Что такое катастрофическое землетрясение. Причины возникновения землетрясений на планете земля. Измерение силы и воздействий землетрясений

Землетрясение - мощное проявление внутренних сил Земли. Землетрясения, подземные удары и колебания поверхности Земли, вызванные естественными причинами (главным образом тектоническими процессами). В некоторых местах Земли Землетрясения происходят часто и иногда достигают большой силы, нарушая целостность грунта, разрушая здания и вызывая человеческие жертвы. Количество Землетрясения, ежегодно регистрируемых на земном шаре, исчисляется сотнями тысяч. Однако подавляющее их число относится к слабым, и лишь малая доля достигает степени катастрофы.

По проявлению на поверхности Земли, Землетрясения разделяются, согласно международной сейсмической шкале MSK-64, на 12 градаций - баллов. Мерой общей энергии волн служит магнитуда Землетрясения (М) - некоторое условное число, пропорциональное логарифму максимальной амплитуды смещения частиц почвы, эта величина определяется из наблюдений на сейсмических станциях и выражается в относительных единицах. Самое сильное Землетрясения имеет магнитуду не более 9.

Очаг землетрясения — точка разлома - может быть на поверхности Земли или на глубине до 700 км. Эпицентром землетрясения называют участок на поверхности Земли, расположенный прямо над очагом. Самые большие разрушения производят землетрясения, очаг которых расположен на глубине 10 км или менее. Обычно чем дольше длится промежуток между перемещениями по линии сброса, тем сильнее удар. Наука о землетрясениях (сейсмология) еще не развита настолько, чтобы точно предсказывать такие толчки.

Область возникновения подземного удара - очаг землетрясения - представляет собой некоторый объём в толще Земли, в пределах которого происходит процесс высвобождения накапливающейся длительное время энергии. В геологическом смысле очаг - это разрыв или группа разрывов, по которым происходит почти мгновенное перемещение масс. В центре очага условно выделяется точка, именуемая гипоцентром. Проекция гипоцентра на поверхность Земли называется эпицентром. Вокруг него располагается область наибольших разрушений. От очага землетрясения во все стороны распространяются упругие сейсмические волны.

В момент сотрясения возникают три различные сейсмические волны:

первичная (толчок), вторичная (удар), продольная (поверхностная). Первичная и вторичная волны создаются в сейсмическом очаге, на глубине до 690 км. Они доходят до поверхности и создают сотрясение. На поверхности продолжают распространяться уже в виде продольных волн.

Вокруг эпицентра наблюдаются максимальные разрушения. За большим землетрясением обычно следует несколько «остаточных» толчков. Если очаг землетрясения расположен под морским дном, оно часто приводит к образованию цунами.

Разрушение зданий и сооружений;

Разрушение потенциально опасных объектов, нефте-и газопроводов;

Образование завалов, разрушение систем жизнеобеспечения и разломы земной коры

Очень опасны последствия землетрясений — оползни, разжижение грунтов, оседание грунтов, разрушение плотин и возникновение цунами.

Оползни бывают очень разрушительными, особенно в горах. Например, при возникновении оползня и лавины, причиной которых послужило землетрясении магнитудой 7,9 по шкале Рихтера у берегов Перу в 1970 году, частично был разрушен городок Ранрахирка, а городок Юнгай был сметен с лица земли.

От этой лавины, других оползней и разрушений глинобитных домов погибло около 67 тыс. человек. По словам очевидцев, высота лавины превышала 30 метров, а скорость ее была свыше 200 км/час.

Разжижение грунта происходят при определенных условиях. Грунт, обычно песчаный, должен быть насыщен водой, толчки должны быть достаточно продолжительными - 10-20 секунд и иметь определенную частоту. Почва при этих условиях переходит в полужидкое состояние, начинает течь, теряет свою несущую способность. Происходит разрушение дорог, трубопроводов, линий электропередач. Дома проседают, наклоняются и при этом могут не разрушаться.

Очень наглядным примером разжижения грунта могут служить последствия землетрясения вблизи города Ниигаты в Японии в 1964 году. Несколько четырехэтажных жилых домов, не получив видимых повреждений, сильно накренились. Движение происходило медленно. На крыше одного из домов находилась женщина, которая развешивала белье. Она подождала пока дом накренился, а затем спокойно спрыгнула с крыши на землю. Надо заметить, что не следует бояться того, что разжиженный грунт может поглотить человека. Плотность его намного больше плотности человеческого тела и по этой причине человек обязательно останется на поверхности, лишь в той или иной мере погрузившись в разжиженный грунт.

Последствием землетрясения может быть проседание грунта. Это происходит из-за уплотнения частиц при вибрации. Проседанию подвержены легко сжимаемые, или насыпные грунты.

К примеру, при Тянь-шаньском землетрясении в Китае в 1976 году произошли большие проседания грунта, особенно вдоль морского залива. При этом одна из деревень опустилась на 3 метра и, впоследствии, стала заливаться морем.

Тяжелейшим последствием землетрясений может явиться разрушение искусственных или естественных плотин. Возникающие при этом наводнения приносят дополнительные человеческие жертвы и разрушения.

Цунами, возникающие при землетрясениях под морским дном, причиняют разрушения и жертвы сопоставимые с последствиями землетрясений.

Действуйте немедленно, как только почувствуете колебания почвы или здания, главная опасность, которая вам угрожает – это падающие предметы и обломки

Быстро покиньте дом и отойдите от него на безопасное расстояние

Немедленно покиньте угловые комнаты, если вы находитесь выше второго этажа

Немедленно перейдите в более безопасное место, если вы находитесь в комнате. Встаньте в проеме внутренней двери или в углу комнаты, подальше от окон и тяжелых предметов

Не бросайтесь к лестнице или к лифту, если вы находитесь в высотном здании выше пятого этажа. Выход из сооружения будет наиболее заполнен людьми, а лифты выйдут из строя.

