ПРИРОДНЫЕ КАТАКЛИЗМЫ Пользовательский поиск Главная » Земля » Природные катаклизмы » Землетрясения

Землетрясения

Землетрясение - быстрые смещения, колебания земной поверхности в результате подземных толчков. Небольшие землетрясения могут быть вызваны сильными взрывами, обрушениями сводов пустот подземных полостей - горных выработок, естественных пустот (карстовых пещер).
Небольшие толчки может вызывать также подъём лавы при вулканических извержениях.
Но чаще всего землетрясения (а большие землетрясения всегда) обусловлены быстрым смещением участка земной коры как целого в момент пластической (хрупкой) деформации упруго напряженных пород в очаге землетрясения. Большинство очагов землетрясений возникает близ поверхности Земли. Само смещение происходит под действием упругих сил за счет разрядки-уменьшения упругих деформаций в объеме всего участка плиты в ходе его смещения к положению равновесия (к состоянию с минимальными упругими деформациями).

Другими словами, землетрясение представляет собой быстрый переход потенциальной энергии, накопленной в упруго-деформированных (сжимаемых, сдвигаемых или растягиваемых) горных породах земных недр, в энергию колебаний этих самых недр (сейсмические волны), в энергию изменения структуры пород в очаге землетрясения.
Этот переход происходит в момент превышения предела прочности пород в очаге землетрясения.
Предел прочности пород земной коры превышается в результате роста суммы сил, действующих на нее:
1.Силы вязкого трения мантийных конвекционных потоков о земную кору;
2.Архимедовой силы, действующая на легкую кору со стороны более тяжелой пластичной мантии;
3.Лунно-солнечных приливов;
4.Изменяющегося атмосферного давления.
Эти же силы приводят и к возрастанию потенциальной энергии упругой деформации пород в результате смещения плит под их действием.
Плотность потенциальной энергии упругих деформаций под действием перечисленных сил нарастает практически во всем объеме плиты (по-разному в разных точках).
В момент землетрясения потенциальная энергия упругой деформации в очаге землетрясения быстро (почти мгновенно) снижается до минимальной остаточной (чуть ли не до нуля). Тогда как в окрестностях очага за счет сдвига во время землетрясения плиты как целого упругие деформации несколько увеличиваются.

землетрясение хакасия

Поэтому и случаются часто в окрестностях главного повторные землетрясения - афтершоки. Точно так же малые «предварительные» землетрясения - форшоки - могут спровоцировать большое в окрестностях первоначального малого землетрясения.
Большое землетрясение (с большим сдвигом плиты) может вызвать последующие индуцированные землетрясения даже на удаленных краях плиты.
Из перечисленных сил первые две намного больше 3-ей и 4-й, но скорость их изменения намного меньше, чем скорость изменения приливных и атмосферных сил.
Поэтому точное время прихода землетрясения (год, день, минута) определяется изменением атмосферного давления и приливными силами.
Тогда как гораздо большие, но медленно меняющиеся силы вязкого трения и Архимедовы силы задают время прихода землетрясения (с очагом в данной точке) с точностью до столетий и тысячелетий.
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).
Глубокофокусные землетрясения, очаги которых располагаются на глубинах до 700 км от поверхности, происходят на конвергентных границах литосферных плит и связаны с субдукцией.
Землетрясения наиболее известны по тем опустошениям, которые они способны произвести. Разрушения вызываются колебаниями почвы или гигантскими приливными волнами (цунами), возникающими при сейсмических смещениях на морском дне.

Интенсивность является качественной характеристикой землетрясения и указывает на характер и масштаб воздействия землетрясений на поверхность Земли, на людей, животных, а также на естественные и искусственные сооружения в районе землетрясения.
В мире используется несколько шкал интенсивности:
• в США — Модифицированная шкала Меркалли (MM);
• в Европе — Европейская макросейсмическая шкала (EMS);
• в Японии — шкала Шиндо (Shindo).
Шкала Медведева-Шпонхойера-Карника (МСК-64)
12-бальная шкала Медведева-Шпонхойера-Карника 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).
МСК-64 лежит в основе СниП-11-7-81 «Строительство в сейсмических районах» и продолжает использоваться в России и странах СНГ.
Землетресение начинается с разрыва и перемещения горных пород в каком-нибудь месте в центре Земли. Это место называется очагом землетрясения или гипоцентром. Глубина его обычно бывает не больше 100 км, но иногда доходит и до 700 км.
Иногда очаг землетрясения может быть и у поверхности Земли. В таких случаях, если землетрясение сильное, мосты, дороги, дома и другие сооружения оказываются разорваными и разрушенными.

