Лекция №12 «Землетрясения»
Колебательные движения земной поверхности под действием глубинных эндогенных сил
Упругие колебания, возбужденные мгновенным смещением масс горных пород в очаге землетрясения (В.Е. Хайн)
Механизм землетрясений
Возникновение очага напряжения в недрах до момента превышения предела упругих деформаций и смещение по образовавшемуся разлому, подвижки блоков с разрушением некоторого объема горных пород.
Первые незначительные толчки – «форшоки» и последующие – «афтершоки»
Различают тектонические и вулканические землетрясения
Тектонические – движения блоков
Вулканические – вызванные прорывом магмы и газов
Иногда бывают карстовые землетрясения – крупные обвалы в гигантских карстовых полостях
Техногенные землетрясения – взрывы, создание водохранилищ, закачка вод в недра и т.д.
Масштаб землетрясений
В России – 12-ибальная сейсмическая шкала в Канаде 1 0- б-я, в Японии – 7-бальная
1 Балл – незаметное, регистрируют только приборы;
2 б. - очень слабое, редко чувствуют люди в состоянии покоя;
3 б. – слабое, чувствуют немногие люди;
4 б. – умеренное, чувствуют многие, колеблются окна и двери;
5 б. – довольно сильное, качаются люстры, скрипят полы, дребезжат стекла, сыпется побелка;
6 б. – сильное, незначительное повреждение зданий, тонкие трещины в штукатурке и печах;
7 б. –, очень сильное, значительные повреждения зданий, трещины в штукатурке и отламывание ее кусков, тонкие трещины в стенах, повреждение труб, трещины в сырых грунтах;
8 б. – разрушительное, разрушения в зданиях, большие трещины в стенах падение карнизов, труб, оползни и трещины до первых сантиметров в скалах на земле;
9 б. – Опустошительное, обвалы в некоторых зданиях, обрушение стен, кровли, трещины в земле 10 см и более. Обвалы, осыпи и оползни в горах.
10 б. – Уничтожающие – обвалы многих и сильные повреждения в других зданиях. Трещины в земле до 1 м., обвалы, оползни, запруживание рек с образованием озер.
11 б. – Катастрофические, разрушение зданий, многочисленные трещины на поверхности Земли, вертикальные перемещения блоков, большие обвалы в горах;
12 б. – Сильная катастрофа, существенные изменения рельефа, большие вертикальные и горизонтальные перемещения блоков. Огромные обвалы и оползни, изменение русла рек, образование водопадов и озер. Разрушение всех зданий и сооружений.
Жертвы землетрясений
Китай 1556 г пр. Шенси 800 тыс. человек
Лиссабон 1755 – 60 тыс.
Мессина 1908 – 160 тыс.
Токио 1923 – 150 тыс.
Китай Тяньшань – 300 тыс.
Манагуа 1973 – 6 тыс.
Мексика 1985 – 10 тыс.
Россия (и СССР) Алмаатинское 1911,
Ашхабадское 1948, Ташкентское 1966,
Спитакское 1988, Нефтегорское (Сахалин) 1995 (2088 человек)
Шкала магнитуд (энергетической меры землетрясения) Ч.Рихтера (1935г )
М = логарифму А/Ао ,
где М – магнитуда данных сейсмических колебаний в данной точке, Ао амплитуда в эпицентре
М= 6 соответствует в баллах 6-9;
М 7-8 – 10 баллам;
М 8-10 - 12 баллам
Строение очага землетрясения
Очаг землетрясения – блок (объем) горных пород в недрах, подвергшийся мгновенному разрушению.
Гипоцентр – центр этого объекта (точка)
Эпицентр – проекция гипоцентра на земную поверхность.
Изосейста – линия равной интенсивности сотрясений.
Сейсмостанции
На сейсмостанции устанавливается 3 сейсмографа. Два – для фиксации горизонтальных перемещений в перпендикулярных направлениях и один - в вертикальном.
Сейсмограф – маятниковая система фиксирования колебаний с помощью их преобразований в световые или электрические сигналы, фиксируемые на подвижной ленте - сейсмограмме.
Волны: а-продольные, б-поперечные; в-поверхностные «Лава» Поверхностные(круговые)
Глубина очага (гипоцентра) землетрясения
Мелкофокусные землетрясения – 0-70 км.
Среднефокусные – 70-300 км.
Глубокофокусные – 300-700 км.
Большая часть землетрясений имеет мелкофокусный очаг на глубине 10-30 км.
85% землетрясений связано с обстанов-кой сжатия и только 15% - с растяжением
Карта сейсмичности Земли
Сейсмические пояса: Тихоокеанский пояс, Альпийско-Гималайский пояс (от Гибралтара до Дальнего Востока и Индонезии
В Тихоокеанском поясе в областях островных дуг на западе и американского побережья на востоке существуют сейсмофокальные зоны глубинных наклонных разломов - «СФЗ», приуроченные к границам литосферных плит. Океанические землетрясения приурочены к срединным океаническим хребтам (СОХ) – спрединговым зонам
Наиболее спокойные территории – это древние платформы, «кратоны», щиты
Проблема прогноза землетрясений Долго-временный и кратковременный прогноз.
Комплексный подход (Сейсмика, карты сейсмической опасности, газовый мониторинг, уровень грунтовых вод, электрические, электромагнитные, ионные наблюдения, биологические, дистанционные космические методы).
Периодичность землетрясений на территориях подвергшихся толчкам ранее.
Землетрясения в океане вызывают катастрофические цунами
Механизм образования цунами
Конкретный прогноз
Землетрясение 1995 г в Японии было предсказано Юрием Брагиным (Новосибирск), но не было принято во внимание.
Хайченское землетрясение в Китае – 1975 . Комплексный подход, оповещение населения, эвакуация, удалось избежать жертв.