Вдали от высоких сооружений, путепроводов, мостов и линий электропередач

Землетрясения - природное явление, которое и сегодня привлекает внимание ученых не только за счет своей малой изученности, но и непредсказуемости, способной наносить вред человечеству.

Что такое землетрясение?

Землетрясением называется подземный толчок, который может ощущаться человеком в значительной мере в зависимости от мощности колебания земной поверхности. Землетрясения не представляют собой редкость и ежедневно возникают в разных точках планеты. Зачастую большая часть землетрясений возникает на дне океанов, что позволяет избежать катастрофических разрушений в пределах густонаселенных городов.

Принцип возникновения землетрясений

Что вызывает землетрясения? Землетрясения могут быть вызваны как естественными причинами, так и искусственными, которые возникают по вине человека.

Чаще всего землетрясения происходят из-за разломов тектонических плит и их быстрого смещения. Для человека разлом не ощутим до того момента, пока энергия, образовавшаяся от разрыва горных пород, не начнет вырываться к поверхности.

Как происходит землетрясения по неестественным причинам? Достаточно часто человек по своей неосторожности провоцирует появление искусственных толчков, которые по своей мощности совсем не уступают природным. Среди таких причин можно выделить следующие:

- взрывы;
- перезаполненность водохранилищ;
- наземный(подземный)ядерный взрыв;
- обрушения в шахтах.

Место разрыва тектонической плиты - это очаг землетрясения. От глубины его расположения будет зависеть не только сила потенциального толчка, но и его продолжительность. Если очаг располагается в 100 километрах от поверхности, то его сила будет более чем ощутима. Вероятней всего, это землетрясение повлечет за собой разрушение домов и сооружений. Возникнув в море, такие землетрясения вызывают цунами. Однако, очаг может располагаться и намного глубже - 700 и 800 километрах. Такие явления не опасны и могут зафиксироваться только при помощи специальных приборов - сейсмографов.

Место, в котором землетрясение проявляет наибольшую мощность, называется эпицентром. Именно этот участок земли считается наиболее опасным для существования всего живого.

Изучение землетрясений

Детальное изучения характера землетрясений позволяет предупредить многие из них и сделать жизнь населения, проживающих в опасных местах, более спокойной. Для определению мощности и измерения силы землетрясения используют два основных понятия:

- магнитуда;
- интенсивность;

Магнитудой землетрясения называют меру, при помощи которой измеряют энергию, выделяющуюся в ходе освобождения из очага в виде сейсмических волн. Шкала магнитуды позволяет безошибочно определить истоки колебаний.

Интенсивность измеряется в баллах и позволяет определить соотношение магнитуды толчков и их сейсмической активности от 0 до 12 баллов по шкале Рихтера.

Особенности и признаки землетрясений

В независимости от того из-за чего происходит землетрясение и в какой местности оно локализируется, его длительность будет приблизительно одинаковой. Один толчок в среднем длится 20-30 секунд. Но в истории зафиксированы случаи, когда единичный толчок без повторов мог длиться до трех минут.

Признаками приближающегося землетрясения служит беспокойство животных, которые почуяв малейшие колебания поверхности земли, стараются уйти от злополучного места подальше. Другими признаками скорого землетрясения служат:

- появление характерных облаков в виде продолговатых лент;
- изменение уровня воды в колодцах;
- сбои в работе электротехники, мобильных телефонов.

Как вести себя при землетрясениях?

Как вести себя во время землетрясения, чтобы сохранить свою жизнь?

- Сохранять рассудительность и спокойствие;
- Находясь в помещении, ни в коем случае не прячьтесь под хрупкой мебелью, например, под кроватью. Лягте рядом с ними в позе эмбриона и прикройте голову руками (либо защитите голову чем-то дополнительно). При обрушении кровли, она упадет на мебель и может образоваться прослойка, в которой вы и окажетесь. Важо выбрать крепкую мебель, у которой самая широкая часть стоит на полу, т.е эта мебель не может упасть;
- Находясь на улице, отойдите от высоких зданий и сооружений, линий электропередач, которые могут разрушиться.
- Закройте рот и нос мокрой тряпкой для предотвращения попадания пыли и гари в случае возгорания какого-либо объекта.

Если вы заметили пострадавшего человека в здании, то дождитесь окончания толчков и только тогда пробирайтесь в помещение. В противном случае, оба человека может оказаться в ловушке.

Где не бывает землетрясений и почему?

Землетрясения возникают в местах разломов тектонических плит. Поэтому, страны и города, находящиеся на цельной тектонической плите без разломов, могут не беспокоиться о своей безопасности.

Австралия является единственным в мире континентом, который не находится на стыке литосферных плит. На нем отсутствуют действующие вулканы и высокие горы и, соответственно, отсутствуют землетрясения. Также землетрясений нет в Антарктике и Гренландии. Наличие огромной тяжести ледяного панциря препятствует распространению подземных толчков по поверхности земли.

Вероятность возникновения землетрясений на территории Российской Федерации достаточно высока в скалистой местности, где наиболее активно наблюдается смещение и движение горных пород. Так, высокая сейсмичность отмечается в Северном Кавказе, на Алтае, в Сибири и на Дальнем Востоке.

Землетрясения – это подземные удары (толчки) и колебания поверхности Земли, вызванные процессами высвобождения энергии внутри нее. По разрушительным последствиям землетрясения не имеют себе равных среди стихийных бедствий.

Землетрясения бывают:

1. Тектонические землетрясения:

Вся поверхность земного шара делится на несколько огромных частей земной коры, которые называются тектоническими плитами.

Это североамериканская, евроазиатская, африканская, южноамериканская, тихоокеанская и атлантическая плиты. Тектонические плиты находятся в постоянном движении, которое составляет несколько сантиметров в год. Они могут раздвигаться, сдвигаться и скользить одна относительно другой.

Согласно теории, землетрясения являются результатом столкновения этих плит и сопровождаются изменениями поверхности земли в виде складок, трещин, и т.п., которые могут простираться на большие расстояния.

