Районы распространения землетрясений кратко

Обновлено: 08.07.2024

Зонами сжатия являются побережье Тихого океана, где или океаническая кора подминается под континентальную (Камчатка), или океаническая под океаническую (Индонезия), и Альпийско-Гималайский пояс, где континентальная кора подминается под континентальную.

Зонами растяжения являются рифтовые зоны – срединно-океанические рифты и рифты на суше – районы Байкала и Кении (Восточная Африка).

В Тихоокеанском поясе выделяется около 80 % сейсмической энергии, в Альпийско-Гималайском – около 15 %, в мировой рифтовой зоне – около 5 %.

Существует ряд районов, где землетрясения происходят довольно часто. К ним относятся Восточная Африка, Индийский океан и в Северной Америке долина р. Св. Лаврентия и северо-восток США. Иногда в районах, которые принято считать неактивными, происходят сильные землетрясения, как, например, в Чарлстоне (шт. Южная Каролина) в 1886 г.

Сейсмические районы территории России

Для территории России составлена карта распространения землетрясений с указанием баллов. К сейсмическим районам относятся: Кавказ, Алтай, Забайкалье, Дальний Восток, Сахалин, Курильские острова, Камчатка. На Курило-Камчатской дуге происходит около 80 % всех землетрясений, регистрируемых на территории нашей страны.

К асейсмическим районам относятся: Восточно-Европейская равнина, степные районы Западной Сибири, Среднесибирское плоскогорье.

Самые катастрофические землетрясения

Самое большое число погибших – 830 000 человек от землетрясения, произошедшего 2 февраля 1556 г. в провинциях Шэньси и Хэнань, Китай.

В наше время к наибольшему числу жертв привело тянь-шаньское землетрясение, которое произошло 28 июля 1976 г. в Восточном Китае и имело магнитуду M = 7,9. Число погибших достигло 750 000 человек.

Наибольший материальный ущерб. Самым разрушительным было землетрясение 1 сентября 1923 г. на равнине Канто в Японии (M =8,2). В Токио и Иокогаме оно уничтожило 575 000 жилых домов. По официальным данным, число погибших и пропавших без вести составило 142 807 человек.

Самое большое количество оставшихся без крова. 4 февраля 1976 г. в результате появления трещины в разломе Мотагуа, который является границей между Карибской и Северо-Американской литосферными плитами, произошло катастрофическое землетрясение, в Гватемале свыше 1 млн. жителей осталось без крова в одно мгновение.

2.5.1.7. Вулканизм

Вулканизм – совокупность явлений, связанных с перемещением расплавленной жидкой массы магмы в земной коре и излиянием ее на поверхность Земли.

Вулкан – геологическое образование, возникающее над каналами и трещинами в земной коре, по которым на земную поверхность извергаются лава, пепел, горячие газы, пары воды и обломки горных пород.

Вулканы обычно имеют форму конуса с вершинным кратером (глубиной от нескольких до сотен метров и диаметром до 1,5 км). Во время извержений иногда происходит обрушение вулканического сооружения с образованием кальдеры – крупной впадины диаметром до 16 км и глубиной до 1000 м. При подъеме магмы внешнее давление ослабевает, связанные с ней газы и жидкие продукты вырываются на поверхность, и происходит извержение вулкана.

Если на поверхность выносятся древние горные породы, а не магма, и среди газов преобладает водяной пар, образовавшийся при нагревании подземных вод, то такое извержение называют фреатическим.

Различают вулканы действующие и потухшие.

Действующими называют те вулканы, которые постоянно или периодически извергаются; потухшими–те, которые прекратили свое действие и об их извержениях нет данных. В ряде случаев потухшие вулканы снова возобновляют свою деятельность. Так было с Везувием, неожиданное извержение которого произошло в 79 г.н.э.

Наибольшее количество вулканов расположено вдоль побережья Азии и Америки, на островах Тихого и Индийского океанов. Вулканы имеются также на некоторых островах Атлантического океана (у побережья Америки), в Антарктиде и Африке, в Европе (Италия и Исландия).

Извержения вулканов происходят по-разному. Продукты, поступающие на поверхность при вулканических извержениях, существенно различаются по составу и объему.

Кислая и средняя магмы, будучи очень вязкими, дают извержения со взрывами, выбросом камней и пепла. Излияние магмы основного состава обычно происходит спокойно, без взрывов. На Камчатке и Курильских островах извержения вулканов начинаются с подземных толчков, далее следуют взрывы с выбросом водяных паров и излиянием раскаленной лавы.

Многие газы, выделяемые при извержениях, например сернистые, опасны для людей. Конденсация паров воды вызывает катастрофические ливни и грязевые потоки.

Лава образует потоки, ширина и длина которых зависят от уклона и рельефа местности. Известны случаи, когда длина лавового потока достигала 80 км (Исландия), а мощность – 10–50 м.

