Каким образом определяют силу землетрясения. Землетрясения
Более 2000 пет назад в Китае был создан прибор, предупреждающий людей от наступающего землетрясения. Этот прибор имел форму лягушки, с овальным основанием и четырьмя, наклонными плоскостями, в которых были размещены металлические шарики. При наступлении землетрясения, колебания, вызванные сейсмическими волнами раскачивали прибор и шарики выпадали из своих гнезд на металлическую подставку. Это было предупреждение о приближающемся землетрясении. Таким образом,с первых дней появления науки сейсмологии, её задачей было предупреждение людей о приближающемся землетрясении, тем самым,обеспечение безопасности жизни людей от природных катастроф. Потребовалось 2000 лет, чтобы появилось печально известное решение международной конференции в Лондоне в 1996г., в котором говорится, что прогноз землетрясений не возможен. Это означает, что усилия тысячи ученых, посвятивших свою жизнь решению этой проблемы человечества и миллиарды долларов, истраченные на исследования, были напрасны? О том, что это решение принято «скептиками», как называют ученых, потерявших надежду найти положительный результат в исследовании конкретной проблемы, от отчаяния, было понятно, уже тогда, т.к. с июня 1995г. пресса более 20 стран мира сообщала о том, что Сахалинское землетрясение было спрогнозировано автором и МЧС России получило предупреждение из МЧС Армении,за три месяца до трагедии, когда исчез с лица Земли город Нефтегорск. В начале ХХ века, впервые были получены изменения отношения продольных (VP) и поперечных (VS) сейсмических волн в зоне развития очага сильных землетрясений. И это отношение стало первым предвестником землетрясений. Ученые во многих развитых странах мира начали проводить исследования, с целью создания технологии прогнозирования землетрясений, способной определять место (координаты широты и долготы очага), время (год, месяц, день) и силу (магнитуду) будущих землетрясений. В настоящее время известны более 300 предвестников землетрясений, которые так и не привели к решению этой проблемы и вопрос прогнозирования землетрясений оставался без ответа. В чем причина неудачи? По катастрофическим последствиям, которые приводят к огромному количеству жертв и разрушений, землетрясения являются наиболее опасными природными катастрофами. Количество жертв от землетрясений, в ХХ веке составило 1,4 миллиона (Осипов,2001), из которых около 1,0 –го миллиона жертв приходится на последние 30 лет. За первые 12 лет, XXI века, число погибших от землетрясений приближается к 1,0-му миллиону (около 800 000): Индонезия (о.Суматра, 2004)- около 300 000 ; Гаити –около 300 000; Япония (Фукусима)…Ежегодно происходят: 1 землетрясение – с магнитудой до 9; около 15 землетрясений - до 8; 140 - до 7; 900 - до 6; 8000 - до 5. В настоящее время эти цифры имеют тенденцию идти по нарастающей. Вопросом прогнозирования землетрясений занимались и занимаются ученые всех стран мира и на эти исследования были потрачены миллиарды долларов, однако землетрясения продолжают уничтожать города, людей, страны. В чем причина беспомощности ученых всех стран мира? Политиков и МЧС эти вопросы не интересуют, а Правительства обращаются к ним, когда происходит катастрофа и гибнут люди, города и страны. На Лондонской конференции в 1996г. многие специалисты пришли к выводу, что сейсмическое прогнозирование безнадежно. По результатам конференции было опубликовано:«Сейсмическое прогнозирование безнадежно? Полный пессимизм относительно возможности надежного прогноза землетрясений высказали некоторые геофизики на состоявшейся в ноябре 1996 г. в Лондоне международной конференции. Р.Геллер (R.Geller; Токийский университет) отметил, что, несмотря на затраченные международным сообществом ученых усилия и средства, не удалось за все последние десятилетия обнаружить ни одного достойного доверия признака надвигающегося сейсмического события (некоторым сигналам, находящимся на уровне шумов или даже ниже, придавалось излишнее значение). К такому мнению присоединился сейсмолог С.Кремпин (S.Crampin; Эдинбургский университет, Шотландия). Скептицизм специалистов усилился после того, как несколько греческих сейсмологов заявили, что им якобы удалось прогнозировать землетрясения по предшествующим вариациям магнитного поля Земли; в решительной критике их отчета указывалось на совершенно неопределенные сведения о месте и времени предстоящих толчков, об их интенсивности. Многие ученые теперь полагают, что землетрясения вообще относятся к числу критических явлений, которые возникают в системе, выведенной на грань неустойчивого равновесия. Предсказать конкретно, когда произойдет критическое явление, почти невозможно; по мнению сейсмолога И.