Землетрясение: понятие, виды

Землетрясения - это подземные толчки, удары  и колебания поверхности Земли, вызванные естественными процессами, происходящими в земной коре.

        Землетрясения возникают при  внезапном освобождении энергии,  которая долгое время накапливалась  и в результате тектонических процессов в относительно локализованных областях земной коры и верхней мантии. При этом происходит взрыв (разлом) горных пород, иногда на многие десятки километров.

        Область возникновения подземного  толчка представляет собой определенный объем в толще земли; в его пределах происходит процесс высвобождения накопившейся энергии.

        Большинство землетрясений происходит  на глубине до 70 км, такие землетрясения  называют поверхностными. Землетрясения,  которые происходят на глубине  от 70 до 300км, называют промежуточными, а глубже 300 км – глубокими.

        Одной из главных характеристик  землетрясения является его энергия.  Энергия сейсмических волн (или  магнитуда) может составлять от  нескольких мегаватт ТВ час  до сотен тысяч миллионов киловатт в час (или 10.20 кВт/ч). Для удобства обозначения энергии землетрясений пользуются логарифмом, например:

         Свыше 75% энергии, выделенной при  землетрясениях, принадлежит к поверхностным  и только 3% - к глубоким.

         Землетрясения подразделяются тектонические, вулканические и обвальные. Ежегодно на планете происходят сотни тысяч землетрясений, из них одно катастрофическое и десять сильно разрушительных. Землетрясения могут вызывать другие чрезвычайные ситуации: лавины, сели, пожары, оползни, цунами, наводнения, повреждение коммуникаций, линии электропередач, водоснабжения и канализации, аварии на химических предприятиях с истечением сильно действующих веществ, а также на АЭС с утечкой (выбросом) радиоактивных веществ в атмосферу, и др.

        При оценке количества энергии, выделяющейся при землетрясении, рекомендовано применять единую 12- бальную шкалу Рихтера. Американский ученый Ч. Рихтер в 1935 году предложил в качестве эталона принять такую энергию, при которой на расстоянии 100 км стрелка сейсмографа отклоняется на 1 мкм. Изменение этого соотношения на 10 единиц соответствует изменению значения по шкале на 1 балл (увеличение ее на 1 означает десятикратное возрастание амплитуды колебаний  в почве  и увеличение энергии землетрясения в 30 раз). Наблюдения, поведенные в период с 19900 по 1950 г., показали, что наивысший балл по этой шкале был зарегистрирован в Колумбии в 1906 г.- 8,6 балла. В зависимости от колебания грунта на поверхности землетрясения подразделяются: на слабые(1-3 балла); умеренные (4 балла); сильные (6 баллов); очень сильные (7 баллов); разрушительные (8 баллов); сильно катастрофические (12 баллов).

        В ряде европейских государств  наряду со шкалой Рихтера используется 12 бальная шкала МСК ( названная так по первым буквам фамилий ее авторов: Медведев, Спонхевер, Карник), которая характеризует силу землетрясений в соответствии с их последствиями. Эта шкала используется с 1964 года. В США используется модифицированная шкала Меркали, которая в целом сходна со шкалой МСК. Двенадцатибалльная шкала имеет ряд преимуществ перед шкалой Рихтера, которая характеризует лишь энергию землетрясения, но не учитывает его особенностей.

Соотношение между шкалой МСК и шкалой Рихтера

          На земном шаре ежегодно происходит более 100 землетрясений, приводящих различного рода разрушениям. По своим разрушающим последствиям землетрясения не имеют себе равных среди стихийных бедствий. Землетрясения занимают 1-ое место по числу погибших и экономическому ущербу.

        Главная причина сейчас – научиться предвидеть будущие землетрясении: указать их место, время, идентифицировать и определить специфические особенности.

Прогноз землетрясения  бывает долгосрочным (несколько лет), среднесрочным9месяцы) и краткосрочным(дни или часы), причем каждый вид прогноза имеет вполне определенную конкретную практическую направленность.

Долгосрочный  прогноз дает возможность планировать  землепользование и застройку в  сейсмоопасных районах. Среднесрочный позволяет привести в готовность аварийные службы, пополнить запасы медикаментов, продовольствия ит.д. Краткосрочный может быть использован для принятия чрезвычайных мер, начиная с остановки особо опасных производств и заканчивая полной эвакуацией населения.

         По частям света землетрясения  в 1980-1985 г.г. распределялись следующим  образом: Азия – 31, Америка  – 14, Европа – 7, Австралия и Океания – 2.

Данные  о числе погибших и крупных  землетрясениях 

        Ученые всего мира работают над тем, чтобы уменьшить последствия этого страшного бедствия. В целях защиты населения и объектов от землетрясения заблаговременно выявляются сейсмические опасные зоны, т.е. проводится так называемое сейсмическое районирование. На картах сейсмического районирования выделяются области, которым угрожает землетрясения интенсивностью 7- 8 баллов по шкале Рихтера. В таких опасных районах предусматриваются различные меры защиты, например, запрет строительства предприятий с опасным производством (особенно АЭС, плотин и др.), неукоснительное выполнение требований норм и правил при возведении и реконструкции жилых зданий, сооружений и других объектов, а также при необходимости, приостановка действия химических заводов, объектов энергетики и т.п.

Многочисленные  человеческие жертвы при землетрясении  являются следствием разрушения зданий, когда рушатся стены, перекрытия, падают кирпичи, дымовые трубы, лепные украшения, балконы. Осветительные установки. Опасны летящие с верхних этажей стекла, порванные электропровода на проезжей части улиц и просто тяжелые предметы в помещениях. Как правило, землетрясения сопровождаются пожарами, вызванными утечкой газа из поврежденных труб, замыканием электролиний. Все это углубляется отсутствием воды, так как разрываются водопроводные линии. Опасны также неконтролируемые действия людей, охваченных паникой.

Для того чтобы уменьшить риск во время землетрясения, нужно соблюдать определенные правила поведения.

        Распространенной разновидностью  землетрясений являются сильные  волновые колебания водной поверхности  рек, озер, морей и океанов-  моретрясения. Причины их те же, что и у колебаний на суше, - в основном тектонические процессы, извержения вулканов, взрывные работы. Возникающие при моретрясениях волны на воде часто по всей длине, скорости похожи на ветровые волны, но природа происхождения у них другая – сейсмическая.

Иногда под  воздействием особенно мощных тектонических  сдвигов протяженных участков дна (при сильных подводных или прибрежных землетрясениях, реже - в результате вулканического извержения) возникают особые волны очень большой длины и высоты-цунами (в переводе с японского языка - большая волна в заливе). Цунами возникают внезапно; при этом по поверхности океана цунами распространяются со скоростью до 1000 км/ч, длина волны составляет до 400 км, высота ее в открытом море – до 3 м, у побережья – 50 м и более.

Сила цунами определяется в баллах: 1 балл – очень  слабое: побережье немного затоплено; 2 балла – слабое: побережье затоплено, слабые разрушения в портах; 3 балла  – среднее: побережье затоплено, Заметные разрушения в портах; 4 балла  – сильное: побережье затоплено, небольшие суда выброшены на берег, возможны человеческие жертвы; 5 баллов – очень сильное: побережье затоплено, крупные суда выброшены на берег, портовые сооружения разрушены, большие человеческие жертвы.

С точки зрения теории волн цунами относятся к гравитационным волнам, то есть возникающим как под воздействием силы тяжести самой воды, так и под воздействием притяжения Солнца, Луны (приливные волны) или других тел.

Для предупреждения последствий цунами большое значение имеет предсказание землетрясений.

К разрушительным последствиям цунами относятся:

Гибель людей  от ран, ушибов и утопления4

Уничтожение жилья  и домашнего имущества; 

Гибель судов  и грузов, портовых сооружений;

Разрушение предприятий, дорог, трубопроводов и других коммуникаций;

Пожары, химические загрязнения почвы в результате разрушений хранилищ;

Загрязнение или  уничтожение питьевой воды;

Смыв плодородного почвенно-растительного покрова, уничтожение  сельскохозяйственных культур, скота, средств производства;