Землятрясение. Характеристика. Примеры

Логично предположить, что  помимо всего прочего, землетрясения  классифицируются по силе и наносимому ущербу. Таким образом выделяются мегалоземлетрясения, разрушительные-катастрофические, слабые землетрясения, микроземлетрясения, сейсмический шум и микросейсмы.

Мегалоземлетрясения 

Мегалоземлетрясения - это достаточно редкие, почти планетарного масштаба события. По шкале Рихтера их магнитуда более 8.5. Сегодня, для их классификации используется специальная энергетическая шкала японского ученого Канамори. Их энергии оказывается достаточной, что бы так "раскачать" земной шар, что чувствительной сейсмометрической аппаратурой и наклономерами начинают регистрироваться собственные колебания Земли, длящиеся десятки дней. Этих землетрясений происходит немного, но ими в масштабе сотен лет контролируется сейсмическая машина планеты.

В прошлом столетии сильнейшие Чилийское 1960 года и Аляскинское 1964 года и другие землетрясения сотрясли нашу планету. Их эпицентры находились на морском дне, где сила - интенсивность  их воздействия достигала XII баллов.

 

Последствиями таких  землетрясений древности, к примеру, стали образования многие известных  горных озера и русел рек. В частности так появилось озеро Гек-Голь в Азербайджане - жемчужина всех озер, по красоте не имеющее себе равных.

 

Но масштаб выделения энергии землетрясения не  всегда совпадает с оценкой человеком его последствий, то  есть подобное стихийное бедствие не обязательно считается катастрофой. К примеру, землетрясения на Аляске в 1958 и 1964 сопровождались, незначительным в человеческом измерении ущербом, но стали уникальными природными явлениями.

При землетрясении 1958 года - дно заливов Криллон и Джильберт  на Аляске резко сдвинулось по тектоническому разлому на 6.4 метра и приподнялось более чем на шесть метров. Несколько часов спустя вниз обрушилось более 36 миллионов кубометров горных пород. При землетрясении 1964 года возник грандиозный оползень Шерман, во время которого обрушилось вниз на одноименный ледник 30 миллионов кубометров горной породы. Однако слабая заселенность этих мест свела до минимума возможные потери от этих грандиозных по своему геологическому масштабу явлений природы.

 

Мегалоземлетрясениям  обычно предшествует активизация сейсмической активности на больших территориях. Они всегда сопровождаются сериями более слабых землетрясений. Так называемые афтершоковые последовательности - последующие после главного толчка землетрясения, продолжают возникать в течение месяцев, а иногда даже лет и могут быть достаточно опасными, если происходят, может и далеко от эпицентра главного толчка, но, скажем, вблизи от населенных пунктов, где могут вызвать большой ущерб, если не от силы своих сотрясений, то, вызывая камнепады и обвалы.

Разрушительные-катастрофические землетрясения 

Разрушительно-катастрофическими землетрясениями, независимо от их природы, называют те, при которых рушатся города и погибают люди. Колебания в данном случае могут ощущаться за тысячи километров от их эпицентров. Разрушительные землетрясения происходят не часто, однако по степени ущерба от них они более заметны в том числе в СМИ и других источниках информации.

 

Исходя из данных статистики землетрясений, наиболее разрушительными  будут те из них магнитуда которых 6 и выше по шкале Рихтера, при глубине положения очага в 5 – 15 километров, особенно если они возникли вблизи от города или ответственного сооружения. Поэтому магнитуда землетрясения не обязательно пропорциональна его эффекту, в последствии измеряемому по количеству разрушений и жертв. Конечно, в целом прослеживается общая закономерность - чем сильнее землетрясение, тем больше человеческие жертвы и ущерб. Однако это далеко не всегда так, поскольку здесь вступают в силу уже более или менее случайные факторы - плотность населения и степень освоения территории и даже сезон года и погодные условия в зоне максимальных сотрясений.

 

Ко вторичным в большинстве случаев, но иногда и основным поражающим факторам относятся лавины, обвалы, цунами, сели. Как и само землетрясение, они способны повлечь за собой большие человеческие жертвы. В частности, когда оползень ударяет в чашу водохранилища - вода перехлестывает через плотину в долину реки, где как правило, много поселков. Ярким тому примером является разрушение города Лонгарон и гибель трех тысяч его жителей, проживавших ниже створа арочной плотины Вайонт в Италии.