Мейна (I.Main; Эдинбургский университет), построить прогноз землетрясения столь же сложно, как заранее установить, какая именно снежинка вызовет снежную лавину в горах. Однако, отнеся подземные толчки к разряду критических явлений, специалисты теперь могут внести новые поправки в строительные кодексы с учетом научных критериев сейсмостойкости сооружений (существующие правила в основном опираются на голую эмпирику). New Scientist. 1996. V.152. N 2056. P.10 (Великобритания)». Итак, в 1996г. международная конференция в Лондоне, опираясь на мнение Р.Геллера (Токийский Университет) и двух сотрудников Эдинбургского Университета, вынесла приговор более чем столетней работе ученых мира о невозможности заранее определить место, время и магнитуду будущего землетрясения. Видимо авторам этого проекта не было известно о том, что в 1995г., т.е. за один год до принятия Лондонского решения, автором этих строк, была разработана физическая модель, позволяющая теоретически рассчитывать параметры будущих землетрясений на планете: место(координаты широты и долготы), время (год, месяц и день) и силу (магнитуду) на неограниченное время вперед - методика краткосрочного прогнозирования землетрясений и других природных катастроф (Публикации: 1.Прогнозирование землетрясений. Монография. Повышение сейсмостойкости зданий и сооружений. Изд. «Айастан», Ереван, 1989,глава, 8.5, стр. 316. 2.Электромагнитная модель механизма возникновения очага землетрясений. «Вестник» Международной Академии наук экологии и безопасности жизнедеятельности,Санкт-Петербург,№ 7(19),2000, 3. Закономерность связи сейсмических волн, испускаемых очагом землетрясений. «Вестник» Международной Академии наук экологии и безопасности жизнедеятельности,Санкт-Петербург,№ 7(31),2000 4. Краткосрочный прогноз землетрясений и других природных катастроф. Монография.Санкт-Петербург,2000, стр. 135. 5. Earthquakes and natural disasters shorth-term prediction.Sankt-Peterburg. 2000, p. 128.) и по ней были рассчитаны и переданы в МЧС России (за три месяца до трагедии) параметры Сахалинского землетрясения (май,1995г.), после которого исчез с лица Земли г. Нефтегорск (публикации: «Комсомольская правда»,06.06.1995. Москва, Россия; «Сюкан Синчо», 07.07.1995,Токио,Япония; BBC,1995, Лондон,Великобритания; Турция, «Marmara»1995; Иран, «Alik»1995; США …более 20 стран). За прошедшие 17 лет, по этой методике были рассчитаны параметры (место, время и магнитуда) более 40 000 будущих землетрясений и других природных катастроф, с точностью до 95%, в том числе все, произошедшие за это время катастрофы Краткосрочный прогноз землетрясений инструментальными, а тем более, вероятностными методами исследований, которыми оперирует современная сейсмология, действительно не возможен. Поэтому, до сих пор, все усилия ученых в этом направлении сейсмологии, терпят неудачу. Чем отличаются исследования, проводимые в настоящее время от тех, которые применялись в 1996г.? Ни чем, только увеличилось количество и, возможно качество, применяемой аппаратуры. Поэтому рассчитывать на успех, в решении проблемы краткосрочного прогнозирования землетрясений «современными методами инструментальных исследований» не приходится. В этом вопросе Лондонская конференция принесла бы больше пользы, если бы в решении принятом на ней было добавлено; «современными методами инструментальных исследований». Краткосрочный прогноз землетрясений и других природных катастроф возможен и он существует. Прогнозировать будущие природные катастрофы с абсолютной точностью можно,на неограниченное время вперед Метод состоит из двух частей. 1. Проводится теоретический расчет места, времени и силы будущих землетрясений… 2. За месяц до расчитанного времени, сейсмостанции данной страны проводят исследования изменения параметров,указанного региона и уточняют теоретический расчет. Это позволит,за 3-4 дня, до землетрясения, точно указать место, время и силу будущего землетрясения. 3. Полученные точные данные будущего землетрясения, цунами… передаются Правительству, которое и принимет решение о безопасности жизни людей.Шкалы интенсивности землетрясений – шкалы интенсивности землетрясений в баллах
| Баллы | Проявления |
| I |
Не ощущается никем, за исключением единичных наблюдателей, находящихся в особо благоприятных условиях |
| II |
Ощущается лишь немногими лицами, находящимися в покое, особенно на верхних этажах зданий. Предметы, подвешенные на тонких шнурах, могут раскачиваться |
| III |
Заметно ощущается в помещениях, особенно на верхних этажах зданий, однако многими не идентифицируется как землетрясение. Стоящие автомобили могут слегка раскачиваться на рессорах. Вибрация – как от прошедшей поблизости грузовой автомашины. Можно оценить длительность сотрясения |
| IV | |
| V |
Ощущается почти всеми; в ночное время многие спящие просыпаются. Бьётся часть посуды, трескаются стёкла в окнах, местами появляются трещины в штукатурке, опрокидывается неустойчивая мебель. Иногда наблюдается раскачивание столбов, деревьев и других высоких предметов, могут остановиться часы с маятником |