Скорость течения основных лав составляет 30 км/ч, кислых – 5–7 км/ч, из вулканов взлетают вулканические пеплы (пылеватые частицы), песок, лапилли[4] (1–3 см в диаметре), бомбы (от сантиметров до нескольких метров). Все они представляют собой застывшую лаву и при извержении вулкана разлетаются на различные расстояния, засыпают поверхность земли многометровым слоем обломков.

В зависимости от интенсивности, продолжительности и образовавшихся продуктов извержения вулканов создана классификация типов извержений.

Типы извержений вулканов

Плинианский тип называется по имени римского ученого Плиния Старшего, который погиб при извержении Везувия в 79 н.э. Извержения этого типа характеризуются наибольшей интенсивностью (в атмосферу на высоту 20–50 км выбрасывается большое количество пепла) и происходят непрерывно в течение нескольких часов и даже дней. Пемза дацитового или риолитового состава образуется из вязкой лавы. Продукты вулканических выбросов покрывают большую площадь, а их объем колеблется от 0,1 до 50 км 3 и более. Извержение может завершиться обрушением вулканического сооружения и образованием кальдеры. Иногда при извержении возникают палящие тучи, но лавовые потоки образуются не всегда. Мелкий пепел сильным ветром со скоростью до 100 км/ч разносится на большие расстояния.

Пелейский тип. Извержения этого типа характеризуются очень вязкой лавой, затвердевающей до выхода из жерла с образованием одного или нескольких экструзивных куполов, выжиманием над ним обелиска, выбросами палящих туч. К этому типу относилось извержение в 1902 г. вулкана Монтань-Пеле на о. Мартиника.

Вулканский тип (название происходит от о. Вулькано в Средиземном море). Извержения этого типа непродолжительны – от нескольких минут до нескольких часов, но возобновляются каждые несколько дней или недель на протяжении нескольких месяцев. Высота эруптивного столба достигает 20 км. Магма текучая, базальтового или андезитового состава. Характерно формирование лавовых потоков, а пепловые выбросы и экструзивные купола возникают не всегда. Вулканические сооружения построены из лавы и пирокластического материала (стратовулканы). Объем таких вулканических сооружений довольно велик – от 10 до 100 км 3 . Возраст стратовулканов составляет от 10 000
до 100 000 лет. Периодичность извержений отдельных вулканов не установлена. К этому типу относится вулкан Фуэго в Гватемале, который извергается каждые несколько лет, выбросы пепла базальтового состава иногда достигают стратосферы, а их объем при одном из извержений составил 0,1 км 3 .

Стромболианский тип. Этот тип назван по имени вулканического о. Стромболи в Средиземном море. Стромболианское извержение характеризуется непрерывной эруптивной деятельностью на протяжении нескольких месяцев или даже лет и не очень большой высотой эруптивного столба (редко выше 10 км). Известны случаи, когда происходило разбрызгивание лавы в радиусе 300 м, но почти вся она возвращалась в кратер. Характерны лавовые потоки. Пепловые покровы имеют меньшую площадь, чем при извержениях вулканского типа. Состав продуктов извержений обычно базальтовый, реже – андезитовый. Вулкан Стромболи находится в состоянии активности на протяжении более 400 лет.

Гавайский тип извержений характеризуется излияниями жидкой базальтовой лавы. Фонтаны лавы, выбрасываемой из трещин или разломов, могут достигать в высоту 1000, а иногда и 2000 м. Пирокластических продуктов выбрасывается мало, большую их часть составляют брызги, падающие вблизи источника извержения. Лавы изливаются из трещин, отверстий (жерл), расположенных вдоль трещины, или кратеров, иногда вмещающих лавовые озера. Когда жерло только одно, лава растекается радиально, образуя щитовой вулкан с очень пологими (до 10º) склонами (у стратовулканов шлаковые конусы и крутизна склонов ок. 30º). Щитовые вулканы сложены слоями относительно тонких лавовых потоков и не содержат пепла (например, известные вулканы на о. Гавайи, Мауна-Лоа и Килауэа).

Известны и другие типы извержений, но они встречаются гораздо реже. В качестве примера можно привести подводное извержение вулкана Сюртсей в Исландии в 1965 г., в результате которого образовался остров.

При затухании вулканической деятельности длительное время наблюдается ряд характерных явлений, указывающих на активные процессы, продолжающиеся в глубине. К их числу относятся: выделение газов (фумаролы), гейзеры, грязевые вулканы, термы.Фумаролы (вулканические газы). После извержения вулканов длительное время выделяются газообразные продукты из самих кратеров, различных трещин, из раскаленных туфолавовых потоков и конусов. В составе поствулканических газов присутствуют те же газы группы галоидов, серы, углерода, пары воды и другие, что и выделяющиеся при вулканических извержениях. Однако нельзя наметить единую схему состава газов для всех вулканов. Так, на Аляске из туфогенно-лавовых продуктов извержения вулкана Катмай (1912 г.) в течение последующих лет выделяются тысячи газовых струй с температурой
600–650 ºС, в составе которых большое количество галоидов (HCl и HF), борной кислоты, сероводорода и углекислого газа. Гейзеры – одно из проявлений поздних стадий вулканизма, распространены в областях современной вулканической деятельности. Гейзер – источник, периодически выбрасывающий фонтаны горячей воды и пара на высоту 30–60 м. Свою известность и название они получили в Исландии, где наблюдались впервые. Гейзеры встречаются в США, Новой Зеландии, Российской Федерации (на Камчатке). Вода гейзеров имеет температуру 80–100 ºС, в ней растворены хлориды, бикарбонаты и значительное количество кремнезема, который часто откладывается вокруг гейзера в виде накипи (кремнистого туфа).

