Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Землетрус



План:


Введення

Епіцентри землетрусів (1963-1998)
Наслідки катастрофічного землетрусу в Сан-Франциско, США в 1906.
Люди оглядають руїни після цунамі, яке виникло в результаті підводного землетрусу.
Наслідки землетрусу в Японії - стався розлом дороги.

Землетруси - підземні поштовхи і коливання поверхні Землі, викликані природними причинами (головним чином тектонічними процесами), або (іноді) штучними процесами (вибухи, заповнення водосховищ, обвалення підземних порожнин гірських виробок). Невеликі поштовхи можуть викликатися також підйомом лави при вулканічних виверженнях.

Щорічно на всій Землі відбувається близько мільйона землетрусів, але більшість з них так незначні, що вони залишаються непоміченими. Дійсно сильні землетруси, здатні викликати великі руйнування, трапляються на планеті приблизно раз у два тижні. Велика їх частина припадає на дно океанів, і тому не супроводжується катастрофічними наслідками (якщо землетрус під океаном обходиться без цунамі).

Землетруси найбільш відомі за тими спустошеннями, які вони здатні зробити. Руйнування будівель та споруд викликаються коливаннями грунту або гігантськими приливними хвилями ( цунамі), що виникають при сейсмічних зсувах на морському дні.

Міжнародна мережа спостережень за землетрусами реєструє навіть найвіддаленіші і незначні з них. [1]


1. Введення

Причиною землетрусу є швидке зміщення ділянки земної кори як цілого в момент пластичної (тендітної) деформації пружно напружених порід у вогнищі землетрусу. Більшість осередків землетрусів виникає поблизу поверхні Землі.

2. Сейсмічні хвилі і їх вимір

Ковзанню порід уздовж розлому спочатку перешкоджає тертя. Внаслідок цього, енергія, що викликає рух, накопичується у формі пружних напруг порід. Коли напруга досягає критичної точки, що перевищує силу тертя, відбувається різкий розрив порід з їх взаємним зміщенням; накопичена енергія, звільняючись, викликає хвильові коливання поверхні землі - землетруси. Землетруси можуть виникати також при зминання порід у складки, коли величина пружного напруги перевершує межа міцності порід, і вони розколюються, утворюючи розлом.

Сейсмічні хвилі, породжувані землетрусами, поширюються на всі боки від вогнища подібно звуковим хвилям. Точка, в якій починається переміщення порід називається фокусом, вогнищем або гіпоцентром, а точка на земній поверхні над вогнищем - епіцентром землетрусу. Ударні хвилі поширюються в усі сторони від вогнища, в міру віддалення від нього їх інтенсивність зменшується.

Швидкості сейсмічних хвиль можуть досягати 8 км / с.


2.1. Типи сейсмічних хвиль

Сейсмічні хвилі поділяються на хвилі стиснення і хвилі зсуву.

  • Хвилі стиснення, або поздовжні сейсмічні хвилі, викликають коливання частинок порід, крізь які вони проходять, вздовж напрямку поширення хвилі, обумовлюючи чергування ділянок стиснення і розрідження в породах. Швидкість поширення хвиль стиснення в 1,7 рази більше швидкості хвиль зсуву, тому їх першими реєструють сейсмічні станції. Хвилі стиснення також називають первинними (P-хвилі). Швидкість P-хвилі дорівнює швидкості звуку у відповідній гірській породі. При частотах P-хвиль, великих 15 Гц, ці хвилі можуть бути сприйняті на слух як підземний гул і гуркіт.
  • Хвилі зсуву, або поперечні сейсмічні хвилі, змушують частки порід коливатися перпендикулярно напрямку поширення хвилі. Хвилі зсуву також називають вторинними (S-хвилі).

Існує ще третій тип пружних хвиль - довгі або поверхневі хвилі (L-хвилі). Саме вони викликають найсильніші руйнування.


2.2. Вимірювання сили і впливів землетрусів

Для оцінки та порівняння землетрусів використовуються шкала магнітуд і шкала інтенсивності.

2.2.1. Шкала магнітуд

Шкала магнітуд розрізняє землетрусу за величиною магнітуди, яка є відносною енергетичної характеристикою землетрусу. Існує кілька магнітуд і відповідно магнітудних шкал: локальна магнітуда (ML); магнітуда, визначена за поверхневим хвилях (Ms); магнітуда, визначена за об'ємним хвилям (mb); моментная магнітуда (Mw).

