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
- Процессы, происходящие при сильных землетрясениях
- Измерение силы и воздействий землетрясений
- Шкала магнитуд. Шкала Рихтера
- Шкала Медведева-Шпонхойера-Карника (MSK-64)
- Другие виды землетрясений
- Тектонические и техногенные
- Распространение и история
- Наиболее разрушительные землетрясения
- Великое китайское землетрясение
- Ассамское землетрясение (1897)
- Крымское землетрясение 1927 года
- Великое Чилийское землетрясение
- Великое Аляскинское землетрясение
- Подводное землетрясение в Индийском океане
- В Японии (2011)
- Подкатегории
- Материал из Википедии — свободной энциклопедии
- Типы сейсмических волн
- Происходящее при сильных землетрясениях
- Cтанция прогнозирования землетрясений ATROPATENA
- Землетрясения искусственного характера
- О прогнозе землетрясений
- Обзор грядущих землетрясений
- Какие бывают землетрясения
- Вулканические
- Техногенные или наведенная сейсмичность
- Денудационные или обвальные
- Подводные
- Искусственные
- Спровоцированные внешними факторами
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)
Основная статья: Землетрясение
Подкатегории
В этой категории отображается 11 подкатегорий из имеющихся 11.
Показано 16 страниц из 16, находящихся в данной категории. Список ниже может не отражать последних изменений.
Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Категория:Землетрясения&oldid=119143073
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Эпицентры землетрясений (1963 — 1998)
Люди осматривают руины после цунами, которое возникло в результате подводного землетрясения.
Последствия землетрясения в Японии — произошёл разлом дороги.
Землетрясе́ния — подземные толчки и колебания поверхности Земли, вызванные естественными причинами (главным образом тектоническими процессами) или искусственными процессами (взрывы, заполнение водохранилищ, обрушением подземных полостей горных выработок). Небольшие толчки могут вызывать также подъём лавы при вулканических извержениях.
Ежегодно на всей Земле происходит около миллиона землетрясений, но большинство из них так незначительны, что они остаются незамеченными. Действительно сильные землетрясения, способные вызвать обширные разрушения, случаются на планете примерно раз в две недели. К счастью, большая их часть приходится на дно океанов, и поэтому не сопровождается катастрофическими последствиями (если землетрясение под океаном обходится без цунами).
Землетрясения наиболее известны по тем опустошениям, которые они способны произвести. Разрушения зданий и сооружений вызываются колебаниями почвы или гигантскими приливными волнами (цунами), возникающими при сейсмических смещениях на морском дне.
Причиной землетрясения является быстрое смещение участка земной коры как целого в момент пластической (хрупкой) деформации упруго напряженных пород в очаге землетрясения. Большинство очагов землетрясений возникает близ поверхности Земли.
Скольжению пород вдоль разлома вначале 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 8 км/с.
Типы сейсмических волн
Сейсмические волны делятся на волны сжатия и волны сдвига.
Существует ещё третий тип упругих волн — длинные или поверхностные волны (L-волны). Именно они вызывают самые сильные разрушения.
Для оценки и сравнения землетрясений используются шкала магнитуд и шкала интенсивности.
Шкала магнитуд различает землетрясения по величине магнитуды, которая является относительной энергетической характеристикой землетрясения. Существует несколько магнитуд и соответственно магнитудных шкал: локальная магнитуда (ML); магнитуда, определяемая по поверхностным волнам (Ms); магнитуда, определяемая по объемным волнам (mb); моментная магнитуда (Mw).
Наиболее популярной шкалой для оценки энергии землетрясений является локальная шкала магнитуд Рихтера. По этой шкале возрастанию магнитуды на единицу соответствует 32-кратное увеличение освобождённой сейсмической энергии. Землетрясение с магнитудой 2 едва ощутимо, тогда как магнитуда 7 отвечает нижней границе разрушительных землетрясений, охватывающих большие территории. 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 землетрясений на поверхность земли, на людей, животных, а также на естественные и искусственные сооружения в районе землетрясения. В мире используется несколько шкал интенсивности: в США — Модифицированная шкала Меркалли (MM), в Европе — Европейская макросейсмическая шкала (EMS), в Японии — шкала Шиндо (Shindo).
12-бальная 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 странах СНГ. В Казахстане в настоящее время используется СНиП РК 2.03-30-2006 «Строительство в сейсмических районах».
Происходящее при сильных землетрясениях
Участок земли, в пределах которого на поверхности, над очагом, сила подземных толчков достигает наибольшей величины, называется эпицентром.
Cтанция прогнозирования землетрясений ATROPATENA
Cтанция прогнозирования ATROPATENA, автоматически и автономно регистрирующая трехмерные изменения гравитационного поля и передающая эту информацию в Центральную Базу Данных, размещенную в США (La Habra). С 2007 года, после начала работы первой станции ATROPATENA-AZ, краткосрочные прогнозы землетрясений регулярно поступали в Президиум МАН (Международная Академия Наук (Здоровье и Экология)), Австрия, Инсбрук), в Пакистанскую Академию Наук (Исламабад, Пакистан) и Университет Гаджа Мада (Джокьякарта, Индонезия). В 2009 году Глобальная сеть по прогнозированию землетрясений (GNFE) начала полноценно функционировать в режиме краткосрочного прогнозирования землетрясений и оперативной передачи этой информации странам-участникам Глобальной Сети. Этот факт был широко освещен в российской и международной печати. Одним из принципиальных отличий новой технологии прогнозирования землетрясений является то, что во время прогноза указывается не только место, сила и время, но и число прогнозируемых сильных землетрясений. На основе анализа и интерпретации записей «гравитограмм» по специальной методике НИИ прогнозирования и изучения землетрясений выдает краткосрочный прогноз сильных землетрясений (за 3-7 дней до толчка), который помещается на сайте Центральной Базы Данных (GNFE)
Вулканические землетрясения — разновидность землетрясений, при которых землетрясение возникает в результате высокого напряжения в недрах вулкана. Причина таких землетрясений — лава, вулканический газ. Землетрясения этого типа слабы, но продолжаются долго, многократно — недели и месяцы. Тем не менее, опасности для людей этого вида землетрясение не представляет.
В последнее время появились сведения, что землетрясения могут вызываться деятельностью человека. Так, например, в районах затопления при строительстве крупных водохранилищ, усиливается тектоническая активность — увеличивается частота землетрясений и их магнитуда. Это связано с тем, что масса воды, накопленная в водохранилищах, своим весом увеличивает давление в горных породах, а просачивающаяся вода понижает предел прочности горных пород. Аналогичные явления происходят при выемке больших количеств породы из шахт, карьеров, при строительстве крупных городов из привозных материалов.
Землетрясения также могут быть вызваны обвалами и большими оползнями. Такие землетрясения называются обвальными, они имеют локальный характер и имеют небольшую силу.
Землетрясения искусственного характера
Землетрясение может быть вызвано и искусственно: например, взрывом большого количества взрывчатых веществ или же при ядерном взрыве. Такие землетрясения зависят от количества взорванного вещества. К примеру, при испытании КНДР ядерной бомбы в 2006 году произошло землетрясение умеренной силы, которое было зафиксировано во многих странах.
О прогнозе землетрясений
Многочисленные свидетельства из разных частей света говорят, что многие животные (собаки, куры, свиньи, крысы и т. п.) проявляют признаки беспокойства за несколько часов до землетрясения, местные жители в сейсмоопасных районах доверяют этим признакам.
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 остается неизвестной. Дело в том, что все модели сейсмичности, воспроизводящие график повторяемости землетрясений, содержат тот или иной генератор стохастичности, 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 пройдет 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 произойдет.
Тем не менее, китайские учёные, казалось бы, достигли огромных успехов в предсказании землетрясений — они в течение нескольких лет мониторили наклон поверхности, уровень грунтовых вод, а также содержание радона (газа) в горных породах. По предположению исследователей, все эти параметры, кроме сезонных изменений, а также многолетнего тренда, должны резко меняться за несколько недель или месяцев перед крупным землетрясением. Учёные предсказали землетрясение 4 февраля 1975 года в густонаселённом Ляонине, жертвами которого могли бы стать миллионы человек. Однако вскоре, как по иронии судьбы, случилось Таншаньское землетрясение(8,2 по Рихтеру) 27 июля 1976 года, которое предсказано не было, и количество жертв (более 650 тысяч) было одним из самых больших в истории наблюдений.
Обзор грядущих землетрясений
- Рихтер Г. Ф. Элементарная сейсмология. М., 1963
- Рикитаке Т. Предсказание землетрясений. М., 1975
Какие бывают землетрясения
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.
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.