Грязевые вулканы(сальзы) – отверстия или углубления на поверхности суши либо конусообразные холмы с кратером (грязевая сопка), постоянно или периодически извергающие на поверхность Земли грязевые массы и газы. Кратер грязевого вулкана заполнен глинистой или песчанистой (холодной) грязью, сквозь которую выделяются пузыри газов. Если грязь достаточно густа, ее комочки при взрыве газовых пузырей взлетают вверх и откладываются вокруг отверстия, образуя валик сальзы или постепенно нарастающий конус сопки. Относительная высота валиков достигает 30–50 м, конусов – 400–500 м.

Часто грязевые вулканы связаны с нефтегазоносными бассейнами (Сахалин, Апшеронский, Таманский и Керченский полуострова), при этом в продуктах извержения присутствует нефть, а выделяющиеся газы могут самовозгораться, образуя факелы.

Последствия вулканической деятельностиДействующие вулканы наряду с землетрясениями представляют собой грозную опасность для близко расположенных населенных пунктов. Моменты их извержений приносят часто непоправимые стихийные бедствия, выражающиеся не только в огромном материальном ущербе, но иногда и в массовой гибели населения. Однако вулканическая деятельность приносит только бедствия, следует отметить некоторые полезные стороны:- огромные выброшенные массы вулканического пепла обновляют почву и делают ее более плодородной;- выделяющиеся в вулканических областях пары воды и газы, пароводяные смеси и горячие ключи стали источниками геотермической энергии;- с вулканической деятельностью связаны многие минеральные источники, которые используются в бальнеологических целях;- продукты непосредственной вулканической деятельности – отдельные лавы, пемзы, перлит и др. используются в строительной и химической промышленности; - с фумарольной[5] и гидротермальной деятельностью связано образование некоторых полезных ископаемых, таких как сера, киноварь и др.; - вулканические продукты подводных извержений являются источниками накопления полезных ископаемых, таких как железо, марганец, фосфор и др.

Причины землетрясений.

Хотя уже с давних времен ведутся многочисленные исследования, нельзя сказать, что причины возникновения землетрясений полностью изучены. По характеру процессов в их очагах выделяют несколько типов землетрясений, основными из которых являются тектонические, вулканические и техногенные.

Тектонические землетрясения

Вулканические землетрясения

происходят вследствие резких перемещений магматического расплава в недрах Земли или в результате возникновения разрывов под влиянием этих перемещений.

Техногенные землетрясения

могут быть вызваны подземными ядерными испытаниями, заполнением водохранилищ, добычей нефти и газа методом нагнетания жидкости в скважины, взрывными работами при добыче полезных ископаемых и пр. Менее сильные землетрясения происходят при обвале сводов пещер или горных выработок.

Сейсмические волны.

Колебания, распространяющиеся из очага землетрясения, представляют собой упругие волны, характер и скорость распространения которых зависят от упругих свойств и плотности пород. К упругим свойствам относятся модуль объемной деформации, характеризующий сопротивление сжатию без изменения формы, и модуль сдвига, определяющий сопротивление усилиям сдвига. Скорость распространения упругих волн увеличивается прямо пропорционально квадратному корню значений параметров упругости и плотности среды.

Продольные и поперечные волны.

На сейсмограммах эти волны появляются первыми. Раньше всего регистрируются продольные волны, при прохождении которых каждая частица среды подвергается сначала сжатию, а затем снова расширяется, испытывая при этом возвратно-поступательное движение в продольном направлении (т.е. в направлении распространения волны). Эти волны называются также Р-волнами, или первичными волнами. Их скорость зависит от модуля упругости и жесткости породы. Вблизи земной поверхности скорость Р-волн составляет 6 км/с, а на очень большой глубине - ок. 13 км/с. Следующими регистрируются поперечные сейсмические волны, называемые также S-волнами, или вторичными волнами. При их прохождении каждая частица породы колеблется перпендикулярно направлению распространения волны. Их скорость зависит от сопротивления породы сдвигу и составляет примерно 7 /₁₂ от скорости распространения Р-волн.

Поверхностные волны

распространяются вдоль земной поверхности или параллельно ей и не проникают глубже 80 - 160 км. В этой группе выделяются волны Рэлея и волны Лява (названные по именам ученых, разработавших математическую теорию распространения таких волн). При прохождении волн Рэлея частицы породы описывают вертикальные эллипсы, лежащие в очаговой плоскости. В волнах Лява частицы породы колеблются перпендикулярно направлению распространения волн. Поверхностные волны часто обозначаются сокращенно как L-волны. Скорость их распространения составляет 3,2 - 4,4 км/с. При глубокофокусных землетрясениях поверхностные волны очень слабые.

Амплитуда и период

характеризуют колебательные движения сейсмических волн. Амплитудой называется величина, на которую изменяется положение частицы грунта при прохождении волны по сравнению с предшествовавшим состоянием покоя. Период колебаний - промежуток времени, за который совершается одно полное колебание частицы. Вблизи очага землетрясения наблюдаются колебания с различными периодами – от долей секунды до нескольких секунд. Однако на больших расстояниях от центра (сотни километров) короткопериодные колебания выражены слабее: для Р-волн характерны периоды от 1 до 10 с, а для S-волн – немного больше. Периоды поверхностных волн составляют от нескольких секунд до нескольких сотен секунд. Амплитуды колебаний могут быть значительными вблизи очага, однако на расстояниях 1500 км и более они очень малы - менее нескольких микрон для волн Р и S и менее 1 см – для поверхностных волн.

Отражение и преломление.

Встречая на своем пути слои пород с отличающимися свойствами, сейсмические волны отражаются или преломляются подобно тому, как луч света отражается от зеркальной поверхности или преломляется, переходя из воздуха в воду. Любые изменения упругих характеристик или плотности материала на пути распространения сейсмических волн заставляют их преломляться, а при резких изменениях свойств среды часть энергии волн отражается (см. рис.).

Пути сейсмических волн.

Продольные и поперечные волны распространяются в толще Земли, при этом непрерывно увеличивается объем среды, вовлекаемой в колебательный процесс. Поверхность, соответствующая максимальному продвижению волн определенного типа в данный момент, называется фронтом этих волн. Поскольку модуль упругости среды возрастает с глубиной быстрее, чем ее плотность (до глубины 2900 км), скорость распространения волн на глубине выше, чем вблизи поверхности, и фронт волны оказывается более продвинутым вглубь, чем в латеральном (боковом) направлении. Траекторией волны называется линия, соединяющая точку, находящуюся на фронте волны, с источником волны. Направления распространения волн Р и S представляют собой кривые, обращенные выпуклостью вниз (из-за того, что скорость движения волн больше на глубине). Траектории волн Р и S совпадают, хотя первые распространяются быстрее.

Сейсмические станции, находящиеся вдали от эпицентра землетрясения, регистрируют не только прямые волны Р и S, но также волны этих типов, уже отраженные один раз от поверхности Земли - РР и SS (или РR₁ и SR₁), а иногда - отраженные дважды - РРР и SSS (или РR₂ и SR₂). Существуют также отраженные волны, которые проходят один отрезок пути как Р-волна, а второй, после отражения, - как S-волна. Образующиеся обменные волны обозначаются как РS или SР. На сейсмограммах глубокофокусных землетрясений наблюдаются также и другие типы отраженных волн, например, волны, которые прежде, чем достичь регистрирующей станции, отразились от поверхности Земли. Их принято обозначать маленькой буквой, за которой следует заглавная (например, рR). Эти волны очень удобно использовать для определения глубины очага землетрясения.

На глубине 2900 км скорость P-волн резко снижается от >13 км/с до ~ 8 км/с; а S-волны не распространяются ниже этого уровня, соответствующего границе земного ядра и мантии. Оба типа волн частично отражаются от этой поверхности, и некоторое количество их энергии возвращается к поверхности в виде волн, обозначаемых как Р_сР и S_сS. Р-волны проходят сквозь ядро, но их траектория при этом резко отклоняется и на поверхности Земли возникает теневая зона, в пределах которой регистрируются только очень слабые Р-волны. Эта зона начинается на расстоянии ок. 11 тыс. км от сейсмического источника, а уже на расстоянии 16 тыс. км Р-волны снова появляются, причем их амплитуда значительно возрастает из-за фокусирующего влияния ядра, где скорости волн низкие. Р-волны, прошедшие сквозь земное ядро, обозначаются РКР или Р ў . На сейсмограммах хорошо выделяются также волны, которые по пути от источника к ядру идут как волны S, затем проходят сквозь ядро как волны Р, а при выходе волны снова преобразуются в тип S. В самом центре Земли, на глубине более 5100 км, существует внутреннее ядро, находящееся предположительно в твердом состоянии, но природа его пока не вполне ясна. Волны, проникающие сквозь это внутреннее ядро, обозначаются как РКIКР или SКIКS (см. рис. 1).

Прибор, записывающий сейсмические колебания, называется сейсмографом, а сама запись - сейсмограммой. Сейсмограф состоит из маятника, подвешенного внутри корпуса на пружине, и записывающего устройства.

Одно из первых записывающих устройств представляло собой вращающийся барабан с бумажной лентой. При вращении барабан постепенно смещается в одну сторону, так что нулевая линия записи на бумаге имеет вид спирали. Каждую минуту на график наносятся вертикальные линии - отметки времени; для этого используются очень точные часы, которые периодически сверяют с эталоном точного времени. Для изучения близких землетрясений необходима точность маркировки - до секунды или меньше.

Во многих сейсмографах для преобразования механического сигнала в электрический используются индукционные устройства, в которых при перемещении инертной массы маятника относительно корпуса изменяется величина магнитного потока, проходящего через витки индукционной катушки. Возникающий при этом слабый электрический ток приводит в действие гальванометр, соединенный с зеркальцем, которое отбрасывает луч света на светочувствительную бумагу записывающего устройства. В современных сейсмографах регистрация колебаний ведется в цифровом виде с использованием компьютеров.

Магнитуда землетрясений

обычно определяется по шкале, основанной на записях сейсмографов. Эта шкала известна под названием шкалы магнитуд, или шкалы Рихтера (по имени американского сейсмолога Ч.Ф.Рихтера, предложившего ее в 1935). Магнитуда землетрясения - безразмерная величина, пропорциональная логарифму отношения максимальных амплитуд определенного типа волн данного землетрясения и некоторого стандартного землетрясения. Существуют различия в методах определения магнитуд близких, удаленных, мелкофокусных (неглубоких) и глубоких землетрясений. Магнитуды, определенные по разным типам волн, отличаются по величине. Землетрясения разной магнитуды (по шкале Рихтера) проявляются следующим образом:

2 - самые слабые ощущаемые толчки;

4 1 /₂ - самые слабые толчки, приводящие к небольшим разрушениям;

6 - умеренные разрушения;

8 1 /₂ - самые сильные из известных землетрясений.

Интенсивность землетрясений

оценивается в баллах при обследовании района по величине вызванных ими разрушений наземных сооружений или деформаций земной поверхности. Для ретроспективной оценки балльности исторических или более древних землетрясений используют некоторые эмпирически полученные соотношения. В США оценка интенсивности обычно проводится по модифицированной 12-балльной шкале Меркалли.

1 балл. Ощущается немногими особо чувствительными людьми в особенно благоприятных для этого обстоятельствах.

3 балла. Ощущается людьми как вибрация от проезжающего грузовика.

4 балла. Дребезжат посуда и оконные стекла, скрипят двери и стены.

5 баллов. Ощущается почти всеми; многие спящие просыпаются. Незакрепленные предметы падают.

6 баллов. Ощущается всеми. Небольшие повреждения.

8 баллов. Падают дымовые трубы, памятники, рушатся стены. Меняется уровень воды в колодцах. Сильно повреждаются капитальные здания.

10 баллов. Разрушаются кирпичные постройки и каркасные сооружения. Деформируются рельсы, возникают оползни.

12 баллов. Полное разрушение. На земной поверхности видны волны.

В России и некоторых соседних с ней странах принято оценивать интенсивность колебаний в баллах МSК (12-балльной шкалы Медведева - Шпонхойера - Карника), в Японии - в баллах ЯМА (9-балльной шкалы Японского метеорологического агентства).

Интенсивность в баллах (выражающихся целыми числами без дробей) определяется при обследовании района, в котором произошло землетрясение, или опросе жителей об их ощущениях при отсутствии разрушений, или же расчетами по эмпирически полученным и принятым для данного района формулам. Среди первых сведений о произошедшем землетрясении становится известной именно его магнитуда, а не интенсивность. Магнитуда определяется по сейсмограммам даже на больших расстояниях от эпицентра.

Последствия землетрясений.

Сильные землетрясения оставляют множество следов, особенно в районе эпицентра: наибольшее распространение имеют оползни и осыпи рыхлого грунта и трещины на земной поверхности. Характер таких нарушений в значительной степени определяется геологическим строением местности. В рыхлом и водонасыщенном грунте на крутых склонах часто происходят оползни и обвалы, а мощная толща водонасыщенного аллювия в долинах деформируется легче, чем твердые породы. На поверхности аллювия образуются просадочные котловины, заполняющиеся водой. И даже не очень сильные землетрясения получают отражение в рельефе местности.

Смещения по разломам или возникновение поверхностных разрывов могут изменить плановое и высотное положение отдельных точек земной поверхности вдоль линии разлома, как это произошло во время землетрясения 1906 в Сан-Франциско. При землетрясении в октябре 1915 в долине Плезант в Неваде на разломе образовался уступ длиной 35 км и высотой до 4,5 м. При землетрясении в мае 1940 в долине Импириал в Калифорнии подвижки произошли на 55-километровом участке разлома, причем наблюдались горизонтальные смещения до 4,5 м. В результате Ассамского землетрясения (Индия) в июне 1897 в эпицентральной области высота местности изменилась не менее, чем на 3 м.

