X-PDF

Сейсмическая активность земли

Поделиться статьей

Землетрясения – это колебания, сотрясения или смещения земной коры, вызванные глубинными тектоническими процессами. Землетрясения часто вызывают значительные разрушения городов (рис. 16) и приводят к человеческим жертвам.

Землетрясение возникает при внезапном освобождении энергии, которая долгое время накапливалась в результате тектонических процессов в относительно локализованных областях земной коры и верхней мантии.

Область возникновения подземного толчка (очаг землетрясения) представляет собой определённый объём пород в толще Земли . в его пределах происходит высвобождение накопившейся энергии. В центре очага условно выделяется точка – гипоцентр, его проекция на поверхность Земли называется эпицентром.

При землетрясениях в очаге возникают упругие волны, которые распространяются с большой скоростью по всем направлениям. Достигая земной поверхности, они ощущаются людьми с различной степенью интенсивности. Под областью распространения понимается площадь, по которой распространяются колебания силой от 4 баллов и выше, т.е. такие, которые могут ощущаться непосредственно человеком. Б. Гуттенбергом и Ч Рихтером разработана шкала интенсивности землетрясений в связи с их энергией, так называемую абсолютную шкалу. Они предложили понятие интенсивности (магнитуде) землетрясений, которая изменяется в зависимости от максимальной амплитуды смещения частиц почвы, измеряемой с помощью сейсмографов на уловном расстоянии в 100 км от эпицентра. Самые слабые землетрясения в этой шкале имеют магнитуду 0, самые сильные – около 9. Эта шкала связана несложной зависимостью с энергией землетрясения, выделяющейся в очаге.

Рис. 16. Картины различных землетрясений

В течение длительного времени перед землетрясением в толще Земли накапливается энергия, растут упругие напряжения, и в некоторый момент эти напряжения превысят прочность горных пород, т. е. когда породы уже не могут сопротивляться внешним усилиям и разрушаются, происходит почти мгновенное смещение масс, разрыв, раздробление пород, подземный удар. При этом копившаяся длительное время потенциальная энергия освобождается, переходя в кинетическую, и количество освободившейся энергии можно измерить. Энергию землетрясений Е определяют в эргах. Считается, что очень слабое, только ощутимое землетрясение выделяет 1015 эргов, а катастрофическое – 1025 эргов. Лиссабонское землетрясение оценивается в 7·1027 эргов.

Изучение многочисленных землетрясений показало, что механизм возникновения толчка связан с внезапным и почти мгновенным перемещением масс вдоль какого-либо разлома: массы горных пород одного крыла смещаются в одном направлении, другого крыла – в другом, противоположном направлении. Такого рода смещения носят в механике наименование деформаций скалывания. Толчок, возникший в очаге, в форме упругих волн распространяется, постепенно ослабляясь, во все стороны от очага и, достигнув земной поверхности, производит эффект землетрясения. Известны сейсмические волны нескольких типов. Важнейшие из них следующие.

Продольные волны, Р. Они представляют собой волны сжатия и разрежения среды, следующие попеременно одна за другой, со скоростью порядка нескольких километров в секунду (в зависимости от упругих свойств среды). Продольные волны возникают как реакция среды на изменение объёма (объёмная деформация). Они распространяются как в твёрдых, так и в жидких и газообразных средах. Частицы вещества при этом колеблются в направлении движения волны.

Поперечные волны, S. Они являются результатом реакции среды на изменение формы. Следовательно, они не могут распространяться в жидкой и газообразной средах, поскольку жидкие и газообразные вещества не сопротивляются изменению формы, которой они обладают (модуль сдвига μ=0). Частицы вещества при этом колеблются по преимуществу в направлении, перпендикулярном к направлению движения волн. Скорость распространения волн S меньше скорости волн Р в 1,7 раза.

Поверхностные волны (волны Релея),L. Они возникают в особых условиях, именно на границе раздела двух сред, жидкой и газообразной или твёрдой и газообразной под воздействием колебаний приходящих от очага землетрясений к этой границе. Они отличаются наименьшей скоростью, по сравнению с волнами Р и S, скоростью распространения и быстро затухают как с глубиной, так и с удалением от эпицентра, но в эпицентре могут повести к большим повреждениям.