| VI |
Ощущается всеми; многие в испуге выбегают из домов. Иногда смещается тяжёлая мебель, в некоторых местах осыпается штукатурка и опрокидываются трубы. Разрушения небольшие |
| VII |
Все жители выбегают из домов. В зданиях, возведённых по специальным проектам, повреждения незначительные, в типовых, хорошо выстроенных зданиях – от лёгких до умеренных, в плохо спроектированных или выстроенных – значительные. Опрокидывается часть труб. Толчки ощущаются в автомашинах |
| VIII |
В зданиях, возведённых по специальным проектам, – лёгкие повреждения, в типовых зданиях – значительные повреждения, иногда частичное разрушение, в плохо выстроенных – значительные разрушения. Происходит отрыв панелей от каркасов. Опрокидываются и падают печные и фабричные трубы, колонны, памятники, стены. Перемещается тяжёлая мебель. Наблюдаются выбросы небольших объёмов песка и ила. Изменяется положение уровня воды в колодцах и скважинах |
| IX |
В зданиях, возведённых по специальным проектам, значительные повреждения, наклон хорошо спроектированных и выстроенных каркасных зданий, в типовых зданиях большие повреждения, частичное разрушение. Здания смещаются относительно своих фундаментов. Значительные трещины на земной поверхности. Разрывы подземных трубопроводов |
| X |
Разрушение некоторых хорошо выстроенных деревянных зданий и большинства каменных и каркасных вместе с их фундаментами. Многочисленные трещины наземной поверхности. Искривление рельсов на железных дорогах. Значительные оползни по берегам рек и на склонах. Выбросы песка и ила. Выплеск воды и затопление берегов |
| XI |
Только немногие каменные здания сохраняют устойчивость. Обрушение мостов. Широкие трещины на поверхности земли. Подземные трубопроводы полностью выходят из строя. Сплавы и оползни в рыхлых грунтах. Значительный изгиб рельсов на железных дорогах |
| XII |
Тотальное разрушение. На поверхности земли образуются волны. Изменяются отметки поверхности и линия горизонта. Предметы подбрасываются в воздух |
Шкалы интенсивности землетрясений Меркалли
Их применяются для определения интенсивности землетрясения по внешним признакам, на основе данных о разрушениях. Может быть применена в том случае, когда отсутствуют прямые данные об интенсивности подземных толчков, например, из-за отсутствия соответствующего оборудования. В шкале Меркалли для определения степени интенсивности землетрясения используются римские цифры.
Шкала названа по имени Джузеппе Меркалли, который заложил основы её использования в 1883 и 1902 годах. Позднее Чарльзом Рихтером в шкалу были внесены изменения, после чего её стали называть модифицированной шкалой Меркалли (MM). Сейчас шкала Меркалли используется в основном в США.
Современный вид шкалы Меркалли
| I. |
Не ощущается людьми. |
| II. |
Ощущается в спокойной обстановке на верхних этажах зданий. |
| III. |
Ощущается в помещениях; кажется, будто под окнами проезжает лёгкий грузовик. Качаются висячие предметы. |
| IV. |
Кажется, будто проезжает тяжёлый грузовик; звенят оконные стёкла, посуда, скрипят двери. |
| V. |
Ощущается на улице; просыпаются люди, выплескивается из посуды жидкость. |
| VI. |
Ощущается всеми; испуганные люди выбегают на улицу; трескаются штукатурка и кирпичная кладка; сдвигается и переворачивается мебель; лопаются оконные стекла. |
| VII. |
Трудно стоять на ногах; ощущается водителями движущихся автомобилей; осыпается штукатурка, падают кирпичи, керамическая плитка и т.д.; звенят большие колокола; на поверхности водоёмов возникают волны. |
| VIII. |
Трудно вести автомобиль; падает штукатурка, рушатся некоторые кирпичные стены, дымовые трубы, башни, памятники; обламываются ветки деревьев; в сыром грунте образуются трещины. |
| IX. |
Общая паника; лопаются каркасы строений и подземные трубы; образуются значительные трещины в грунте и песчаные воронки. |
| X. |
Рушатся большинство кирпичей кладки, каркасных сооружений и фундаментов; серьезные повреждения плотин и насыпей; рушатся мосты; мощные оползни. |
| XI. |
Серьёзная деформация железнодорожных путей; полностью выходят из строя подземные трубопроводы. |
| XII. |
Практически полное разрушение; нарушение линии горизонта; взлетают в воздух отдельные предметы. |
Шкалы
интенсивности землетрясений Рихтера
Они используются в сейсмологии, чтобы описать размер землетрясения (т.е. оценки усилия для магнитуды землетрясения в стоимостном выражении). Шкалу создал в 1935 году американский сейсмолог Чарльз Фрэнсис Рихтер (26 четвёртые 1900 – 30, 9 1985). Шкала Рихтера на основе количества энергии в hypocentru землетрясения (очаг землетрясения, которое лежит на глубине до 700 км ниже поверхности). Шкала Рихтера показывает интенсивность движения Земли, измеренный на расстоянии 100 км от эпицентра землетрясения.
Шкала Рихтера логарифмическая. Шкала Рихтера не имеет верхнего предела. Для магнитуды землетрясения верна только величина, характеризующую размер землетрясения.
Шкала интенсивности землетрясений I МА была разработана в 1949 году, в Японии, 8-бальная (имеется бальность- 0, а максимальное значение – 7 баллов)
Шкалы интенсивности землетрясений MSK – 12-балльная шкала Медведева-Шпонхойера-Карника (MSK-64). Она 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). MSK-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».
|
Сила землетрясения |
||
| 1 |
Не ощущается |
Отмечается только сейсмическими приборами. |
| 2 |
Очень слабые толчки |
Отмечается сейсмическими приборами. Ощущается только отдельными людьми, находящимися в состоянии полного покоя в верхних этажах зданий, и очень чуткими домашними животными. |
| 3 | Слабое |
Ощущается только внутри некоторых зданий, как сотрясение от грузовика. |
| 4 | Интенсивное |
Распознаётся по лёгкому дребезжанию и колебанию предметов, посуды и оконных стёкол, скрипу дверей и стен. Внутри здания сотрясение ощущает большинство людей. |
| 5 |
Довольно сильное |
Под открытым небом ощущается многими, внутри домов - всеми. Общее сотрясение здания, колебание мебели. Маятники часов останавливаются. Трещины в оконных стёклах и штукатурке. Пробуждение спящих. Ощущается людьми и вне зданий, качаются тонкие ветки деревьев. Хлопают двери. |
| 6 | Сильное |
Ощущается всеми. Многие в испуге выбегают на улицу. Картины падают со стен. Отдельные куски штукатурки откалываются. |
| 7 |
Очень сильное |
Повреждения (трещины) в стенах каменных домов. Антисейсмические, а также деревянные и плетневые постройки остаются невредимыми. |
| 8 | Разрушительное |
Трещины на крутых склонах и на сырой почве. Памятники сдвигаются с места или опрокидываются. Дома сильно повреждаются. Падают фабричные трубы. |
| 9 | Опустошительное | |
| 10 | Уничтожающее |
Трещины в почве иногда до метра шириной. Оползни и обвалы со склонов. Разрушение каменных построек. Искривление железнодорожных рельсов. |
| 11 | Катастрофа |
Широкие трещины в поверхностных слоях земли. Многочисленные оползни и обвалы. Каменные дома почти полностью разрушаются. Сильное искривление и выпучивание железнодорожных рельсов. |
| 12 |
Сильная катастрофа |
Изменения в почве достигают огромных размеров. Многочисленные трещины, обвалы, оползни. Возникновение водопадов, подпруд на озёрах, отклонение течения рек. Изменяется рельеф. Ни одно сооружение не выдерживает. |
Ежегодно на нашей планете происходят сотни тысяч землетрясений. Большинство из них настолько малы и незначительны, что зафиксировать их способны лишь специальные датчики. Но, бывают и более серьёзные колебания: два раза в месяц земная кора содрогается достаточно сильно для того, чтобы разрушить всё вокруг.
Поскольку большинство толчков подобной силы происходят на дне Мирового океана, если их не сопровождает цунами, люди о них даже не подозревают. А вот когда содрогается суша, стихия бывает до того разрушительна, что счёт жертв идёт на тысячи, как это случилось в XVI веке в Китае (во время подземных толчков магнитудой 8,1 погибло более 830 тыс. людей).
Землетрясением называют подземные толчки и колебания земной коры, вызванные природными или искусственно созданными причинами (движением литосферных плит, извержением вулканов, взрывами). Последствия толчков большой интенсивности нередко бывают катастрофичны, по количеству жертв уступая лишь тайфунам.
К сожалению, на данный момент учёные не настолько хорошо изучили процессы, что происходят в недрах нашей планеты, а потому прогноз землетрясений дают довольной приблизительный и неточный. Среди причин возникновений землетрясений специалисты выделяют тектонические, вулканические, обвальные, искусственные и техногенные колебания земной коры.
Тектонические
Большинство зафиксированных в мире землетрясений возникло в результате движений тектонических плит, когда происходит резкое смещение горных пород. Это может быть как столкновение друг с другом, так и опускание более тонкой плиты под другую.
Хотя этот сдвиг обычно невелик, и составляет лишь несколько сантиметров, в движение приходят расположенные над эпицентром горы, которые выделяют огромной силы энергию. В результате на земной поверхности образовываются трещины, по краям которых начинают смещаться огромные участки земли вместе со всем, что на ней находится – полями, домами, людьми.
Вулканические
А вот вулканические колебания хоть и слабы, но продолжаются долго. Обычно особой опасности они не представляют, но катастрофические последствия зафиксированы всё же были. В результате мощнейшего извержения вулкана Кракатау в конце XIX ст. взрывом была уничтожена половина горы, а последующие за этим подземные толчки были такой силы, что раскололи остров на три части, погрузив две трети в пучину. Поднявшееся после этого цунами уничтожило абсолютно всех, кто сумел до этого выжить и не успел покинуть опасную территорию.
Обвальные
Нельзя не упомянуть об обвалах и больших оползнях. Обычно сотрясения эти несильны, но в некоторых случаях их последствия бывают катастрофичны. Так, произошло однажды в Перу, когда огромная лавина, вызвав землетрясение, на скорости 400 км/ч сошла с горы Аскаран, и, сровняв с землёй не одно поселение, погубила более восемнадцати тысяч человек.
Техногенные
В некоторых случаях причины и последствия землетрясений нередко связаны с человеческой деятельностью. Учёными было зафиксировано увеличение количества подземных толчков в районах крупных водохранилищ. Связано это с тем, что собранная масса воды начинает давить на ниже находящуюся земную кору, а проникающая сквозь грунт вода – разрушать её. Кроме того, увеличение сейсмической активности было замечено в местах добычи нефти и газа, а также в районе шахт и карьеров.
Искусственные
Землетрясения можно вызвать и искусственным путём. Например, после того как КНДР испытывало новое ядерное оружие, во многих местах планеты датчики зафиксировали землетрясения умеренной силы.
Подводное землетрясение возникает во время столкновения тектонических плит на океаническом дне или недалеко от побережья. Если очаг расположен неглубоко, а магнитуда равняется 7 баллам, подводное землетрясение чрезвычайно опасно, поскольку вызывает цунами. Во время содрогания морской коры одна часть дна опускается, другая – приподнимается, в результате чего вода в попытках вернуться к первоначальному положению, начинает двигаться по вертикали, порождая серию огромных волн, идущих по направлению к побережью.
Подобное землетрясение вместе с цунами нередко могут иметь катастрофические последствия. Например, одно из самых сильных моретрясений произошло несколько лет назад в Индийском океане: в результате подводных толчков поднялось большое цунами и, обрушившись на близлежащие побережья, привело к гибели более двухсот тысяч человек.
Начало толчков
Очаг землетрясения являет собой разрыв, после образования которого земная поверхность мгновенно смещается. Надо заметить, разрыв этот происходит не сразу. Сперва плиты наталкиваются друг на друга, в результате чего возникает трение и образуется энергия, которая постепенно начинает накапливаться.
Когда напряжение становится максимальным и начинает превышать силу трения, горные породы разрываются, после чего освобождённая энергия преобразуется в сейсмические волны, двигающиеся со скоростью 8 км/с и вызывающие колебания земли.
Характеристика землетрясений по глубине эпицентра делится на три группы:
- Нормальные – эпицентр до 70 км;
- Промежуточные – эпицентр до 300 км;
- Глубокофокусные – эпицентр на глубине, превышающей 300 км, типичны для Тихоокеанского кольца. Чем глубже эпицентр, тем дальше дойдут порождённые энергией сейсмические волны.
Характеристика
Состоит землетрясение из нескольких этапов. Основному, наиболее сильному толку, предшествуют предупреждающие колебания (форшоки), а после него начинаются афтершоки, последующие сотрясения, причём магнитуда самого сильного афтершока на 1,2 меньше, чем у основного толчка.
Период от начала форшоков до конца афтершоков вполне может длиться несколько лет, как это, например, случилось в конце XIX столетия на острове Лисса в Адриатическом море: длилось оно три года и за это время учёные зафиксировали 86 тысяч толчков.
Что касается длительности основного толчка, то она обычно непродолжительна и редко когда длится более минуты. Например, самый мощный толчок на Гаити, произошедший несколько лет назад, длился сорок секунд – и этого оказалось достаточно, чтобы превратить город Порт-о-Пренс в руины. А вот на Аляске была зафиксирована серия толчков, которые сотрясали землю около семи минут, при этом три из них привели к значительным разрушениям.
Рассчитать, какой именно толчок окажется основным и будет иметь наибольшую магнитуду, крайне сложно, проблематично и стопроцентных способов нет. Поэтому сильные землетрясения нередко застают население врасплох. Так, например, случилось в 2015 году в Непале, в стране, где настолько часто фиксировались несильные сотрясения, что люди попросту не обращали на них особого внимания. Поэтому содрогание почвы магнитудой в 7,9 балла привело к большому числу жертв, а последующие за ним через полчаса и на следующий день более слабые афтершоки с магнитудой 6,6 не улучшили ситуации.
Нередко бывает, что сильнейшие содрогания, происходящие с одной стороны планеты, сотрясают противоположную сторону. Например, землетрясение с магнитудой в 9,3, произошедшее 2004 году в Индийском океане, несколько ослабило возрастающее напряжение в разломе Сан-Андреас, что находится на стыке литосферных плит вдоль побережья Калифорнии. Оно оказалось такой силы, что немного видоизменило вид нашей планеты, сгладив её выпуклость в средней части и сделав более округлой.
Что такое магнитуда
Одним из способов замерить амплитуду колебаний и количество освобождаемой энергии является шкала магнитуд (шкала Рихтера), содержащая условные единицы от 1 до 9,5 (её очень часто путают с двенадцатибалльной шкалой интенсивности, измеряемую в баллах). Увеличение магнитуды землетрясений лишь на одну единицу означает увеличение амплитуды колебаний в десять, а энергии – в тридцать два раза.
Проведённые расчёты показали, что размер эпицентра во время слабых колебаний поверхности как в длину, так и по вертикали измеряется несколькими метрами, когда средней силы – километрами. А вот землетрясения, вызывающие катастрофы, имеют протяжённость до 1 тыс. километров и от точки разрыва уходят на глубину до пятидесяти километров. Таким образом, максимальный зарегистрированный размер эпицентра землетрясений на нашей планете составлял 1000 на 100 км.
Выглядит магнитуда землетрясений (шкала Рихтера) следующим образом:
- 2 – слабые почти неощутимые колебания;
- 4 — 5 – хоть толчки слабые, они могут привести к незначительным разрушениям;
- 6 – средние разрушения;
- 8,5 – одни из сильнейших зафиксированных землетрясений.
- Наиболее крупным считается Великое Чилийское землетрясение с магнитудой в 9,5, породившее цунами, которое, преодолев Тихий океан, добралось до Японии, преодолев 17 тыс. километров.
Ориентируясь на магнитуду землетрясений, учёные утверждают, что из десятков тысяч, происходящих на нашей планете колебаний в год, лишь одно имеет магнитуду 8, десять – от 7 до 7,9 и сто – от 6 до 6,9. Нужно учитывать, что если магнитуда землетрясения 7, последствия могут быть катастрофичными.
Шкала интенсивности
Чтобы понять, почему происходят землетрясения, учёными была разработана шкала интенсивности, основанная на таких внешних проявлениях, как воздействие на людей, животных, здания, природу. Чем ближе эпицентр землетрясений к земной поверхности, тем больше интенсивность (эти знания дают возможность дать хотя бы приблизительный прогноз землетрясений).
Например, если магнитуда землетрясения была равна восьми, а эпицентр находился на глубине десяти километров, интенсивность землетрясения составит от одиннадцати до двенадцати баллов. А вот если эпицентр был расположен на глубине пятидесяти километров, интенсивность окажется меньшей и будет измеряться в 9-10 баллов.
Согласно шкале интенсивности, первые разрушения могут произойти уже при шестибалльных толчках, когда появляются тонкие трещины в штукатурке. Землетрясение в одиннадцать баллов считается катастрофическим (поверхность земной коры покрывается трещинами, здания разрушаются). Самые сильные землетрясения, способные значительно изменить вид местности, оцениваются в двенадцать баллов.
Что делать при землетрясениях
По приблизительным подсчётам учёных число людей, которые погибли в мире из-за землетрясений за последние полтысячелетия, превышает пять миллионов человек. Половина из них приходится на Китай: он расположен в зоне сейсмической активности, а на его территории проживает большое число людей (в XVI ст. погибло 830 тыс. человек, в середине прошлого века – 240 тысяч).
Подобные катастрофические последствия можно было предотвратить, если бы защита от землетрясений была хорошо продумана на государственном уровне, а при конструировании зданий учитывалась возможность возникновения сильных подземных толчков: большинство людей погибло именно под обломками. Нередко люди, проживающие или пребывающие в сейсмически активной зоне, не имеют ни малейшего понятия о том, как именно нужно действовать в условиях чрезвычайной ситуации и каким способом можно спасти свою жизнь.
Необходимо знать, что если подземные толчки застали вас в здании, нужно сделать всё возможное, чтобы как можно быстрее выбраться на открытое пространство, при этом лифтами пользоваться категорически нельзя.
Если уйти из здания невозможно, а землетрясение уже началось, покидать его крайне опасно, поэтому нужно встать или в дверном проёме, или в углу возле несущей стены, или залезть под крепкий стол, защитив голову мягкой подушкой от предметов, которые могут упасть сверху. После того как толчки закончатся, здание нужно покинуть.
Если во время начала землетрясений человек оказался на улице, нужно отойти от дома минимум на одну треть от его высоты и, избегая высоких зданий, оград и других построек, двигаться по направлению широких улиц или парков. Также необходимо держаться как можно дальше от оборванных электрических проводов промышленных предприятий, поскольку там могут храниться взрывоопасные материалы или ядовитые вещества.
А вот если первые подземные толчки застали человека, когда тот пребывал в автомобиле или общественном транспорте, нужно срочно покинуть транспортное средство. Если же машина находится на открытой местности, наоборот, остановить машину и переждать землетрясение.
Если же так получилось, что вас полностью завалило обломками, главное, не впадать в панику: человек может продержаться без еды и воды несколько дней и дождаться, пока его найдут. После катастрофических землетрясений работают спасатели со специально обученными собаками, а те способны учуять жизнь среди завалов и подать знак.
1 балл — Землетрясение не ощущается. Колебания почвы регистрируются приборами.
2 балла — Землетрясение ощущают очень чуткие люди, находящиеся в полном покое.
3 балла — Слегка раскачиваются висячие лампы, комнатные цветы, занавеси, открытые двери, неподвижные автомашины.
4 балла — Слегка раскачиваются висячие предметы и неподвижные автомашины, колеблется жидкость в сосудах. Раздается слабый звон плотно составленной неустойчивой посуды. Землетрясение ощущает большинство людей, находящихся внутри зданий. В редких случаях люди просыпаются. Под открытым небом землетрясение ощущают отдельные лица.
5 баллов — Заметно качаются висячие предметы. В редких случаях останавливаются маятники стенных часов. Из наполненных сосудов иногда выплескивается жидкость. Неустойчивая посуда и украшения, стоящие на полках, опрокидываются. Землетрясение ощущают все находящиеся внутри зданий и большинство под открытым небом; люди просыпаются, животные беспокоятся.
6 баллов — Качаются висячие предметы. Иногда падают с полок и сдвигаются картины. Маятники многих стенных часов останавливаются. Легкая мебель сдвигается. Падает посуда. Многие люди выбегают из помещений, передвижение людей неустойчивое. Животные выбегают из укрытий.
7 баллов — Сильно качаются висячие лампы. Легкая мебель сдвигается. Падают книги, посуда, вазы. Все выбегают из помещений и, в отдельных случаях, выпрыгивают из окон. Передвигаться без опоры трудно.
8 баллов — Часть висячих ламп повреждается. Мебель сдвигается и опрокидывается. Легкие предметы подскакивают и опрокидываются. Люди с трудом удерживаются на ногах.
9 баллов — Мебель опрокидывается и ломается. Большое беспокойство животных.
10 баллов — Многочисленные повреждения предметов домашнего обихода. Животные мечутся и кричат. Ломаются ветви и стволы деревьев.
11 баллов — Гибель имущества под обломками зданий.
12 баллов — Сильная катастрофа с человеческими жертвами. Растительность и животные гибнут от обвалов и осыпей в горных районах.
В разных странах принято по-разному оценивать интенсивность землетрясения.
· В России и некоторых других странах принята 12-балльная шкала Медведева - Шпонхойера - Карника .
· В Европе - 12-балльная Европейская макросейсмическая шкала .
· В США - 12-балльная модифицированная шкала Меркалли .
· В Японии - 7-балльная шкала Японского метеорологического агентства .
- 12-балльная шкала интенсивности землетрясений Медведева - Шпонхойера - Карника (MSK-64) 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). MSK-64 лежит в основе СП 14.13330.2014 «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».
| Балл. Сила землетрясения | Краткая характеристика |
| I. Не ощущается | Не ощущается. Отмечается только сейсмическими приборами. |
| II. Очень слабые толчки | Отмечается сейсмическими приборами. Ощущается только отдельными людьми, находящимися в состоянии полного покоя в верхних этажах зданий, и очень чуткими домашними животными |
| III. Слабое | Ощущается только внутри некоторых зданий, как сотрясение от грузовика. |
| IV. Интенсивное | Распознаётся по лёгкому дребезжанию и колебанию предметов, посуды и оконных стёкол, скрипу дверей и стен. Внутри здания сотрясение ощущает большинство людей. |
| V. Довольно сильное | Под открытым небом ощущается многими, внутри домов - всеми. Общее сотрясение здания, колебание мебели. Маятники часов останавливаются. Трещины в оконных стёклах и штукатурке. Пробуждение спящих. Ощущается людьми и вне зданий, качаются тонкие ветки деревьев. Хлопают двери. |
| VI. Сильное | Ощущается всеми. Многие в испуге выбегают на улицу. Картины падают со стен. Отдельные куски штукатурки откалываются. |
| VII. Очень сильное | Повреждения (трещины) в стенах каменных домов. Антисейсмические, а также деревянные и плетневые постройки остаются невредимыми. |
| VIII. Разрушительное | Трещины на крутых склонах и на сырой почве. Памятники сдвигаются с места или опрокидываются. Дома сильно повреждаются. Падают фабричные трубы. |
| IX. Опустошительное | Сильное повреждение и разрушение каменных домов. Старые деревянные дома кривятся. |
| X. Уничтожающее | Трещины в почве иногда до метра шириной. Оползни и обвалы со склонов. Разрушение каменных построек. Искривление железнодорожных рельсов. |
| XI. Катастрофа | Широкие трещины в поверхностных слоях земли. Многочисленные оползни и обвалы. Каменные дома почти полностью разрушаются. Сильное искривление и выпучивание железнодорожных рельсов, разрушаются мосты. |
| XII. Сильная катастрофа | Изменения в почве достигают огромных размеров. Многочисленные трещины, обвалы, оползни. Возникновение водопадов, подпруд на озёрах, отклонение течения рек. Изменяется рельеф. Ни одно сооружение не выдерживает. |
- МЕХАНИЗМ ОЧАГА.
Выяснение причин землетрясений и объяснение их механизма - одна из важнейших задач сейсмологии. Общая картина происходящего представляется следующей.
В очаге происходят разрывы и интенсивные неупругие деформации среды, приводящие к землетрясению. Деформации в самом очаге носят необратимый характер, а в области, внешней к очагу, являются сплошными, упругими и преимущественно обратимыми. Именно в этой области распространяются сейсмические волны. Очаг может либо выходить на поверхность, как при некоторых сильных землетрясениях, либо находиться под ней, как во всех случаях слабых землетрясений.
(Рейда теория)
Ответ: а) Разрыв сплошной горных пород наступает в результате накопления упругих деформаций выше предела, которой может выдержать горная порода. Деформации возникающие при перемещении соседних блоков земной коры.
Б) перемещение блоков не происходит внезапно, они нарастают.
В) движение в момент землетрясения состоит из упругой отдачи-резкого смещения сторон разрыва в положение, в котором отсутствуют упругие деформации.
Г) Сейсмические волны возникают на поверхности разрыва.
Д) Энергия освобожденная во время землетрясений, до землетрясений была энергией упругой деформации горных пород.
- ЧАСТОТА И ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ.
- ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНЫХ СЕЙСМИЧЕСКИХ ЗОН.
- УПРУГИЕ ДЕФОРМАЦИИ и напряжения
Упругая деформация - деформация, исчезающая после прекращения действий на тело внешних сил. При этом тело принимает первоначальные размеры и форму.
Область физики, изучающая упругие деформации, называется теорией упругости.
При упругой деформации её величина не зависит от предыстории и полностью определяется механическими напряжениями, то есть является однозначной функцией от напряжений. Для большинства веществ эту зависимость можно с хорошей точностью считать прямой пропорциональностью. При этом упругая деформация описывается законом Гука. Наибольшее напряжение, при котором закон Гука справедлив, называется пределом пропорциональности.
Некоторые вещества (металлы, каучуки) могут претерпевать значительную упругую деформацию, в то время как у других (керамики, прессованные материалы) даже ничтожная деформация перестаёт быть упругой.
Максимальное механическое напряжение, при котором деформация ещё остаётся упругой, называется пределом текучести. Выше этого предела деформация становится пластической.
Упругие деформации могут изменяться периодически со временем (упругие колебания). Процесс распространения упругих колебаний в среде называют упругими волнами.
Преде́л пропорциона́льности () - 1) Максимальная величина напряжения, при котором ещё выполняется закон Гука, то есть деформация тела прямо пропорциональна приложенной нагрузке (силе). Следует заметить, что во многих материалах нагружение до предела упругости вызывает обратимые (то есть упругие в общем-то) деформации, но непропорциональные напряжениям. Кроме того, эти деформации могут «запаздывать» за ростом нагрузки как при нагружении, так и при разгружении.
2) Напряжение, при котором отступление от линейной зависимости между нагрузкой и удлинением достигает такой величины, что тангенс угла наклона, образованный касательной к кривой "нагрузка-удлинение" в точке Pпц и осью нагрузки, увеличивается на 50% от своего первоначального значения на упругом участке.
Зако́н Гу́ка - утверждение, согласно которому деформация, возникающая в упругом теле (пружине, стержне, консоли, балке и т. п.), пропорциональна приложенной к этому телу силе. Открыт в 1660 году английским учёным Робертом Гуком .
Следует иметь в виду, что закон Гука выполняется только при малых деформациях. При превышении предела пропорциональностисвязь между напряжениями и деформациями становится нелинейной. Для многих сред закон Гука неприменим даже при малых деформациях.
Загрузка...