Значительные поверхностные деформации прослеживаются не только вблизи разломов и приводят к изменению направления речного стока, подпруживанию или разрывам водотоков, нарушению режима источников воды, причем некоторые из них временно или навсегда перестают функционировать, но в то же время могут появиться новые. Колодцы и скважины заплывают грязью, а уровень воды в них ощутимо меняется. При сильных землетрясениях вода, жидкая грязь или песок могут фонтанами выбрасываться из грунта.

При смещении по разломам происходят повреждения автомобильных и железных дорог, зданий, мостов и прочих инженерных сооружений. Однако качественно построенные здания редко разрушаются полностью. Обычно степень разрушений находится в прямой зависимости от типа сооружения и геологического строения местности. При землетрясениях умеренной силы могут происходить частичные повреждения зданий, а если они неудачно спроектированы или некачественно построены, то возможно и их полное разрушение.

При очень сильных толчках могут обрушиться и сильно пострадать сооружения, построенные без учета сейсмической опасности. Обычно не обрушиваются одно- и двухэтажные постройки, если у них не очень тяжелые крыши. Однако бывает, что они смещаются с фундаментов и часто у них растрескивается и отваливается штукатурка.

В густонаселенных районах едва ли не больший ущерб, чем сами землетрясения, наносят пожары, возникающие в результате разрыва газопроводов и линий электропередач, опрокидывания печей, плит и разных нагревательных приборов. Борьба с пожарами затрудняется из-за того, что водопровод оказывается поврежденным, а улицы непроезжими вследствие образовавшихся завалов.

Сопутствующие явления.

При многих сильных землетрясениях помимо основных толчков регистрируются форшоки (предшествующие землетрясения) и многочисленные афтершоки (землетрясения, следующие за основным толчком). Афтершоки обычно слабее, чем основной толчок, и могут повторяться в течение недель и даже лет, становясь все реже и реже.

Географическое распространение землетрясений.

Большинство землетрясений сосредоточено в двух протяженных, узких зонах. Одна из них обрамляет Тихий океан, а вторая тянется от Азорских о-вов на восток до Юго-Восточной Азии.

Тихоокеанская сейсмическая зона проходит вдоль западного побережья Южной Америки. В Центральной Америке она разделяется на две ветви, одна из которых следует вдоль островной дуги Вест-Индии, а другая продолжается на север, расширяясь в пределах США, до западных хребтов Скалистых гор. Далее эта зона проходит через Алеутские о-ва до Камчатки и затем через Японские о-ва, Филиппины, Новую Гвинею и острова юго-западной части Тихого океана к Новой Зеландии и Антарктике.

Вторая зона от Азорских о-вов простирается на восток через Альпы и Турцию. На юге Азии она расширяется, а затем сужается и меняет направление на меридиональное, следует через территорию Мьянмы, острова Суматра и Ява и соединяется с циркумтихоокеанской зоной в районе Новой Гвинеи.

Выделяется также зона меньшего размера в центральной части Атлантического океана, следующая вдоль Срединно-Атлантического хребта.

Иногда в районах, которые принято считать неактивными, происходят сильные землетрясения, как, например, в Чарлстоне (шт. Южная Каролина) в 1886.

Прогноз землетрясений.

Для повышения точности прогноза землетрясений необходимо лучше представлять механизмы накопления напряжений в земной коре, крипа и деформаций на разломах, выявить зависимости между тепловым потоком из недр Земли и пространственным распределением землетрясений, а также установить закономерности повторяемости землетрясений в зависимости от их магнитуды.

Во многих районах земного шара, где существует вероятность возникновения сильных землетрясений, ведутся геодинамические наблюдения с целью обнаружения предвестников землетрясений, среди которых заслуживают особого внимания изменения сейсмической активности, деформации земной коры, аномалии геомагнитных полей и теплового потока, резкие изменения свойств горных пород (электрических, сейсмических и т.п.), геохимические аномалии, нарушения водного режима, атмосферные явления, а также аномальное поведение насекомых и других животных (биологические предвестники). Такого рода исследования проводятся на специальных геодинамических полигонах (например, Паркфилдском в Калифорнии, Гармском в Таджикистане и др.). С 1960 работает множество сейсмических станций, оборудованных высокочувствительной регистрирующей аппаратурой и мощными компьютерами, позволяющими быстро обрабатывать данные и определять положение очагов землетрясений.

Рихтер Г.Ф. Элементарная сейсмология. М., 1963
Рикитаке Т. Предсказание землетрясений. М., 1975
Сейсмическая шкала и методы измерения сейсмической активности. М., 1975

• Как возникают землетрясения и зачем их изучают.

• Где происходят землетрясения и как их изучают.

• Что вам известно о землетрясениях?

• Почему это явление опасно для человека?

Обратитесь к электронному приложению Что такое землетрясения. Медленные движения земной коры для человека практически незаметны и безопасны. Однако земная кора может испытывать и очень быстрые подвижки — землетрясения.

Землетрясения — это быстрые колебания земной коры, вызванные подземными толчками.

Землетрясения возникают из-за смещений горных пород в глубоких недрах Земли. Эти смещения происходят в очагах землетрясений (рис. 76).

Очаг землетрясения — подземное пространство, в котором разрываются и смещаются горные породы.

Рис. 76. Очаг и эпицентр землетрясения

Очаги землетрясений возникают чаще всего на глубине до 10 км. Однако они могут быть и более глубинными — до 700 км.

От очагов землетрясений через земную кору распространяются колебания, достигающие поверхности Земли. Чем больше глубина очага и сила толчка в нём, тем больше площадь землетрясения и его сила. Самые сильные землетрясения происходят в эпицентре.

Эпицентр землетрясения — место на земной поверхности, располагающееся непосредственно над очагом.

Сотрясения поверхности ослабевают с удалением от эпицентра. В зависимости от воздействия на людей, постройки и рельеф, силу землетрясений оценивают по шкале: от 1 до 12 баллов (рис. 77).

Рис. 77. Шкала силы землетрясений

Рассмотрите рисунки и опишите последствия землетрясений разной силы.

Землетрясения быстро и сильно изменяют рельеф. В результате землетрясений на поверхности Земли образуются впадины, трещины, провалы, уступы. На склонах гор сдвигаются горные породы и возникают обвалы. Изменения рельефа бывают так значительны, что после землетрясений люди часто не узнают местность.

Землетрясения происходят не только на суше, но и на дне морей и океанов. В этом случае их называют моретрясениями.

Рис. 78. Области распространения землетрясений

Сравните карты на рисунках 69 и 78 и убедитесь, что главные пояса землетрясений совпадают с границами литосферных плит.

Где происходят землетрясения. Землетрясения повторяются в одних и тех же районах, которые образуют несколько поясов (см. рис. 78). Эти пояса протягиваются вдоль границ литосферных плит. На материках это два гигантских пояса — Тихоокеанский и Средиземноморско-Азиатский . Здесь из-за столкновения литосферных плит образуются горы и происходят сильные землетрясения.

На Земле ежегодно происходит где-то около 100 сильных землетрясений (силой 6 и более баллов). Небольших, сравнительно безвредных для людей подземных толчков регистрируется очень много — более 100 тыс. в год. Можно сказать, что Земля постоянно дрожит.

Результаты изучения землетрясений нужны для архитекторов и строителей. В районах землетрясений здания должны выдерживать подземные толчки. Известно, что при землетрясениях люди гибнут в основном под развалинами разрушенных домов.

Вопросы и задания

1. Что вызывает землетрясения?

2. Где землетрясения происходят наиболее часто?

3. Какие изменения рельефа могут произойти в результате землетрясения? По рисунку 77 сравните последствия землетрясений силой 6 баллов и 12 баллов.

4. Как оценивают силу землетрясений?

5. Как и зачем изучают землетрясения?

Землетрясение – это редкий фактор в жизни людей, хотя существуют особые зоны на планете, где оно является привычным и обыденным явлением. Землетрясения могут иметь огромную силу и нанести неисчислимые бедствия во многих точках земли.

Что такое землетрясение

Это колебания земной поверхности, которые могут быть вызваны разными причинами. Волны сжатия и растяжения распространяются от очага землетрясения, производя подвижки и разрушения земной коры.

Эпицентром называют проекцию очага на поверхность земли. Гипоцентр – это центральная точка, очаг землетрясения в земной коре, из которой расходятся земные толчки.

Причины возникновения землетрясений

Главная причина, по которой возникают землетрясения, это сдвиги тектонических плит, составляющих земную поверхность.

Твердая земная кора – только тонкий слой на поверхности горячей пластичной магмы, по своим свойствам напоминающей вязкую жидкость. Это расплавленные породы, находящиеся под огромным давлением.

Поэтому континентальные платформы можно сравнить с островами, плывущими по океану из жидкой магмы. В местах, где они соприкасаются и трутся друг о друга, возникают районы с наивысшей сейсмической активностью. В результате этих процессов в породах, лежащих ближе к поверхности, возникают напряжения, которые снимаются с помощью землетрясений.

Большое влияние на сейсмические процессы имеет также Луна. Наш спутник вызывает приливы и отливы не только в океанах, но и в недрах планеты, деформируя их. Эти деформации также могут накапливаться и в конце концов вызывать землетрясения.

Особенности и признаки землетрясений

Слабые землетрясения абсолютно бесшумны и понять, что они происходят, можно только по покачиванию люстр или автомобилей на рессорах.

Более сильные вызывают заметные колебания почвы, падают предметы, хлопают двери. Погода при этом не меняется, так же светит солнце или идет дождь.

Как измеряют сейсмические волны

Магнитуду сейсмических волн определяют по шкале Рихтера.