Найбільш популярною шкалою для оцінки енергії землетрусів є локальна шкала магнітуд Ріхтера. За цією шкалою зростанню магнітуди на одиницю відповідає 32-кратне збільшення звільненій сейсмічної енергії. Землетрус з магнітудою 2 ледь відчутно, тоді як магнітудою 7 відповідає нижній межі руйнівних землетрусів, що охоплюють великі території. Інтенсивність землетрусів (не може бути оцінена магнітудою) оцінюється за тим пошкоджень, які вони заподіюють в населених районах.


2.2.2. Шкали інтенсивності

Інтенсивність є якісною характеристикою землетрусу і вказує на характер і масштаб впливу землетрусу на поверхню землі, на людей, тварин, а також на природні та штучні споруди в районі землетрусу. У світі використовується кілька шкал інтенсивності: в Європі - європейська макросейсмічний шкала (EMS), в Японії - шкала Японського метеорологічного агентства (Shindo), в США і Росії - модифікована шкала Меркалли (MM):

  1. бал (непомітне) - коливання грунту, що відзначаються приладом;
  2. бали (дуже слабкий) - землетрус відчувається в окремих випадках людьми, які у спокійному стані;
  3. бали (слабке) - коливання відзначається деякими людьми;
  4. бали (помірне) - землетрус відзначається багатьма людьми; можливе коливання вікон і дверей;
  5. балів (досить потужне) - хитання висячих предметів, скрипіння підлоги, деренчання стекол, осипання побілки;
  6. балів (сильне) - легке ушкодження будівель: тонкі тріщини в штукатурці, тріщини в печах і т. п.;
  7. балів (дуже сильний) - значне пошкодження будівлі, тріщини в штукатурці та відламування окремих шматків, тонкі тріщини в стінах, пошкодження димових труб, тріщини в сирих грунтах;
  8. балів (руйнівний) - руйнування в будівлях: великі тріщини в стінах, падіння карнизів, димових труб. Зсуви і тріщини шириною до декількох сантиметрів на схилах гір;
  9. балів (спустошливе) - обвали в деяких будівлях, обвалення стін, перегородок, покрівлі. Обвали, осипи і обвали в горах. Швидкість просування тріщин може досягати 2 км / с;
  10. балів (знищує) - обвали в багатьох будівлях; в інших - серйозні ушкодження. Тріщини в грунті до 1 м шириною, обвали, зсуви. За рахунок завалів річкових долин виникають озера;
  11. балів (катастрофа) - численні тріщини на поверхні Землі, більше обвали в горах. Загальне руйнування будівель;
  12. балів (сильна катастрофа) - зміна рельєфу у великих розмірах. Величезні обвали і зсуви. Загальне руйнування будівель і споруд.



2.2.2.1. Шкала Медведєва-Шпонхойера-карника (MSK-64)

12-бальна шкала Медведєва-Шпонхойера-карника була розроблена в 1964 році і отримала широке розповсюдження в Європі та СРСР. З 1996 року в країнах Європейського союзу застосовується більш сучасна Європейська макросейсмічний шкала (EMS). MSK-64 лежить в основі СНиП II-7-81 "Будівництво в сейсмічних районах" і продовжує використовуватися в Росії і країнах СНД. У Казахстані в даний час використовується СНиП РК 2.03-30-2006 "Будівництво в сейсмічних районах".


3. Процеси, що відбуваються при сильних землетрусах

Землетрус починається з розриву і переміщення гірських порід в якомусь місці у глибині Землі. Це місце називається вогнищем землетрусу або гіпоцентром. Глибина його звичайно буває не більше 100 км, але іноді доходить і до 700 км. За глибиною вогнища розрізняють: нормальні - 70-80 км, проміжні - 80-300 км, глибокі -> 300 км [2]. Іноді вогнище землетрусу може бути і у поверхні Землі. У таких випадках, якщо землетрус сильний, мости, дороги, будинки та інші споруди виявляються розірваними і зруйнованими .

20110311Houshu.ogg
Поширення хвиль цунамі на Тихому океані, Землетрус в Японії (2011).

Ділянка землі, в межах якої на поверхні, над вогнищем, сила підземних поштовхів досягає найбільшої величини, називається епіцентром.