Районы, расположенные вблизи границ тектонических плит, в наибольшей степени подвержены землетрясениям. Это, прежде всего Калифорния, Япония, Греция, Турция. К счастью для человечества, основная часть линий раскола земной коры проходит по морям и океанам. Поэтому 90% землетрясений на Земле проходит незаметно для человека.

Иногда случаются землетрясения во внутренних частя плит – так называемые внутриплитовые землетрясения.

2. Вулканические землетрясения - в местах, где раздвигаются тектонические плиты.

3. Обвальные землетрясения - землетрясения возникающие при развитии крупных оползней, обрушение кровли шахт или подземных пустот с образованием упругих волн.

4. Землетрясения, вызванные инженерной деятельностью человека - (заполнение глубоких, более 10 м водохранилищ, закачка воды в скважины, образовании подземных полостей вследствие добычи полезных ископаемых, горные работы и взрывы большой мощности).

По причине возникновения землетрясения разделяют на вулканические, метеоритные и тектонические, которые объясняет внутренне развитие планеты.

Падение на поверхность Земли крупных небесных тел может спровоцировать метеоритное землетрясение. Человечество не помнит подобных катастроф, но геологические исследования говорят, что такое случалось в истории Земли.

И ранее, и сегодня достаточно часто происходят землетрясения, связанные с извержениями вулканов. Их интенсивность может быть очень большой (до 8 – 10 баллов). Несмотря на то, что эти землетрясения чаще всего бывают очень разрушительными, они не распространяются далеко в разные стороны. Это связано с тем, что их эпицентр, или сейсмический очаг, обычно находится на небольшой глубине.

Самыми распространенными являются тектонические землетрясения. И именно они лидируют по своей мощности и разрушительной силе. Они происходят из-за того, что в недрах Земли на горные породы постоянно воздействуют глубинные тектонические силы, деформируя их. Слои пород начинают сминаться, а когда давление доходит до критической точки, рвутся, создавая разломы. Вдоль разлома проходит скопившаяся в недрах энергия, которая передается упругими волнами через толщу пород, достигая земной поверхности и приводя к разрушениям.

Сейсмические волны - волны энергии, которые путешествуют по земле или другим упругим телам в результате процесса, производящего низкочастотную акустическую энергию.

Есть два главных типа: объёмные волны и поверхностные волны. Кроме описанных ниже есть и другие, менее значимые типы волн, которые вряд ли можно встретить на Земле, но они имеют важное значение в астросейсмологии

Объёмные волны

Они проходят через недра Земли. Путь волн преломляется различной плотностью и жёсткостью подземных пород.

P-волны (первичные волны) - продольные, или компрессионные волны. Обычно их скорость в два раза быстрее S-волн, проходить они могут через любые материалы. В воздухе они принимают форму звуковых волн, и, соответственно, их скорость становится равной скорости звука. Стандартная скорость P-волн - 330 м/с в воздухе, 1 450 м/с в воде и 5 000 м/с в граните.

S-волны (вторичные волны) - поперечные волны. Они показывают, что земля смещается перпендикулярно к направлению распространения. В случае горизонтально поляризованных S-волн земля движется то в одну сторону, то в другую попеременно. Волны этого типа могут действовать только в твёрдых телах.

Поверхностные волны

Поверхностные волны несколько похожи на волны воды, но в отличие от них они путешествуют по земной поверхности. Их обычная скорость значительно ниже скорости волн тела. Из-за своей низкой частоты, времени действия и большой амплитуды они являются самыми разрушительными изо всех типов сейсмических волн. Они бывают двух типов: волны Рэлея и волны Лява.

P- и S-волны в мантии и ядре

Когда происходит землетрясение, сейсмографы вблизи эпицентра записывают S- и P-волны. Но на больших расстояниях обнаружить высокие частоты первой S-волны невозможно. Поскольку поперечные волны не могут проходить через жидкости, на основании этого явления Ричард Диксон Олдхэм выдвинул предположение, что Земля имеет жидкое внешнее ядро. По этому виду исследования в дальнейшем было выдвинуто предположение, что у Луны твёрдое ядро, но недавние геодезические исследования показывают, что оно ещё расплавлено.

Содержание статьи

ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ, колебания Земли, вызванные внезапными изменениями в состоянии недр планеты. Эти колебания представляют собой упругие волны, распространяющиеся с высокой скоростью в толще горных пород. Наиболее сильные землетрясения иногда ощущаются на расстояниях более 1500 км от очага и могут быть зарегистрированы сейсмографами (специальными высокочувствительными приборами) даже в противоположном полушарии. Район, где зарождаются колебания, называется очагом землетрясения, а его проекция на поверхность Земли – эпицентром землетрясения. Очаги большей части землетрясений лежат в земной коре на глубинах не более 16 км, однако в некоторых районах глубины очагов достигают 700 км. Ежедневно происходят тысячи землетрясений, но лишь немногие из них ощущаются человеком.

Упоминания о землетрясениях встречаются в Библии, в трактатах античных ученых – Геродота , Плиния и Ливия , а также в древних китайских и японских письменных источниках. До 19 в. большинство сообщений о землетрясениях содержало описания, обильно приправленные суевериями, и теории, основанные на скудных и недостоверных наблюдениях. Серию систематических описаний (каталогов) землетрясений в 1840 начал А.Перри (Франция). В 1850-х годах Р.Малле (Ирландия) составил большой каталог землетрясений, а его подробный отчет о землетрясении в Неаполе в 1857 стал одним из первых строго научных описаний сильных землетрясений.

Причины землетрясений.

Хотя уже с давних времен ведутся многочисленные исследования, нельзя сказать, что причины возникновения землетрясений полностью изучены. По характеру процессов в их очагах выделяют несколько типов землетрясений, основными из которых являются тектонические, вулканические и техногенные.

