Наведенные землетрясения. Земные катастрофы — землетрясения

КЕМЕРОВСКИЙ ОБЪЕДИНЕННЫЙ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ ЦЕНТР ПО ГО И ЧС

МАТЕРИАЛ

для проведения занятий по программе дополнительной подготовки населения сейсмоопасных территорий Кемеровской области .

Кемерово. 2005г.

Предлагаемый материал рекомендуется в качестве пособия для проведения занятий по темам программы дополнительной подготовки учащихся образовательных учреждений сейсмоопасных территорий Кемеровской области к действиям при угрозе и возникновении чрезвычайных ситуаций, связанных с землетрясениями.

Материал подготовлен Кемеровским объединённым УМЦ по ГО и ЧС в соответствии с требованиями распоряжения администрации Кемеровской области от 01.01.2001 года.

ТЕМА №1 «ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ. ИХ ПРОИСХОЖДЕНИЕ И ХАРАКТЕРИСТИКА»

Вероятность того, что вам когда-нибудь придется испытать землетрясение, и в самом деле довольно велика. С большинством людей это случается несколько раз в течение их жизни, и для многих встреча с землетрясением оказывается достаточно серьезной. В среднем по Земле один человек из каждых 8000 погибает при землетрясении, и вдесятеро больше за свою жизнь так или иначе страдают от землетрясения.

Землетрясение – подземные толчки и колебания земной поверхности, возникающие в результате внезапных смещений и разрывов в земной коре или верхней части мантии Земли и передающееся на большие расстояния в виде упругих колебаний.

По причинам возникновения землетрясения делятся на природные и антропогенные . Землетрясения природного характера возникают в результате тектонических процессов в коре Земли, при извержении вулканов, сильных обвалах, оползнях, обрушении карстовых пустот, падении метеоритов, столкновении Земли с космическими объектами.

Землетрясения антропогенного характера возникают в результате деятельности человека и являются следствием взрывов большой мощности, обрушения подземных инженерных сооружений, продавливания верхнего слоя земной поверхности при сооружении искусственных водохранилищ с большим объемом содержания воды, возведения городов с высокой плотностью застройки многоэтажными зданиями.

Землетрясения бывают вулканические , провальные , или обвальные , глубокофокусные , связанные с ударами о Землю космических тел, наведенные землетрясения , тектонические.

Вулканические землетрясения являются следствием локального извержения лавы и взрывов газов. Они встречаются сравнительно редко, слабы по интенсивности и имеют ограниченную сферу влияния.

Провальные, или обвальные землетрясения вызываются обширными обвалами карстовых пустот внутри Земли, заброшенных рудников, выгоревших торфяников. При этом сейсмические волны имеют незначительную силу и распространяются на небольшие расстояния.

Глубокофокусные землетрясения происходят на очень больших глубинных под Землей (около 700 км). Причины их изучены мало. Они очень мощные, но из-за удаления очага от поверхности Земли на сотни километров не представляют собой большой опасности.

Землетрясения, связанные с ударами о Землю космических тел , являются результатом ударов о Землю или взрывов в околоземном пространстве метеоритов, астероидов , комет.

Наведенные землетрясения возникают в результате деятельности человека, например, при сооружении искусственных водохранилищ с большим запасом воды, строительстве многоэтажных зданий на ограниченной площади, добычи полезных ископаемых , создании подземных хранилищ, взрывах большой мощности.

Тектонические землетрясения.

Наиболее разрушительными и часто повторяющимися из перечисленных выше землетрясений, являются тектонические . Они – результат внезапного разрыва сплошного вещества Земли и смещения отдельных участков земной коры. Согласно теории земная кора состоит из 7 основных (больших) и 12 малых плит, расположенных относительно друг друга под разными углами и соединенных между собой участками меньшей прочности. Плиты находятся в постоянном движении, перемещаются под воздействием конвекционных течений, поднимающихся из высокотемпературных глубин. Таким образом, границы между плитами являются геологически активными зонами, называются сейсмическими швами . Одни плиты двигаются навстречу друг другу и иногда даже перекрываются, другие расходятся в стороны, третьи скользят вдоль границ противоположных направлениях. Каждый тип этих движений порождает определенный тип разломов, и все они вызывают тектонические землетрясения. Пока дрейф плит проходит беспрепятственно, землетрясения бывают слабыми. Но когда плиты надвигаются друг на друга и их движение тормозится, тогда горная порода, образующая громадные блоки, начинает деформироваться. В ней, как и в пружине, накапливается упругая энергия, тем большая, чем больший объем охвачен деформациями, пока не будет превзойдена прочность горной породы. Как только это происходит и порода начинает разрушаться, блоки получают возможность подвигаться скачками, а тектоническая энергия, накопленная в породе, освобождается в виде сейсмических волн – происходит сильное землетрясение.

Время от времени в мире случаются и землетрясения во внутренних частях плит – так называемое внутриплитовые землетрясения .

Область возникновения подземного удара в толще земной коры или верхней мантии, являющегося причиной землетрясения, называют очагом землетрясения . Он может находится на разной глубине: от нескольких до десятков, а порой и сотен километров. Наиболее опасными являются землетрясения с глубиной расположения очага 10 – 100 км.

Центр очага землетрясения называется гипоцентром , а его проекция на земной поверхности – эпицентром . Эпицентр и прилегающая к нему область называются плейстосейсмовой зоной . Она характеризуется наибольшим воздействием землетрясения и самыми большими разрушениями.

Сейсмические волны

Большая часть выделившейся при землетрясении упругой энергии расходуется на разламывание и дробление пород, на вертикальное и горизонтальное смещение примыкающих блоков земной коры и на образование тепла. Небольшая часть энергии излучается во всех направлениях в окружающее пространство в виде сейсмических волн, которые распространяются в теле Земли. Когда волны достигают земной поверхности, они порождают те колебания почвы, которые мы воспринимаем как землетрясение.

Существуют два основных типа сейсмических волн - объемные волны , распространяющиеся в объеме (или теле) Земли и подобные звуковым волнам, и поверхностные волны , идущие вдоль земной поверхности, подобно морским волнам.

Объемные волны образуются непосредственно при вспарывании пород. Они излучаются в окружающей среде во всех направлениях, ослабевая по мере удаления от источника. Когда сейсмические волны сталкиваются с резким изменением свойств вещества в Земле или достигают ее поверхности, они отражаются и преломляются, образуя объемные волны нескольких типов. Однако два основных типа объемных волн - это волны Р (от латинского primae - первые) и S (secondae - вторые).