Участок Земли, в пределах которого на поверхности, над очагом, сила подземных толчков достигает наибольшей величины, называется эпицентром.
В одних случаях пласты земли, расположенные по сторонам разлома, надвигаются друг на друга.
В других - земля по одну сторону разлома опускается, образуя сбросы. В местах, где они пересекают речные русла, появляются водопады. Своды подземных пещер растрескиваются и обрушиваются. Бывает, что после землетрясения большие участки земли опускаются и заливаются водой.
Подземные толчки смещают со склонов верхние, рыхлые слои почвы, образуя обвалы и оползни. Во время землетрясения в Калифорнии в 1906 году образовалась глубокая трещина на поверхности. Она протянулась на 450 километров.
Понятно, что резкое перемещение больших масс земли в очаге должно сопровождаться ударом колоссальной силы. За год люди могут ощущать около 10 000 землетрясений. Из них примерно 100 бывают разрушительными. Современные точные приборы фиксируют более 100 землетрясений ежегодно.
Для обнаружения и регистрации всех типов сейсмических волн используются специальные приборы — сейсмографы. В большинстве случаев сейсмограф имеет груз с пружинным прикреплением, который при землетрясении остаётся неподвижным, тогда как остальная часть прибора (корпус, опора) приходит в движение и смещается относительно груза.
Одни сейсмографы чувствительны к горизонтальным движениям, другие — к вертикальным.
Волны регистрируются вибрирующим пером на движущейся бумажной ленте. Существуют и электронные сейсмографы (без бумажной ленты).
Непосредственно перед землетрясением поверхность Земли по обе стороны будущего очага землетрясения (разлома) испытывает упругую деформацию, близкую к предельной и которую можно измерить с помощью теодолита или лазерного луча. Иногда используют также наклономеры, чтобы установить, произошло ли искривление поверхности Земли, и в какой степени.
В настоящее время введён в практику мониторинг больших площадей, то есть, непрерывное слежение за сейсмической активностью. Вблизи крупных разломов размещены приборы, информация от которых передаётся через спутники связи в центры, где подвергается обработке. Таким образом, выявляются даже очень малые движения земной поверхности и точно устанавливаются зоны накопления напряжений.

Другой метод основан на определении содержания воды в породах. В напряжённых породах происходит увеличение объёма пор, а тем самым и водосодержания. Поскольку в возникновении землетрясений грунтовые воды играют важную роль, сведения об уровне воды в колодцах на территории сейсмических областей имеют большое значение.
Задача предсказания и, тем более, точного прогнозирования землетрясений (подобного прогнозированию погоды как вычислению на основе адекватной модели) до сих пор не решена - не было работоспособной, физически обоснованной модели подготовки и начала («запуска») землетрясения.
Согласно этой модели при вычислении прогноза землетрясений должны быть учтены ВСЕ основные силы, действующие на земную кору. А именно: главные (но медленно меняющиеся) силы и «спусковые» (быстро меняющиеся) силы, «переполняющие чашу» — превышающие предел прочности коры при их «наслоении» на гораздо большие главные силы.
То есть, прогнозирование точного времени прихода землетрясения базируется на учете уже достигнутого напряжения в различных точках земной коры (результата действия главных, больших, но медленно меняющихся сил Архимеда и сил вязкого трения мантийных конвекционных потоков) с учетом прогноза погоды (в части распределения атмосферного давления на земную поверхность) и расписания лунно-солнечных приливов.
Современные исследования показали, что провоцируя мелкие толчки в зоне разлома, можно ослабить давление, способное вызвать сильное землетрясение. Множество слабых землетрясений, уменьшая напряжения, накапливающиеся со временем, способно освободить столько же энергии, сколько одно разрушительное.
Одним из способов предупреждения сильных землетрясений служит закачка воды в скважины, расположенные вдоль линии разлома, в котором было обнаружено повышенное давление. Вода действует подобно смазке, уменьшая трение между породами в разломе и создавая условия для их плавной подвижки, сопровождаемой серией лёгких толчков.
Другим средством возбуждения мелких землетрясений являются взрывы вдоль поверхности разлома.
Также издавна известно, что люди использовали более чутких животных для предупреждения о возможной опасности землятресения.
9 марта 2011 г., метеорологи зафиксировали землетрясение магнитудой 7,2 в океане в 430 километрах к востоку от Токио. Тогда предполагалось, что высота волн не будет превышать одного метра. Серьезного ущерба от грядущего цунами тоже не ждали...
Однако через два дня у берегов Японии произошло новое, более сильное землетрясение: магнитуда толчков составила 8,9. Эпицентр располагался на расстоянии 130 километров к востоку от крупнейшего острова Японского архипелага, Хонсю. Фокус землетрясения находился на глубине 10 километров, и с самого начала было очевидно, что толчки спровоцируют сильное цунами.
Прогнозы сейсмологов подтвердились: вскоре на японское побережье обрушились волны, высота которых в некоторых районах достигала 10 метров.
Первоначальные оценки определили землетрясение в разряд «сильных» (магнитуда до 7). Однако вскоре данные о его масштабах уточнили в Геологической службе США.
По статистике, землетрясения магнитудой больше 8 происходят не чаще одного раза в год. Значению магнитуды 9 и выше соответствуют самые разрушительные землетрясения, подобные тому, которое произошло в 2004 году в Индонезии.
Последствия землетрясения 11 марта 2011 г., которое признано одним из пяти крупнейших за последние 110 лет, ощущались во всем тихоокеанском регионе. Предупреждения об угрозе цунами были объявлены на Дальнем Востоке России, а также в Индонезии, Австралии и Новой Зеландии, на Тайване, Филиппинах, Гавайских островах и на западном побережье США и стран Центральной и Южной Америки.