Тектонические землетрясения

возникают вследствие внезапного снятия напряжения, например, при подвижках по разлому в земной коре (исследования последних лет показывают, что причиной глубоких землетрясений могут быть и фазовые переходы в мантии Земли, происходящие при определенных температурах и давлениях). Иногда глубинные разломы выходят на поверхность. Во время катастрофического землетрясения в Сан-Франциско 18 апреля 1906 общая протяженность поверхностных разрывов в зоне разлома Сан-Андреас составила более 430 км, максимальное горизонтальное смещение – 6 м. Максимальная зарегистрированная величина сейсмогенных смещений по разлому 15 м.

Вулканические землетрясения

происходят вследствие резких перемещений магматического расплава в недрах Земли или в результате возникновения разрывов под влиянием этих перемещений.

Техногенные землетрясения

могут быть вызваны подземными ядерными испытаниями, заполнением водохранилищ, добычей нефти и газа методом нагнетания жидкости в скважины, взрывными работами при добыче полезных ископаемых и пр. Менее сильные землетрясения происходят при обвале сводов пещер или горных выработок.

Сейсмические волны.

Колебания, распространяющиеся из очага землетрясения, представляют собой упругие волны, характер и скорость распространения которых зависят от упругих свойств и плотности пород. К упругим свойствам относятся модуль объемной деформации, характеризующий сопротивление сжатию без изменения формы, и модуль сдвига, определяющий сопротивление усилиям сдвига. Скорость распространения упругих волн увеличивается прямо пропорционально квадратному корню значений параметров упругости и плотности среды.

Продольные и поперечные волны.

На сейсмограммах эти волны появляются первыми. Раньше всего регистрируются продольные волны, при прохождении которых каждая частица среды подвергается сначала сжатию, а затем снова расширяется, испытывая при этом возвратно-поступательное движение в продольном направлении (т.е. в направлении распространения волны). Эти волны называются также Р- волнами, или первичными волнами. Их скорость зависит от модуля упругости и жесткости породы. Вблизи земной поверхности скорость Р -волн составляет 6 км/с, а на очень большой глубине - ок. 13 км/с. Следующими регистрируются поперечные сейсмические волны, называемые также S -волнами, или вторичными волнами. При их прохождении каждая частица породы колеблется перпендикулярно направлению распространения волны. Их скорость зависит от сопротивления породы сдвигу и составляет примерно 7 / 12 от скорости распространения Р- волн.

Поверхностные волны

распространяются вдоль земной поверхности или параллельно ей и не проникают глубже 80- 160 км. В этой группе выделяются волны Рэлея и волны Лява (названные по именам ученых, разработавших математическую теорию распространения таких волн). При прохождении волн Рэлея частицы породы описывают вертикальные эллипсы, лежащие в очаговой плоскости. В волнах Лява частицы породы колеблются перпендикулярно направлению распространения волн. Поверхностные волны часто обозначаются сокращенно как L -волны. Скорость их распространения составляет 3,2- 4,4 км/с. При глубокофокусных землетрясениях поверхностные волны очень слабые.

Амплитуда и период

характеризуют колебательные движения сейсмических волн. Амплитудой называется величина, на которую изменяется положение частицы грунта при прохождении волны по сравнению с предшествовавшим состоянием покоя. Период колебаний - промежуток времени, за который совершается одно полное колебание частицы. Вблизи очага землетрясения наблюдаются колебания с различными периодами – от долей секунды до нескольких секунд. Однако на больших расстояниях от центра (сотни километров) короткопериодные колебания выражены слабее: для Р -волн характерны периоды от 1 до 10 с, а для S -волн – немного больше. Периоды поверхностных волн составляют от нескольких секунд до нескольких сотен секунд. Амплитуды колебаний могут быть значительными вблизи очага, однако на расстояниях 1500 км и более они очень малы - менее нескольких микрон для волн Р и S и менее 1 см – для поверхностных волн.

Отражение и преломление.

Встречая на своем пути слои пород с отличающимися свойствами, сейсмические волны отражаются или преломляются подобно тому, как луч света отражается от зеркальной поверхности или преломляется, переходя из воздуха в воду. Любые изменения упругих характеристик или плотности материала на пути распространения сейсмических волн заставляют их преломляться, а при резких изменениях свойств среды часть энергии волн отражается (см . рис.).

Пути сейсмических волн.

Продольные и поперечные волны распространяются в толще Земли, при этом непрерывно увеличивается объем среды, вовлекаемой в колебательный процесс. Поверхность, соответствующая максимальному продвижению волн определенного типа в данный момент, называется фронтом этих волн. Поскольку модуль упругости среды возрастает с глубиной быстрее, чем ее плотность (до глубины 2900 км), скорость распространения волн на глубине выше, чем вблизи поверхности, и фронт волны оказывается более продвинутым вглубь, чем в латеральном (боковом) направлении. Траекторией волны называется линия, соединяющая точку, находящуюся на фронте волны, с источником волны. Направления распространения волн Р и S представляют собой кривые, обращенные выпуклостью вниз (из-за того, что скорость движения волн больше на глубине). Траектории волн Р и S совпадают, хотя первые распространяются быстрее.

Сейсмические станции, находящиеся вдали от эпицентра землетрясения, регистрируют не только прямые волны Р и S , но также волны этих типов, уже отраженные один раз от поверхности Земли - РР и SS (или РR 1 и SR 1), а иногда - отраженные дважды - РРР и SSS (или РR 2 и SR 2). Существуют также отраженные волны, которые проходят один отрезок пути как Р -волна, а второй, после отражения, - как S -волна. Образующиеся обменные волны обозначаются как РS или SР. На сейсмограммах глубокофокусных землетрясений наблюдаются также и другие типы отраженных волн, например, волны, которые прежде, чем достичь регистрирующей станции, отразились от поверхности Земли. Их принято обозначать маленькой буквой, за которой следует заглавная (например, рR ). Эти волны очень удобно использовать для определения глубины очага землетрясения.