Волны Р, бегущие быстрее волн S, приходят в точку наблюдения первыми и вызывают там первый толчок, сигнализирующий о том, что произошло землетрясения. Волны S обычно запаздывают на несколько секунд, вызывая следующий, обычно более резкий удар.

В волнах Р частицы среды движутся вперед и назад вдоль направления распространения волны, поэтому для этой волны произошло бы название «тяни-толкай». Когда частицы движутся вперед-назад, они по очереди то сжимают, то растягивают вещество, совсем как в подводной звуковой волне.

Волны S совсем иные, так как в них отдельные части вещества колеблются перпендикулярно направлению распространения волн; по этой причине волны S часто называют поперечными (поскольку волны S создают в веществе не сжатия, а сдвиговые напряжения, их называют также сдвиговыми волнами).

Движение, которое мы ощущаем в любой точке земной поверхности, является результатом наложения волн разных типов. Измерение этого движения – нелегкая задача, но именно такие измерения служат нам для определения магнитуды и других характеристик землетрясений.

Сейсмографы.

Приборы, которые записывают движение грунта при землетрясениях, называются сейсмографами . Записи сейсмографов, называемые сейсмограммами , используются для определения местоположения и магнитуды землетрясений.

Сейсмограмма показывает, как изменяется во времени смещение почвы. Пока нет землетрясения, на сейсмограмме чертится прямая линия, которую нарушают лишь небольшие подрагивания – отзвуки местных помех («шумы»). Та движущаяся составная часть сейсмографа, в которой непосредственно образуется сейсмограмма, называется сейсмометром . Обычно это маятник или груз, подвешенный на пружине. В сейсмометре установлен также механизм затухания, важный для точного воспроизведения движений. Движение сейсмографа преобразуется в сейсмограмму одним из следующих способов: перо оставляет чернильную линию на бумаге, надетый на вращающийся барабан; световой луч оставляет свой след на движущейся фотопленке; электромагнитная система генерирует ток, который с помощью электронного устройства записывается на магнитной ленте.

Движение грунта в любой точке происходит в трех измерениях. Это значит, что точка движется в пространстве, а не просто в плоскости или по прямой. Чтобы полностью записать такое движение, каждый сейсмограф должен состоять из трех сейсмометров, движущихся в трех взаимно перпендикулярных направлениях (двух горизонтальных и одном вертикальном) и позволяющих получать соответствующие сейсмограммы. По трем движениям во взаимно перпендикулярных направлениях сейсмологи могут построить истинные движения грунта в пространстве.

Определение координат очага землетрясения.

Волны P, S распространяются с разной скоростью и приходят с разных сторон, поэтому они регистрируются станцией в разное время. В различных скальных породах скорости волн Р равны 3-8 км/с км/ч), а волн S – 2-5 км/скм/ч). Точное время прихода каждой волны определяется по отметкам времени, имеющимся на сейсмограмме. По времени прихода волн Р и S, зная скорости распространения этих волн, можно рассчитать расстояние от места установки приборов до гипоцентра землетрясения. После того, как для нескольких станций определены расстояния до гипоцентра, можно определить координаты гипоцентра и эпицентра. И только после этого можно приступать к определению магнитуды землетрясения по Рихтеру.

Магнитуда Рихтера.

Магнитуда – это мера полной энергии сейсмических волн. Разработанная Ч. Рихтером количественная шкала для оценки энергии очага (или интенсивности в очаге) землетрясения по своей идее сродни той, которая используется астрономами для градуировки звезд по шкале звездных величин, основанной на сравнительной яркости звезд при наблюдении через телескоп. Рихтер определил магнитуду как число, пропорциональное десятичному логарифму амплитуды (выраженной в микрометрах) наиболее сильной волны, записанной стандартным сейсмографом на расстоянии 100 км от эпицентра землетрясения.

Поскольку шкала магнитуд логарифмическая, увеличение магнитуды на единицу означает десятикратное возрастание амплитуды колебаний волне (или смещения грунта). Амплитуды сейсмических волн у землетрясения с магнитудой 6,0 в 10 раз больше, чем у землетрясения с магнитудой 5,0, в 100 раз больше, чем у землетрясения с магнитудой 4,0 и в 1000 раз больше, чем у землетрясения с магнитудой 3,0. Нулевая магнитуда не означает, что землетрясения нет; поскольку ноль – это логарифм единицы, такое землетрясение записывается стандартным сейсмографом на расстоянии 100 км с амплитудой в 1 мкм. Землетрясение с магнитудой 0 и в самом деле очень слабое, совершенно неощутимое для людей, однако оно вполне может быть записано сейсмографом. Можно обнаружить и измерить даже еще более слабые землетрясения с магнитудами -1, -2, -3.

Самое слабое из ощутимых землетрясений имеет магнитуду 1,5, а наименьшее землетрясение, способное причинить ущерб (хотя бы и минимальный), - около 4,5.

В самой шкале верхний предел магнитуды не предусмотрен, так как это расчетная величина. По этой причине шкалу Рихтера часто называют «открытой» шкалой. В действительности же сама Земля создает практический верхний предел, подобно тому, как чувствительность аппарата создает нижний предел. Сильнейшее из когда-либо зарегистрированных землетрясений имели магнитуду 8,9.

Акселерографы.

Сейсмографы предназначены для записи малых перемещений грунта, вызываемых удаленными землетрясениями. Сейсмологи используют их для определения положения гипоцентров, оценки магнитуд и изучения механизма землетрясений. Инженеров, однако, интересует, как ведут себя конструкции, подвергающиеся воздействию сильных колебаний грунта при близких землетрясениях, т. е. тому виду сотрясений который приносит ущерб. Чтобы записать эти колебания грунта, требуется другой тип приборов, способный измерить не смещение почвы, а ее ускорение. Такие приборы называются акселерографами , а система из груза и подвеса внутри акселерографа – это акселерометр . Полученная запись, называемая акселерограммой , внешне похожа на сейсмограмму, но ее математические характеристики совсем иные. Акселерографы в отличие от сейсмографов не имеют системы непрерывной регистрации; вместо этого они включаются от самого землетрясения и имеют питание от батарей (поскольку при сильных землетрясениях электричество часто отключается). Акселерографы предназначены для измерения сильных местных землетрясений и не реагируют на удаленные землетрясения. Сейсмографы, напротив, достаточно чувствительны, чтобы обнаружить землетрясение, происшедшее в любом месте земного шара, однако их «зашкаливает», когда землетрясение происходит неподалеку.

