

Существуют и другие шкалы. Например, в странах Латинской Америки применяют десятибалльную шкалу Росси-Фореля, созданную в 1883 году. В Японии используют 8-балльную шкалу Японского метеорологического агентства. Сопоставление трёх наиболее распространённых шкал см. на схеме 1.

Сопоставление трёх наиболее распространённых шкал балльности: Росси-Фореля (жёлтый); шкал типа Меркалли-Канкани (например, -64, зелёный); шкалы Японского метеорологического агентства (синий)

Интенсивность землетрясения обычно уменьшается по мере удаления от эпицентра.

Магнитуда землетрясения характеризует общую энергию сейсмических колебаний земной поверхности. Магнитуда определяется как «логарифм отношения максимальных амплитуд волн данного землетрясения к амплитудам таких же волн некоторого стандартного землетрясения» (магнитуда «стандартного землетрясения» принимается за 0). Впервые шкала магнитуд была предложена в 1935 году Ч. Рихтером, поэтому до сих пор очень часто говорят о «магнитуде по шкале Рихтера», что неточно. Шкала Рихтера приближенно соответствует современным формулам для расчёта магнитуды, но в настоящее время не используется.

Изменение магнитуды на единицу означает рост амплитуды колебаний в 10 раз и рост количества выделившейся энергии в 32 раза.

В отличие от интенсивности, магнитуда не имеет единицы измерения — она обозначается целым числом или десятичной дробью, так что сказать «магнитуда 6,9 баллов» — неправильно. Интенсивность определяется по субъективным показателям: ощущениям людей, повреждениям сооружений, изменениям рельефа, в то время как определение магнитуды основано на строгих физико-математических расчётах. Можно провести такую аналогию: бальность землетрясения — это навскидку оцененная сила взрыва (определяемая по внешним проявлениям), а магнитуда — мощность взрывного устройства. Однако следует помнить, что магнитуда не является абсолютным значением энергии землетрясения, это всего лишь относительная характеристика. Для определения действительной энергии землетрясения по значению магнитуды пользуются специальной формулой.

Последствия землетрясения в Нефтегорске (Сахалин), 1995 год (магнитуда ок. 7,5; балльность 8-10 баллов)

Подсчитано, что энергия землетрясения магнитудой 7,2 соответствуют энергии взрыва мегатонной атомной бомбы. Самое сильное землетрясение за всю историю наблюдений случилось в 1960 году в Чили, его магнитуда составила 9,5 (по данным журнала «Вокруг света» и «Википедии»). Во многих источниках можно встретить другую информацию: магнитуда крупнейшего землетрясения составляла около 8,9-9,0. Скорее всего, эти различия связаны с неточностями в расчётах (погрешность при определении магнитуды может достигать 0,25).

Что касается другого типа землетрясений, которые тоже изредка случаются — землетрясений, вызванных падением на Землю метеоритов, астероидов и иных космических тел, то здесь результаты исследований весьма неутешительны. По оценкам астрономов, магнитуда землетрясения, вызванного падением крупного астероида, может составить 13, то есть его энергия в миллион раз превысит энергию крупнейшего известного землетрясения. Но событие это пока маловероятное, так что, скорее всего, к тому времени, когда нависнет подобная угроза, человечество будет готово её предотвратить.

Таким образом, можно сделать следующие выводы. Пример типичного сообщения, помещённый в начале статьи, представляет собой классический пример мешанины терминов. Правильно же сказать так:

«Произошло землетрясение магнитудой 6,9»,

или, если речь идёт о балльности

«Произошло землетрясение интенсивностью 8 баллов (по шкале MSK-64)».

Министерство
образования и науки Российской Федерации

Санкт-Петербургский
политехнический университет Петра
Великого

Высшая
школа техносферной безопасности

Раздел:
Защита в чрезвычайных ситуациях

Тема
№3: Прогнозирование последствий
чрезвычайных ситуаций при землетрясении

Проверила:
преподаватель

Гуменюк О.В.

Землетрясение
— подземные толчки и колебания земной
поверхности. Согласно современным
взглядам, землетрясения отражают процесс
геологического преобразования планеты.
Считается, что первопричиной землетрясений
являются глобальные геологические и
тектонические силы, однако в настоящее
время их природа не совсем ясна. Появление
этих сил связывают с температурными
неоднородностями в недрах Земли.
Большинство землетрясений возникает
на окраинах тектонических плит. Замечено,
что за последние два века сильные
землетрясения возникли в результате
вспарывания крупных разломов, выходящих
на поверхность.

Основная
причина гибели людей при землетрясениях
— обрушение зданий.

В
1556 году состоялось самое разрушительное
землетрясение в истории человечества,
названное Великим китайским землетрясением.
Оно произошло 23 января 1556 года в провинции
Шэньси. Историки полагают, что стихийное
бедствие унесло жизни около 830 тысяч
человек, больше чем любое другое
аналогичное событие. Некоторые районы
Шэньси обезлюдели полностью, а в остальных
погибло более половины людей. Столь
огромное количество жертв объяснялось
тем, что большая часть жителей обитало
в лёссовых пещерах, которые при первых
толчках сразу же обрушились либо
впоследствии были затоплены селевыми
потоками. Согласно современных оценок
этому землетрясению присвоили категорию
в 11 баллов. Один из очевидцев предупреждал
своих потомков о том, что с началом
бедствия не стоит стремглав устремляться
на улицу: «Когда птичье гнездо падает
с дерева, яйца зачастую остаются
невредимыми». Такие слова являются
свидетельством того, что много людей
погибло при попытке покинуть жилища. О
разрушительности землетрясения
свидетельствуют древние стелы Сианя,
собранные в местном музее Бэйлинь.
Многие из них осыпались или потрескались.
Во время катаклизма находящаяся тут
Пагода диких гусей устояла, однако ее
фундамент просел на 1,6 метра.

Повышение
безопасности при такой чрезвычайной
ситуации, как землетрясение.

Получение
знаний, умений и навыков расчёта.

Задачи,
которые необходимо выполнить для
достижения цели работы:

• Рассчитать
  энергию, выделявшуюся при землетрясении
• Оценить
  состояние указанного объекта в населённом
  пункте
• Оценить
  зоны поражения при землетрясении

Методы
расчёта общей энергии, магнитуды по
шкале Рихтера, интенсивности по шкале
MSK
– 64. Способы оценки состояния объекта
в населённом пункте и зоны поражения
при землетрясении по табличным значениям.

На
расстоянии L
от населённого пункта произошло
землетрясение с магнитудой М, очаг
землетрясения находится на глубине H.

Инженерные
расчёты основных характеристик
землетрясений

При
землетрясении выделяется 1819 Дж энергии.

Интенсивность
землетрясения в эпицентре составляет
4 балла.

4.
Зона поражения занимает большую
территорию.

В
ходе работы были получены знания, умения
и навыки расчёта по работе «Прогнозирование
последствий чрезвычайных ситуаций при
землетрясении» . Были выполнены следующие
задачи:

• Рассчитана
  энергия, выделяющаяся при землетрясении
  с данными характеристиками равна 1819Дж
• Рассчитана
  интенсивность землетрясения в населённом
  пункте около 8 баллов по шкале MSK-64.
• Оценено
  состояние деревянного дома в населённом
  пункте по MSK
  – землетрясение очень сильное. Дом
  обрушится.
• Оценена
  зона поражения при землетрясении –
  большая зона разрушения.