На глубине 2900 км скорость P -волн резко снижается от >13 км/с до ~ 8 км/с; а S -волны не распространяются ниже этого уровня, соответствующего границе земного ядра и мантии. Оба типа волн частично отражаются от этой поверхности, и некоторое количество их энергии возвращается к поверхности в виде волн, обозначаемых как Р с Р и S с S . Р -волны проходят сквозь ядро, но их траектория при этом резко отклоняется и на поверхности Земли возникает теневая зона, в пределах которой регистрируются только очень слабые Р -волны. Эта зона начинается на расстоянии ок. 11 тыс. км от сейсмического источника, а уже на расстоянии 16 тыс. км Р -волны снова появляются, причем их амплитуда значительно возрастает из-за фокусирующего влияния ядра, где скорости волн низкие. Р -волны, прошедшие сквозь земное ядро, обозначаются РКР или Р ў . На сейсмограммах хорошо выделяются также волны, которые по пути от источника к ядру идут как волны S , затем проходят сквозь ядро как волны Р , а при выходе волны снова преобразуются в тип S. В самом центре Земли, на глубине более 5100 км, существует внутреннее ядро, находящееся предположительно в твердом состоянии, но природа его пока не вполне ясна. Волны, проникающие сквозь это внутреннее ядро, обозначаются как РКIКР или SКIКS (см . рис. 1).

Регистрация землетрясений.

Прибор, записывающий сейсмические колебания, называется сейсмографом, а сама запись - сейсмограммой. Сейсмограф состоит из маятника, подвешенного внутри корпуса на пружине, и записывающего устройства.

Одно из первых записывающих устройств представляло собой вращающийся барабан с бумажной лентой. При вращении барабан постепенно смещается в одну сторону, так что нулевая линия записи на бумаге имеет вид спирали. Каждую минуту на график наносятся вертикальные линии - отметки времени; для этого используются очень точные часы, которые периодически сверяют с эталоном точного времени. Для изучения близких землетрясений необходима точность маркировки - до секунды или меньше.

Во многих сейсмографах для преобразования механического сигнала в электрический используются индукционные устройства, в которых при перемещении инертной массы маятника относительно корпуса изменяется величина магнитного потока, проходящего через витки индукционной катушки. Возникающий при этом слабый электрический ток приводит в действие гальванометр, соединенный с зеркальцем, которое отбрасывает луч света на светочувствительную бумагу записывающего устройства. В современных сейсмографах регистрация колебаний ведется в цифровом виде с использованием компьютеров.

Магнитуда землетрясений

обычно определяется по шкале, основанной на записях сейсмографов. Эта шкала известна под названием шкалы магнитуд, или шкалы Рихтера (по имени американского сейсмолога Ч.Ф.Рихтера, предложившего ее в 1935). Магнитуда землетрясения - безразмерная величина, пропорциональная логарифму отношения максимальных амплитуд определенного типа волн данного землетрясения 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 - самые слабые ощущаемые толчки;

4 1 / 2 - самые слабые толчки, приводящие к небольшим разрушениям;

6 - умеренные разрушения;

8 1 / 2 - самые сильные из известных землетрясений.

Интенсивность землетрясений

оценивается в баллах при обследовании района по величине вызванных ими разрушений наземных сооружений или деформаций земной поверхности. Для ретроспективной оценки балльности исторических или более древних землетрясений используют некоторые эмпирически полученные соотношения. В США оценка интенсивности обычно проводится по модифицированной 12-балльной шкале Меркалли.

1 балл . Ощущается немногими особо чувствительными людьми в особенно благоприятных для этого обстоятельствах.

3 балла . Ощущается людьми как вибрация от проезжающего грузовика.

4 балла . Дребезжат посуда и оконные стекла, скрипят двери и стены.

5 баллов . Ощущается почти всеми; многие спящие просыпаются. Незакрепленные предметы падают.

6 баллов . Ощущается всеми. Небольшие повреждения.

8 баллов . Падают дымовые трубы, памятники, рушатся стены. Меняется уровень воды в колодцах. Сильно повреждаются капитальные здания.

10 баллов . Разрушаются кирпичные постройки и каркасные сооружения. Деформируются рельсы, возникают оползни.

12 баллов . Полное разрушение. На земной поверхности видны волны.

В России и некоторых соседних с ней странах принято оценивать интенсивность колебаний в баллах МSК (12-балльной шкалы Медведева - Шпонхойера - Карника), в Японии - в баллах ЯМА (9-балльной шкалы Японского метеорологического агентства).

Интенсивность в баллах (выражающихся целыми числами без дробей) определяется при обследовании района, в котором произошло землетрясение, или опросе жителей об их ощущениях при отсутствии разрушений, или же расчетами по эмпирически полученным и принятым для данного района формулам. Среди первых сведений о произошедшем землетрясении становится известной именно его магнитуда, а не интенсивность. Магнитуда определяется по сейсмограммам даже на больших расстояниях от эпицентра.

Последствия землетрясений.

Сильные землетрясения оставляют множество следов, особенно в районе эпицентра: наибольшее распространение имеют оползни и осыпи рыхлого грунта и трещины на земной поверхности. Характер таких нарушений в значительной степени определяется геологическим строением местности. В рыхлом и водонасыщенном грунте на крутых склонах часто происходят оползни и обвалы, а мощная толща водонасыщенного аллювия в долинах деформируется легче, чем твердые породы. На поверхности аллювия образуются просадочные котловины, заполняющиеся водой. И даже не очень сильные землетрясения получают отражение в рельефе местности.

Смещения по разломам или возникновение поверхностных разрывов могут изменить плановое и высотное положение отдельных точек земной поверхности вдоль линии разлома, как это произошло во время землетрясения 1906 в Сан-Франциско. При землетрясении в октябре 1915 в долине Плезант в Неваде на разломе образовался уступ длиной 35 км и высотой до 4,5 м. При землетрясении в мае 1940 в долине Импириал в Калифорнии подвижки произошли на 55-километровом участке разлома, причем наблюдались горизонтальные смещения до 4,5 м. В результате Ассамского землетрясения (Индия) в июне 1897 в эпицентральной области высота местности изменилась не менее, чем на 3 м.

