Землетрясение критерии

Основные критерии землетрясения;

Поражающие факторы землетрясения

Поражающими факторами землетрясения, являются, прежде всего, механические воздействия колебаний земной поверхности и трещины. Однако следует отметить, что во время землетрясений очень редко причиной человеческих жертв бывает движение почвы само по себе. Известен единственный случай гибели человека, попавшего в трещину, образовавшуюся в грунте, во время землетрясения в 1943 году в Японии унесшего 5400 человеческих жизней.

Главными причинами несчастных случаев и гибели людей являются вторичные факторы землетрясения: разрушения, затопления, осыпание разбитых стекол, опадание электропроводов, взрывы и пожары, связанные с утечкой газа из поврежденных труб, а также неконтролируемые действия людей, вызванные испугом и паникой. Некоторые вторичные факторы землетрясения сами по себе представляют чрезвычайные ситуации, к ним относятся лавины, оползни, обвалы, разжижение грунта, цунами и др.

Глубина гипоцентра землетрясения обычно бывает не больше 100 км, но иногда доходит до 700 км. По глубине гипоцентра различают: мелкофокусные или поверхностные — 70-80 км, среднефокусные — 80-300 км и глубокофокусные — более 300 км. Иногда глубина гипоцентра менее 30 км.

Область в литосфере, в которой начинается подвижка пород, называется фокусом или гипоцентром землетрясения. Проекция гипоцентра на земную поверхность именуется эпицентром. Зона, располагающаяся вокруг эпицентра, называется эпицентральной зоной (зона наиболее интенсивных колебаний грунта).

Продолжительность сотрясения грунта во время землетрясения обычно составляет от нескольких до 40 – 50 секунд и лишь наиболее разрушительные землетрясения могут продолжаться до 1 – 1,5 минут.

Под сейсмической энергией понимается энергия, излучаемая из гипоцентра землетрясения в форме сейсмических волн. Большая часть выделяющейся энергии расходуется на разламывание и дробления пород, образование тепла. Часть энергии излучается из очага землетрясения (гипоцентра) во всех направлениях в виде сейсмических волн, которые распространяются в земле и, достигая ее поверхности, порождают ощущаемое нами движение грунта (колебание почвы) и вызывают повреждение зданий и сооружений. При этом одновременно распространяются три вида сейсмических волн:

— продольные волны (Р-волны ) – сейсмические волны, распространяющиеся от очага землетрясения во всех направлениях с поочередным образованием зон сжатия и растяжения. Смещение частиц грунта при этом происходит вдоль направления распространения волн. Скорость распространения продольных волн около 8 км/с;

— поперечные волны (S -волны) – сейсмические волны, распространяющиеся от очага землетрясения во всех направлениях с образованием зон сдвига. Смещение частиц происходит перпендикулярно направлению распространения волн. Скорость распространения поперечных волн около 5 км/с;

— поверхностные волны R (волна Релея) и L (волна Лява) – сейсмические волны, распространяющиеся от эпицентра землетрясения в толще верхнего слоя земной коры. Смещение частиц грунта в R -волне происходит в вертикальной плоскости, а в L -волне – в горизонтальной плоскости перпендикулярно направлению распространения этих волн. Скорость распространения поверхностных волн – до 2 км/с.

Сейсмическая энергия оценивается по шкале Рихтера, в качестве единицы измерения в которой используется особая величина – магнитуда. Магнитуда землетрясения условная величина, характеризующая общую энергию упругих колебаний, вызванных землетрясениями или взрывами. Она позволяет сравнивать источники колебаний по их энергии. Рихтер определял магнитуду, как десятичный логарифм, выраженный в микронах, максимальной амплитуде записи толчка, сделанной стандартным крутильным сейсмографом на расстоянии 100 км от эпицентра. Практически запись колебаний грунта осуществляется сейсмографами стационарных сейсмических станций, расположенных на разном удалении от эпицентра, а затем данные приводятся к магнитуде, которая могла бы быть получена в 100-километровой эпицентральной зоне.

Таким образом, шкала Рихтера дает оценку выхода сейсмической энергии в эпицентре землетрясения, а поэтому любому землетрясению соответствует одна единственная магнитуда. По этой шкале увеличение магнитуды на 1,0 соответствует увеличению амплитуды колебания в 10 раз и увеличению энергии в 32 раза.

Интенсивность сейсмических толчков характеризует степень ущерба, причиненного землетрясением.

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.

Сейсмическая энергия является лишь одной из составляющих интенсивности, поскольку объем разрушений и количество жертв зависит также от расстояния данного пункта от гипоцентра землетрясения и ряда других факторов. Интенсивность тем больше, чем ближе очаг расположен к поверхности, так, например, если очаг землетрясения с магнитудой, равной 8, находится на глубине 10 км, то на поверхности интенсивность составит 11—12 баллов; при той же магнитуде, но на глубине 40—50 км воздействие на поверхности уменьшается до 9—10 баллов. Для определения интенсивности силы толчков землетрясения не только в эпицентре, но и районах, удаленных от него, используются шкалы интенсивности:

— в Европе — 12 балльная европейская макросейсмическая шкала (EMS);

— в США -12 балльная шкала Меркалли:

— в Японии — 7 балльная шкала Японского метеорологического агентства

— в России, Европе и СНГ – получила широкое распространение 12 балльная шкала МSK-64 (Медведева — Шпонхойера — Карника), являющаяся современной модификацией шкалы Меркалли.

Как показывает табл. 8.1.1 шкала МSK-64 основана на субъективных ощущениях людей и видимых физических эффектах. Каждому баллу соответствуют определенные ощущения и наблюдаемые эффекты, а при сильных толчках — разрушения. По этой шкале землетрясения до 6 баллов считаются слабыми, 6 – 7 балов – сильными, 8-9 баллов – разрушительными, 10-12 баллов – катастрофическими.

Соотношение шкал Меркалли и Рихтера представлено в таблице 8.1.2.

Краткая характеристика интенсивности землетрясений по 12-балльной шкале Меркали (MSK-64)

Примечание. Характеристика землетрясения дается в сокращении.

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:

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

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».

Другие виды землетрясений

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.

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.

Распространение и история

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.

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)

Интенси́вность землетрясе́ния — мера величины сотрясения земной поверхности при землетрясении на охваченной им территории. Не следует путать с магнитудой землетрясения (шкалой Рихтера).

Интенсивность землетрясения определяется в баллах одной из принятых сейсмологических шкал интенсивности, либо максимальными кинематическими параметрами колебаний земной поверхности (например, ускорениями). Второе является предпочтительным, поскольку только таким образом можно реально, количественной мерой оценивать такое сложное и серьёзное явление, как сейсмическое воздействие.

Шкалы интенсивности землетрясения

В разных странах принято по-разному оценивать интенсивность землетрясения.

Характеристика землетрясений

Основными критериями землетрясения являются: 1) глуби­на очага (гипоцентра), располагающегося в пределах до 30 км (иногда до 750 км) под землей; 2) продолжительность колеба­ний грунта в интервале от 20 до 90 с; 3) сейсмическая энергия; 4) интенсивность землетрясения.

Под сейсмической энергией понимается энергия, излучаемая из гипоцентра землетрясения в форме сейсмических волн. Она измеряется с помощью шкалы Рихтера, в которой за единицу измерения принимается магнитуда — величина, соответствую­щая десятичному логарифму максимальной амплитуды коле­баний маятника сейсмографа (в микронах) в 100 км от эпи­центра землетрясения. Максимальная энергия землетрясения за все время наблюдений составила 8,9 магнитуды — следовательно, результаты измерений по шкале Рихтера могут нахо­диться в пределах от 1 до 8,9 магнитуд.

Магнитуда связана с полной энергией землетрясения, но эта зависимость не прямая, а логарифмическая: с увеличением магнитуды на единицу энергия возрастает в 100 раз, т.е. при толчке с магнитудой 6 высвобождается в 100 раз больше энер­гии, чем при магнитуде 5, и в 10 000 больше, чем при магнитуде 4. Часто в средствах массовой информации, оповещающих о сейсмических катастрофах, отождествляются шкала магнитуд (шкала Рихтера) и шкала интенсивности землетрясения, изме­ряемая в сейсмических баллах.