Большинство землетрясений происходит на глубинах до 70 км, такие землетрясения называются поверхностными. Землетрясения, которые происходят на глубинах от 70 до 300 км, называют промежуточными, а глубже 300 км – глубокими. До сих пор не было зарегистрировано ни одного землетрясения глубже 720 км.

Различают сильные и слабые землетрясения: слабые землетрясения возникают повсеместно, но их общая энергия незначительна. Некоторые из них связаны с вулканической деятельностью. К сильным землетрясениям относят землетрясения с магнитудой более 5,5.

Представленная информация была полезной?
ДА
58.55%
НЕТ
41.45%
Проголосовало: 982

Землетрясения подразделяются на тектонические, вулканические, обвальные. Ежегодно на планете происходят сотни тысяч землетрясений, из них одно катастрофическое и десять сильно разрушительных землетрясений. Последние отличаются чрезвычайно высокой энергией. Так, учёные подсчитали, что энергия землетрясений в высокогорной части Тибета 15.08 50 г была эквивалентна энергии взрыва 100 тыс. атомных бомб. Поэтому вполне естественно, что землетрясениям принадлежит первое место по причинённому экономическому ущербу и одно из первых мест по числу жертв. Наиболее известные катастрофические землетрясения XX века: Калифорнийское (1906 г., погибло 700 тыс.человек), Мессинское (1908 г., погибло 82 тыс.), Токийское (1923г., 140 тыс человек), Китайское (1976 г., около 150 тыс. человек), Мексиканское 91985 г., 10 тыс.), Армянское (1988 г., 25 тыс. человек), Турецкое (1999 г., 16 тыс. человек). В результате Армянского землетрясения оказались без крова 514 тыс. человек, сильно пострадали города Ленинакан, Кировокан, полностью разрушены г. Спитак и 58 сёл. Последствия землетрясения не устранены до сих пор.

В России к наиболее опасным сейсмическим районам относятся Кавказ, Алтай, Забайкалье, Дальний Восток, Сахалин, Курильские острова, Камчатка. Постоянной угрозе разрушительных землетрясений подвержено 20 % территории страны.

Одним из сильнейших землетрясений в истории России стало Сахалинское – 27 мая 1995 года. Согласно официальным данным, общая площадь, которая подверглась катастрофическим сейсмическим толчкам, составила 215 тыс. км2, был полностью разрушен г. Нефтегорск, погибло около 2 тыс. человек.

Землетрясения являются важным экологическим фактором нарушения формирования среды, изменения структур и местообитаний биоценозов. Землетрясения вызывают в свою очередь и другие стихийные бедствия: цунами, лавины, сели, оползни, наводнения (из-за прорыва плотин), пожары (при разрушении нефтехранилищ и разрыве газопроводов), повреждение коммуникаций, линий электропередач, водоснабжения и канализации, аварии на химических предприятиях с истечением (разливом) сильнодействующих ядовитых веществ, а также на АЭС с утечкой (выбросом) радиоактивных веществ в атмосферу и др.

При оценке количества энергии, выделяющейся при землетрясении, рекомендовано применять единую 12-балльную шкалу MSK-64. В её основе лежит шкала магнитуд (М), с помощью которой измеряют изменяющуюся по определённому закону величину смещения почвы от эпицентра землетрясения к его краям под действием поверхностных упругих волн. Нулевой уровень магнитуды – это энергетический уровень такого землетрясения, энергия которого ниже энергии самого слабого, регистрируемого приборами землетрясения. За максимальный уровень магнитуды принята энергия возможного сильнейшего землетрясения, приблизительно равная 1018 Дж и соответствующая энергии разрыва самых прочных пород земной коры.

В зависимости от интенсивности колебаний грунта на поверхности землетрясения подразделяются на: слабые (1-3 балла) . умеренные (4 балла) . сильные (6 баллов) . очень сильные (7 баллов) . разрушительные (8 баллов) . катастрофические (11 баллов) . сильно катастрофические (12 баллов).