Интенсивность.

Еще сотни лет назад люди пытались оценить величину землетрясения по размерам причиненного им ущерба. Если одно землетрясение разрушило больше зданий, чем другое, его можно считать более сильным. Хотя такой подход кажется естественным, он может привести к заблуждениям. Ведь объем разрушений очень сильно зависит от расстояния до гипоцентра и от местных факторов, например от качества построек и от свойств грунта. Сегодня мы называем степень ущерба в определенном месте интенсивностью землетрясения и измеряем ее в баллах с помощью специальной цифровой шкалы. Для каждого землетрясения существует лишь одна магнитуда по Рихтеру, однако это землетрясение может вызвать сотрясения различной интенсивности: от высокой в наиболее сильно пострадавших районах и до самой низкой, не связанной ни с каким ущербом, - вдали от эпицентра.

Интенсивность не является непосредственно измеряемой величиной; ее определение полностью субъективно. Чтобы получить значение интенсивности, надо обследовать пострадавшие районы, осмотреть повреждения зданий, резервуаров, дорог, каналов, горных склонов и всего того, что могло испытать воздействие землетрясения.

Интенсивность обозначается римскими цифрами, чтобы избежать путаницы с магнитудой и шкала ее содержит баллы от I до XII. Первоначальный вариант этой шкалы возник в 1902 г. Его предложил в Италии Джузеппе Меркалли. В нашей стране и ряде европейских стран для оценки интенсивности землетрясений используется 12-баллльная международная шкала MSK-64.

Условно землетрясения подразделяются на слабые (I-IV балла), сильные (V-VII баллов) и сильнейшие (разрушительные – восемь баллов и более).

Шкала Меркалли для оценки интенсивности землетрясений

(MSK -64)

I. Землетрясение людьми не ощущается (за исключением единичных наблюдателей, находящихся в особо чувствительных условиях), толчки регистрируются специальными приборами.

II. Землетрясение очень слабое. Колебания ощущаются лишь немногими людьми, находящимися в покое, особенно на верхних этажах зданий.

III. Землетрясение слабое. Колебания заметно ощущаются в помещениях, особенно на верхних этажах зданий: раскачиваются подвешенные предметы, открытые двери. Стоящие автомобили могут слегка покачиваться на рессорах. Чувствуется вибрация, как от прошедшей поблизости грузовой автомашины. Можно оценить длительность землетрясения.

IV. Умеренное землетрясение. Оно ощущается многими, кто находится в помещении, и лишь немногими – на открытом воздухе. В ночное время некоторые спящие просыпаются. Раскачиваются подвешенные предметы, дребезжат окна, хлопают двери, звенит посуда, трещат деревянные стены и каркасы. Стоящие у дома автомашины заметно покачиваются на рессорах.

V. Довольно сильное землетрясение. Ощущается почти всеми, просыпаются спящие. Двери раскачиваются на петлях, закрываются, открываются, стучат ставни. Жидкость в сосудах колеблется, иногда расплескивается. Бьется часть посуды, трескаются стекла в окнах, местами появляются трещины в штукатурке, опрокидывается неустойчивая мебель. Маятниковые часы останавливаются, начинают идти, замедляют ход. Иногда наблюдается раскачивание столбов, деревьев и других высоких предметов.

VI. Сильное землетрясение. Ощущается всеми. Многие в испуге выбегают из домов. Походка становится неустойчивой. Бьются окна, тарелки, стеклянная посуда. Книги, отдельные предметы падают с полок. Падают картины. Приходит в движение и опрокидывается мебель. Появляются трещины в штукатурке и кладке. Заметно сотрясаются деревья и кусты, слышен шелест листьев.

VII. Очень сильное землетрясение. Трудно держаться на ногах. Все жители выбегают из домов. Дрожат повешенные предметы. Ломается мебель. Многие здания получают значительные повреждения. Печные трубы обламываются на уровне крыш. Обваливаются штукатурка, плохо уложенные кирпичи, камни, черепица, карнизы, а также неукрепленные парапеты и архитектурные украшения. Появляются трещины в сухих грунтах. Происходят небольшие оползни и провалы на песчаных и гравийных склонах. Звонят большие колокола. Мутнеет вода в водоемах и реках от ила. Повреждаются бетонные оросительные каналы.

VIII. Разрушительное землетрясение. Типовые здания получают значительные повреждения, иногда частично разрушаются. Ветхие постройки разрушаются. Происходит отрыв панелей от каркасов. Поворачиваются и падают печные и фабричные трубы, памятники, башни, колонны, водонапорные башни. Ломаются подгнившие сваи. Обламываются ветви на деревьях, возникают трещины во влажном грунте и на крутых склонах. Изменяется температура воды в источниках и колодцах.

IX. Опустошительное землетрясение. Общая паника. Дома разрушаются. Серьезно повреждаются плотины и борта водохранилищ. Рвутся подземные трубопроводы. Появляются значительные трещины на земной поверхности.

X. Уничтожающее землетрясение. Большая часть построек разрушается до основания. Обрушиваются некоторые хорошо построенные деревянные здания и мосты серьезно повреждаются плотины, дамбы, насыпи. На земной поверхности появляются многочисленные трещины (в отдельных случаях – до 1 м шириной). Возникают большие оползни, вода выплескивается из каналов, рек, озер т. д. Приходит в движение песчаные и глинистый грунт на пляжах и низменных участках. Слегка изгибаются рельсы на железных дорогах. Ломаются ветки и стволы деревьев. Животные мечутся и кричат.

XI. Катастрофа. Только немногие каменные здания сохраняют устойчивость. Разрушаются плотины насыпи, мосты. Видны широкие трещины на поверхности земли. Подземные трубопроводы полностью выходят из строя. Сильно вспучиваются рельсы на железных дорогах. Сплывы и оползни на рыхлых грунтах.