Если систематизировать факторы в той или иной мере определивших воздействие землетрясения как катастрофу, то можно прийти к выводу, что случайное, а может быть и закономерное стечение обстоятельств, приводит к очень тяжелым последствиям. С одной стороны, цунами возникают при землетрясениях и очень редко при вулканических извержениях и оползнях, происходящих на дне океанов. Соответственно они регулируются факторами, связанными с характером последних - местом положения очага, энергией и особенностями, которые являются главными в формировании разрушительной морской волны. Но и последствия цунами, для человека, определяются целым набором сложившихся обстоятельств - населенностью прибрежных районов, временем суток и многим другим.

От цунами особенно страдают Японские и Гавайские острова. Для России цунами представляют большую угрозу на восточном побережье Камчатки и севере Курильских островов. В 1952 году сильное цунами привело к полному уничтожению города Северо-Курильска (прежнее название с 1905 по 1946 годы - город Тоехара) на реке Сусуя.

Поражающее воздействие  землетрясений на города и строения нельзя рассматривать без возникающих  из-за них обвалов, оползней, селей  и схода лавин. Сильное землетрясение  и даже относительно слабое в горной местности во время затяжных дождей, частое явление на Южно-американском континенте, или сильного снегопада, как это было недавно в Афганистане, могут вызвать дополнительные жертвы, а то и определить масштабы всего ущерба от землетрясения.

Слабые землетрясения 

Слабые землетрясения происходят в мире почти ежедневно. При них здания дают трещины, но не разрушаются, звенит и разбивается посуда и другое. Несмотря на то, что их энергии не достаточно для возбуждения опасных сейсмических колебаний на дневной поверхности, они способны вызвать обвалы, оползни и сели. Особенную опасность слабые толчки представляют в горах, где могут оказаться неустойчивые горные склоны. Тогда, даже при незначительном сейсмическом колебании, произойдет их обрушение. Могут возникнуть каменные и ледовые лавины и начаться оползень. Если на их пути окажется населенный пункт или сооружение, то последствия могут оказаться непредсказуемыми.

Примером служит случившееся в 1956 году в каньоне реки Ниагара слабое землетрясение, которое вызвало растрескивание массива горных пород в районе электростанции Шуллкопф. Это привело к резкому усилению притоку грунтовых вод начавших заливать станцию, вниз обрушилось около 50 тысяч тонн ослабленных скальных пород. В результате станция была разрушена, и убыток составил около 100 миллионов долларов.

Опасность слабых землетрясений состоит в их фактической  непредсказуемости. В отличии от более сильных сейсмических толчков, их в большинстве случаев не удается  обнаружить при геологическом изучении местности или по историческим источникам.

Урбанизация территорий, расширение площади крупных городов  приближает людей к зонам, ранее  принимавшихся неблагоприятными для  застройки. Чаще всего по этим территориям  не сохраняется никаких сведений о слабых землетрясениях. Подобное землетрясение, хотя и будет носить локальный вид, может сказаться губительно на новых постройках, расположенных над его эпицентром. Есть поводы для беспокойства и для объектов ядерной энергетики. Построенные в периоды, когда представления о сейсмической активности территорий были еще только на ранней стадии, сегодня их сооружения могут оказаться в зонах подверженных "скрытым" слабым землетрясениям.

Оценка силы землетрясения в  зависимости от его магнитуды  и глубины очага.

Оценка силы землетрясения в  зависимости от его магнитуды  и глубины очага.

Глубина очага в км	Баллы по шкале MSK-64 над очагом
	5	6	7	8
5	8	9	Более 10
10	7	8-9	10	<B11-12< b>
20	6	7-8	9	<B10-11< b>
40	5	6-7	8	9-10

 

Микроземлетрясения 

Микроземлетрясения регистрируются только в пределах локальных территорий высокочувствительными приборами. Их энергии недостаточно, что бы возбудить интенсивные сейсмические волны способные распространятся на большие расстояния. Можно сказать, происходят почти непрерывно, вызывая интерес только у ученых.

