ОПАСНОСТИ В ЛИТОСФЕРЕ Землетрясения

земли, вызванные процессами высвобождения энергии внутри неё (главным образом тектоническими).
Область

возникновения подземного удара – очаг землетрясения – представляет собой некоторый объём в толще земли, в пределах которого происходит процесс высвобождения накапливающейся длительное время энергии. В центре очага выделяется точка, именуемая гипоцентром.
Проекция гипоцентра на поверхность земли – эпицентр.

миллионов КВт/час (1020).


Немецкий учёный Рихтер для характеристики энергии землетрясения в

качестве эталона (точки отсчёта) предложил принять такую энергию, при которой на расстоянии 100 км от эпицентра стрелка сейсмографа стандартного типа отклоняется на 1 мкм, т. е. энергия землетрясения определяется как десятичный логарифм отношения амплитуды сейсмических волн замеренных на каком-либо расстоянии от эпицентра, к эталону.

приборы — сейсмографы. В большинстве случаев сейсмограф имеет груз с пружинным

прикреплением, который при землетрясении остаётся неподвижным, тогда как остальная часть прибора (корпус, опора) приходит в движение и смещается относительно груза. Одни сейсмографы чувствительны к горизонтальным движениям, другие — к вертикальным. Волны регистрируются вибрирующим пером на движущейся бумажной ленте. Существуют и электронные сейсмографы (без бумажной ленты).

30 000 = 4,48.

 Наивысший балл по шкале Рихтера – 10. В

ряде Европейских стран используется 12-балльная шкала MSK (авторы: Медведев, Спонхевер, Карник), которая характеризует силу землетрясения в соответствии с его последствиями. Эта шкала учитывает не только энергию землетрясения, но и особенности разрушений, в отличие от шкалы Рихтера, и используется с 1964 г.

(шкала Меркалли), описывающая результат землетрясения в его эпицентре, а для

разрушительных (6–9 баллов) землетрясений – дополнительная собственная шкала 1973 г.
В ней рассмотрены следующие типы зданий:
А – глинобитные или из кирпича-сырца, или из рваного камня;
Б – кирпичные или из тёсаного камня, или из крупных блоков;
В – каркасные железобетонные, каменные или деревянные хорошей постройки.

тонкие трещины в штукатурке.

2 степень – умеренные – небольшие трещины

в стенах, откалывание довольно больших кусков штукатурки, падение кровельной черепицы, трещины в дымовых трубах, падение частей дымовых труб.

3 степень – тяжелые – большие, глубокие или сквозные трещины в стенах, падение дымовых труб.

4 степень – разрушения – обрушение внутренних стен, проломы во внешних стенах, обрушение частей зданий, разрушение связей между отдельными элементами зданий.
5 степень – обвалы – полное разрушение зданий.

С учётом этих степеней разрушения зданий и сооружений шкала интенсивности землетрясений (последствия по масштабам разрушений) выглядит следующим образом:

6 баллов – 1-я степень повреждений в отдельных зданиях типа Б и во многих типах А, 2-я – в отдельных типа А; в немногих случаях оползни; на сырых грунтах возможны трещины шириной до 1 см; в горных районах – отдельные случаи оползней;

В, 2-я – в отдельных случаях типа Б и во

многих типа В, 3-я – в отдельных типа Б и во многих типа А, 4-я – в отдельных типа А; в отдельных случаях оползни дорожных откосов на крутых склонах, трещины на дорогах; нарушения стыков трубопроводов; отдельные случаи оползней на крутых песчаных и гравелистых берегах рек;

8 баллов – 2-я степень повреждений во многих зданиях типа В, 3-я – во многих типа Б и в отдельных типа В, 4-я – во многих типа А и в отдельных типа Б, 5-я – в отдельных типа А; сдвигаются памятники, разрушаются каменные ограды; небольшие оползни на крутых откосах дорожных выемок и насыпей; трещины в грунте шириной до нескольких сантиметров; во многих случаях изменяется дебит источников, уровень воды в колодцах;

9 баллов – 3-я степень повреждений во многих типах зданий типа В, 4-я – в отдельных типах В и во многих типа Б, 5-я – в большинстве зданий типа А и в отдельных типа Б; памятники и колонны опрокидываются; значительные повреждения берегов искусственных водоёмов; разрывы подземных трубопроводов; в отдельных случаях – искривление рельсов железных и повреждение полотна автомобильных дорог, трещины в грунте шириной 10 см; частые оползни, обвалы, осыпания грунта;

10 баллов – сохраняется незначительная часть зданий типа А и отдельные здания Б;

11 баллов – сохраняются отдельные здания типа А;

12 баллов – тотальные разрушения.

позволяет сравнивать между собой разные землетрясения

 М=lg(A/T)+B.lg  

где A, T

– амплитуда и период колебаний в волне;  – расстояние от станции наблюдения до эпицентра землетрясения; B и  – константы, зависящие от условий расположения станции наблюдения.

волн. В первом приближении энергия пропорциональна произведению квадрата амплитуды волны

A, отнесенной к периоду T, на длительность t прохождения волны через точку регистрации

 Е=с(А/Т)2t

где с – сила землетрясения.
При вычислениях учитывают геометрическое расхождение и поглощение энергии на пути от очага до станции наблюдения.

lg L = с·М + d

аналогичную зависимость между длиной разрыва

и энергетическим классом формулой
 
lg L = е·K (Дж)+f

Величины относительных смещений берегов связаны с длиной разрыва соотношениями типа
 
lgD = g ∙ lg L + h

два принципиально разных типа шкал интенсивности:
макросейсмические, построенные на основании обследования

разрушений различного типа сооружений;
инструментальные, созданные на основе регистрации параметров сейсмических колебаний соответствующими приборами.
Среднее число землетрясений, происходящих ежегодно
на земном шаре

с увеличением энергии (магнитуды) землетрясения. Мы приходим, таким образом, к

понятию сейсмического цикла.

На основе анализа сейсмичности Курило-Камчатской дуги обосновано, что землетрясения магнитуды М = 7,75 повторяются в среднем через 140 ± 60 лет. Длительность сейсмического цикла T зависит от энергии землетрясения Е:

.

различной магнитуды может служить важным индикатором приближающегося сильного землетрясения. Часто

сильное землетрясение сопровождается большим числом слабых толчков. Выявление и подсчет землетрясений требует большого числа сейсмографов и соответствующих устройств для обработки данных.
Метод измерения движения земной коры. Географические съемки с помощью триангуляционной сети на поверхности Земли и наблюдения со спутников из космоса могут выявить крупномасштабные деформации поверхности Земли. На поверхности Земли проводится точная съемка с помощью лазерных источников света. Повторные съемки требуют больших затрат времени и средств, поэтому измерения производят один раз в несколько лет.

поверхности Земли можно измерить с помощью точных нивелировок на суше

или море, мореографов в море. Поднятие и опускание участков земной коры может свидетельствовать о возможности наступления сильного землетрясения.

Метод измерения наклонов поверхности. Для измерения вариаций угла наклона земной поверхности используются специальные приборы – наклономеры. Сеть наклономеров устанавливают около разломов на глубине 1–2 м и ниже поверхности земли, измерения указывают на изменения наклонов незадолго до возникновения землетрясений.

бурят скважину и устанавливают в ней деформографы, фиксирующие величину относительного

смещения двух точек.

Метод определения уровня воды в колодцах и скважинах. Уровень грунтовых вод перед землетрясением часто повышается или понижается из-за изменений напряженного состояния горных пород. Уровень воды в скважинах вблизи эпицентра часто испытывает стабильные изменения: в одних скважинах он становится выше, в других – ниже.

от напряженного состояния горных пород, через которые волны распространяются, а

также от содержания воды и других физических характеристик. При землетрясениях образуются различные типы сейсмических волн. Наибольший интерес среди этих волн представляют продольная P и поперечная S волны. Установлено, что перед сильным землетрясением наблюдается резкое уменьшение отношения скоростей волн P и S , что может явиться признаком, подтверждающим возможность землетрясения.
Метод регистрации изменения геомагнитного поля. Земное магнитное поле может испытывать локальные изменения из-за деформации горных пород и движений земной коры. С целью измерения малых вариаций магнитного поля используют специальные приборы – магнитометры.

горных пород может явиться изменение напряженности горных пород и содержания

воды в земле, что, в свою очередь, может быть связано с возможностью возникновения землетрясения. Измерения электросопротивления проводятся с помощью электродов, помещаемых в почву на расстоянии нескольких километров друг от друга. При этом измеряется электрическое сопротивление толщи земли между ними.
Метод определения содержания радона в подземных водах. Радон – это радиоактивный газ, присутствующий в грунтовых водах и в воде скважин. Период полураспада его равен 38 суткам, радон постоянно выделяется из земли в атмосферу. Перед землетрясением происходит резкое изменение количества радона, выделяющегося из воды глубоких скважин.
Метод наблюдения за необычным поведением животных, птиц, рыб.