XII. Сильная катастрофа. Полное разрушение зданий и сооружений. На глазах до неузнаваемости изменяется ландшафт, смещаются крупные скальные массивы, на поверхности земли появляются волны, образуются водопады , возникают новые озера, изменяются русла рек. Растительный и животный мир погибают от обвалов и осыпей в горных районах. Обломки грунта, предметов летают в воздухе.

Примерное соотношение между магнитудой по Рихтеру и максимальной интенсивностью по шкале ММ

Разработали преподаватели

Обсуждена на методическом совещании КОУМЦ ГОЧС.

ТЕМА №2 «ОПАСНОСТИ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ ДЛЯ НАСЕЛЕНИЯ»

Последствия землетрясений.

Последствия тектонических землетрясений многообразны и чрезвычайно опасны. Под их влиянием оказываются большие территории, в результате чего уничтожаются материальные ценности, нарушается экологическая обстановка, изменяются климат и ландшафт местности, возникают пожары, повреждается система коммунального хозяйства , уничтожаются сельскохозяйственные, природные угодья.

Поражения обломками разрушенных зданий, длительные нахождение в завалах, отсутствие своевременной помощи, паника приводят к травмам и гибели большого числа людей.

Землетрясения способны вызвать пожары вследствие разрушения печей, повреждения электрических сетей, технологического оборудования, на котором используется легковоспламеняющиеся вещества, хранилищ газа и топлива.

Выброс радиоактивных, аварийно химически опасных и других веществ происходит из-за повреждений или разрушений хранилищ, коммуникаций, технологического и исследовательского оборудования на объектах атомной энергетики , химической промышленности , коммунального хозяйства и других отраслей, научных учреждениях.

Следствием воздействия сейсмических волн на транспортные средства и элементы транспортных коммуникаций является транспортные аварии и катастрофы.

Повреждение или нарушение систем тепловодоснабжения, средств связи приводит к кризису в обеспечении жизнедеятельности населения.

Утрата государственного, общественного и личного достояния происходит вследствие разрушения или повреждения зданий, сооружений, коммуникаций, технических средств и комплексов, сельскохозяйственных и природных угодий, действия вторичных факторов землетрясения.

Для уменьшения отрицательных последствий землетрясений целесообразно проводить сейсмические наблюдения, использовать сейсмостойкие и технологии, постоянно повышать уровень подготовки населения к действиям в условиях землетрясений.

Правовые основы обеспечения сейсмобезопасности населения

Население России живет в условиях нарастания угроз и постоянного воздействия ЧС природного и техногенного характера. И с каждым годом они приобретают все более масштабный и устойчивый характер. На территории России большим разнообразием геологических, климатических и ландшафтных особенностей, встречается более 30 опасных природных явлений, среди которых наиболее разрушительными являются: наводнения, землетрясения, оползни, сели, смерчи, лавины и т. д.

Основным документом, определяющим общие для Российской Федерации организационно-правовые нормы в области защиты граждан РФ и окружающей природной среды, является Федеральный закон «О защите населения и территорий от ЧС природного и техногенного характера» от 21.12.94 г. .

Более 50 процентов территории России подвержены влиянию землетрясений, вызывающих катастрофический или серьезный ущерб.

На сейсмоопасных территориях – Камчатке, Сахалине , в Бурятии , Прибайкалье и особенно на Северном Кавказе сильные землетрясения, как правило, вызывали не только миллиардные ущербы, ранения и гибель людей, но и социальные потрясения.

Катастрофические землетрясения ведут к нищете, болезням, безработице , ставят под угрозу социальные программы, реализуемые в стране.

На сейсмоопасных территориях проходят многие важные коммуникации страны (транспорт, газовые и нефтяные магистрали), находятся гидростанции, атомные электростанции и другие объекты, разрушение которых ведет к экологической деградации территорий и гибели людей.

За все годы истории СССР и Российской Федерации в стране не были реализованы общегосударственные программы по сейсмической безопасности, в результате чего десятки миллионов человек на сейсмоопасных территориях живут в домах, характеризующихся дефицитом сейсмостойкости в 2-3 балла. В стране нет системы страхования от последствий землетрясений.

В основе работ по оценке сейсмической опасности и сейсмического риска используются современные карты общего сейсмического районирования территории Российской Федерации. Эти карты позволяют более достоверно оценивать степень сейсмической опасности и планировать "сейсмическую перспективу", а также определять приемлемый уровень сейсмического риска.

В 1997 г коллективом сотрудников Института физики Земли РАН (ответственный исполнитель и редактор) разработан комплект карт общего сейсмического районирования России (ОСР-97), предназначенный для строительства объектов различных категорий ответственности и сроков службы. Карты построены с учетом фундаментальной закономерности: чем больше масштаб явления, тем реже оно возникает. Исходя из этого составлено три карты (А, В,С), отражающих расчетную интенсивность сейсмических сотрясений (в баллах шкалы MSK-64), ожидаемых на данной площади с заданной вероятностью Р (10%, 5%, 1%) в течение определенного интервала времени t, равного 50 годам.

В настоящее время на основе ОСР разрабатывается методика оценки опасности на основе расчета величины сейсмической сотрясаемости, позволяющая для каждого участка территории определять вероятность повторяемости сотрясений равных или превышающих определенный уровень интенсивности. Построенная на этой основе карта сейсмической сотрясаемости даст возможность в баллах с определенным периодом повторяемости сотрясений дать вероятную оценку сейсмической опасности для любой территории.

Около 25 процентов территории Российской Федерации с населением более 20 млн. человек может подвергаться землетрясениям 7 баллов и выше. В районах Северного Кавказа, Сахалина, Камчатки, Курильских островов и Прибайкалья прогнозируются землетрясения интенсивностью 9 баллов и более. Площадь сейсмоопасных районов от 6 до 10 баллов составляет в Российской Федерации 6,4 млн. кв. км. В сейсмически опасных районах России расположено 330 населенных пунктов.

В районе гг. Сочи, Грозный, Петропавловск-Камчатский , в Прибайкалье и на других густонаселенных территориях Российской Федерации согласно сейсмологическим прогнозам может произойти землетрясение интенсивностью 9 баллов и выше, то есть сопоставимое по масштабам с землетрясением в г. Спитак (Армения, 7 декабря 1988 г.), когда погибло 35 тыс. человек, а материальный ущерб превысил 10 млрд. долларов США.

Существенное увеличение площадей территорий повышенной сейсмической опасности по сравнению с прежними представлениями, делает необходимым проведение масштабных работ по уточнению региональной сейсмичности, детальному объектному и сейсмическому микрорайонированию с целью использования полученных данных для проведения мероприятий по повышению сейсмической безопасности и защиты объектов различного назначения на территории Российской Федерации.

Детальное сейсмическое районирование имеет своей задачей выявление или уточнение сейсмогенерирующих зон, сейсмические события в которых представляют опасность для конкретных объектов (городов, населенных пунктов, крупных промышленных и энергетических объектов и т. д.).

Сейсмическое микрорайонирование позволяет учесть влияние разнообразных местных грунтово-геологических условий на прогнозируемые сейсмические воздействия. Карты сейсмического микрорайонирования служат основой для оценки сейсмической опасности строительной площадки и должны содержать всю необходимую информацию для проектирования эффективной сейсмозащиты зданий и сооружений.

Поскольку значительная часть территории Российской Федерации характеризуется высоким или повышенным уровнем сейсмического риска, а развитие опасных геологических процессов природного и природно-техногенного характера усугубляет возможные разрушительные последствия землетрясений, необходимость сохранения жизни и здоровья людей, предотвращения или снижения уровня материальных потерь и ущерба окружающей среде определяет комплексную задачу : обеспечить сейсмическую безопасность населения и устойчивость материально-технических объектов в пределах показателей приемлемого риска, значения которого должны быть дифференцированы по регионам Российской Федерации.

Высокий уровень сейсмического риска определяется в значительной степени высокой сейсмической уязвимостью, то есть недостаточной сейсмостойкостью части построенных гражданских, промышленных, гидротехнических и других сооружений, а также неготовностью к землетрясениям большинства населенных пунктов.

В будущем можно ожидать не только землетрясений в пределах интенсивности, прогнозируемой картами общего сейсмического районирования, но и землетрясений более высокой интенсивности, превышающей расчетные сейсмические воздействия на сооружения.

Таким образом, проблема обеспечения сейсмической безопасности является комплексной, требующей межведомственных решений и согласований, оценки и прогноза не только прямого, но и косвенного ущерба, реализации большого числа многоуровневых задач в масштабах страны.

Постановлением Правительства РФ от 25.09.01 г. № 000 утверждена федеральная целевая программа «Сейсмобезопасность территории России» (гг.) (с изм., внесенным распоряжением Правительством РФ от 01.01.2001 г.).

Целями Программы являются

· максимальное повышение сейсмической безопасности,

· снижение социального, экономического, экологического риска в сейсмически опасных районах Российской Федерации,

· снижение ущербов от разрушительных землетрясений путем усиления и реконструкции существующих сооружений,

· а также подготовки городов и других населенных пунктов, транспортных и энергетических сооружений, трубопроводов к сильным землетрясениям.

Основными задачами Программы являются:

1) осуществление мероприятий по сейсмоусилению наиболее важных сооружений и разработка необходимых градостроительных мероприятий с целью максимального снижения сейсмического риска, начиная с наиболее сейсмически опасных районов;

2) проведение обследования и паспортизации зданий и сооружений в сейсмоопасных районах;

3) создание и развитие научно-методической базы, механизмов реализации нормативных документов по оценке сейсмической опасности территорий;

4) формирование нормативной базы для обеспечения сейсмической надежности строящихся и эксплуатируемых жилых, общественных, промышленных зданий, энергетических и транспортных сооружений;

5) разработка научно-методической базы для снижения сейсмической уязвимости существующих сооружений и населенных пунктов;

6) разработка инновационных технологий сейсмоизоляции и других новых систем сейсмозащиты зданий и сооружений, их оснований и фундаментов;

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:

1. Нормальные – эпицентр до 70 км;
2. Промежуточные – эпицентр до 300 км;
3. 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. Где и отчего происходят землетрясения

2. Сейсмические волны и их измерение

3. Измерение силы и воздействий землетрясений

Шкала магнитуд

Шкалы интенсивности

Шкала Медведева-Шпонхойера-Карника (MSK-64)

4. Происходящее при сильных землетрясениях

5. Причины землетрясений

6. Другие виды землетрясений

Вулканические землетрясения

Техногенные землетрясения

Обвальные землетрясения

Землетрясения искусственного характера

7. Наиболее разрушительные землетрясения

8. О прогнозе землетрясений

9. Типы экологических последствий и землетрясений и их характеристика

Землетрясения — это подземные толчки и колебания поверхности Земли, вызванные естественными причинами (главным образом тектоническими процессами) или искусственными процессами (взрывы, заполнение водохранилищ, обрушением подземных полостей горных выработок). Небольшие толчки могут вызывать также подъём лавы при вулканических извержениях.

Где и отчего происходят землетрясения

Ежегодно на всей Земле происходит около миллиона землетрясений, но большинство из них так незначительны, что они остаются незамеченными. Действительно сильные землетрясения, способные вызвать обширные разрушения, случаются на планете примерно раз в две недели. К счастью, большая их часть приходится на дно океанов, и поэтому не сопровождается катастрофическими последствиями (если землетрясение под океаном обходится без цунами).

Землетрясения наиболее известны по тем опустошениям, которые они способны произвести. Разрушения зданий и сооружений вызываются колебаниями почвы или гигантскими приливными волнами (цунами), возникающими при сейсмических смещениях на морском дне.

Международная сеть наблюдений за землетрясениями регистрирует даже самые удаленные и маломощные из них.

Причиной землетрясения является быстрое смещение участка земной коры как целого в момент пластической (хрупкой) деформации упруго напряженных пород в очаге землетрясения. Большинство очагов землетрясений возникает близ поверхности Земли.

Физико-химические процессы, происходящие вну­три Земли, вызывают изменения физического со­стояния Земли, объема и других свойств вещества. Это приводит к накапливанию упругих напряже­ний в какой-либо области земного шара. Когда уп­ругие напряжения превысят предел прочности ве­щества, произойдет разрыв и перемещение больших масс земли, которое будет сопровождаться сотрясе­ниями большой силы. Вот это и вызывает сотрясе­ние Земли — землетрясение.

Землетрясением так же обычно называют любое колебание земной поверхности и недр, какими бы причинами оно не вызывалось - эндогенными или антропогенными и какова бы ни была его интенсивность.

Землетрясения происходят на Земле не повсеме­стно. Они концентрируются в сравнительно узких поясах, приуроченных в основном к высоким горам или глубоким океаническим желобам. Первый из них — Тихоокеанский — обрамляет Тихий океан;

второй — Средиземнотрансазиатский — простирает­ся от середины Атлантического океана через бас­сейн Средиземного моря, Гималаи, Восточную Азию вплоть до Тихого океана; наконец, Атланто-арктичёский пояс захватывает срединный Атлан­тический подводный хребет, Исландию, остров Ян-Майен и подводный хребет Ломоносова в Арктике и т. д.

Землетрясения происходят также в зоне афри­канских и азиатских впадин, таких, как Красное море, озера Танганьика и Ньяса в Африке, Иссык-Куль и Байкал в Азии.

Дело в том, что высочайшие горы или глубокие океанические желоба в геологическом масштабе яв­ляются молодыми образованьями, находящимися в процессе формирования. Земная кора в таких областях подвижна. Подавляющая часть землетрясений связана с процессами горообразования. Такие зем­летрясения называют тектоническими. Ученые со­ставили специальную карту, на которой показано, какой силы землетрясения бывают или могут быть в разных районах нашей страны: в Карпатах, в Крыму, на Кавказе и в Закавказье, в горах Пами­ра, Копет-Дага, Тянь-Шаня, Западной и Восточной Сибири, Прибайкалье, на Камчатке, Курильских островах и в Арктике .

Бывают еще и вулканические землетрясения. Лава и раскаленные газы, бурлящие в недрах вул­канов, давят на верхние слои Земли, как пары ки­пящей воды на крышку чайника. Вулканические землетрясения довольно слабы, но продолжаются долго: недели и даже месяцы. Замечены случаи, когда они возникают до извержения вулканов и служат предвестниками катастрофы.

Сотрясения земли могут быть также вызваны об­валами и большими оползнями. Это местные об­вальные землетрясения.

Как правило, сильные землетрясения сопровож­даются повторными толчками, мощность которых постепенно уменьшается.

При тектонических землетрясениях происходят разрывы или перемещения горных пород в каком-нибудь месте в глубине Земли, называемом очагом землетрясения или гипоцентром. Глубина его обычно достигает нескольких десятков километров, а в отдельных случаях и сотен километров. Уча­сток Земли, расположенный над очагом, где сила подземных толчков достигает наибольшей величи­ны, называется эпицентром.

Иногда нарушения в земной коре — трещины, сбросы — достигают поверхности Земли. В таких случаях мосты, дороги, сооружения оказываются разорванными и разрушенными. При землетрясении в Калифорнии в 1906 г. образовалась трещина про­тяженностью в 450 км. Участки дороги около тре­щины сместились на 5—6 м. Во время Гобийского землетрясения (Монголия) 4 декабря 1957 г. воз­никли трещины общей протяженностью 250 км. Вдоль них образовались уступы до 10 м. Бывает, что после землетрясения большие участки земли опу­скаются и заливаются водой, а в местах, где уступы пересекают реки, появляются водопады.

В мае 1960 г. на Тихоокеанском побережье Юж­ной Америки, в Республика Чили, произошло несколько очень сильных и много слабых землетрясений. Самое сильное из них, в 11—12 баллов, наблюдалось 22 мая: в течение 1—10 секунд было израсходова­но колоссальное количество энергии, таившейся в недрах Земли. Такой запас энергия Днепрогэс мог­ла бы выработать лишь за много лет.

Землетрясение произвело тяжелые разрушения на большой территории. Пострадало более полови­ны провинций Республика Чили , погибло не менее 10 тыс. чело­век, и более 2 млн. осталось без крова. Разрушения охватили Тихоокеанское побережье на протяжении более 1000 км. Были разрушены крупные города — Вальдивия, Пуэрто-Монт и др. В результате чилий­ских землетрясений начали действовать четырнад­цать вулканов.

Когда очаг землетрясения находится под мор­ским дном, на море могут возникнуть огромные волны — цунами, которые иногда приносят разру­шений больше, чем само землетрясение. Волны, вы­званные 22 мая 1960 г. чилийским землетрясением, распространились по Тихому океану и достигли че­рез сутки противоположных его берегов. В Японии высота их достигла 10 м. Прибрежная полоса была затоплена. Суда, находившиеся у берегов, были вы­брошены на сушу, а часть построек унесена в океан.

Крупная катастрофа, постигшая человечество, случилась также 28 марта 1964 г. у побережья по­луострова Аляска. Это сильнейшее землетрясение разрушило г. Анкоридж, расположенный в 100 км от эпицентра землетрясения. Почва была вспахана серией взрывов и оползней. Крупные разрывы и пе­ремещения по ним блоков земной коры дна залива вызвали огромные морские волны, достигающие у побережья США 9—10 м высоты. Эти волны со ско­ростью реактивного самолета прошли вдоль побе­режья Канады и США , сметая все на своем пути.

Как же часто на Земле происходят землетрясе­ния? Современные точные приборы фиксируют ежегодно более 100 тыс. землетрясений. Но люди ощущают около 10 тыс. землетрясений. Из них примерно 100 бывают разрушительными.

Оказывается, что сравнительно слабые землетря­сения излучают энергию упругих колебаний, рав­ную 1012 эрг, а самые сильные — до 10" эрг. При таком большом диапазоне практически удобнее пользоваться не величиной" энергии, а ее логариф­мом. На этом основана шкала, в которой энергети­ческий уровень самого слабого землетрясения (1012 эрг) принимают за ноль, а примерно в 100 раз более сильному соответствует единица; еще в 100 раз большему (в 10 000 раз большему по энергии, чем нулевое) соответствуют две единицы шкалы и т. д. Число в такой шкале называют магнитудой землетрясения и обозначают буквой М.

Таким образом, магнитуда землетрясения харак­теризует количество упругой энергии колебаний, выделяемых во все стороны очагом землетрясения. Эта величина" не зависит ни от глубины очага под земной поверхностью, ни от расстояния до пункта наблюдений. Например, магнитуда (М) Чилийского землетрясения 22 мая 1960 г. близка к 8,5, а Таш­кентского землетрясения 26 апреля 1966 г. — к 5,3.

Масштаб землетрясения и степень его воздействия на людей и природную среду (а также на рукотворные сооружения) можно определять разными показателями, а именно: величиной энергии, выделенной в очаге - магнитудой, силой колебаний и их воздействий на поверхности - интенсивностью в баллах, ускорениями, амплитудой колебаний, а также ущербом - социальным (людские потери) и материальным (экономические потери).

Максимально зарегистрированная магнитуда достигала значения М-8,9. Естественно, что высокоамплетудные землетрясения происходят очень редко -в отличии от средне- и маломагнитудных. Средняя частота землетрясений на земном шаре составляет:

Сила сотрясения, или сила проявления землетря­сения на земной поверхности, определяется балла­ми. Наиболее распространенной является 12-балль­ная шкала. Переход от неразрушительных к разру­шительным сотрясениям соответствует 7 баллам.

Сила проявления землетрясения на поверхности Земли в большей степени зависит от глубины оча­га: чем ближе очаг к поверхности Земли, тем сила землетрясения в эпицентре больше. Так, югослав­ское землетрясение в Скопле 26 июля 1963 г. с маг-нитудой на три-четыре единицы меньше, чем у чи­лийского землетрясения (энергия в сотни тысяч раз меньше), но с малой глубиной очага вызвало ката­строфические последствия. В городе 1000 жителей было убито и более 1/2 зданий разрушено. Разруше­ние на поверхности Земли зависит помимо энергии, выделившейся при.землетрясении, и глубины очага еще от качества грунтов. Наибольшие разрушения происходят на рыхлых, сырых и неустойчивых грунтах. Имеет значение и качество наземных по­строек.

Сейсмические волны и их измерение

В последнее время появились сведения, что землетрясения могут вызываться деятельностью человека. Так, например, в районах затопления при строительстве крупных водохранилищ, усиливается тектоническая активность - увеличивается частота землетрясений и их магнитуда. Это связано с тем, что масса воды, накопленная в водохранилищах, своим весом увеличивает давление в горных породах, а просачивающаяся вода понижает предел прочности горных пород. Аналогичные явления происходят при добыче нефти и газа (произошла серия землетрясений с магнитудой до 5 на Ромашкинском месторождении нефти в Татарстане) и выемке больших количеств породы из шахт, карьеров, при строительстве крупных городов из привозных материалов.

Обвальные землетрясения

Землетрясения также могут быть вызваны обвалами и большими оползнями. Такие землетрясения называются обвальными, они имеют локальный характер и небольшую силу.

Землетрясения искусственного характера

Землетрясение может быть вызвано и искусственно: например, взрывом большого количества взрывчатых веществ или же при подземном ядерном взрыве(тектоническое оружие). Такие землетрясения зависят от количества взорванного вещества. К примеру, при испытании КНДР ядерной бомбы в 2006 году произошло землетрясение умеренной силы, которое было зафиксировано во многих странах.

Сейсмическое ускорение, коэффициент сейсмичности и балльность землетрясения.

Балльность землетрясения

Интенсивность землетрясения, выраженная в баллах. В СССР с 1952 г. принята 12-балльная шкала С. В. Медведева. При определении бальности землетрясения по этой шкале учитывается совокупность многих признаков: показания сейсмологических станций, характер повреждений зданий и сооружений (с раздельным учетом типов зданий, степени повреждений и количества поврежденных зданий), остаточные явления в грунтах и изменения режима грунтовых и наземных вод, субъективные ощущения толчков и колебаний. Упрощенная характеристика землетрясений разной балльности: 1-4 - слабые, не вызывают разрушений; 5-7 - сильные, разрушают ветхие постройки; 8 - разрушительные, падают фабричные трубы, частично разрушаются прочные здания; 9 - опустошительные, разрушается большинство зданий, появляются значительные трещины на поверхности Земли; 10 - уничтожающие, разрушаются мосты, разрываются трубопроводы, происходят оползни; 11 - катастрофы, разрушение всех сооружений, изменения ландшафта; 12 - сильные катастрофы, большие изменения рельефа местности на обширном пространстве.

Коэффициент сейсмичности - отношение значения максимального ускорения к ускорению силы тяжести: К=a/g.

42. Влияние рельефа местности, состава пород, условий залегания и обводненности их на силу землетрясения.

Оползень. Основные причины, необходимые для возникновения оползней; типы оползней и мероприятия по борьбе с ними.

Оползень – движение грунтов на склонах рельефа под действием силы тяжести, без опрокидывания оползневого тела.

Оползень:

1) В однородных грунтах

2) Слой по слою

Оползень:

1) Современный

2) Древний

Элементы оползня

3 1 – оползневое

1 2 – подошва оползня

4 3 – бровка срыва

2 4 – плоскость скольжения

Степень устойчивости склона

К(уст)=А/В А

А – сталкивающие силы

В – противодействующие силы В

В>А – склон устойчив

В=А – предельное равновесие

В<А – склон неустойчив

Причины возникновения:

1) Перегрузка склона

2) В рез-те деятельности человека (подрезание склона)

3) Сброс воды на склон

4) Подземные, грунтовые склоны.

Оползневые тела:

1) Медленносползающие (мм в сутки, см в годы)

2) Соскальзывающие (мгновенно рушится вниз).

Как строить на склонах:

1) Определить в каком состоянии находится склон (коэффициент устойчивости)

2) Прогноз как поведёт себя склон после строительства (фундамент стараются опирать на коренные породы)

3) Даже за застроенным склоном устанавливается сеть наблюдения.

Методы борьбы:

1) Разглаживание склона 3) Придавливают песком подошву оползня

2) Подпорная стена 4) Подземные галереи спасают от подз. вод

Нужно НЕ ДОПУСКАТЬ ОПОЛЗНЯ!!! Т.к. его практически невозможно остановить.

По причинам, вызывающим землетрясения, они делятся на тектонические, вулканические, денудационные и техногенные.

Тектонические землетрясения являются результатом тектонических процессов, происходящих в земной коре и мантии. Они составляют подавляющее большинство землетрясений, распространяются на огромных площадях и характеризуются наиболее разрушительными последствиями. При разрядке тектонических напряжений, когда они превышают предел прочности пород, происходит «вспарывание» тектонического разрыва, распространяющееся с большой скоростью до 3-4 км/с. Сейсмические волны, достигая поверхности Земли, вызывают образование различных сейсмодислокаций, которые при сильных землетрясениях распространяются на площадях в десятки и сотни тысяч квадратных километров. Они могут выражаться в горизонтальных смещениях (рис. 10.6) на десятки сантиметров и первые метры, в вертикальных смещениях с амплитудой до первых метров и десятков метров, образованием трещин без смещения (рис. 10.7), провалов и т. д. Вертикальные смещения при катастрофическом землетрясении Канто (Япония) в 1923 г., когда погибло 143 тыс. человек, достигали 250 м - на такую глубину опустилось дно залива Сагами к югу от Токио, а на п-ве Босо возникло поднятие высотой до 1,9 м.

Существуют землетрясения, которые по терминологии американского сейсмолога Р. Стейна получили название скрытых тектонических землетрясений , когда напряжение снимается за счет образования тектонических деформаций, не достигающих земной поверхности, или выражается в образовании складок (рис. 10.8). Такое землетрясение магнитудой 7,3 произошло в 1980 г. в Эль-Саме (Алжир) и унесло жизни 3,5 тыс. человек. Землетрясения с магнитудой 6,5 «под складками» произошло в США в Коалинге в 1983 г., когда оказались разрушенными до 75% неукрепленных зданий. Существование подобных землетрясений таит в себе скрытую угрозу при освоении новых территорий. Так, в кажущихся пустынными и безопасными местах зачастую размещают могильники и захоронения токсичных отходов (например, район Каолинга в США), а сейсмический толчок способен нарушить их целостность, вызвав угрожающие последствия.

К тектоническим относятся и землетрясения, происходящие на морском или океаническом дне и называемые «моретрясениями». Резкое смещение горных пород по крупному разрыву, проходящему под океаническим дном, в результате чего могут возникать поднятия и впадины, вызывают зарождение в плейстосейстовой области волн, которые в открытом океане, благодаря своей длине до 200 км, почти незаметны. Распространяясь со скоростью до 800 км/ч, а на мелководье, притормаживаясь, они резко увеличивают свою высоту до 15-20-25 м и обрушиваются на берег с колоссальной мощью, все сметая и разрушая на своем пути. Такие волны называются цунами. Особенно часты и разрушительны цунами в Тихом океане. Одно из самых сильных катастрофических цунами обрушилось на восточное побережье о. Хонсю в 1896 г. в результате землетрясения, эпицентр которого находился в море. Высота волны была на 25-32 м выше максимального уровня прилива и целые деревни оказались под водой. Погибло 26 тыс. человек.

Вулканические землетрясения предшествуют или сопровождают извержения вулканов и возникают в результате глубинных взрывов газов, выделяющихся из магмы, гидравлических ударов магмы или эксплозивных (взрывных) извержений вулканов. Вулканические извержения иногда обладают колоссальной силой (извержение вулкана Кракатау в 1883 г.), но имеют локальное распространение. К вулканическому можно отнести землетрясение, сопровождающее извержение вулкана Бандайсан в Японии в 1988 г., когда сильнейший взрыв вулканических газов уничтожил андезитовую гору высотой 670 м. На Камчатке многочисленные вулканические землетрясения связаны с извержениями вулканов Ключевского, Шивелуч и др. Во время извержений одного из активнейших вулканов Европы - Этны постоянно происходят многочисленные микротрясения.

Наблюдения за сейсмичностью в регионах вулканов являются одним из параметров для мониторинга их состояния. Зачастую сильные землетрясения сопровождаются активизацией вулканов (как было в Чили и Японии) и начало крупного извержения может сопровождаться сильным землетрясением (извержение Везувия).

Денудационные землетрясения (обвальные и провальные) связаны с обрушением массивов горных пород или провалами в областях карстообразования. Сотрясения могут быть вызваны обвалами и большими оползнями, не связанными с тектоническими землетрясениями. Обрушение при потере устойчивости горных склонов громадных масс породы, сход снежных лавин тоже сопровождаются сейсмическими колебаниями, которые обычно далеко не распространяются. В 1974 г. со склона хребта Викунаек в Перуанских Андах в долину реки Мантаро с высоты почти 2 км обрушилось 1,6 млрд м3 горных пород, похоронивших под собой 450 чел. Сейсмические волны оттуда по дну и противоположному склону долины были зарегистрированы на удалении почти 3000 км, а магнитуда землетрясения достигла 5 по шкале Рихтера.

Иногда землетрясения провоцируют обвалы и оползни. При землетрясении 1958 г. дно заливов Крихлон и Джильберт на Аляске резко сдвинулось по тектоническому разлому на 6,4 м и приподнялось более чем на 6 м. Несколько часов спустя вниз обрушилось более 36 млн м3 горных пород. При землетрясении 1964 г. на Аляске возник грандиозный оползень Шерман объемом 30 млн м3. Только незначительная заселенность этих мест свела до минимума возможные потери от грандиозных по своему масштабу геологических явлений. Слабые сотрясения почвы наблюдаются при обвале подземных пустот в областях развития карста. Денудационные землетрясения носят в основном локальный характер и имеют относительно невысокую балльность.

Техногенные землетрясения связаны с воздействием человека на природу. Проводя подземные ядерные взрывы, закачивая в недра или извлекая оттуда большое количество воды, нефти и газа, создавая крупные водохранилища, которые своим весом давят на земные недра, человек вызывает подземные удары. Повышение гидростатического давления, вызванное закачкой воды в глубокие горизонты земной коры, провоцирует подземные толчки. Достаточно спорные примеры таких землетрясений (наложение антропогенной деятельности на тектонический фактор) - Газлийское землетрясение 1976 г. в Узбекистане и землетрясение в Нефтеюганске на Сахалине.

«Наведенные» землетрясения могут происходить при заполнении крупных водохранилищ. Накопление массы воды приводит к увеличению гидростатического давления и возрастанию напряжения, разрядка которого выражается в подземных толчках, достигающих силы 4-5 баллов. Подобная сейсмичность наблюдалась при заполнении Нурекского водохранилища в Таджикистане, в районе Токтогульской ГЭС в Киргизии, Чарвакской - в Узбекистане и в др.

При неблагоприятном сочетании техногенных факторов и природных особенностей регионов с высокой тектонической активностью возрастает вероятность возникновения техногенных землетрясений, способных привести к катастрофическим ситуациям. В заключение следует отметить, что тектонические землетрясения составляют 95 % от общего числа землетрясений, а магнитуда (M) их достигает 9; вулканические - 5 % (М до 8); денудационные < 1 % (M - не более 5); техногенные - менее 0,1 % (М до 5).