По изменению характерных свойств земли, а также необычному поведению живых организмов перед землетрясениями (они носят название предвестников) специалисты способны составлять приблизительные прогнозы. Такими предвестниками землетрясений являются:

— деформации земной коры, определяемые путём наблюдений из Космоса, или съёмки на поверхности Земли с помощью лазерных источников света. Внедрение в геологические и географические науки высокотехнологичных приборов GPS (Global Position System – Cистема Глобального Позиционирования) позволила решить многие вопросы в науках о Земле на более высоком уровне. Система Глобального Позиционирования внедрена во всём мире и используется геологами, географами, океанологами, сейсмологами, геофизиками, климатологами, биологами, почвоведами, работниками сельского хозяйства (для межевания почв и земель) и т.д. Полученные данные позволяют создать кинематическую модель горизонтальных движений и приступить к моделированию процессов современного деформирования с использованием этих данных для выявления эпицентров возможных землетрясений.

— Изменение отношений скоростей распространения продольных и поперечных волн накануне землетрясений.

— Изменение электросопротивления горных пород, колебание уровня грунтовых вод в скважинах.

— Быстрый рост частоты слабых толчков.

— Повышение концентрации радона в воде и др.

Во многих регионах России и за рубежом ведутся работы по предсказанию землетрясений с использованием самых различных показателей. На Северном Кавказе существует густая сеть скважин, где постоянно ведутся режимные гидрогеологические наблюдения и замеры изменений химического состава воды, содержаний радона и других элементов. В компьютерном варианте разработана программа предвестников землетрясений. По их данным были предсказаны несколько землетрясений на Кавказе и в Турции. На Камчатке по измерениям концентраций подпочвенного радона было предсказано 5 успешных прогнозов при одном пропуске сильного землетрясения 8 марта 1999 года. Там же на Камчатке по измерениям параметров высокочастотных сейсмических шумов из 14 землетрясений не было предсказано только 1. Это очень высокий процент прогноза. Имеются предсказания землетрясений по измерениям содержаний аргона в воде и почве.


Поделиться статьей
Автор статьи
Анастасия
Анастасия
Задать вопрос
Эксперт
Представленная информация была полезной?
ДА
58.55%
НЕТ
41.45%
Проголосовало: 982

или напишите нам прямо сейчас:

Написать в WhatsApp Написать в Telegram

ОБРАЗЦЫ ВОПРОСОВ ДЛЯ ТУРНИРА ЧГК

Поделиться статьей

Поделиться статьей(Выдержка из Чемпионата Днепропетровской области по «Что? Где? Когда?» среди юношей (09.11.2008) Редакторы: Оксана Балазанова, Александр Чижов) [Указания ведущим:


Поделиться статьей

ЛИТЕЙНЫЕ ДЕФЕКТЫ

Поделиться статьей

Поделиться статьейЛитейные дефекты — понятие относительное. Строго говоря, де­фект отливки следует рассматривать лишь как отступление от заданных требований. Например, одни


Поделиться статьей

Введение. Псковская Судная грамота – крупнейший памятник феодального права эпохи феодальной раздробленности на Руси

Поделиться статьей

Поделиться статьей1. Псковская Судная грамота – крупнейший памятник феодального права эпохи феодальной раздробленности на Руси. Специфика периода феодальной раздробленности –


Поделиться статьей

Нравственные проблемы современной биологии

Поделиться статьей

Поделиться статьейЭтические проблемы современной науки являются чрезвычайно актуальными и значимыми. В связи с экспоненциальным ростом той силы, которая попадает в


Поделиться статьей

Семейство Первоцветные — Primulaceae

Поделиться статьей

Поделиться статьейВключает 30 родов, около 1000 видов. Распространение: горные и умеренные области Северного полушария . многие виды произрастают в горах


Поделиться статьей

Вопрос 1. Понятие цены, функции и виды. Порядок ценообразования

Поделиться статьей

Поделиться статьейЦенообразование является важнейшим рычагом экономического управления. Цена как экономическая категория отражает общественно необходимые затраты на производство и реализацию туристского


Поделиться статьей

или напишите нам прямо сейчас:

Написать в WhatsApp Написать в Telegram
Заявка
на расчет