Магнитуда – это логарифм отношения амплитуды волны конкретного землетрясение к принятому стандартному. Эта величина показывает сдвиг частей грунта относительно друг друга. Учитываются как продольные, так и вертикальные волны.

Шкала Рихтера не имеет верхнего предела. Значения могут быть дробными и не всегда совпадать с 12-ти балльной шкалой.

Измерения производятся с помощью сейсмографа, специального прибора, фиксирующего волны в виде графических кривых.

Шкала землетрясений по баллам

Интенсивность землетрясения измеряют по его последствиям и опросам очевидцев. В Японии используют 9-балльную классификацию, но в мире чаще применяют 12-балльную шкалу (в Америке – шкалу Меркалли, в России – MSK-64, в Европе – EMS).

Список по баллам:

1 балл – люди практически не замечают;
2 балла – могут чувствоваться слабые колебания;
3 балла – раскачиваются подвешенные предметы, покачиваются круглые вещи. Считается слабым;
4 балла – умеренное. Хлопают двери, падают незакрепленные вещи, но на открытом пространстве в поле человек может его не заметить;
5 баллов – такое землетрясение чувствуют все: бьется посуда, падают шкафы, трескается штукатурка, на улице наклоняются столбы, деревья;
6 баллов – сильное, трескаются кирпичные дома, волнение почвы мешает ходьбе, трясутся деревья;
7 баллов – появляются трещины в земле, рушатся печные трубы, появляются оползни на склонах;
8 баллов – разрушается часть типовых строений, падают заводские трубы, меняется уровень воды в водоемах;
9 баллов – рвутся подземные коммуникации, многие дома полностью разрушаются;
10-12 баллов - здания разрушаются, меняется рельеф местности.

Что происходит при сильнейшем землетрясении

На поверхности земли видны волны, возникают новые геологические формации, водоемы, реки меняют русло. Люди и животные погибают.

Если землетрясение произошло в прибрежной зоне, часто возникает цунами. Может произойти общее понижение или повышение уровня земли.

Известные факты из истории:

Самое сильное землетрясение, зафиксированное сейсмологами, случилось в Чили в 1960 году, оно составило 9,5 баллов по шкале Рихтера. После этого пошло цунами высотой 10 метров. Волны пересекли Тихий океан и достигли берегов Японии. Погибло 6000 человек. Два миллиона человек остались без крова.
Больше всего жизней унесло китайское землетрясение в 1920 году. Возникали огромные трещины, которые поглощали целые деревни. 230000 человеческих жертв.

К сожалению, подобных природных катастроф случалось гораздо больше.

Последствия землетрясений

После сильного землетрясения происходят изменения в ландшафте: появляются оползни, меняется уровень подземных вод. В городской среде, в связи с разрушением электросетей и газопроводов, начинаются пожары.

Нарушаются все коммуникации. Как следствие, эвакуация населения, голод, мародерство. В береговых зонах поднимается цунами, который наносит еще больший ущерб хозяйству и жизни людей.

Как пример, в Японии была разрушена АЭС в городе Фукусима. Произошло радиоактивное заражение местности. Часть радиации попала в Тихий океан. Такие бедствия отражаются на всем мире.

Другие виды землетрясений

Существует несколько разновидностей:

Техногенные толчки вызываются подземными ядерными испытаниями, горнорудными производствами с использованием взрывных технологий, эксплуатацией нефтегазовых месторождений, обрушениями при выработке карьеров.
Вулканические землетрясения часто предшествуют извержению вулкана. Они не бывают сильными, но имеют продолжительный характер.
Обвальные толчки происходят, когда в недрах земли большие пустоты под давлением вышележащего грунта обрушиваются вниз.
Землетрясения искусственного характера. В отличие от природных явлений, такой класс подземных толчков создается людьми специально. Это может быть проведено в исследовательских целях или для тушения пожаров на газовых месторождениях.

Можно ли предупредить гибель людей

В 20-веке в опасных зонах началось строительство специальных сейсмоустойчивых зданий повышенной прочности. Проводится разъяснительная работа среди населения, как вести себя во время землетрясения. Создаются специальные безопасные участки, где лучше всего оставаться во время стихийного бедствия.

К сожалению, прогноз приближающегося землетрясения с хорошей точностью пока невозможен, однако научные изыскания в этом направлении ведутся. По всему миру расположены сейсмические станции. Ведутся сводки сейсмоактивности, составляются карты геотермических процессов в недрах земли, по этим статистическим данным строятся прогнозы.

Замечено, например, что перед бедствием из горных пород усиленно выделяется газ радон, который можно зафиксировать. Исследуется также аномальное поведение животных перед катастрофой. Основными предвестниками подземных толчков могут быть рыбы и насекомые.

Заключение

Геологические процессы на нашей планете хоть и могут представлять собой грозную опасность для мира людей, но наука утверждает, что по всем характеристикам они склонны к постепенному затуханию. Мы живем в относительно спокойную геологическую эпоху и будем надеяться, что ничего катастрофического не произойдет.

Читайте также: