Землетрясение. Общие положения. Причины и типы землетрясений

В этой статье вы узнаете, что такое землетрясение, по каким причинам оно возникает и насколько может быть опасным для человека . Также узнайте о разновидностях землетрясений, о способах измерения силы.

Землетрясения являются одним из самых серьезных врагов для человека, ввиду своей природы происхождения и разрушительным потенциалом. В зависимости от силы подземных толчков, разрушения на поверхности земли могут достигать катастрофических размеров. Какими бы крепкими не были здания и любые постройки человека, все может быть уничтожено силой природы.

Каждый год на нашей планете происходит около миллиона землетрясений , большая часть которых не причиняет вреда для человека и даже не ощущается физически. Но периодически происходят сильные подземные толчки (примерно, раз в две недели), несущие угрозу для жизнедеятельности человека. Большая часть землетрясений происходит на дне океана, что является причиной появления другого природного явления – цунами , которое может быть не менее опасно, разрушая все на своем пути приливной волной. Опасность цунами возникает только в прибрежных районах и при значительном подземном толчке, а землетрясения опасны практически для всей планеты.

Землетрясение – не что иное, как подземные толчки , спровоцированные процессами, происходящими внутри нашей планеты, это сейсмическое явление, которое возникает вследствие резких смещений земной коры. Этот процесс может происходит на большой глубине в земных недрах, но чаще всего на поверхности (до 100 км).

Землетрясения – это завершающий этап движения пород Земли . Сила трения препятствует сдвигам земной коры, но когда напряжение достигает критического уровня, происходит резкое смещение с разрывом пород, энергия силы трения находит выход в движении , колебания от которых распространяются, подобно звуковым волнам, во все стороны. Место, где происходит разлом или движение, называется фокусом землетрясения , а точка на земной поверхности над фокусом – эпицентром землетрясения . По мере удаления от эпицентра, сила ударной волны уменьшается. Скорость таких волн может достигать 7-8 км в секунду.

Причинами возникновения землетрясений являются тектонические процессы (связанные с естественным, природным движением или деформацией земной коры или мантии), вулканические и другие, менее серьезные, связанные с обвалами, оползнями, заполнением водохранилищ, обрушением подземных полостей горных выработок, взрывами и другими изменениями, чаще всего спровоцированные деятельностью человека, которые называются искусственными возбудителями.

Разновидности землетрясений

Вулканические землетрясения возникают в результате высокого напряжения в недрах вулкана, в связи с движениями лавы или вулканического газа. Подобные землетрясения не несут большой угрозы для человека, но продолжаются долго и многократно.

Техногенные землетрясения вызываются деятельностью человека, например, в случае затопления при строительстве крупных водохранилищ, при добыче нефти или природного газа, угля, то есть при нарушении целостности земной коры. Землетрясения в таких случаях не имеют больших магнитуд, но могут быть опасными для небольшого участка поверхности Земли, а также провоцировать более серьезные тектонические изменения, что влечет повышение напряжения пород в коре планеты.

Обвальные землетрясения вызываются обвалами и крупными оползнями, не так опасны и несут локальный характер.

Искусственные землетрясения возникают в случае применения мощного оружия или использования климатического оружия (тектоническое оружие). Сила таких землетрясений зависит от мощности взрыва или интенсивности использования (в случае климатического оружия). Информации о применении тектонического оружия чаще всего засекречена для простых смертных и можно только догадываться, что именно привело к землетрясению в том или ином регионе планеты.

Для измерения силы землетрясения используют шкалу магнитуд и шкалу интенсивности .

Шкала магнитуд – относительная характеристика землетрясения, которая имеет свои разновидности: локальная магнитуда (ML), магнитуда поверхностных волн (MS), магнитуда объемных волн (MB), моментная магнитуда (MW). Самой популярной шкалой является локальная шкала магнитуд Рихтера, который в 1935 году предложил этот способ измерения силы землетрясений, что и дало название этой шкале. Шкала Рихтера имеет диапазон от 1 до 9, величина магнитуды измеряется специальным прибором - сейсмографом. Шкалу магнитуд часто путают с 12-бальной шкалой, которая оценивает внешние проявления подземных толчков (разрушения, воздействие на людей, природные объекты). В момент самого толчка поступают в первую очередь данные о величине магнитуды, а уже после землетрясения – сила землетрясения, которая измеряется по шкале интенсивности.