Интенсивность тем больше, чем ближе к поверхности рас­положен очаг: так, например, если очаг землетрясения с маг­нитудой, равной 8, находится на глубине 10 км, то на поверх­ности интенсивность его составит 11—12 баллов; при той же магнитуде, но на глубине 40—50 км воздействие на поверхнос­ти уменьшается до 9—10 баллов.

Так как магнитуда характеризует выход сейсмической энер­гии только в эпицентре землетрясения, для оценки силы ко­лебаний земной поверхности в местностях, удаленных от эпи­центра, используется понятие «интенсивность землетрясения», определяющее степень ущерба, нанесенного подземной сти­хией в конкретном месте. Интенсивность зависит не только от сейсмической энергии, но и от расстояния до эпицентра, свойств грунта, качества строительства и других факторов. Поэтому для измерения интенсивности сложно использовать инструментальные методы и они не отличаются такой же сте­пенью точности, как измерение энергии.

Интенсивность землетрясения определяется с помощью 12-балльной шкалы Меркалли (табл. 2). В России и странах СНГ используется ее модификация — шкала MSK-64.

Краткая характеристика возможной интенсивности землетрясений по 12-балльной шкале Меркалли (MSK-64)

Сейсмограф. Впервые инструментальные наблюдения за землетрясениями появились в Китае, где в 132 г. Чан Хен изобрел сейсмоскоп, представлявший собой искусно сделан­ный сосуд с маятником внутри. На внешней стороне сосуда по кругу были выгравированы головы драконов, держащих в пасти шарики. При качании маятника от землетрясения один или несколько шариков выпадали в открытые рты фигур ля­гушек, размещенных у основания сосуда.

Современный сейсмограф представляет собой комплект при­боров, регистрирующих колебания грунта при землетрясении и преобразующих их в электрические сигналы, записываемые на сейсмограммах в аналоговой и цифровой форме. Однако по-прежнему основным чувствительным элементом служит ма­ятник с грузом.

Человек не может обойтись без приборов, но в живой природе есть свои особые «сейсмографы».

За несколько часов до землетрясения, которое произошло 6 мая 1976 г. на северо-востоке Италии, в деревнях, расположенных побли­зости от его эпицентра, животные и птицы словно сошли с ума: заливались жалобным лаем собаки, истошно мяукали кошки, мычали и били копытом коровы, в небе с криком носились стаи птиц, на улице пищали покинувшие свои норы крысы и мыши.

Столь необычное поведение животных и птиц удивило жителей, но только в девять часов вечера, когда земля заходила у них под ногами, стало ясно, что было причиной этого явления.

Постоянные наблюдения за землетрясениями осуществля­ются сейсмической службой. Сегодня мировая сеть насчиты­вает свыше 2000 стационарных сейсмических станций, данные которых систематически публикуются в сейсмологических бюл­летенях и каталогах. Кроме стационарных станций, использу­ются экспедиционные сейсмографы, в том числе устанавли­ваемые на дне океанов.

Движение почвы во время землетрясения редко само по себе бывает причиной гибели людей.

Главными причинами человеческих жертв являются:

Краткая характеристика, основные критерии, поражающие факторы землетрясения

Землетрясением называют подземные толчки и колебания земной поверхности, вызываемые в основном тектоническими причинами. Известны также обвальные, вулканические землетрясения и землетрясения, возникающие вследствие падения на землю метеоритов. В течение года происходит свыше 100 тысяч землетрясений. Большинство толчков не ощущаются людьми, а лишь регистрируются сейсмографами. Ежегодно около 10 землетрясений достигают разрушительной силы, а единичные – носят катастрофический характер. В среднем, по статистике, в мире от землетрясений погибает ежегодно около 10 тысяч человек.

Ущерб, наносимый землетрясением, измеряется не только числом человеческих жертв. При катастрофических землетрясениях происходят изменения рельефа земной поверхности, образуются трещины, могут разрушаться искусственные сооружения и постройки, образовываться озера и т.п. Землетрясения часто являются причиной других стихийных бедствий, таких как цунами, горные обвалы и камнепады, оползни, сели, снежные лавины.