В одних випадках пласти землі, розташовані по сторонах розлому, насуваються одна на одну. В інших - земля по одну сторону розлому опускається, утворюючи скидання. У місцях, де вони перетинають річкові русла, з'являються водоспади. Склепіння підземних печер розтріскуються і обвалюються. Буває, що після землетрусу великі ділянки землі опускаються і заливаються водою. Підземні поштовхи зміщують зі схилів верхні, пухкі шари грунту, утворюючи обвали і зсуви. Під час землетрусу в Каліфорнії в 1906 утворилася глибока тріщина на поверхні. Вона простяглася на 450 кілометрів [джерело не вказано 938 днів].

Підводні землетрусу є причиною цунамі, довгих хвиль, породжуваних потужним впливом на всю товщу води в океані, під час яких відбувається різке зміщення (підняття або опускання) ділянки морського дна. Цунамі утворюються при землетрусі будь-якої сили, але великої сили досягають ті, які виникають через сильних землетрусів (більше 7 балів).

Зрозуміло, що різке переміщення великих мас землі в осередку повинно супроводжуватися ударом колосальної сили. За рік жителі Землі можуть відчувати близько 10 000 землетрусів [джерело не вказано 938 днів]. З них приблизно 100 бувають руйнівними [джерело не вказано 938 днів].


4. Вимірювальні прилади

4.1. Сейсмограф

Для виявлення та реєстрації всіх типів сейсмічних хвиль використовуються спеціальні прилади - сейсмографи. У більшості випадків сейсмограф має вантаж з пружинним прикріпленням, який при землетрусі залишається нерухомим, тоді як інша частина приладу (корпус, опора) приходить в рух і зміщується щодо вантажу. Одні сейсмографи чутливі до горизонтальних рухів, інші - до вертикальним. Хвилі реєструються вібруючим пером на рухомій паперовій стрічці. Існують і електронні сейсмографи (без паперової стрічки).


5. Інші види землетрусів

5.1. Вулканічні землетрусу

Вулканічні землетрусу - різновид землетрусів, при яких землетрус виникає в результаті високої напруги в надрах вулкана. Причина таких землетрусів - лава, вулканічний газ. Землетруси цього типу слабкі, але тривають довго, багаторазово - тижні і місяці. Тим не менш, небезпеки для людей цього виду землетрус не представляє.

5.2. Техногенні землетруси

Останнім часом з'явилася інформація, що землетруси можуть викликатися діяльністю людини. Так, наприклад, в районах затоплення при будівництві великих водоймищ, посилюється тектонічна активність - збільшується частота землетрусів і їх магнітуда. Це пов'язано з тим, що маса води, накопичена у водосховищах, своєю вагою збільшує тиск в гірських породах, а просочується вода знижує межа міцності гірських порід. Аналогічні явища відбуваються при видобутку нафти і газу (сталася серія землетрусів з магнітудою до 5 на Ромашкінское родовищі нафти в Татарстані) і виїмку великих кількостей породи з шахт, кар'єрів, при будівництві великих міст з привізних матеріалів.


5.3. Обвальні землетрусу

Землетруси також можуть бути викликані обвалами і великими зсувами. Такі землетруси називаються обвальними, вони мають локальний характер і невелику силу.

5.4. Землетруси штучного характеру

Землетрус може бути викликане і штучно: наприклад, вибухом великої кількості вибухових речовин або ж при підземному ядерному вибуху (тектонічну зброю). Такі землетруси залежать від кількості підірваного речовини. Наприклад, при випробуванні КНДР ядерної бомби в 2006 стався землетрус помірної сили, яке було зафіксовано в багатьох країнах.


6. Найбільш руйнівні землетруси

7. Про прогноз землетрусів

Численні свідчення з різних частин світу говорять, що багато тварин (собаки, кури, свині, пацюки і т. п.) виявляють ознаки занепокоєння за кілька годин до землетрусу, місцеві жителі в сейсмонебезпечних районах довіряють цими ознаками.

В кінці минулого століття група відомих західних сейсмологів провела мережеві дебати [3], головним питанням яких був "Чи є достовірний прогноз індивідуальних землетрусів реалістичною науковою метою?". Всі учасники дискусії, незважаючи на значні розбіжності в приватних питаннях, погодилися з тим, що

  1. детерміністичні передбачення окремих землетрусів з точністю, достатньою для того, щоб можна було планувати програми евакуації, нереальні;
  2. принаймні деякі форми імовірнісного прогнозу поточної сейсмічної небезпеки, засновані на фізиці процесу і матеріалах спостережень, можуть бути виправдані.

Навіть якщо б точність вимірів і неіснуюча поки фізико-математична модель сейсмічного процесу дали можливість з достатньою точністю визначити місце і час початку руйнування ділянки земної кори, магнітуда землетрусу майбутнього залишається невідомою. Справа в тому, що всі моделі сейсмічності, які відтворюють графік повторюваності землетрусів, містять той чи інший стохастичний генератор, що створює в цих моделях динамічний хаос, описуваний лише в імовірнісних термінах. Більш явно джерело стохастичності якісно можна описати таким чином. Нехай поширюється під час землетрусу фронт руйнування підходить до ділянки підвищеної міцності. Від того, буде зруйнований цю ділянку чи ні, залежить магнітуда землетрусу. Наприклад, якщо фронт руйнування пройде далі, землетрус стане катастрофічним, а якщо ні, залишиться невеликим. Результат залежить від міцності ділянки: якщо вона нижче деякого порога, руйнування піде за першим сценарієм, а якщо вище, по другому. Виникає " ефект метелика ": мізерно мале розходження в міцності або напругах призводить до макроскопічних наслідків, які не можна передбачити детерминистически, оскільки ця різниця менше будь точності вимірювань. А пророкування місця і часу землетрусу з невідомою і, можливо, цілком безпечною магнітудою не має практичного сенсу, в відміну від розрахунку ймовірності того, що сильний землетрус відбудеться.

Тим не менш, китайські вчені, здавалося б, досягли величезних успіхів у пророкуванні землетрусів - вони протягом декількох років здійснювали моніторинг нахилу поверхні, рівня грунтових вод, а також вміст радону (газу) у гірських породах. За припущенням дослідників, всі ці параметри, крім сезонних змін, а також багаторічних тенденцій, повинні різко змінюватися за кілька тижнів або місяців перед великим землетрусом. Вчені передбачили землетрус 4 лютого 1975 в густонаселеному Ляонине, жертвами якого могли б стати мільйони чоловік. Однак незабаром, як за іронією долі, трапилося таншаньское землетрус (8,2 за Ріхтером) 27 липня 1976, яке передбачене не було, і кількість жертв (понад 650 тисяч) було одним з найбільших в історії спостережень.


Примітки

  1. Google карта світу і недавніх землетрусів - www.map-me.de/sample_earthquake.php
  2. Геологічний словник, "Надра", М., 1973
  3. Is the reliable prediction of individual earthquakes a realistic scientific goal? - www.nature.com / nature / debates / earthquake / equake_frameset.html (Англ.)

Література

  • Землетруси / / Енциклопедичний словник Брокгауза і Ефрона : В 86 томах (82 т. і 4 доп.) - СПб. , 1890-1907.
  • Зав'ялов А. Д. Середньостроковий прогноз землетрусів: основи, методика, реалізація. / / М.: Наука, 2006, 254 с.
  • Соболєв Г. А. Основи прогнозу землетрусів. М.: Наука, 1993. 312 с.
  • Болт Б. А. Землетруси. М.: Мир, 1981. 256 с.
  • Юнга С. Л. Методи і результати вивчення сейсмотектонічних деформацій. М.: Наука, 1990. 191 с.
  • Мячкін В. І. Процеси підготовки землетрусу. М.: Наука, 1978. 232 с.
  • Землетруси в СРСР. М.: Наука, 1990. 323 з.
  • Моги К. Передбачення землетрусів. М.: Мир, 1988. 382 с.
  • Зубков С. І. Провісники землетрусів. / / М.: ОІФЗ РАН. 2002, 140 с.
  • Ріхтер Г. Ф. Елементарна сейсмологія. М., 1963
  • Рікітаке Т. Передбачення землетрусів. М., 1975

Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Сіцілійське землетрус
Ашхабадское землетрус
Ташкентське землетрус
Землетрус в Нефтегорске
Землетрус в Мехіко
Землетрус у Киргизії
Землетрус в Алеппо
Лісабонську землетрус
Базельська землетрус
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru