Землетрясения, наводнения и их поражающие факторы. возможности их прогнозирования-землетрясения

Землетрясения - это подземные толчки и колебания земной поверхности, вызванные в основном геодезическими причинами.

Землетрясение можно классифицировать по различным признакам. Наиболее распространена классификация землетрясений по причине их возникновения и по интенсивности колебаний грунта на поверхности земли.

Классификация землетрясений, исходя из причины их возникновения выглядит следующим образом:

  1. Тектонические землетрясения:
  • краевые (на краях тектонических плит);
  • внутриплитовые.
  1. Вулканические землетрясения.
  2. Обвальные землетрясения:
  • горные удары;
  • оползневые.
  1. Землетрясения, вызванные деятельностью человека:
  • заполнение водохранилищ;
  • закачка воды в скважины.

В недрах земли постоянно происходят сложные процессы накопления энергии, высвобождение которой и вызывает сейсмический толчок. Момент высвобождения этой энергии связывают с миграцией тектонических плит, на которые разбита земная кора. Это:

  • Североамериканская;
  • Евроазиатская;
  • Африканская;
  • Южно - американская;
  • Тихоокеанская;
  • Атлантическая.

На границах между плитами могут происходить три явления:

  • плиты могут раздвигаться;
  • сдвигаться;
  • скользить одна относительно другой.

В месте столкновения двух плит происходит деформация земной поверхности с выделением накопленной энергии. Землетрясения подобного типа называются тектоническими. Иногда случаются землетрясения во внутренних частях плит так - называемые внутриплитовые землетрясения.

Они возникают из-за развития деформации (накопленной энергии) в плитах, вызванных давлением на их краях.

Землетрясения могут возникать и по другим причинам. Одной из таких причин являются вулканы. В местах, где раздвигаются плиты, за счет тепловой конвекции возникают восходящие потоки, извергающие лаву. Данный процесс сопровождается выделением энергии и порождает вулканические землетрясения. По сравнению с тектоническими и внутриплитовыми землетрясениями сейсмические толчки, вызванные вулканической деятельностью, представляют собой гораздо более скромное природное явление, так как большая часть энергии выделяется в атмосферу и, кроме того, слабые вулканические породы разрушаются раньше, чем в них успевают накопиться значительные запасы энергии.

Другую категорию образуют обвальные землетрясения, когда обрушения кровли шахт или подземных пустот вызывают образование упругих волн. Эти волны могут регистрироваться сейсмографом и тоже воспринимаются как малые землетрясения, возникающие при развитии крупных оползней.

Землетрясения могут также вызываться и инженерной деятельностью человека. Известно, что в некоторых районах мира землетрясения могут быть вызваны заполнением больших водохранилищ или закачкой воды в скважины. Землетрясения в этом случае, как правило, слабые и происходят в непосредственной близости от скважины или водохранилища. Наиболее вероятной причиной этих землетрясений является возрастание порогового давления в породах, вызванного нагнетанием воды.

Наиболее сильны и опасны тектонические и внутрипластовые землетрясения. Если одно землетрясение произошло, то вероятность того, что в этом же районе произойдёт ещё одно, возрастает. Иначе говоря, сильные землетрясения чаще всего влекут за собой повторные толчки - афтершоки.

Наиболее часто землетрясения возникают в определённых зонах. Зона землетрясений, окружающая Тихий океан, называется Тихоокеанским поясом: здесь происходит около 90% всех землетрясений земного шара.

Другой район, около 5 - 6% всех землетрясений - это Альпийский пояс, протянувшийся от Средиземноморья на Восток через Турцию, Иран и северную Индию.

Остальные 4 - 5% землетрясений происходят вдоль Срединно-океанических хребтов или внутри плит.

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 условно выделяется точка, именуемая гипоцентром, проекция гипоцентра на поверхность земли - эпицентр.

Одной из главных характеристик землетрясения является энергия, излучаемая при сейсмическом толчке в форме упругих волн. Энергия сейсмических волн (или магнитуда) может составлять до сотен тысяч миллионов кВт-час (1020).

Балльность землетрясения определяется по масштабам разрушений с использованием шкал интенсивности. Вариант сейсмической шкалы МSК-64 и соотношение балльности с магнитудой приводятся в табл. 1.1.

 ТАБЛИЦА 1.1.

СООТНОШЕНИЕ БАЛЛЬНОСТИ ШКАЛЫ МSК-64 С МАГНИТУДОЙ  ШКАЛЫ РИХТЕРА

 

Балл

Смещение маятника сейсмометра, мм

 

Магнитуда

 

Краткая характеристика

 

1

2

3

4

 

1

------

1÷2

Отмечается только чувствительными сейсмическими приборами

 

2

------

2÷ 3

Ощущается отдельными людь-ми, находящимися в состоянии полного покоя, особенно в верх-них этажах зданий. Предметы, подвешенные на тонких шнурах, раскачиваются.

3

------

2 ÷ 3

Ощущается лишь небольшой частью населения. Небольшая вибрация как от прошедшей поблизости грузовой машины.

1

2

3

4

4

0,5

3

Ощущается многими из тех, кто находится в помещениях,    и лишь немногими на открытом воздухе. Распознаётся по лёгкому дребезжанию и колебанию предметов, посуды   и оконных стёкол, скрипу дверей, потолков и стен.

5

0,5÷1,0

4

Ощущается почти всеми. Общее сотрясение зданий, колебание мебели, деревьев, раскачивание столбов и других высоких предметов. Трещины в оконных  стёклах и     штукатурке. Пробуждение спящих.

6

1,1÷2,0

5

Ощущается всеми. Смещается тяжелая мебель, в некоторых местах осыпается штукатурка, падают картины со стен, книги с полок. Сильное колебание жидкостей. Повреждение построек неопасного характера.

7

2,1÷4

5 ÷ 6

Мебель опрокидывается. В водоёмах развивается         сильное волнение. Антисейсмичные и деревянные постройки остаются невредимыми. В каменных хорошо       выстроенных зданиях   повреждения от лёгких до умеренных, в плохо выстроенных - значительные.

1

2

3

4

8

4,1÷8

6

В зданиях, возведённых по спец. проектам, лёгкие повреждения, в типовых зданиях значительные повреждения, иногда частичные разрушения. Лёгкие трещины на крутых склонах. Часть деревьев ломается. Опрокидываются печные и фабричные трубы, колонны. Памятники сдвигаются   с   места   или падают.

9

8,1÷16

7

Большие  повреждения  и  разрушения каменных зданий. Старые деревянные дома кривятся. Значительные трещины на  земной поверхности. Разрывы трубопроводов.

10

16,1÷32

7

Каменные дома разрушаются вместе с фундаментом.   Деревянные - сильно повреждаются. крупные трещины   в почве, значительные оползни и обвалы. Слабое искривление железнодорожных и трамвайных рельсов. Вода     выплёскивается  из  водоёмов.

11

 

Более 32

 

8

Разрушаются все каменные дома и большинство деревянных. Рушатся мосты. Полное разрушение насыпей и плотин. Сильное искривление железнодорожных и трамвайных рельсов. Полное разрушение трубопроводов. Широкие трещины в земле.

1

2

3

4

12

Сейсмометры выходят из строя

8,5÷10,0

Тотальные разрушения. Ни одно сооружение не выдерживает. Поверхность земли покрывается значительными трещинами. Изменяется линия горизонта, отклоняется  течение рек,  образуются водопады, запруды, провалы в озёрах и т.д.

 ПОСЛЕДСТВИЯ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ

 Последствия землетрясений чрезвычайно опасны и многообразны. Они вызывают опасные геологические явления, цунами и сейши, панику, травмирование и гибель людей, повреждение и разрушение зданий, пожары, взрывы, выбросы вредных веществ, транспортные аварии, выход из строя систем жизнеобеспечения, большой общий ущерб.

Количество человеческих жертв при землетрясениях зависит от ряда факторов. К числу таких факторов относятся:

  • время начала землетрясения;
  • магнитуда;
  • глубина очага;
  • удаление от населенных пунктов;
  • тип построек и их качество;
  • наличие в зоне землетрясения взрыво- и пожароопасных объектов, водохранилищ и плотин и т.д.

Основная  причина гибели людей  при  землетрясениях - обрушение зданий.

В табл. 1.2. приведены данные о потерях населения при некоторых наиболее сильных землетрясениях, происшедших в ХХ столетии.

 ТАБЛИЦА 1.2.  

ПОТЕРИ НАСЕЛЕНИЯ ПРИ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯХ

 

Дата

Район

Магнитуда

Число погибших

Примечание

 

1

2

3

4

5

 

16.12. 1920г

Китай, про­винция Кансю

8,5

200 000

Множественные         оползни завалили города и деревни.

 

1.09.1923г

Япония, Кванто

8,3

99 300

 

 

6.10.1948г

СССР, Туркмения

7,3

110 000

Очень большие разрушения  в г. Ашхабаде

 

29.02.1960г

Марокко, Агадир

 

5,7

12 000

Погибла      треть       жителей города Агадир,  город почти разрушен.

7.12.1988г

СССР, Армения

7,7

30 000

Разрушены города Спитак, Ленинакан, Кировакан

17.01.1995г

Япония, Кобе (порт)

 

8,5

5000

Разрушен   г.Кобе,   500   тыс. жителей осталось без крова.

27.05.1995г

Россия, Нефтегорск (на     севере Сахалина)

9,2

1841

Полностью   разрушен   город, Нефтегорск.

           

 ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ

 Проблема прогноза землетрясений состоит в последовательном уточнение места и времени, в пределах которых следует ожидать разрушительные землетрясения той или иной энергии.

Различают 4 стадии прогноза:

  • долгосрочный (годы);
  • среднесрочный (месяцы);
  • краткосрочный (недели)
  • непосредственный (дни, часы).

Для проведения долгосрочного прогноза в стране развернута единая система сейсмических наблюдений, включающая в себя сеть сейсмических станций и вычислительных центров.

Для проведения среднесрочных прогнозов на территории ряда регионов страны также имеются подобные системы.

Систем  краткосрочного и  непосредственного  прогноза землетрясений в настоящее время в мире не существует.