В истории Японии это землетрясение стало сильнейшим на сегодняшний день и привело к колоссальным разрушениям.
За первым ударом последовало два десятка новых толчков магнитудой до 6. Сейсмическая активность отчетливо ощущалась в городах по всему Хонсю. В северо-восточной части острова разрушены мосты, повреждены десятки километров дорог. Целые районы остались без электричества, обрывы электропроводов привели к возникновению десятков крупных пожаров. Возгорания зафиксированы на многих энергетических объектах, включая атомные электростанции и нефтеперерабатывающие заводы.
В результате пожаров были закрыты десятки предприятий, включая автомобильные заводы Nissan и Toyota. В Токио и окрестностях без света остались около четырех миллионов строений, в городе прекращено движение метро и скоростных поездов, закрыты аэропорты.
Подземные толчки повредили сотни зданий, сообщалось о частичном обрушении токийской телебашни - по некоторым данным, рухнули шпиль и антенны.
Однако основные разрушения пришлись на восточное побережье Хонсю, которое было в буквальном смысле смыто цунами. Волна достигла острова менее чем через час после первых подземных толчков.
Японское телевидение передавало сверхъестественные кадры: поток воды, простиравшийся до горизонта, наступал на побережье, поглощая корабли, автомобили и целые здания.

Хуже всего пришлось префектуре Мияги - эпицентр землетрясения находился в непосредственной близости от ее побережья. В районе столицы Мияги, города Сендай, высота волн достигала максимальных значений. Поток воды проникал вглубь берега на расстояние до полутора километров, в результате затопило аэропорт, несколько человек погибли в оползнях.
Население города составляет около миллиона человек, и значительная их часть осталась без крова.
Слишком высока вероятность, что худшее еще впереди. Сейсмологи пообещали, что в течение ближайшего месяца у берегов Японии ожидаются новые подземные толчки магнитудой до 7, каждый из которых грозит новым цунами...²

10 мая 2011 г. большая часть населения Рима покинула город... На дверях многих магазинов появились объявления о временном закрытии... Колонны автомобилей потянулись из города...
Началась паника...
Что же произошло?
Все дело было в предсказании на 11 мая 2011 г. мощного землетрясения в Риме, которое сделал сейсмолог-самоучка Рафаэль Бенданди, скончавшийся в 1979 году. Считается, что Бенданди, разработавший собственную сейсмическую теорию предсказаний, смог предсказать землетрясение в области Фриули в 1976 году, хотя в научных кругах его деятельность не признана.
Чтобы предотвратить возникшую панику мэрия Рима создала телефонную горячую линию, по которой все желающие могли бы получить информацию о сейсмической обстановке, а представители фонда изучения наследия Рафаэля Бенданди сообщили: в имеющихся у них документах Бенданди нет точного указания, что разрушительное землетрясение в Риме придется на дату 11 мая 2011 года...
К счастью для римлян, предсказание не сбылось, но 11 мая 2011 года возле города Лорка на юго-востоке Испании произошло мощное землетрясение...
Как сообщает со ссылкой на мэра города Agence France-Presse, в результате погибли 10 человек, несколько десятков получили ранения.
Землетрясение, магнитуду которого Геологическая служба США оценила в 5,1, произошло в 18:47 по местному времени. Через два часа после первого подземного толчка был зафиксирован афтершок магнитудой 4,4.
Подземные толчки разрушили несколько зданий в городе, включая средневековую башню с часами. В спасательной операции задействованы вооруженные силы Испании.
По данным BBC News, эпицентр землетрясения находился в 120 километрах к юго-востоку от города Аликанте, который располагается на побережье Балеарского моря. Фокус находился на глубине 1 километра под землей...
По числу жертв землетрясение, произошедшее в Испании 11 мая, стало крупнейшим за последние полвека.

Источники информации:
1. сайт Википедия
2. Бенюмов К. «Почти 9 баллов»

К оглавлению раздела