Землетрясения сопровождаются высвобождением огромного количества энергии – до тысячи джоулей (или энергией взрыва 12,5 бомб, сопоставимых с той, что уничтожила Хиросиму). Большая часть выделяющейся энергии расходуется на разламывание и дробление пород, образование тепла. Часть энергии излучается из очага землетрясения (гипоцентра) во всех направлениях в виде сейсмических волн, которые распространяются в земной коре и, достигая ее поверхности, порождают ощутимое нами движение грунта (колебания почвы) и вызывают повреждения зданий и сооружений.

землетрясений по 12-бальной шкале Меркалли (MKS-64). Таблица 1

Окончание таблицы 1

Примечание. Характеристика землетрясений дается в сокращении

Существуют два вида сейсмоопасных волн: объемные, распространяющиеся в глубине Земли концентрически, подобно звуковым колебаниям, и поверхностные, идущие по земной поверхности подобно морским волнам. В свою очередь объемные волны также имеют две разновидности: продольные, распространяющиеся со скоростью 3-8 км/c (11000-29000 км/ч), и поперечные – 2-5 км/c (7000-18000 км/ч). Скорость поверхностных волн может достигать 1,4 км/с (5000 км/ч). Разница в скорости движения различных типов сейсмических волн, а следовательно, и во времени их прихода в определенную точку, удаленную от гипоцентра, приводит к возникновению серии толчков и колебаний волн во время землетрясения.

Основными критериями землетрясения являются глубина очага и интенсивность выхода энергии на поверхность земли. Глубина очага землетрясения может быть в пределах 5-30 км. Однако в ряде районов Земли могут происходить землетрясения и на глубине до 750 км. Проекция гипоцентра на поверхность земли называется эпицентром землетрясения. Для определения интенсивности выхода энергии как в эпицентре, так и в точках поверхности, удаленных от него, используется 12-бальная шкала Меркалли.

Как показывает таблица, шкала Меркалли основана на субъективных ощущениях людей. Каждому баллу соответствуют определенные ощущения и наблюдаемые эффекты, а при сильных толчках – разрушения. По этой шкале землетрясения ниже 6 баллов считаются слабыми, свыше 6 баллов – сильными, 8-9 баллов – разрушительными и 10-12 баллов – катастрофическими.

Для получения объективного (с помощью сейсмографа) представления о силе землетрясения в зоне эпицентра и возможности сравнения толчков между собой применяется шкала Рихтера (шкала магнитуд). Магнитуда – это единица, представляющая собой десятичный логарифм максимальной амплитуды колебаний сейсмографа (в тысячных долях мм), записанных в 100 км от эпицентра землетрясения. Практически запись колебаний осуществляется сейсмографами стационарных сейсмических станций, расположенных на разном удалении от эпицентра, а затем по таблицам осуществляется приведение их к магнитуде, которая могла бы быть получена в 100-километровой зоне, поэтому, в отличие от шкалы Меркалли, по шкале Рихтера любому землетрясению соответствует одна единственная магнитуда. В шкале Рихтера верхний предел не предусмотрен, но на земле не наблюдалось землетрясения сильнее 8,9 магнитуд. Поскольку шкала Рихтера логарифмическая, возрастание силы толчка на одну магнитуду приводит к увеличению амплитуды колебаний почвы в 10 раз, а сила толчка возрастает в 35-48 раз.

Соотношение между шкалой Рихтера и 12-бальной шкалой. Таблица 2

Примечание. Магнитуды принято обозначать арабскими цифрами, баллы – римскими

Поражающими факторами землетрясения являются механические воздействия колебаний земной поверхности. Однако следует отметить, что во время землетрясений очень редко причиной человеческих жертв бывает движение почвы само по себе. Известен единственный случай гибели человека, попавшего в трещину земли во время землетрясения 1948 г. в Японии, унесшего 5400 человеческих жизней. Главными причинами несчастных случаев и гибели людей являются вторичные факторы землетрясения: разрушения, затопления, осыпания битых стекол, падение разорванных электропроводов на проезжую часть улицы, взрывы и пожары, вызванные утечкой газа из поврежденных труб, а также паника, т.е. неконтролируемые действия людей, вызванные испугом.