В різних країнах прийнято по-різному оцінювати інтенсивність землетрусу.

· У Росії і деяких інших країнах прийнята 12-бальна шкала Медведєва - Шпонхойера - Карника .

· У Європі - 12-бальна Європейська макросейсмічною шкала.

· У США - 12-бальна модифікована шкала Меркалли.

· В Японії - 7-бальна шкала Японського метеорологічного агентства.

• 12-бальна шкала інтенсивності землетрусів Медведєва - Шпонхойера - Карника (MSK-64) була розроблена в 1964 році і отримала широке поширення в Європі і СРСР. З 1996 року в країнах Європейського союзу застосовується більш сучасна Європейська макросейсмічною шкала (EMS). MSK-64 лежить в основі СП 14.13330.2014 «Будівництво в сейсмічних районах» і продовжує використовуватися в Росії і країнах СНД. У Казахстані в даний час використовується СНиП РК 2.03-30-2006 «Будівництво в сейсмічних районах».

1. МЕХАНІЗМ ВОГНИЩА.

З'ясування причин землетрусів і пояснення їх механізму - одна з найважливіших завдань сейсмології. Загальна картина того, що відбувається представляєтьсянаступної.

В осередку відбуваються розриви і інтенсивні непружні деформації середовища, що призводять до землетрусу. Деформації в самому осередку мають незворотній характер, а в області, зовнішньої до вогнища, є суцільними, пружними і переважно оборотними. Саме в цій області поширюються сейсмічні хвилі. Осередок може або виходити на поверхню, як при деяких сильних землетрусах, або знаходитися під нею, як у всіх випадках слабких землетрусів.

(Рейда теорія)

Відповідь: а) Розрив суцільний гірських порід настає в результаті накопичення пружних деформацій вище межі, якої може витримати гірська порода. Деформації виникають при переміщенні сусідніх блоків земної кори.

Б) переміщення блоків не відбувається раптово, вони наростають.

В) рух в момент землетрусу складається з пружною віддачі-різкого зсуву сторін розриву в положення, в якому відсутні пружні деформації.

Г) Сейсмічні хвилі виникають на поверхні розриву.

Д) Енергія звільнена під час землетрусів, до землетрусів була енергією пружної деформації гірських порід.

1. ЧАСТОТА І ГЕОГРАФІЧНЕ РОЗПОДІЛ ЗЕМЛЕТРУСІВ.

1. ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНИХ СЕЙСМІЧНИХ ЗОН.

1. ПРУЖНІ ДЕФОРМАЦІЇ і напруги

пружна деформація - деформація, яка зникає після припинення дій на тіло зовнішніх сил. При цьому тіло приймає початкові розміри і форму.

Область фізики, що вивчає пружні деформації, називається теорією пружності.

При пружною деформації її величина не залежить від передісторії і повністю визначається механічними напруженнями, тобто є однозначною функцією від напружень. Для більшості речовин цю залежність можна з хорошою точністю вважати прямий пропорційністю. При цьому пружна деформація описується законом Гука. Найбільша напруга, при якому закон Гука справедливий, називається межею пропорційності.

Деякі речовини (метали, каучуки) можуть зазнавати значну пружну деформацію, в той час як у інших (кераміки, пресовані матеріали) навіть незначна деформація перестає бути пружною.

Максимальне механічне напруга, при якому деформація ще залишається пружною, називається межею плинності. Вище цієї межі деформація стає пластичної.

Пружні деформації можуть змінюватися періодично згодом (пружні коливання). Процес поширення пружних коливань в середовищі називають пружними хвилями.

межа пропорційності () - 1) Максимальна величина напруги, при якому ще виконується закон Гука, тобто деформація тіла прямо пропорційна прикладеному навантаженню (силі). Слід зауважити, що в багатьох матеріалах навантаження до межі пружності викликає оборотні (тобто пружні в общем-то) деформації, але непропорційні напруженням. Крім того, ці деформації можуть «запізнюватися» за ростом навантаження як при навантаженні, так і при розвантаженні.

2) Напруга, при якому відступ від лінійної залежності між навантаженням і подовженням досягає такої величини, що тангенс кута нахилу, утворений дотичною до кривої "навантаження-подовження" в точці Pпц і віссю навантаження, збільшується на 50% від свого початкового значення на пружному ділянці .

закон Гука - твердження, згідно з яким деформація, що виникає в пружному тілі (пружині, стрижні, консолі, балці і т. П.), Пропорційна яка додається до цього тіла силі. Відкрито в 1660 році англійським вченим Робертом Гуком.

Слід мати на увазі, що закон Гука виконується тільки при малих деформаціях. При перевищенні меж пропорціональностісвязь між напруженнями і деформаціями стає нелінійної. Для багатьох середовищ закон Гука непридатний навіть при малих деформаціях.

сейсмічна шкала

землетруси - підземні поштовхи і коливання поверхні Землі, викликані природними причинами (головним чином тектонічними процесами) або штучними процесами (вибухи, заповнення водосховищ, обваленням підземних порожнин гірських виробок). Невеликі поштовхи можуть викликати також підйом лави при вулканічних виверженнях.

Щорічно на всій Землі відбувається близько мільйона землетрусів, але більшість з них так незначні, що вони залишаються непоміченими. Дійсно сильні землетруси, здатні викликати великі руйнування, трапляються на планеті приблизно раз в два тижні. На щастя, велика їх частина припадає на дно океанів, і тому не супроводжується катастрофічними наслідками (якщо землетрус під океаном обходиться без цунамі).

Землетруси найбільш відомі з тих спустошень, які вони здатні зробити. Руйнування будівель та споруд викликаються коливаннями грунту або гігантськими приливними хвилями (цунамі), що виникають при сейсмічних зсувах на морському дні.

Вступ

Причиною землетрусу є швидке зміщення ділянки земної кори як цілого в момент пластичної (тендітної) деформації пружно напружених порід у вогнищі землетрусу. Більшість осередків землетрусів виникає поблизу поверхні Землі. Саме зміщення відбувається під дією пружних сил в ході процесу розрядки - зменшення пружних деформацій в обсязі всієї ділянки плити і зміщення до положення рівноваги. Землетрус являє собою швидкий (в геологічних масштабах) перехід потенційної енергії, накопиченої в пружно-деформованих (стисливих, що зсуваються або розтягуваних) гірських породах земних надр, в енергію коливань цих порід (сейсмічні хвилі), в енергію зміни структури порід у вогнищі землетрусу. Цей перехід відбувається в момент перевищення межі міцності порід у вогнищі землетрусу.

Межа міцності порід земної кори перевищується в результаті росту суми сил, що діють на неї:

1. Сили в'язкого тертя мантійних конвекційних потоків об земну кору;
2. Сили Архімеда, що діє на легку кору з боку більш важкої пластичної мантії;
3. Місячно-сонячного припливів;
4. Мінливого атмосферного тиску.

Ці ж сили призводять і до зростання потенційної енергії пружної деформації порід в результаті зсуву плит під їх дією. Щільність потенційної енергії пружних деформацій під дією перерахованих сил наростає практично у всьому обсязі плити (по-різному в різних точках). У момент землетрусу потенційна енергія пружної деформації у вогнищі землетрусу швидко (майже миттєво) знижується до мінімальної залишкової (мало не до нуля). Тоді як в околицях вогнища за рахунок зрушення під час землетрусу плити як цілого пружні деформації трохи збільшуються. Тому і трапляються часто в околицях головного повторні землетруси - афтершоки. Точно так же малі «попередні» землетруси - форшоки - можуть спровокувати велике в околицях початкового малого землетрусу. Великий землетрус (з великим зрушенням плити) може викликати наступні індуковані землетруси навіть на віддалених краях плити.

З перерахованих сил перші дві набагато більше 3-ої і 4-ої, але швидкість їх зміни набагато менше, ніж швидкість зміни приливних і атмосферних сил. Тому точний час приходу землетрусу (рік, день, хвилина) визначається зміною атмосферного тиску і приливними силами. Тоді як набагато більші, але повільно мінливі сили в'язкого тертя і Архимедовой сили задають час приходу землетрусу (з вогнищем в даній точці) з точністю до століть і тисячоліть.

Глибокофокусні землетрусу, вогнища яких розташовуються на глибинах до 700 км від поверхні, відбуваються на конвергентних межах літосферних плит і пов'язані з субдукцией.

Сейсмічні хвилі і їх вимір

Типи сейсмічних хвиль

Сейсмічні хвилі діляться на хвилі стиснення і хвилі зсуву.

• Хвилі стиснення, або поздовжні сейсмічні хвилі, викликають коливання частинок порід, крізь які вони проходять, вздовж напрямку поширення хвилі, обумовлюючи чергування ділянок стиснення і розрідження в породах. Швидкість поширення хвиль стиснення в 1,7 рази більше швидкості хвиль зсуву, тому їх першими реєструють сейсмічні станції. Хвилі стиснення також називають первинними (P-хвилі). Швидкість P-хвилі дорівнює швидкості звуку у відповідній гірській породі. При частотах P-хвиль, великих 15 Гц, ці хвилі можуть бути сприйняті на слух як підземний гул і гуркіт.
• Хвилі зсуву, або поперечні сейсмічні хвилі, змушують частки порід коливатися перпендикулярно напрямку поширення хвилі. Хвилі зсуву також називають вторинними (S-хвилі).