• Техническое
  состояние зданий должно поддерживаться
  на уровне, близком к проектному
• Усиление
  фундаментов и стен ж/б поясами
• Усиление
  опорных сечений балок и колонн, поит,
  панелей
• Для
  предотвращения таких незначительных
  повреждений рекомендуется строить
  здания с металлическим каркасом
• Трещины
  и другие незначительные повреждения
  должны устраняться немедленно

• В.Г.
  Басенко, В.И. Гуменюк, М.И. Танчук.
  Безопасность жизнедеятельности. Защита
  в чрезвычайных ситуациях. Учеб. пособие.
  СПб: изд-во СПбГПУ, 2008. 255стр;
• Лекции
  по БЖД. В.И. Салтуцан;
• В.Г.
  Басенко Сборник заданий для практических
  занятий по дисциплине «Защита в
  чрезвычайных ситуациях»: Учеб.пособие.
  В.Г. Бассенко. Под ред. В.И. Гуменюка-СПб.:
  Изд-во Политехнического университета,
  2008. 66 стр.

Соседние файлы в предмете Ноксология

Кафедра «Управление
и защита в чрезвычайных ситуациях»

по дисциплине
«Защита в чрезвычайных ситуациях»

«___» __________ 201__ г.

На
расстоянии L от населенного пункта
произошло землетрясение с магнитудой
в эпицентре M , очаг землетрясения
находился на глубине H.

1.
Рассчитать энергию, выделяющуюся при
землетрясении.

2.
Рассчитать интенсивность землетрясения
в населенном пункте по шкале MSK — 64.

3.
Оценить состояние указанного объекта
в населенном пункте.

4. Рассчитать радиус
очага поражения при землетрясении.

Вид грунта –
известняк

Объект – деревянный
дом

– интенсивность землетрясения в
эпицентре, балл;

– расстояние до эпицентра, км;

– поправка, учитывающая вид грунта:

для скального грунта,

для песчаников и известняков,

для песчаных грунтов и глинистых толщ,

для рыхлых насыпных грунтов.

Для нашего случая:

По шкале MSL-64
землетрясение интенсивностью 8 баллов
характеризуется как:

разрушительное;
параметры движения грунта: a/g=0.1-0.2,υ=8-16
см/с, A=4-8
мм; последствия: частичное разрушение
плохо построенных зданий, падают дымовые
трубы, обрушиваются лестницы и пролеты.

Группа В: деревянные
дома, рубленные «в лапу» или «в обло»
–

баллов; типовые железобетонные, каркасные,
крупнопанельные дома –

Таким образом, при
полученной интенсивности

во многих зданиях типа В повреждения
2-й степени, в отдельных зданиях этой
группы — повреждения 3-й степени.

2-я степень. Умеренные
повреждения: небольшие повреждения в
стенах, откалывание довольно больших
кусков штукатурки, падение кровельных
черепиц, трещины в дымовых трубах,
падение частей дымовых труб.

3-я степень. Тяжелые
повреждения: большие и глубокие трещины
в стенах, падение дымовых труб.

приведена карта векторов смещений, зарегистрированных при землетрясении в районе Танго (Япония) в 1927 г.

Изменение значений экспериментально определенных величин горизонтальных смещений поперек разлома Гомура количественно в точности совпадает с «экспоненциальными» кривыми на рис. 3.5 при наибольшей величине перемещения на разломе до 1,5 — 2 и спаданием их до нуля на расстоянии около 30-40 от разлома.

Энергия землетрясения [Пузырев, 1997, с. 81-84]

Интенсивность колебаний в эпицентральной области, хотя и связана с характеристиками очага, не может считаться его энергетическим параметром по причине некоторой субъективности макросейсмических шкал и неучета ими глубин очагов землетрясений.

сейсмологической практике энергетическая величина землетрясения оценивается

помощью трех параметров: магнитуды (), энергии () и сейсмического момента (). Первые два из них являются объективными величинами не связанными непосредственно с той или иной моделью очага. В то время как третья определяется на основании того, что тектоническое землетрясение представляет собой подвижку определенной массы земной коры вдоль некоторой поверхности.