Землятресения, характеристики

      Введение

      Первое  зарегистрированное историей землетрясение  относится к 2050 г. до н.э. С этого  времени до наших дней произошло  огромное количество землетрясений. Они унесли жизни примерно 17 млн. жителей планеты Земля.

      В русских летописях отмечено, что  в 1091, 1107,1170 годах землетрясения были в Киеве, в 1230 г. трясло Суздаль и Новгород, в 1146 г. подземные толчки зафиксированы в Москве и Владимире, в 1546 г. от подземной стихии пострадали Нижний Новгород и Владимир.

      Землетрясение в поселке Нефтегорске, которое  произошло в 1995 г., считается самым страшным и разрушительным в современной России.

      Ежегодно  на Земле регистрируется около 150 разрушительных, почти 7 тысяч сильных, 19 тысяч умеренных, 156 тысяч слабых и несколько миллионов очень слабых землетрясений.

      В 20 веке на нашей планете зарегистрировано более 80 землетрясений, в результате каждого из которых погибло более  тысячи человек.

      Район наибольшего числа землетрясений на планете – Чили, здесь происходит около тысячи землетрясений в год.

      Начало 21 века отмечено землетрясениями в  Турции, Афганистане.

      На  сейсмоопасных территориях, где  возможны землетрясения силой 7 баллов и более, проживает половина населения  нашей планеты, расположено около 70% городов. 
 
 
 
 

1. Определение землетрясения

      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.

      Если  кратно, то землетрясения представляют собой движение земной поверхности, вызванные воздействием сейсмических волн (по-гречески «сейсмос» - землетрясение)

     Землетрясением так же обычно называют любое колебание земной поверхности и недр, какими бы причинами оно не вызывалось – эндогенными (разрушением геологических разломов, вулканической деятельностью, оползнями) или антропогенными (событиями, вызванными людьми - взрывами месторождений и ядерными экспериментами) и какова бы ни была его интенсивность.

      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.

      Симптомы: землетрясение, как правило, происходит глубокой ночью или на рассвете и начинается с легкого дрожания земли, сопровождающегося сильным подземным гулом.

      Вслед за этим, порой стремительно, возникает  серия сильных толчков, способных  вызвать извержение вулкана, камнепад и даже разрывы земной поверхности. Участки земли могут подниматься  и опускаться, провоцируя, в свою очередь, оползни и цунами - гигантские приливные волны, внезапно обрушивающиеся на прибрежные зоны (они ещё называются сейсмическими волнами).

      И наконец, в завершающей стадии землетрясения  наблюдается уменьшение силы вибрации (из-за которой у многих начинается сильное недомогание и «морская болезнь на суше»). 
 

2. Сейсмические волны  и их измерение.  Измерение силы  и воздействий  землетрясений

     2.1 Основными характеристиками землетрясений являются:

1. глубина очага. Глубина очага землетрясения обычно находится в пределах от 10 до 30 км, в ряде случаев она может быть значительно больше. 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.
2. магнитуда. Магнитуда характеризует общую энергию землетрясения и представляет собой логарифм максимальной амплитуды смещения почвы в микронах, измеренной по сейсмограмме на расстоянии 100 км от эпицентра. Магнитуда (М) по Рихтеру изменяется от 0 до 9 (самое сильное землетрясение). Увеличение ее на единицу означает десятикратное возрастание амплитуды колебаний в почве (или смещение грунта) и увеличение энергии землетрясения в 30 раз. Так, амплитуда смещения почвы землетрясения с М=7 в 100 раз больше, чем с М=5, при этом общая энергия землетрясения увеличивается в 900 раз.
3. интенсивность энергии на поверхности земли. Интенсивность энергии на поверхности земли измеряется в баллах. Она зависит от глубины очага, магнитуды, расстояния от эпицентра, геологического строения грунтов и других факторов.

   2.2 Также можно выделить несколько видов землетрясений:

Сейсмические  явления

   Сейсмические  явления наблюдаемые при землетрясениях на поверхности Земли принято  делить на два типа - микросейсмические  и макросейсмические. Первые это  те, которые обнаруживаются только по записям приборов - это и микросейсмы (сейсмический шум, колебания в прямую не связанные с землетрясениями), и слабые колебания от далеких  землетрясений - расстояние до эпицентров которых может исчисляться тысячами и десятками тысяч километров. Сюда же видимо надо отнести и неощутимые микроземлетрясения. Вторые, это колебания  которые непосредственно ощущаются  человеком, вызывают разрушение и сильные  деформации земной поверхности. 

Тектонические землетрясения

   Большая часть всех известных землетрясений  относится к этому типу. Они  связаны с процессами горообразования  и движениями в разломах литосферных  плит. Горные породы обладают определенной эластичностью, а в местах тектонических  разломов - границ плит, где действуют  силы сжатия или растяжения, постепенно могут накапливать тектонические  напряжения. Напряжения растут до тех  пор, пока не превысят предела прочности  самих пород. Тогда пласты горных пород разрушаются и резко  смещаются, излучая сейсмические волны. Такое резкое смещение пород называется подвижкой.

Значительная  часть землетрясений происходит под морским дном, практически  также как и на суше. Некоторые  из них сопровождаются цунами, а  сейсмические волны, достигая берегов, вызывают сильные разрушения.

Глубокофокусные землетрясения

   Большинство землетрясений происходит на глубине  до 70 километров от поверхности Земли, меньше до 200 километров. Иногда очаги  землетрясения регистрируются и  на большой глубине - более 700 километров.

По  современным представлениям о внутреннем строении Земли на таких глубинах вещество мантии под действием тепла  и давления переходит из хрупкого состояния, при котором оно способно разрушаться, в тягучее, пластическое. Везде, где глубокие землетрясения  случаются достаточно часто, они "вырисовывают" условную наклонную плоскость, названную  по именам японского и американского  сейсмологов зоной Вадати - Беньеффа. Она начинается вблизи земной поверхности  и уходит в земные недра, до глубин порядка 700 километров.

Зоны  Вадати - Беньеффа приурочены к местам, где сталкиваются тектонические  плиты - одна плита подвигается под  другую и погружается в мантию. Очаги почти всех глубоких землетрясений  расположены в зоне Тихоокеанского кольца состоящего из островных дуг, глубоководных желобов и подводных  горных хребтов.

Вулканические землетрясения

   Одно  из самых интересных и загадочных образований на планете - вулканы (название произошло от имени бога огня - Вулкан) известны как места возникновения  слабых и сильных землетрясений. Раскаленные газы и лава, бурлящие в недрах вулканических гор толкают и давят на верхние слои Земли. Эти движения вещества приводят к сериям мелких землетрясений - вулканическому тремеру (вулканическое дрожание). Подготовка и извержению вулкана и его длительность может происходить в течение лет и столетий. Вулканические землетрясения довольно слабы, но продолжаются долго: недели и даже месяцы. Замечены случаи, когда они возникают до извержения вулканов и служат предвестниками катастрофы. Вулканическая деятельность сопровождается целым рядом природных явлений, в том числе взрывами огромных количеств пара и газов, что сопровождается сейсмическими и акустическими колебаниями. Движение высокотемпературной магмы в недрах вулкана, сопровождается растрескиванием горных пород, что в свою очередь также вызывает сейсмическое и акустическое излучение.

   Проявления  вулканических землетрясений почти  ничем не отличается от явлений, наблюдаемых  при тектонических землетрясений, однако их масштаб и «дальнобойность» значительно меньше. Вулканы делятся на действующие, уснувшие и потухшие.

Техногенные - антропогенные землетрясения

   Эти землетрясения связаны с воздействием человека на природу. Проводя подземные  ядерные взрывы, закачивая в недра  или извлекая оттуда большое количество воды, нефти или газа, создавая крупные  водохранилища, которые своим весом  давят на земные недра, человек, сам  того не желая, может вызвать подземные  удары. Повышение гидростатического  давления и наведенная сейсмичность вызываются закачкой флюидов в глубокие горизонты земной коры.

   Слабые  и даже более сильные «наведенные» землетрясения могут вызывать крупные  водохранилища. Накопление огромной массы  воды приводит к изменению гидростатического  давления в породах, снижению сил  трения на контактах земных блоков.

   Вероятность проявления наведенной сейсмичности возрастает с увеличением высоты плотины.

   Быстрая разгрузка или нагрузка территорий, которые сами по себе отличаются высокой  тектонической активностью, связанной  с деятельностью человека может  совпасть с их естественным сейсмическим режимом, и даже, спровоцировать ощутимое людьми землетрясение.

   3.  Измерительные приборы. Сейсмограф

      Землетрясения регистрируются с помощью сейсмометра, также известного как сейсмограф - с силой 3 или меньше являются главным образом незначительными, с силой 7 - вызывают серьезные разрушения на больших территориях.

        Сейсмология, содержащая в себе научное исследование всех аспектов землетрясений, дала возможность ответить на давно возникшие вопросы о том, в результате каких причин и как именно происходят землетрясения. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4. Сейсмические волны

      Скольжению  пород вдоль разлома вначале  препятствует трение. Вследствие этого, энергия, вызывающая движение, накапливается  в форме упругих напряжений пород. Когда напряжение достигает критической  точки, превышающей силу трения, происходит резкий разрыв пород с их взаимным смещением; накопленная энергия, освобождаясь, вызывает волновые колебания поверхности  земли — землетрясения. Землетрясения  могут возникать также при  смятии пород в складки, когда  величина упругого напряжения превосходит  предел прочности пород, и они  раскалываются, образуя разлом.

      Сейсмические  волны, порождаемые землетрясениями, распространяются во все стороны  от очага подобно звуковым волнам. Точка, в которой начинается подвижка пород, называется фокусом, очагом или гипоцентром, а точка на земной поверхности над очагом — эпицентром землетрясения. Ударные волны распространяются во все стороны от очага, по мере удаления от него их интенсивность уменьшается. Когда очаг землетрясения находится под морским дном, на море могут возникнуть огромные волны — цунами, которые иногда приносят разрушений больше, чем само землетрясение.

      Скорости  сейсмических волн могут достигать 8 км/с.

   Во  время землетрясений блоки земной коры смещаются, но это может происходить  по-разному. В соответствии с этим могут возникать и разные типы волн, которые распространяются от очага землетрясения.