Існує ще третій тип пружних хвиль - довгі або поверхневі хвилі (L-хвилі). Саме вони викликають найсильніші руйнування.

Вимірювання сили і впливів землетрусів

Для оцінки та порівняння землетрусів використовуються шкала магнітуд і шкала інтенсивності.

шкала магнітуд

Шкала магнітуд розрізняє землетрусу за величиною магнітуди, яка є відносною енергетичної характеристикою землетрусу. Існує кілька магнітуд і відповідно магнітудних шкал: локальна магнітуда (ML); магнітуда, визначена за поверхневим хвилях (Ms); магнітуда, що визначається за об'ємним хвилям (mb); моментная магнітуда (Mw).

Найбільш популярною шкалою для оцінки енергії землетрусів є локальна шкала магнітуд Ріхтера. За цією шкалою зростанню магнітуди на одиницю відповідає 32-кратне збільшення звільненій сейсмічної енергії. Землетрус з магнітудою 2 ледь відчутно, тоді як магнітуда 7 відповідає нижній межі руйнівних землетрусів, Що охоплюють великі території. Інтенсивність землетрусів (не може бути оцінена магнітудою) оцінюється за тими пошкоджень, які вони заподіюють в населених районах.

шкали інтенсивності

Шкала Медведєва-Шпонхойера-Карника (MSK-64)

12-бальна шкала Медведєва-Шпонхойера-Карника була розроблена в 1964 році і отримала широке поширення в Європі і СРСР. З 1996 року в країнах Європейського союзу застосовується більш сучасна Європейська макросейсмічною шкала (EMS). MSK-64 лежить в основі СниП-11-7-81 «Будівництво в сейсмічних районах» і продовжує використовуватися в Росії і країнах СНД.

Те, що відбувається при сильних землетрусах

Землетрус починається з розриву і переміщення гірських порід в якомусь місці у глибині Землі. Це місце називається вогнищем землетрусу або гипоцентром. Глибина його зазвичай буває не більше 100 км, але інколи доходить і до 700 км. Іноді вогнище землетрусу може бути і у поверхні Землі. У таких випадках, якщо землетрус сильний, мости, дороги, будинки і інші спорудження виявляються розірваними і зруйнованими.

Ділянка землі, в межах якого на поверхні, над вогнищем, сила підземних поштовхів досягає найбільшої величини, Називається епіцентром.

В одних випадках пласти землі, розташовані по сторонах розлому,, рухається один на одного. В інших - земля по одну сторону розлому опускається, утворюючи скидання. У місцях, де вони перетинають річкові русла, з'являються водоспади. Склепіння підземних печер розтріскуються і обвалюються. Буває, що після землетрусу великі ділянки землі опускаються і заливаються водою. Підземні поштовхи зміщують зі схилів верхні, пухкі шари грунту, утворюючи обвали і зсуви. Під час землетрусу в Каліфорнії в році утворилася глибока тріщина на поверхні. Вона простяглася на 450 кілометрів.

Зрозуміло, що різке переміщення великих мас землі в осередку повинно супроводжуватися ударом колосальної сили. За рік люди [ хто?] Можуть відчувати близько 10 000 землетрусів. З них приблизно 100 бувають руйнівними.

Вимірювальні прилади

Для виявлення і реєстрації всіх типів сейсмічних хвиль використовуються спеціальні прилади - сейсмографи. У більшості випадків сейсмограф має вантаж з пружинним прикріпленням, який під час землетрусу залишається нерухомим, тоді як інша частина приладу (корпус, опора) приходить в рух і зміщується щодо вантажу. Одні сейсмографи чутливі до горизонтальних рухів, інші - до вертикальних. Хвилі реєструються вібруючим пером на рухомій паперовій стрічці. Існують і електронні сейсмографи (без паперової стрічки).

Інші види землетрусів

вулканічні землетрусу

Вулканічні землетрусу - різновид землетрусів, при яких землетрус виникає в результаті високої напруги в надрах вулкана. Причина таких землетрусів - лава, вулканічний газ. Землетруси цього типу слабкі, але тривають довго, багаторазово - тижні і місяці. Проте, небезпеки для людей цього виду землетрус не становить.

Техногенні землетруси

Останнім часом з'явилися відомості, що землетруси можуть бути викликані діяльністю людини. Так, наприклад, в районах затоплення при будівництві великих водосховищ, посилюється тектонічна активність - збільшується частота землетрусів і їх магнітуда. Це пов'язано з тим, що маса води, накопичена в водосховищах, своєю вагою збільшує тиск в гірських породах, а просочується вода знижує межа міцності гірських порід. Аналогічні явища відбуваються при виїмці великих кількостей породи з шахт, кар'єрів, при будівництві великих міст з привізних матеріалів.

обвальні землетрусу

Землетруси також можуть бути викликані обвалами і великими зсувами. Такі землетруси називаються обвальними, вони мають локальний характер і мають невелику силу.

Землетруси штучного характеру

Землетрус може бути викликано і штучно: наприклад, вибухом великої кількості вибухових речовин або ж при ядерному вибуху. Такі землетруси залежать від кількості підірваного речовини. Наприклад, при випробуванні КНДР ядерної бомби в році стався землетрус помірної сили, яке було зафіксовано в багатьох країнах.

Найбільш руйнівні землетруси

• 23 січня - Ганьсу і Шеньсі, Китай - 830 000 осіб загинуло
• - Ямайка - Перетворений на руїни Порт-Ройял
• - Калькутта, Індія - 300 000 чоловік загинуло
• - Лісабон - від 60 000 до 100 000 чоловік загинуло, місто повністю зруйнований
• - Колабрія, Італія - \u200b\u200bвід 30 000 до 60 000 чоловік загинуло
• - Нью-Мадрид, Міссурі, Сполучені Штати Америки - місто перетворений в руїни, повінь на території в 500 кв.км
• - Санрику, Японія - епіцентр був під морем. Гігантська хвиля змила в морі 27 000 чоловік і 10 600 будівель
• - Ассам, Індія - На площі в 23 000 кв.км.рельеф змінений до невпізнання, ймовірно найбільше за всю історію людства землетрус
• - Сан-Франциско, США 1 500 осіб загинуло, знищено 10 кв.км. міста
• - Сицилія, Італія 83 000 чоловік загинуло, перетворений в руїни г.Мессіна
• - Ганьсу, Китай 20 000 чоловік загинуло
• - Великий землетрус Канто - Токіо і Йокогама, Японія (8,3 за Ріхтером) - 143 000 чоловік загинуло, близько мільйона залишилося без даху над головою в результаті виниклих пожеж
• - Внутрішній Тавр, Туреччина 32 000 чоловік загинуло
• - Ашхабад, Туркменія, Ашхабадское землетрус, - 110 000 чоловік загинуло
• - Еквадор 10 000 чоловік загинуло
• - Гімалаї розкидана в горах територія площею 20 000 кв.км.
• - Агадір, Марокко 12 000 - 15 000 чоловік загинуло
• - Чилі, близько 10 000 загинуло, зруйновані міста Консепсьон, Вальдівія, Пуерто-Мон
• - Скоп'є, Югославія близько 2 000 загинуло, велика частина міста перетворена в руїни

- класифікація землетрусів по магнітудами, заснована на оцінці енергії сейсмічних хвиль, що виникають при землетрусах. Шкала була запропонована в 1935 році американським сейсмологом Чарльзом Ріхтером (1900-1985), теоретично обгрунтована спільно з американським сейсмологом Бено Гутенбергом в 1941-1945 роках, отримала повсюдне поширення в усьому світі.

Шкала Ріхтера характеризує величину енергії, яка виділяється при землетрусі. Хоча шкала магнітуд в принципі не обмежена, існують фізичні межі величини виділилася в земній корі енергії.
У шкалі використаний логарифмічний масштаб, так що кожне ціле значення в масштабі вказує на землетрус, в десять разів більшу за потужністю, ніж попереднє.

Землетрус з магнітудою 6,0 за шкалою Ріхтера викличе в 10 разів сильніше коливання грунту, ніж землетрус з магнітудою 5,0 за тією ж шкалою. Магнітуда землетрусу і його повна енергія - не одне й те саме. Енергія, що виділяється в епіцентрі землетрусу, при збільшенні магнітуди на одиницю зростає приблизно в 30 разів.
Магнітуда землетрусу - безрозмірна величина, пропорційна логарифму відносини максимальних амплітуд певного типу хвиль даного землетрусу, виміряних сейсмографом, і деякого стандартного землетрусу.
Існують відмінності в методах визначення магнітуд близьких, віддалених, мелкофокусних (неглибоких) і глибоких землетрусів. Магнітуди, визначені за різними типами хвиль, відрізняються за величиною.