Считается, что  микроземлетрясения не только свидетельствуют  о сейсмической опасности территорий, но служат и важным предвестником момента возникновения более сильного землетрясения. Их изучение, особенно в местах, где нет достаточных сведений о сейсмической активности в прошлом, дает возможность не дожидаясь десятки лет сильного землетрясения рассчитать потенциальную опасность территорий. На исследовании микроземлетрясений построены многие методы оценки сейсмических свойств грунтов при застройке территорий.

В Японии, где  существует плотная сейсмическая сеть станций Японского гидрометеорологического агентства и университетов регистрируется огромное количество слабых землетрясений. Было замечено, что эпицентры слабых землетрясений закономерно совпадают с местами, где происходили и происходят сильные землетрясения. С 1963 года по 1972 год, только в зоне разлома Неодани - место где возникали сильные землетрясения было зарегистрировано более чем 20 тысяч микроземлетрясений. Эти результаты показывают, что при наличие современной системы регистрации микроземлетрясений можно обнаружить скрытую сейсмическую угрозу - тектонический разлом, с которым может быть связано будущее сильное землетрясение. Изучение микроземлетрясений помогает ученным разобраться в причинах возникновения более сильных и по данным о них - иногда предугадать время их возникновения. В 1977 году в районе разлома Ямасаки в Японии по поведению слабых землетрясений сейсмологами было предсказано возникновение сильного землетрясения.

Сейсмический шум и микросейсмы 

Еще более слабые толчки и трески - сейсмический шум  и микросейсмы практически непрерывны. Они порождаются целым комплексом явлений - от более сильных землетрясений до атмосферных явлений на поверхности земли и уже относиться к микросейсмическим явлениям. На сейсмограммах чутких датчиков постоянно присутствуют слабые колебания.

Почти сто лет  назад известным сейсмологом  Вихертом было предположено что микросейсмические  колебания, регистрируемые на сейсмических станциях, вызываются ударами морских  волн о берега. Затем представления  о природе генерации микросейсмических  колебаний значительно расширилось - они возбуждаются стоячими морскими волнами в морях и океанах, при прохождении циклонов. Детальное изучение микросейсмических колебаний в 1913 году провел академик Голицын на сейсмических станциях России - Пулково, Иркутске, Ташкенте, Тифлисе и Баку на Апшеронском полуострове. Он, в свою очередь, пришел к выводу что помимо причин связанных с метеорологической обстановкой, микросейсмы могут быть связаны и с особенностями строения земной поверхности.

Сейсмические  шумы порождаются городами, транспортом - всем тем, что так или иначе связано с деятельностью человека. Если посмотреть на записи подобных колебаний, то в них отчетливо заметны "антропогенные циклы" - начало и конец рабочего дня, воскресные дни и даже - перерывы на обеденное время. Шумы большого города связаны с одновременным действием большого количества источников и именно поэтому современные сейсмические станции для регистрации землетрясений стараются выносить за пределы городских территорий, размещая в удаленных, горных местностях.

В зависимости  от природы возникновения сейсмический шум может оказаться, полезен или нет для задач прогноза сильных землетрясений. Появились и используются эффективные методы по данным регистрации микросейсм для определения частотного спектра грунтов или собственных колебаний уже построенного сооружения. Подобные эксперименты проводились автором совместно с учеными из Израиля для оценки сейсмической опасности территории города Ашхабада в Туркменистане.

Сейсмический шум от самых различных источников "несет" в себе характеристики места где он регистрируется - сведения о характерных частотах колебаний грунтов, их, как называют ученные, динамических свойствах - способности усиливать амплитуды колебаний, или, наоборот, уменьшать и многое другое. Наблюдая микросейсмы можно заблаговременно оценить свойства грунтов, на которых предполагается проведение строительных работ. Однако, регистрация шумов может оказаться полезной и для оценки сейсмической устойчивости уже построенных зданий - они отражают характерные периоды сотрясений всего комплекса, т.е. грунтов, фундамента и самого здания. Зная диапазон периодов наиболее опасных колебаний от землетрясений, и сравнивая его с выявленными собственными микроколебаниями сооружения, можно заблаговременно принять меры к увеличению сейсмической сопротивляемости здания.