Значительные поверхностные деформации прослеживаются не только вблизи разломов и приводят к изменению направления речного стока, подпруживанию или разрывам водотоков, нарушению режима источников воды, причем некоторые из них временно или навсегда перестают функционировать, но в то же время могут появиться новые. Колодцы и скважины заплывают грязью, а уровень воды в них ощутимо меняется. При сильных землетрясениях вода, жидкая грязь или песок могут фонтанами выбрасываться из грунта.

При смещении по разломам происходят повреждения автомобильных и железных дорог, зданий, мостов и прочих инженерных сооружений. Однако качественно построенные здания редко разрушаются полностью. Обычно степень разрушений находится в прямой зависимости от типа сооружения и геологического строения местности. При землетрясениях умеренной силы могут происходить частичные повреждения зданий, а если они неудачно спроектированы или некачественно построены, то возможно и их полное разрушение.

При очень сильных толчках могут обрушиться и сильно пострадать сооружения, построенные без учета сейсмической опасности. Обычно не обрушиваются одно- и двухэтажные постройки, если у них не очень тяжелые крыши. Однако бывает, что они смещаются с фундаментов и часто у них растрескивается и отваливается штукатурка.

Дифференцированные движения могут приводить к тому, что мосты сдвигаются со своих опор, а инженерные коммуникации и водопроводные трубы разрываются. При интенсивных колебаниях уложенные в грунт трубы могут «складываться», всовываясь одна в другую, или выгибаться, выходя на поверхность, а железнодорожные рельсы деформироваться. В сейсмоопасных районах сооружения должны проектироваться и строиться с соблюдением строительных норм, принятых для данного района в соответствии с картой сейсмического районирования.

В густонаселенных районах едва ли не больший ущерб, чем сами землетрясения, наносят пожары, возникающие в результате разрыва газопроводов и линий электропередач, опрокидывания печей, плит и разных нагревательных приборов. Борьба с пожарами затрудняется из-за того, что водопровод оказывается поврежденным, а улицы непроезжими вследствие образовавшихся завалов.

Сопутствующие явления.

Иногда подземные толчки сопровождаются хорошо различимым низким гулом, когда частота сейсмических колебаний лежит в диапазоне, воспринимаемом человеческим ухом, иногда такие звуки слышатся и при отсутствии толчков. В некоторых районах они представляют собой довольно обычное явление, хотя ощутимые землетрясения происходят очень редко. Имеются также многочисленные сообщения о возникновении свечения во время сильных землетрясений. Общепринятого объяснения таких явлений пока нет. Цунами (большие волны на море) возникают при быстрых вертикальных деформациях морского дна во время подводных землетрясений. Цунами распространяются в океанах в пределах глубоководных зон океанов со скоростью 400–800 км/ч и могут вызвать разрушения на берегах, удаленных на тысячи километров от эпицентра. У близлежащих к эпицентру берегов эти волны иногда достигают в высоту 30 м.

При многих сильных землетрясениях помимо основных толчков регистрируются форшоки (предшествующие землетрясения) и многочисленные афтершоки (землетрясения, следующие за основным толчком). Афтершоки обычно слабее, чем основной толчок, и могут повторяться в течение недель и даже лет, становясь все реже и реже.

Географическое распространение землетрясений.

Большинство землетрясений сосредоточено в двух протяженных, узких зонах. Одна из них обрамляет Тихий океан, а вторая тянется от Азорских о-вов на восток до Юго-Восточной Азии.

Тихоокеанская сейсмическая зона проходит вдоль западного побережья Южной Америки. В Центральной Америке она разделяется на две ветви, одна из которых следует вдоль островной дуги Вест-Индии, а другая продолжается на север, расширяясь в пределах США, до западных хребтов Скалистых гор. Далее эта зона проходит через Алеутские о-ва до Камчатки и затем через Японские о-ва, Филиппины, Новую Гвинею и острова юго-западной части Тихого океана к Новой Зеландии и Антарктике.

Вторая зона от Азорских о-вов простирается на восток через Альпы и Турцию. На юге Азии она расширяется, а затем сужается и меняет направление на меридиональное, следует через территорию Мьянмы, острова Суматра и Ява и соединяется с циркумтихоокеанской зоной в районе Новой Гвинеи.

Выделяется также зона меньшего размера в центральной части Атлантического океана, следующая вдоль Срединно-Атлантического хребта.

Существует ряд районов, где землетрясения происходят довольно часто. К ним относятся Восточная Африка, Индийский океан и в Северной Америке долина р.Св. Лаврентия и северо-восток США.

По сравнению с мелкофокусными глубокофокусные землетрясения имеют более ограниченное распространение. Они не были зарегистрированы в пределах Тихоокеанской зоны от южной Мексики до Алеутских о-вов, а в Средиземноморской зоне - к западу от Карпат. Глубокофокусные землетрясения характерны для западной окраины Тихого океана, Юго-Восточной Азии и западного побережья Южной Америки. Зона с глубокофокусными очагами обычно располагается вдоль зоны мелкофокусных землетрясений со стороны материка.

Прогноз землетрясений.

Для повышения точности прогноза землетрясений необходимо лучше представлять механизмы накопления напряжений в земной коре, крипа и деформаций на разломах, выявить зависимости между тепловым потоком из недр Земли и пространственным распределением землетрясений, а также установить закономерности повторяемости землетрясений в зависимости от их магнитуды.

Во многих районах земного шара, где существует вероятность возникновения сильных землетрясений, ведутся геодинамические наблюдения с целью обнаружения предвестников землетрясений, среди которых заслуживают особого внимания изменения сейсмической активности, деформации земной коры, аномалии геомагнитных полей и теплового потока, резкие изменения свойств горных пород (электрических, сейсмических и т.п.), геохимические аномалии, нарушения водного режима, атмосферные явления, а также аномальное поведение насекомых и других животных (биологические предвестники). Такого рода исследования проводятся на специальных геодинамических полигонах (например, Паркфилдском в Калифорнии, Гармском в Таджикистане и др.). С 1960 работает множество сейсмических станций, оборудованных высокочувствительной регистрирующей аппаратурой и мощными компьютерами, позволяющими быстро обрабатывать данные и определять положение очагов землетрясений.

Одним из страшных и непредсказуемых природных явлений, происходящих на планете Земля, является землетрясение. Разрушительная сила этой земной катастрофы может достигать колоссальных размеров и бороться с ней не под силу человечеству. По причине того, что землетрясения или подземные толчки происходят в результате внезапных и скоротечных изменений в самых недрах планеты, предупредить их возникновения в настоящее время практически нереально. А порой бывает также достаточно трудно предсказать где, когда и с какой силой будут происходить подземные толчки. Поэтому для того, чтобы попытаться спасти себя и жизнь своих близких во время этой природной катастрофы очень важно знать, что нужно делать при землетрясении и уметь оказывать первую помощь.

На планете Земля каждый год происходит огромное количество землетрясений. Но по причине того, что большая часть из них имеет очень маленькую силу воздействия или происходит на самом дне океанов, многие из подземных толчков нас совершенно не затрагивают и мы абсолютно не осведомлены об их возникновениях, а некоторые даже и не подозревают об их существовании. Заметные разрушения могут вызвать лишь сильные землетрясения, или возникшие в океане по их причине цунами.

По причине того, что во время землетрясений его энергия вырабатывается во множестве разных форм (магнитной, электрической, механической), измерить силу его действия с абсолютной точностью невозможно. Самая большая часть разрушительной силы этого природного явления приходится на эпицентр его возникновения, а остальная энергия переходит в волны, сила воздействия которых уменьшается с увеличением расстояния.

Силу землетрясения принято определять посредством таких понятий как интенсивность, магнитуда и энергетический класс. Наиболее точным считается измерение амплитуды землетрясения, то есть величины возникающих колебаний непосредственно в самом эпицентре катастрофы, а более частым в употреблении в обычной жизни является понятие интенсивности или балльности, измеряющееся в баллах, так как именно оно позволяет охарактеризовать силу проявления землетрясения на поверхности земной коры. Чем сильнее землетрясение и ближе его эпицентр, тем больше интенсивность. Рассмотрим, какое воздействие оказывает эта природная катастрофа в зависимости от количества баллов ее интенсивности:

От 1 до 2 баллов – незначительной силы толчки, которые можно определить лишь с помощью специальных приборов. Землетрясения в 2 бала также иногда можно определить и человеку, если в этот момент он находится в неподвижном состоянии.
От 3 до 4 баллов – толчки ощущаются более сильно в высотных зданиях, возможны раскачивания люстры, небольшие смешения предметов и ощущение легкого головокружения.
От 5 до 7 баллов – толчки начинают достаточно сильно ощущаться на земле, возможны незначительные разрушения зданий, начинают, например, появляться трещины на стенах, ломаться окна, крошится штукатурка.
8 баллов – землетрясение вызывает возникновение глубоких трещин на домах, земле и даже склонах.
9 баллов – толчки становятся такой силы, что способны разрушить стены домов и даже некоторые подземные коммуникационные сооружения.
От 10 до 11 балов – землетрясение такой силы вызывает сильное разрушение многих зданий, мостов, обвалы, оползни.
12 балов – сила разрушения подобной силы толчков способна значительно изменить поверхность земной коры, практически раскрошить здания и даже поменять движение воды в реках.

Сила землетрясения в значительной степени зависит от того насколько близко к поверхности Земли произошли внутренние изменения и подвижки земной коры. Чем ближе очаг, тем большую разрушительную силу приобретает природная катастрофа.

Причины землетрясений

Довольно часто у многих возникает вопрос: «Почему происходят землетрясения?». В древности люди считали, что подобные катастрофы насылаются на них свыше в наказание за плохие деяния. В настоящее время, несмотря на то, что этот вопрос до конца еще не изучен, у ученых имеются некоторые ответы. На самом деле причин появления подобных катастроф достаточно много и все они разделяются на следующие воздействия:

Природные. К природным воздействиям относится внутренние изменения планеты Земля, влияние космических бурь, солнца, а также некоторых других явлений Космоса.
Искусственные. Искусственным воздействие на побуждения возникновения землетрясения является Человек и его влияние на окружающую среду. Такими действиями могут быть взрывы, раскапывание земных пород для добычи полезных ископаемых и тому подобное.

В зависимости от причины возникновения различаются следующие виды землетрясений:

Тектонические землетрясения. Этот вид является наиболее распространенным явление, которое возникает по причине подвижек, разломов и столкновений тектонических плит. Проявляются такие землетрясения по-разному. Это могут быть возникновение огромных трещин на поверхности земли, различных обвалов и оползней или же при малой силе землетрясения могут совсем никак не выявить себя.
Обвальные землетрясения. Эти землетрясения возникают по причине воздействия на земную кору оползней и обвалов. Подобные явления чаще всего возникают по причине возникновения пустот под землей и внутри гор. Чаще всего обвальные землетрясения не имеют большой силы.
Вулканические землетрясения вызываются вследствие извержения вулкана. Их особенностью является то, что они не вызывают никаких существенных разрушений и могут повторяться некоторое количество раз.
Искусственные землетрясения. Этот вид возникает в результате большого количества одновременных взрывов, ядерных взрывов, а также подземных испытаниях различного вида оружия.
Техногенные землетрясения возникают при непосредственном воздействии человека на окружающую среду. Оно может возникнуть в результате искусственного изменения ландшафта при строении дамб или новых сооружений, поисках нефтяных скоплений, добыче различных видов ископаемых, при разрушении человеком гор и равнин.

По результатам многочисленным наблюдений перед возникновением многих землетрясений происходят следующие природные явления:

Большие и продолжительные ливневые дожди.
Появление в воздухе переизбытка таких газов, как урановые соединения, радона, гелия, аргона.
Сильное беспокойство и необычное поведение домашних и диких животных, считается, например, что .
Неожиданно возникшее свечение в воздухе.

Экологические последствия землетрясений

В зависимости от силы землетрясения, близости эпицентра, а также места его возникновения проявляется различная степень последствий этого явления.

Катастрофы с более высокой интенсивность в значительной степени влияют на экологию окружающей среды.

Самыми частыми экологическими последствиями в результате землетрясений являются возникновения таких природных процессов как осыпи, обвалы, сели, разрушения земной коры и даже наводнения. При любом даже незначительном изменении привычного ландшафта в любом случае возникает большой стресс для обитающих в этой местности живых организмов. Так, например, большие оползневые завалы портят состав почвы, затопления вызванным землетрясением цунами способно надолго убить жизнь организмов в местности.
В случае глубоких разломов из недр земли в атмосферу начинают поступать различные тяжелые металлы, негативно воздействующие на живые организмы.
Одними из самых опасных влияний землетрясения является провоцирование техногенных катастроф. В том случае если оно возникло на местности, где находились различные сооружения, созданных для создания производственных технологий, таких, например, как нефтеперерабатывающее или фармацевтическое предприятия. Вследствие нарушений таких зданий практически всегда возникает сильное загрязнение окружающей среды.
В случае если землетрясение возникло в местности, где хранились отходы, все ядовитые и небезопасные вещества могут разнестись на большое расстояние вокруг местности, что также губительно для хорошего экологического состояния.
Очень опасны также разрушения нефтяных и газовых труб, вызывающих большое скопление вредных веществ в воздух.
Разрушение в результате землетрясения таких объектов энергетики как, например, ТЭС и ГРЭС способны вызвать пожары огромных разрушительных масштабов, способных разрушить местность на много километров вокруг. Наиболее страшные последствия землетрясений возникают при разрушении атомной электростанции.

Территория возникновения землетрясений не имеет равномерного распределения. Основной точкой или сейсмическим поясом, где часто происходят землетрясения, находится в Тихом океане. Этот пояс захватывает Индонезию, западную часть побережья Центральной и Южной Америки, Японию, Исландию, Камчатку, Гавайи, Филиппины, Курилы и Аляску.

На втором месте по сейсмической активности находятся районы Евроазиатского пояса. В него включены такие горные массивы как Пиренеи, Кавказ, Тибет, Апеннины, Гималаи, Алтай, Памир и Балканы.

Большое количество землетрясений происходит в местах разломов и где существует наибольшая вероятность столкновения плит, а также в местах, где вулканы находятся в активном состоянии.

За последние десять лет самыми разрушительными и мощными по силе воздействия стали катастрофы, произошедшие в следующих странах:

Индия – более 20 тысяч жертв.
Иран – снесен с лица земли целый город и погибло около 30 тысяч человек.
О. Суматра – жертвами стали более 200 тысяч человек.
Пакистан – более 70 тысяч погибших.
Китай – погибли более 80 тысяч
Гаити – жертвами стали более 200 тысяч людей.
Япония – землетрясения вызвало гибель около 30 тысяч человек и вызвало разрушение АЭС, которое привело к вредоносным выбросам в атмосферу.

Где происходят землетрясения в России

В России также имеется достаточно большое количество мест, где периодически возникают землетрясения. Основными сейсмически активными точками здесь являются такие горные местности, как Камчатка, Восточная Сибирь, Кавказ, Алтай. Также довольно часто подобные катастрофы достаточно больших масштабов были замечены на Сахалине и Курильских островах, где по причине землетрясений также часто образуются цунами.

Наиболее разрушительным и страшным по масштабам жертв и разрушений за последние годы в России стало землетрясение, произошедшее на острове Сахалин в 1995 году. Интенсивность этой катастрофы составила почти 8 балов, что способствовало разрушению большей части города Нефтегорск, в которой оно произошло и гибели более двух тысяч человек.

Каждому человеку очень важно знать правила поведения при землетрясении для того, чтобы не растеряться в самый ответственный момент и постараться по возможности оказать себе и окружающим максимально возможную помощь. В первую очередь это касается тех людей, которые постоянно проживают или временно находятся в сейсмически опасных зонах, которые должны всегда быть наготове.

Для того чтобы землетрясение не застало врасплох все важные документы и сбережения, аптечку, а также фонарик необходимо хранить в одном месте, всегда держать в голове примерный план действий при нахождении в любом из возможных мест, где вы могли бы быть. Также не стоит хранить на верхних полках и шкафах тяжелые, острые и ядросодержащие вещества.

В том случае если поступило сообщение о сильном землетрясении и необходимости эвакуации в том случае, если вы находитесь в не дома и у вас есть небольшой запас времени нужно немедленно направиться в свой дом, собрать все необходимые документы и вещи, выключить воду, свет и газ и закрыть двери. После чего необходимо в кратчайшие сроки покинуть населенный пункт и направиться в более безопасное место.

Во время землетрясения очень важно взять себя в руки, подавить в себе панику и растерянность и постараться действовать рационально, максимально быстро и продуктивно, для того чтобы иметь больший шанс спасения от повреждений. В первую очередь, если вы находитесь в помещении необходимо постараться как можно скорее выбраться из помещения, захватив при этом и по возможности выйти на более открытую местность, где нет поблизости электричества, зданий и деревьев. Если вы выходите с более высоких этажей, то лучше это делать по лестнице, а не с помощью лифта.

В том случае, если помещение не удается покинуть, то необходимо найти в нем наиболее безопасное место. Это может быть место около несущей стены, и которое не перегружено предметами, дверной проем или же под крепким столом или кроватью, которые будут способны укрыть от падающих предметов. Ни в коем случае нельзя стоять около окон, полок и тяжелых предметов, также не стоит пользоваться газом и электричеством.

Если с вами рядом находятся дети их в первую очередь необходимо постараться успокоить, найти им укромное место или же, если вы находитесь на открытой местности ни в коем случае не упускать их из вида и держать рядом с собой.

Если землетрясение застало вас в машине также необходимо постараться найти более открытую местность, не загроможденную столбами, различными насаждениями и щитами, предназначенными для размещения рекламы, остановить машину, открыть дверь и оставаться в ней пока не закончатся толчки.