Землетруси різної магнітуди (за шкалою Ріхтера) виявляються в такий спосіб:
2,0 - найслабші відчуваються поштовхи;
4,5 - найслабші поштовхи, що призводять до невеликих руйнувань;
6,0 - помірні руйнування;
8,5 - найсильніші з відомих землетрусів.

Вчені вважають, що землетруси сильніші, ніж з магнітудою 9.0, статися на Землі не можуть. Відомо, що кожне землетрус являє собою поштовх або серію поштовхів, які виникають в результаті зсуву гірських мас по розлому. Розрахунки показали, що розмір вогнища землетрусу (тобто величина площі, на якій відбувся зсув гірських порід, якими і визначається сила землетрусу і його енергія) при слабких, ледь відчутних людиною поштовхах вимірюється в довжину і по вертикалі кількома метрами.

При землетрусах середньої сили, коли виникають в кам'яних будівлях тріщини, розміри вогнища досягають вже кілометрів. Вогнища ж при найсильніших, катастрофічних землетрусах мають протяжність 500-1000 кілометрів і йдуть на глибину до 50 кілометрів. У максимального з зареєстрованих на Землі землетрусів вогнище дорівнює 1000 x 100 кілометрів, тобто близький до максимальної довжині розломів, відомих ученим. Неможливо і подальше збільшення глибини вогнища, так як земна речовина на глибинах понад 100 кілометрів переходить в стан, близький до плавлення.

Магнітуда характеризує землетрус як цілісне, глобальне подія і не є показником інтенсивності землетрусу, що відчувається в конкретній точці на поверхні Землі. Інтенсивність або сила землетрусу, яка вимірюється в балах, не тільки сильно залежить від відстані до вогнища; в залежності від глибини центру і типу гірських порід сила землетрусів з однаковою магнітудою може відрізнятися на 2-3 бали.

Шкала балльности (НЕ шкала Ріхтера) характеризує інтенсивність землетрусу (ефект його впливу на поверхні), тобто вимірює збиток, нанесений даної місцевості. Бальність встановлюється при обстеженні району за величиною руйнувань наземних споруд або деформацій земної поверхні.

Існує велика кількість сейсмічних шкал, які можна звести до трьох основних груп. У Росії застосовується найбільш широко використовувана в світі 12-бальна шкала МSK-64 (Медведєва-Шпонхойера-Карника), висхідна до шкалою Меркалли-канканом (1902), в країнах Латинської Америки прийнята 10-бальна шкала Россі-Фореля (1883), в Японії - 7-бальна шкала.

Збільшення магнітуди на 2 одиниці відповідає збільшенню енергії в 1000 разів. Для отримання зразкового лінійного співвідношення між енергією і магнітудою можна скористатися логарифмом енергії

lg E \u003d AМ + b,

де a і b - коефіцієнти, значення яких, згідно зі світовою практикою, приймаються рівними 1,5 і 11,8 відповідно.

Узагальнену залежність між довжиною розриву і магнітудою можна представити формулою

lg L \u003d сМ + d.

2.1.3. Шкали інтенсивності землетрусів

Інтенсивність I сейсмічних коливань грунту на поверхні Землі вимірюється в балах. У різних пунктах спостереження вона різна, тоді як магнітуда у поштовху тільки одна. Для оцінки інтенсивності використовуються відповідні шкали - MSK, Россі - Фореля, модифікована шкала Меркалли і ін.

Всі шкали інтенсивності діляться на два принципово різних типи: Макросейсмічною - побудовані на підставі обстеження руйнуючої

шений різного типу споруд; інструментальні - створені на основі реєстрації параметрів сей-

сміческіх коливань відповідними приладами.

У Росії застосовується 12-бальна шкала. Коливання інтенсивністю до 4 балів не призводять до руйнувань; коливання в 5 і 6 балів відчуваються населенням і призводять до появи окремих тріщин в будівлях; 7-бальний землетрус може характеризуватися як сильне і призводити до руйнувань. Катастрофічні землетруси інтенсивністю в 11 і 12 балів призводять до практично повного руйнування споруд та зміни рельєфу місцевості.

Площа руйнувань S залежить від магнітуди М землетрусу. Наприклад, площа руйнування 7-бальною зони S 7 при вогнищі землетрусу на глибині 40 км в залежності від магнітуди М зростає наступним чином:

Кількість людських жертв при землетрусах залежить від ряду факторів: часу початку землетрусу, магнітуди, глибини вогнища, ступеня віддалення від населених пунктів, типу будівель і їх якості, наявності в зоні землетрусу вибухо- і пожежонебезпечних об'єктів, водосховищ і гребель і ін. Основною причиною загибелі людей є обвалення будівель.

Наслідки землетрусу визначаються його інтенсивністю (табл. 2). Сейсмічна небезпека при землетрусах визначається як інтенсивними коливаннями грунту, так і вторинними факторами, серед яких: лавини, зсуви, обвали, опускання і перекоси земної поверхні, розрідження ґрунту, повені при руйнуванні і прорив гребель і захисних дамб, а також пожежі.

Таблиця 2

Наслідки землетрусу в залежності від його інтенсивності (за міжнародною шкалою Меркалли)

2.1.4. Методи прогнозу землетрусів

Методи прогнозу землетрусів грунтуються на спостереженні за аномаліями геофізичних полів, вимірюванні значень цих аномалій і обробці отриманих даних.

Розрізняють декілька методів прогнозу землетрусів:

1. Метод оцінки сейсмічної активності. Місцезнаходження та число поштовхів різної магнітуди може служити важливим індикатором що наближається сильного землетрусу. Часто сильний землетрус з-

провождается великим числом слабких поштовхів. Виявлення і підрахунок землетрусів вимагає великого числа сейсмографів та відповідних пристроїв для обробки даних.

2. Метод вимірювання руху земної кори. Географічні зйомки

з допомогою триангуляционной мережі на поверхні Землі і спостереження з супутників з космосу можуть виявити великомасштабні деформації на ній. Точна зйомка ведеться за допомогою лазерних джерел світла. Повторні зйомки вимагають великих витрат часу і коштів, тому вимірювання проводять один раз в декілька років.

3. Метод виявлення опускання і підняття ділянок земної кори. Вертикальні руху поверхні Землі можна виміряти за допомогою точних нівелірів (на суші або море), мореографов (в море). Підняття і опускання ділянок земної кори, як правило, свідчить про настання сильного землетрусу.

4. Метод вимірювання нахилів поверхні. Для вимірювання варіацій кута нахилу земної поверхні використовуються спеціальні прилади - Нахиломіри. Мережа Нахиломіри встановлюють близько розломів на глибині 1 ... 2 м і нижче, вимірювання вказують на зміни нахилів незадовго до виникнення землетрусу.

5. Метод вимірювання деформації гірських порід. Для вимірювання деформації гірських порід бурять свердловину і встановлюють у ній деформографи, що фіксують величину відносного зміщення двох точок.

6. Метод визначення рівня води в колодязях і свердловинах. Рівень грунтових вод перед землетрусом часто підвищується або знижується изза змін напруженого стану гірських порід. Рівень води в свердловинах поблизу епіцентру часто відчуває стабільні зміни: в одних свердловинах він стає вище, в інших - нижче.

7. Метод оцінки зміни швидкості сейсмічних хвиль. Швидкість сейсмічних хвиль залежить від напруженого стану гірських порід, через які хвилі поширюються, а також від вмісту води та інших фізичних характеристик. При землетрусах утворюються різні типи сейсмічних хвиль. Найбільший інтерес серед цих хвиль представляють поздовжняP і поперечна S хвилі. Встановлено, що перед сильним землетрусом спостерігається різке зменшення відношення швидкостей хвиль P і S, що може з'явитися ознакою, що підтверджує можливість землетрусу.

8. Метод реєстрації зміни гео магнітного поля. Земне магнітне поле може відчувати локальні зміничерез деформацію гірських порід і рухів земної кори. З метою вимірювання малих варіацій магнітного поля використовують спеціальні прилади - магнітометри.

9. Метод реєстрації зміни земного електроопору. Однією з причин зміни електроопору гірських порід може стати зміна напруженості гірських порід і вмісту води в землі, що, в свою чергу, може бути пов'язано з можливістю виникнення землетрусу.

Вимірювання електроопору проводяться за допомогою електродів, які розміщені в грунт на відстані декількох кілометрів один від одного, при цьому вимірюється електричний опір товщі землі між ними.

10. Метод визначення вмісту радону в підземних водах. Радон - це радіоактивний газ, присутній в грунтових водах і воді свердловин. Період його напіврозпаду становить 38 діб, він постійно виділяється з землі в атмосферу. Перед землетрусом відбувається різка зміна кількості радону, що виділяється з води глибоких свердловин.

11. Метод спостереження за поведінкою тварин, птахів, риб. Незвичайна поведінка багатьох живих істот пояснюється тим, що вони набагато більш чутливі до звуків і вібрацій, ніж людина.

2.1.5. Оцінка наслідків землетрусів

Для прийняття рішення щодо ліквідації наслідків землетрусів важливо правильно оцінити ці наслідки.

Оцінка руйнувань будівель і споруд на території населеного пункту проводиться на підставі:

визначення характеристик ступенів руйнування; оперативного побудови ізосейстами, в тому числі на основі сейсмічного

мікрорайонування; визначення зони середньої балльности і балльности для різних зда-

ний і споруд.

При оцінці, а також прогнозуванні характеру і ступеня руйнування будівель і споруд розглядаються три типи об'єктів, які є елементами забудови:

точкові - характеризуються розмірами в плані (довжина і ширина), кожен з яких менше ширини зони середньої балльности;

майданні - характеризуються розмірами в плані (довжина і ширина), кожен з яких перевищує ширину зони середньої балльности;

протяжні - характеризуються розмірами в плані (довжина і ширина), один з яких значно перевищує інший і перевищує ширину зони середньої балльности.

При виборі типу наземного будівлі використовується така класифікація будівель по поверховості: малоповерхові (висотою до 4 поверхів); багатоповерхові (від 5 до 8 поверхів); підвищеної поверховості (від 9 до 25 поверхів); висотні (понад 25 поверхів).

Для оцінки наслідків землетрусу визначають параметри вражаючих факторів.

інтенсивність землетрусу обчислюється за формулою

де I б - інтенсивність землетрусу, бали (балльность базисної Ізосейсти); М- магнітуда; R - епіцентральноерасстояніе, км; h - глубінаочага, км.

Типи сейсмічних хвиль

Сейсмічні хвилі діляться на хвилі стиснення і хвилі зсуву.

§ Хвилі стиснення, або поздовжні сейсмічні хвилі, викликають коливання частинок порід, крізь які вони проходять, вздовж напрямку поширення хвилі, обумовлюючи чергування ділянок стиснення і розрідження в породах. Швидкість поширення хвиль стиснення в 1,7 рази більше швидкості хвиль зсуву, тому їх першими реєструють сейсмічні станції. Хвилі стиснення також називають первинними (P-хвилі). Швидкість P-хвилі дорівнює швидкості звуку у відповідній гірській породі. При частотах P-хвиль, великих 15 Гц, ці хвилі можуть бути сприйняті на слух як підземний гул і гуркіт.

§ Хвилі зсуву, або поперечні сейсмічні хвилі, змушують частки порід коливатися перпендикулярно напрямку поширення хвилі. Хвилі зсуву також називають вторинними (S-хвилі).

Існує ще третій тип пружних хвиль - довгі або поверхневі хвилі (L-хвилі). Саме вони викликають найсильніші руйнування.

Вимірювання сили і впливів землетрусів

Для оцінки та порівняння землетрусів використовуються шкала магнітуд і шкала інтенсивності.

шкала магнітуд

Шкала магнітуд розрізняє землетрусу за величиною магнітуди, яка є відносною енергетичної характеристикою землетрусу. Існує кілька магнітуд і відповідно магнітудних шкал: локальна магнітуда (ML); магнітуда, визначена за поверхневим хвилях (Ms); магнітуда, що визначається за об'ємним хвилям (mb); моментная магнітуда (Mw).

Найбільш популярною шкалою для оцінки енергії землетрусів є локальна шкала магнітуд Ріхтера. За цією шкалою зростанню магнітуди на одиницю відповідає 32-кратне збільшення звільненій сейсмічної енергії. Землетрус з магнітудою 2 ледь відчутно, тоді як магнітуда 7 відповідає нижній межі руйнівних землетрусів, що охоплюють великі території. Інтенсивність землетрусів (не може бути оцінена магнітудою) оцінюється за тими пошкоджень, які вони заподіюють в населених районах.

шкали інтенсивності

Інтенсивність є якісною характеристикою землетрусу і вказує на характер і масштаб впливу землетрусу на поверхню землі, на людей, тварин, а також на природні та штучні споруди в районі землетрусу. У світі використовується кілька шкал інтенсивності: в Європі - європейська макросейсмічною шкала (EMS), в Японії - шкала Японського метеорологічного агентства (Shindo), в США і Росії - модифікована шкала Меркалли (MM):

1. бал (непомітне) - коливання грунту, що відзначаються приладом;

2. бала (дуже слабке) - землетрус відчувається в окремих випадках людьми, що знаходяться в спокійному стані;

3. бала (слабке) - коливання відзначається деякими людьми;

4. бала (помірне) - землетрус відзначається багатьма людьми; можливе коливання вікон і дверей;

5. балів (досить потужне) - хитання висячих предметів, скрип підлоги, деренчання стекол, осипання побілки;

6. балів (сильне) - легке ушкодження будівель: тонкі тріщини в штукатурці, тріщини в печах і т. П .;

7. балів (дуже сильне) - значне пошкодження будівлі; тріщини в штукатурці і відламування окремих шматків, тонкі тріщини в стінах, пошкодження димових труб; тріщини в сирих грунтах;

8. балів (руйнівний) - руйнування в будівлях: великі тріщини в стінах, падіння карнизів, димових труб. Зсуви і тріщини шириною до декількох сантиметрів на схилах гір;

9. балів (спустошливе) - обвали в деяких будівлях, обвалення стін, перегородок, покрівлі. Обвали, осипи і зсуви в горах. Швидкість просування тріщин може досягати 2 км / с;

10. балів (що знищує) - обвали в багатьох будівлях; в інших - серйозні пошкодження. Тріщини в грунті до 1 м шириною, обвали, зсуви. За рахунок завалів річкових долин виникають озера;

11. балів (катастрофа) - численні тріщини на поверхні Землі, більше обвали в горах. Загальна руйнування будівель;

12. балів (сильна катастрофа) - зміна рельєфу в великих розмірах. Величезні обвали і зсуви. Загальна руйнування будівель і споруд.

Шкала Медведєва-Шпонхойера-Карника (MSK-64)

12-бальна шкала Медведєва-Шпонхойера-Карника була розроблена в 1964 році і отримала широке поширення в Європі і СРСР. З 1996 року в країнах Європейського союзу застосовується більш сучасна Європейська макросейсмічною шкала (EMS). MSK-64 лежить в основі СНиП II-7-81 «Будівництво в сейсмічних районах» і продовжує використовуватися в Росії і країнах СНД. У Казахстані в даний час використовується СНиП РК 2.03-30-2006 «Будівництво в сейсмічних районах».

Процеси, що відбуваються при сильних землетрусах

Землетрус починається з розриву і переміщення гірських порід в якомусь місці у глибині Землі. Це місце називається вогнищем землетрусу або гипоцентром. Глибина його зазвичай буває не більше 100 км, але інколи доходить і до 700 км. За глибиною вогнища розрізняють: нормальні - 70-80 км, проміжні - 80-300 км, глибокі -\u003e 300 км. Іноді вогнище землетрусу може бути і у поверхні Землі. У таких випадках, якщо землетрус сильний, мости, дороги, будинки і інші спорудження виявляються розірваними і зруйнованими [ .

Ділянка землі, в межах якого на поверхні, над вогнищем, сила підземних поштовхів досягає найбільшої величини, називається епіцентром.

В одних випадках пласти землі, розташовані по сторонах розлому,, рухається один на одного. В інших - земля по одну сторону розлому опускається, утворюючи скидання. У місцях, де вони перетинають річкові русла, з'являються водоспади. Склепіння подземнихпещер розтріскуються і обвалюються. Буває, що після землетрусу великі ділянки землі опускаються і заливаються водою. Підземні поштовхи зміщують зі схилів верхні, пухкі шари грунту, утворюючи обвали і зсуви. Під час землетрусу в Каліфорнії в 1906 році утворилася глибока тріщина на поверхні. Вона простяглася на 450 кілометрів.

Підводні землетрусу є причиною цунамі, довгих хвиль, Породжуваних потужним впливом на всю товщу води в океані, під час яких відбувається різке зміщення (підняття або опускання) ділянки морського дна. Цунамі утворюються при землетрусі будь-якої сили, але великої сили досягають ті, які виникають через сильних землетрусів (більше 7 балів).

Зрозуміло, що різке переміщення великих мас землі в осередку повинно супроводжуватися ударом колосальної сили. За рік жителі Землі можуть відчувати близько 10 000 землетрусів. З них приблизно 100 бувають руйнівними.

сейсмограф

Для виявлення і реєстрації всіх типів сейсмічних хвиль використовуються спеціальні прилади - сейсмографи. У більшості випадків сейсмограф має вантаж з пружинним прикріпленням, який під час землетрусу залишається нерухомим, тоді як інша частина приладу (корпус, опора) приходить в рух і зміщується щодо вантажу. Одні сейсмографи чутливі до горизонтальних рухів, інші - до вертикальних. Хвилі реєструються вібруючим пером на рухомій паперовій стрічці. Існують і електронні сейсмографи (без паперової стрічки).

Інші види землетрусів

Схожа інформація.