Шкала интенсивности – качественная характеристика землетрясения, указывающая на характер и масштаб этого явления по отношению к человеку, животным, природе, естественным и искусственным сооружениям в зоне поражения землетрясения.

Интенсивность землетрясения может определяется в баллах одной из принятых сейсмологических шкал интенсивности, либо максимальными кинематическими параметрами колебаний земной поверхности

В разных странах принято по-разному измерять 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.

Давайте посмотрим, что же означают эти цифры, исключая японский способ измерения :

3 балла - незначительные колебания, которые замечают особо чувствительные люди, находящиеся в момент землетрясения в помещении.

5 баллов - наблюдается раскачивание предметов в помещении, толчки ощущает каждый, кто в сознании.

6-7 баллов - возможны разрушения в зданиях, трещины в земной коре, толчки ощущаются в любой местности и в любом помещении.

8-10 баллов - здания практически любой конструкции начинают разрушаться, человеку сложно устоять на ногах, возможно появление крупных трещин в земной коре.

Рассуждая логически, можно примерно представить, что меньшая величина по этой шкале несет меньший ущерб, максимальная - стирает все с лица Земли.

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

Стихийные бедствия на нашей планете – явления весьма частые. Они являются причиной массовых разрушений, гибели материальных ценностей, людей в масштабах, превосходящих ущерб и потери, понесенные во многих войнах. ПО данным статистической службы ООН, общее число прямых жертв от природных катастроф за период с 1947 по 1970 г.г. составляло более 1 млн. человек.

Одновременность возникновения большинства стихийных бедствий, их интенсивность и циклическая повторяемость находится в прямой зависимости от солнечной активности. При этом того или иного района нашей республики характерны только некоторые из стихийных бедствий. Изучение ритмичности природных процессов, в частности стихийных бедствий, и их прогнозирование содействуют экономики огромных средств и сбережению человеческих жизней.

Под стихийными бедствиями понимаются различные явления природы, а также разрушения и уничтожения материальных ценностей. К стихийным бедствиям относятся - землетрясения, наводнения, селевые потоки, лесные пожары, оползни, снежные заносы, извержения вулканов, засухи и т.д.

Землетрясение

Землетрясение – это колебания отдельных участков земной коры, возникающие при перемещении масс горных пород в определенном участке на глубине земли. Землетрясения бывают тектонические, вулканические, обвальные, плотинные и другие наведенные землетрясения, моретрясения, а также землетрясения в результате падения метеоритов или столкновения нашей планеты с другими космическими телами. Энергия, выделяемая при землетрясениях, во многом превышает энергию мегатонных ядерных взрывов (табл.№1), а разрушения аналогичны разрушениям в очаге наземного взрыва.

Таблица №1

Землетрясения – аналоги ядерных взрывов

Землетрясения происходят главным образом в горных районах. Наша республика также далеко не спокойна в сейсмическом отношении.

Тектонические землетрясения происходят чаще всего. Тектонические землетрясения представляют собой подземные толчки или колебания земной поверхности, вызванные происходящими в толще земной коры разломами и перемещениями литосферных плит. При землетрясении образуется энергия огромной силы, распространяющаяся в виде упругих сейсмических волн. Основные параметры, характеризующие силу характер землетрясения – амплитуда, глубина очага интенсивность энергии на земной поверхности. Глубина очага может колебаться в различных сейсмический районах в пределах от 0 до 700 км. Для каждого сейсмического района существует свои пределы глубины очагов возможных землетрясений. Интенсивность энергии на поверхности земли измеряется в балах по двенадцати бальной шкале Рихтера, соответствующей силе землетрясения: незаметное, очень слабое, слабое, умеренное, довольное сильное, сильное, очень сильное, разрушительное, опустошительное, уничтожающее, катастрофическое, сильно катастрофическое.

Очаг, т.е. точка под землей, которая является источником землетрясения, называется гипоцентром (“гипо ”- глубоко). Прямо над нею на поверхности земли находится эпицентр(эпи- мелко), вокруг которого располагается область, испытавшая при землетрясении наисильнейшие толчки.

Вулканические землетрясения возникают вследствие извержения вулканов. Обычно предвещают извержения вулканов подземный гул, удары подземные толчки. На склонах и кратере вулкана появляются трещины, через которые выделяются удушливые газы и горячая вода.

Обвальные землетрясения происходят при обрушении подземных карстовых пустот или заброшенных рудников. Возникающие при этом толчки и сейсмоволны не достигают большой силы и распространения.

Наведенные землетрясения образуются в результате давления, создаваемого строящимися плотинами, водохранилищами и т.д.

Характеристика очага землетрясений

1. 2-3-4 балла . Незаметное (1 балл) – отмечается только сейсмическими приборами. Очень слабое (2 балл) – отмечаются сейсмическими приборами. Ощущаются отдельными людьми, находящимися в покое. Слабое (3 балл) – легкое раскачивание висячих ламп, открытых дверей, ощущается лишь небольшой частью населения. Умеренное (4 балл) – распознается по легкому дребезжанию (треску) оконных стекл, скрипу дверей и стен.
2. 5-6 баллов. Довольно сильное (5 балл) – Под открытым небом ощущается – многими, а внутри дома – всеми. Общее сотрясение зданий, колебание мебели. Маятники часов останавливаются. Появляются трещины в штукатурке. Оконные стекла разбиваются. Сильное (6 балл) – Ощущается всеми. Многие в испуге выбегают на улицу. Картины падают со стен, откалываются отдельные куски штукатурки.
3. 3. 7-8 баллов. Очень сильное (7 балл) – сильно подвешенные предметы, мебель сдвигается. Появляются повреждения (трещины) в стенах каменных домов. Антисейсмические (устойчивые) постройки (конструкции) остаются невредимыми. Устаревшие конструкции получают серьезные повреждения. Образуются оползни берегов рек. Разрушительно (8 балл) - Возникают трещины на крутых склонах и на сырой почве. Памятки сдвигают с мест и опрокидываются. Дома сильно повреждаются.
4. 4. 9-10 баллов. Опустошительное (9 балл) - сильно повреждаются и разрушатся каменные дома. Старые деревянные дома несколько искривляются. Уничтожающее (10 балл) – Появляются трещины в почве, (иногда до метра шириной), дороги деформируются. Образуются оползни и обвалы со склонов. Разрушаются устойчивые постройки (каменные), разрываются трубопроводы, ломаются деревья.
5. 5. 11-12 баллов. Катастрофическое (11 балл) – Появляются широкие трещины в поверхностных слоях земли, многочисленные оползни и обвалы. Постройки совершенно разрушены. Железнодорожные рельсы сильно искривляются. Сильно катастрофические (12 балл) - Изменения в почве достигают огромных размеров. Образуются многочисленные трещины, обвалы, оползни. Возникают водопады, отклоняются течения рек. Ни одно сооружение не выдерживает. Растительность и животные гибнут от обвалов.

Землетрясения влекут за собой тяжелые, иногда катастрофические последствия, во многом тождественные последствиям ядерных взрывов. Они характеризуются:

Разрушением и опрокидыванием зданий и сооружений, под обломками которых гибнут люди. Как известно, не землетрясение убивают людей, а разрушающиеся при этом здания построенные людьми.

Возникновением взрывов и массовых пожаров, происходящих в результате замыкания энергетических сетях, производственных аварий и наличия в городах в больших количествах воспламеняющихся жидкостей.

Разрушением и завалом населенных пунктов в результате образования многочисленных трещин, обвалов и оползней.

Затопление населенных пунктов и целых районов в результате образования водопадов, отклонения рек и т.д.

Отравлением удушливыми газами при вулканических извержениях.

Поражением людей и разрушением зданий обломками вулканических горных пород.

Засыпкой населенных пунктов вулканическим пеплом и песком.

Поражение людей и возгоранием населенных пунктов от огненно –жидкой лавы, стекающей по склонам вулкана потоками со скоростью до 30 км/ч.

Провалом населенных пунктов при обвальных землетрясениях.

Разрушением и смыванием населенных пунктов цунами.

Психологическим воздействием на людей, приводящие к тяжелым психическим травмам, иногда со смертельных исходом.

Что делать при получении оповещения о землетрясении?

Первые толчки землетрясения обычно возникают внезапно. Очень важно немедленно оповестить население, так как вслед за первым толчком, как правило, следуют повторные толчки. Следовательно:

Необходимо занять место в дверных и оконных проемах. Как только стихнут первые толчки, быстро покинуть здание (выйти на улицу).

На предприятиях и учреждениях все работы прекращаются, население, рабочие и служащие, формирования ГО направляются в район сбора.

Люди, покинувшие свои жилища, не скоро могут возвратиться в них обратно. Поэтому в планах исполкомов (предприятий) сейсмических районов обычно предусматривается заблаговременное создание палаточного фонда, благодаря которому можно было бы эвакуировать население, подготовить средства эвакуации и необходимые запасы продовольствия, медикаментов и т.д. Во избежание производственных аварий и массовых пожаров принимаются меры по синхронизации системы отключения энергоснабжения и т.п. с подачей сигнала о начале землетрясения.

Важнейшее значение, в сейсмических районах имеет своевременное прогнозирование и оповещение населения о месте и времени ожидаемого землетрясения.

В Азербайджане за период с 1139 по 1965 г.г. произошло 500 землетрясений различной степени.

Так, землетрясение 1139 года в районе горы Кяпаз обрушило и перегородило р. Ахсу, в результате чего образовалось озеро Гей-Гель.

Город Шемаха в течении XIX века 8 раз превращался в развалины. Сильное землетрясение происходило в с. Маштаги (г.Баку), Гяндже, Нахичеване, Закаталах, Кельбаджарах и других районах. В 2001 г. произошло землетрясение средней силы толчков в г. Баку. В зависимости с картой сейсмического районирования на всей территории республики могут быть землетрясения силой 7 балов. Территории Нахичеванской республики, а также в Лачине, Кубатлах, Зангелане, Шеки, Закаталах и районе Северного Апшерона – до 8 баллов, Шемаха-Исмайлинской зоне – до 9 баллов.

Признаки землетрясений:

- Появления запаха газа в экологически чистых районах.

Беспокойство птиц и домашних животных.

Вспышки и искрение близко расположенных, но не касающихся друг- друга электрических проводов.

Голубоватое свечение внутренней поверхности стен домов.

Самопроизвольное загорание дневных ламп, незадолго до подземных толчков.

Наводнение

Наводнение – это временное затопление значительной части суши водой в результате действий сил природы.

Наводнение возникают в результате следующих причин:

1. Наводнение вызываемое, обильным выпадением атмосферных осадков или таянием. Разлив рек во время половодья и паводок, т.е. подъема уровня воды весной от таяния снегов и осенью вследствие ливневых дождей, от скопления льда (ледяных заторов).
2. Наводнение возникающее, под действием нагонного ветра. Оно наблюдается на морских побережьях и в устьевых участках рек впадавших в море. Нагонный ветер задерживает воду в устье, в результате чего повышается ее уровень в реке.
3. Наводнение вызываемое, подводными землетрясениями.

Кроме того, затопления могут возникнуть в результате образования завалов или перемычек на реках во время землетрясений, горных обвалов или селевых потоков. При наводнениях создается реальная угроза жизни и здоровью людей, портится оборудование, гибнут посевы и материальные ценности, так как вода в реках поднимается на несколько метров, а поймы их заливаются на десятки километров.

Затопление объектов н/х, населенных пунктов, сельскохозяйственных угодий и т.д. может наступить в результате разрушения гидротехнических сооружений: плотин, дамб, перемычек, расположенных выше объектов, или системы ирригационных сооружений в орошаемых районах. Наиболее опасно разрушение плотин у водохранилищ, в результате чего возникает зона катастрофического затопления.

Сели

Сели (при переводе с арабского языка - “бурный поток”) – это русловые потоки, включающие большое количество обломочного материала (не менее 10-15 % по объему), имеющие плотность в 1,5-2 раза больше плотности воды, движущиеся в виде волны с высотой фронта до 20-40 м и со скоростью до 20-30 м/с (10-100 км/час и оказывающие давление на препятствия силой до десятков тонн на квадратный метр. Объем селей до нескольких миллионов кубометров.

Сели (селевые потоки) возникают в результате следующих явлений:

1. От паводок с большим количеством взвешенного и обломочного материала.

2. В результате интенсивных и продолжительных ливней образование обвалов грубообломочного материла с горных склонов (склонные сели ).

Селевые потоки характерны для горных районов с наклоном русла 6 о -20 о.

По происхождению водной составляющей сели делятся на ливневые, прорывные, снеготаяния. К ливневым относятся 80-90% селей, которые характерны для районов, где при сумме осадков за лето 300-400 мм возможны интенсивные краткосрочные ливни, дающие до 250 мм осадков. В районах, относительно бедных осадками, селеопасные ситуации складываются в среднем в 5-10 лет, а в относительно богатых – едва не ежегодно (тут лимитирующим фактором оказывается количество обломочного материала в руслах). На долю летнего таяния горных ледников и снега приходится 10-20 % случаев образования селей.

Сели способны снести практически любые сооружения, уничтожить дома, мосты, засыпать возделываемые земли и т.д. Среднегодовой в мире, а также разовый, прямой ущерб от селей достигает, вероятно сотен миллионов долларов, число жертв – многих десятков.

Пожары

Пожары бывают лесные и техногенные (производственные).

Лесные пожары являются чрезвычайно опасными. Они уничтожают леса, заготовленную в лесу продукцию, строения и сооружения. Лесные пожары вызываются различными причинами:

Не соблюдение мер пожарной безопасности.

От молнии, во время грозы.

От не выполнения своих обязанностей службой наблюдения.

Диверсии.

Лесные пожары подразделяются на низовые и верховые.

В Азербайджане лесов мало. Лишь 11% территории республики составляют леса. Наибольшей пожароопасностью, т.е. высокой степени возгорания обладают леса южной и восточной части Закатальского района, а также леса примыкающие к территории ГЭС и западной части Огузского района.

В средней степени пожароопасности по возгоранию относятся леса Ярдымлинского, Кубинского, Кусарского и южная часть Габалинского районов.

В республике чаще всего возникают степные пожары. Это пожары сухой травы и созревших хлебов, нефтяные пожары.

Способы тушения пожаров:

Для захлестывания кромки пожара используются пучки ветвей.

Забрасыванием кромки пожара рыхлым грунтом.

Заградительные полосы, канавы, тушение водой, растворами.

Отжег (пуск встречного ветра) и т.д.

Молнии

Молнии губят людей, скот, вызывают пожары, повреждения электросетей и т.д. В целом в мире от гроз и их последствий гибнет до 10.000 чел. (по этому показателю они находятся в первой пятерке природных опасностей). В некоторых районах Африки (Зимбабве и Кения), Франции, США и других странах число жертв от молнии больше, чем от других опасных природных явлений. На 10 млн. жителей гибнет от молнии в среднем за год в Зимбабве и соседних странах около 200 человек, во Франции 55 человек, в США 10 человек. В 1888 г. в Нью-Дели, Индии, при мощной грозе градом было убито около 250 человек.

Засухи

Засухи это явление, существенное для сельского и лесного хозяйства, бытового и промышленного водоснабжения, судоходства и работы ГЭС Они могут быть оценены соответственно различными геофизическими показателями – от дефицита осадков (по величине, продолжительности, распространению) до сложных коэффициентов, включающих величины отклонений от нормы температуры воздуха, осадков, влагозапасов в почве, а также экономическими показателями недобора урожая, потерь производства гидроэлектроенергии и т.п.. Засухи создаются отклонением рисунка и интенсивности атмосферной циркуляции от нормы по причинам, кроящимся в колебаниях солнечной активности и в автоколебаниях в системе “океанатмосфера”, особенно в энергоактивных зонах. Как правило, сильные засухи на одних территориях сопровождаются повышением осадков на других. К устойчиво сухим и засушливым районам относится 40-45 % площади континентов, где проживает около 1/3 населения планеты. На территориях. Где засухи возможны хотя бы изредка, размещается 3/4 населения. В РСФСР под угрозой засух находится около 70 % площади пахотных земель.

Тяжелые засухи случаются в мире почти ежегодно. ПО числу жертв и экономическому ущербу они находятся в первой пятерке (более 1 млн. в Индии в 1965-1967 гг.) и величине прямого ущерба (десятки миллиардов долларов) среди крупнейших, стихийных бедствий.

Оползни

Оползни, распространенные вне зоны многолетней мерзлоты, относятся к категории оползней скольжения и возникают чаще всего за счет подрезки склонов эрозией или абразией, водной смазки подошвы, сотрясения или дополнительной нагрузки на склон. Это оползни – потоки шириной до десятков и длиной до сотен метров. Они распространены по всем склонам речных долин и абразионных террас.

Оползень может быть почти или вовсе неподвижен в течении многих лет и испытать несколько периодов краткосрочной активизации, когда скорость его движения может достигнуть десятков метров в час. Так, возбужденный ливнями оползень в военном городке Каспийской флотилии в январе 1990 г. разрушил ряд зданий столь быстро, что из них не успели выбежать люди. Наиболее широко распространены оползневые процессы на пос.Баилова г.Баку.

Оползни течения характерны для склонов, сложенных суглинистыми, супесчаными и лессовыми толщами и возникают при намачивании этих толщ ливнями. Они наиболее распространены в районах с высокой интенсивностью осадков. Особым источником обводнения служат ирригационные каналы, не имеющие достаточной гидроизоляции.

В данной статье мы рассмотрим причины землетрясений . Само понятие землетрясения известно всем людям, и даже детям, а вот каковы причины того, что внезапно земля под ногами начинает двигаться и все вокруг рушится?

Прежде всего, нужно сказать, что землетрясения условно разделяются на несколько видов: тектонические, вулканические, обвальные, искусственные и техногенные. Все их мы кратко рассмотрим прямо сейчас. Если вам хочется знать , обязательно читайте до конца.

1. Тектонические причины землетрясений

Чаще всего землетрясения происходят по причине того, что находятся в постоянном движении. Верхний слой литосферных плит называют тектоническими плитами. Сами по себе платформы движутся неравномерно и постоянно давят друг на друга. Тем не менее, они долгое время остаются в покое.

Постепенно же давление нарастает, в результате чего тектоническая платформа совершает внезапный толчок. Именно он производит колебания окружающей породы, отчего и случается землетрясение.

Разлом Сан-Андреас

Трансформные разломы – это огромные трещины в Земле, где платформы «трутся» друг о друга. Многим читателям должно быть известно, что разлом Сан-Андреас является одним из самых известных и длинных трансформных разломов в мире. Он находится в штате Калифорния в США.

Фото разлома Сан-Андреас

Платформы, движущиеся вдоль него, вызывают разрушительные землетрясения в городах Сан-Франциско и Лос-Анджелес. Интересный факт: в 2015 году в Голливуде выпустили фильм с названием «Разлом Сан-Андреас». Он рассказывает о соответствующей катастрофе.

1. Вулканически причины землетрясений

Одной из причин возникновения землетрясений являются вулканы. Они хоть и не производят сильные колебания земли, зато длятся достаточно долго. Причины толчков связаны с тем, что глубоко в недрах вулкана нарастает напряжение, образуемое лавой и вулканическими газами. Как правило, вулканические землетрясения продолжаются недели и даже месяцы.

Однако истории известны случаи трагических землетрясений этого типа. В качестве примера можно привести вулкан Кракатау, расположенный в Индонезии, извержение которого произошло в 1883 году.

Кракатау до сих пор иногда возбуждается. Реальное фото.

Сила его взрыва как минимум в 10 тысяч раз превышала силу . Сама гора была почти полностью уничтожена, а остров распался на три маленькие части. Две трети суши исчезли под водой, а поднявшееся цунами уничтожило всех, кто еще имел шансы спастись. Погибло более 36 000 людей.

1. Обвальные причины землетрясений

Землетрясения, вызванные гигантскими оползнями, называются обвальными. Они имеют локальный характер, и сила их, как правило, невелика. Но и здесь бывают исключения. Например, в Перу, в 1970 году, оползень, объемом 13 млн. кубометров, сошел с горы Уаскаран на скорости свыше 400 км/час. Погибло около 20 000 человек.

1. Техногенные причины землетрясений

Землетрясения данного типа обусловлены деятельностью человека. Например, искусственные водохранилища в местах, не предназначенных для этого природой, провоцируют своим весом давление на плиты, что служит к увеличению количества и силы землетрясений.

То же самое касается и нефтегазодобывающей промышленности, когда происходит извлечение большого количества природных материалов. Одним словом, техногенные землетрясения происходят тогда, когда человек взял что-то у природы из одного места, и переложил без спросу на другое.

1. Искусственные причины землетрясений

По названию этого типа землетрясений несложно догадаться, что вина за него целиком и полностью лежит на человеке.

К примеру, КНДР в 2006 году испытывала ядерную бомбу, что вызвало небольшое землетрясение, зафиксированное во многих странах. То есть всякая деятельность жителей земли, которая заведомо гарантированно повлечет за собой землетрясение, является искусственной причиной данного вида бедствий.

Можно ли предвидеть землетрясения?

Действительно это возможно. Так, например, в 1975 году китайские ученые предсказали землетрясение и спасли множество жизней. Но со стопроцентной гарантией это сделать невозможно даже в наши дни. Сверхчувствительный прибор, который регистрирует землетрясение, называется сейсмографом. На крутящемся барабане самописцем отмечаются колебания земли.

Cейсмограф

Животные перед землетрясениями также остро ощущают тревогу. Лошади начинают вставать на дыбы без видимых причин, собаки странно лают, а змеи выползают из нор на поверхность.

Шкала землетрясений

Как правило, силу землетрясений измеряют по Шкале Землетрясений. Приведем все двенадцать пунктов, чтобы вы имели представление о том, что это такое.

• 1 балл (незаметное) - землетрясение фиксируется исключительно приборами;
• 2 балла (очень слабое) - может быть замечено лишь домашними животными;
• 3 балла (слабое) - ощутимо только в некоторых строениях. Ощущения, как от езды в машине по кочкам;
• 4 балла (умеренное) - замечается многими людьми, может вызвать движение окон и дверей;
• 5 баллов (довольно сильное) - дребезжат стекла, висячие предметы качаются, старая побелка может осыпаться;
• 6 баллов (сильное) - при этом землетрясении отмечаются уже легкие повреждения зданий и трещины в некачественных строениях;
• 7 баллов (очень сильное) - на данном этапе здания терпят значительные повреждения;
• 8 баллов (разрушительное) - наблюдаются разрушения в зданиях, падают дымоходы и карнизы, на склонах гор можно видеть трещины в несколько сантиметров;
• 9 баллов (опустошительное) - землетрясения вызывают обвалы некоторых зданий, рушатся старые стены, а скорость распространения трещин достигает 2 сантиметров в секунду;
• 10 баллов (уничтожающее) - во многих зданиях обвалы, в большинстве – серьезные разрушения. Грунт исполосован трещинами до 1 метра в ширину, кругом оползни и обвалы;
• 11 баллов (катастрофа) - большие обвалы в горной местности, многочисленные трещины и картина общего разрушения большинства зданий;
• 12 баллов (сильная катастрофа) - рельеф глобально видоизменяется практически на глазах. Огромные обвалы и тотальное разрушение всех зданий.

В принципе, по двенадцати бальной шкале землетрясений можно оценить любую катастрофу, вызванную толчками земной поверхности.

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

Магнитуда по Рихтеру	Максимальная интенсивность по шкале ММ	Типичные эффекты
		Как правило, не ощущается населением.
		Ощущается некоторыми внутри зданий; повреждения отсутствуют.
		Ощущается большинством людей; отсутствуют повреждения построек.
		Небольшие повреждения зданий: трещины в стенах и печных трубах.
		Умеренные повреждения: сквозные трещины в слабых стенах, падение неукрепленных печных труб
		Большие повреждения: обрушения зданий плохой постройки, трещины в прочных зданиях.
		Всеобщее и почти полное разрушение

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;