Жер сілкіну себептері және оның түрлері

X балл. Бірен-саран  ғана сапалы үйлер жартылай  болса да сақталып, қалғандары  түгелдей дерлік бұзылады, ал  кейбіреулері фундаментінен ұшып  кетеді. Темір жол рельстері майысып, сағыздай иіледі. Таулы жерлерде  опырылып құлау, жылысу-жылжу әрекеттері  байқалады. Өзен сулары арнасынан  шығып, жағаға қарай ұмтылады. Жер  беті ірілі-ұсақты (1 м-ге дейін) жарықтармен  тілімденеді. Жасанды плотиналар  мен тасты бөгеттер бұзылып, кейде  жаңа көл орындары пайда болады (жойқын күшті сілкінулер).

XI балл. Үй құрылыстары  түгелімен бұзылып, қирады. Таулы  аудандарда пайда болған ірі  жарықтар мен жарылыстарды (бірнеше  м-лік) бойлап, тау жыныстарының ірі  блоктары тік немесе көлденең  бағытта жылжып орын ауыстырады. Көпірлер қирап, жер асты құбырлары  мен темір жол рельстері сан  бұралып, түгелдей істен шығады (катастрофалық  апатты сілкінулер).

XII балл. Барлық құрылыс  орындары түгелдей қирап қорым  төбешіктерге айналады. Өзендер  арнасын өзгертіп, су толқындары  аспанға атылып жатады; сарқыра  малар мен көлдер пайда болады. Жер қыртысының ірі блоктары  тік және көлденең бағыттағы  жарықтар бойымен жылжып орын  ауыстырады. Соның нәтижесінд жер  бетінің бедер пішіндері көп  өзгерістерге ұшырап орасан зор  опырылыстар мен копарылыстар  байқаладц (ен, күшті катастрофалық  апатты сілкінулер).

Жер сілкінудің жер бетіне тигізетін әсері жер сілкіну ошағының тереңдігі (неғұрлым терең болса, соғұрлым оның әсері әлсіз) мен дүмпу күшінің шамасьша тәуелді болады. Толығырақ айтсақ, жер сілкіну ошағы тереңдеп, ара қашықтығы өскен сайын дүмпу күшініі жер бетіне тигізетін әсері де азая түседі. Сонымен бірге, дүмпу күшінің әсері жер бетінің геологиялық және гидрогеологиялық ерекшеліктеріне де байланысты. Егер жердің беткі қабаты толық кристалданған берік жыныстардан тұратын болса немесе топырақ суларының деңгейі тереңірек орналасса, онда жер сілкіну әсері шамалы болады. Жер сілкінудің эпицентрінен алыстаған сайын көлденең бағыттагы тербелістер басым болады. Мұндай тербелістер сейсмикалық серпімді толқындар деп аталады; олар қума толқындар (Р), көлденен. толқындар (S) және беткейлік (/) толқындар болып үш түрге ажыратылады.

Сонымен жер сілкіну ошағында жиналған қуатты энергия көзі сейсмикалық серпімді толқындар түрінде жан-жаққа таралып, үлкен аймақты қамтиды.

Қума толқын Р (ағылшынша “Ргітагу” — бастапқы немесе бірінші), көлденең толқын S (ағылшынша “Sесопсіагу” — екінші ретте), беткейлік толқын L (ағылшынша “lопg” — ұзын) әріптерімен белгіленеді.

Қума толқындар көлденең толқындарға қарағанда орта есеппен 1,7 есе жылдам тарайды. Олар сейсмикалык толқынның негізгі таралу бағытына сәйкес келетін тербелмелі қозғалыстар болып саналады; олардың (Р) жер қыртысында таралу жылдамдығы — 5—6 км/с. Мұндай толқындар табиғи ортаның қысылып-сығылу және созылып-ұлғаю жағдайында біресе ұлғайып, біресе кішірейіп (көлемі жағынан алғанда) өзгеріске ұшырап отырады.

Ал көлденең бағыттары тербелістер (S) серпімді толқынның негізгі таралу бағытына перпендикуляр келеді де, олардың тек пішіні ғана өзгеріп отырады (таралу жылдамдығы 3—4 км/с). Ауа қабаты мен сұйық заттар мұндай толқындарды өткізбейді.

Беткейлік толқындар (I) синусоидалық күрделі тербелістер түрінде жер бетіне жақын маңайда көлденең бағытта байқалады. Әдетте олар екі ортаның шекаралық зонасында ғана кездеседі. Мысалы, литосфера мен атмосфера немесе гидросфера мен атмосфера аралығында пайда болады. Олар (қума толқындармен және көлденең бағыттағы тербелістермен салыстырғанда) баяу таралып (эпицентрден қашықтаған сайын), тез әлсірейді.

Сейсмикалық толқындардың таралу жылдамдығы көбінесе тау жыныстарының құрамы мен құрылыс ерекшеліктеріне тікелей байланысты Тығыздығына қарай біркелкі кристалданған берік жыныстарда (борпылдақ жыныстармен салыстырғанда), сейсмикалық толқындар тез таралады.

Сейсмикалық жарықтардың ұзындығы бірнеше км-ден (1966 ж. Ташкентте 8 км-ге дейін) жүздеген км-ге (1960 ж. Чилиде) дейін жетеді; 1957 ж. Гобиялық Алтайда болған жер сілкінуі кезінде ұзындығы 700 км-лік жарықтар жүйесі пайда болады.

Жер сілкіну ошақтары әдетте жер қыртысында немесе жоғарғы мантия қабатында орналасады. Жер сілкіну ошағының орталық бөлігінде орналасқан нүкте гипоцентр деп, ал гипоцентрден жоғары қарай (тік бағытта) орналасқан жер бетіндегі белгілі бір аймақ (гипоцентрдің жер бетіндегі проекциясы) эпицентр деп аталады.

Жер сілкіну бірнеше секундтан бірнеше айларға (кейде тіпті жылдарға) дейін созылады. Әдетте, ең алғашқы ірі дүмпуден кейін, кішігірім сілкіністер тізбегі үздік-үздік қайталанып тұрады. Олар — афтершоктар деп аталады.

Жер сілкіну әрекеттері сейсмикалық станциялардг арнаулы құралдар (сейсмографтар) арқылы жазылып (сейсмограммалар түрінде), жан-жақты зерттеледі.

XX ғасырдың басында  сейсмикалық құралдар жасауда  және сейсмикалық станциялар  құруда Россия алдыңғы қатарлы  мемлекеттердің бірінен саналды. Дегенмен Орта Азия мен Қазақстан  территориясында “Ташкент атты  сейсмикалык, станция рана 1901 жылдан  бастап жұмыс істейді; 1927 жылы  “Алматы” және “Фрунзе” сейсмикалық  станциялары салынды; 1932 жылы “Шымкент”, ал 1934 жылы “Семей” станциялары  іске қосылды; 1950—1951 жылдары “Іле”, “Құрметі”, “Шелек”, “Пржевальск”, “Талғар”, Рыбачье” “Фабричная”  атты станциялар ашылып, жаңа  құрал-жабдықтармен қамтамасыз етілді.

1969 жылы Қазақстан  Ғылым академиясының Қ. И. Сатпаев  атындағы геологиялық ғылымдар  институты құрамында сейсмология  бөлімі ашылды. Ал 1976 жылы сейсмология  бөлімі негізінде жеке институт  құрылып, ғылыми-зерттеу жұмыстары  қарқынды түрде жүргізіле бастады. Қазіргі кезде бұл институт  республикамыздағы жер сілкіну  әрекеттерін зерттейтін ірі ғылыми  орталық болып саналады. 1976—1979 жылдары  Түрген, Медеу және Күрті геофизикалық  обсерваториялары іске қосылып, зерттеу жұмыстарының көлемі  онан сайын арта түсті. Осы  станциялардың көмегімен жер  сілкіну ошағын дәлірек анықтауға  және олардың дүмпу күшіне  қарай, сейсмикалық аудандастыру  жұмыстарымен айналысуға толық  мүмкіндік туды. Қазіргі кезде  ТМД бойынша 100-ге жуық сейсмикалық  станциялар жұмыс жасайды.

Жер қойнауының ішкі құрылысын зерттеу жұмыстары тек қана сейсмикалық әдіс арқылы жүргізіледі. Сейсмикалық толқындарды зерттеу арқылы жер сілкіну кезінде жер қыртысының жеке блоктарының қай бағытта және қандай шамаға жылжитынын, жылжу жылдамдығын, тербеліс амплитудасы мен периодтылығын немесе жиілігін және т. б. көптеген геофизикалық мәселелерді шешуге болады.

Жер бетінін, тербелісі сейсмикалық станцияларда үш бағытта жіктеліп, жазылып алынады. Әдетте олар тік бағытта солтүстікке және шырысқа қарай бағытталады.

Сейсмикалық станциялардың жұмыс істеу принципін қыскаша былай түсіндіруге болады: жер бетінің тербел ісі сейсмографты қозралысқа келтіреді. Бұл кезде оның инертті массасы, яғни маятнигі (М) өзінің алғашқы қалпын сақтап қалуға тырысады. Сонық әсерінен сейсмограф корпусының магнит өрісінде орналасқан өткізгіш (р) бойьщда электр күші пайда болады. Осылайша пайда болған ток, байланыс жүйесі арқылы айналы гальванометрге (Г) жетіп, оньщ тұракты магнит өрісіндегі рамкасын белгілі бір бұрышқа бұрады. Гальванометр айнасынан шағылысқан сәуле барабандағы (Б) фото-қағазда із қалдырады (VIII. 4-сурет). Осындай жолмен жер бетінің тербелісі (сейсмограмма) жазылып алынады (VIII. 5-сурет). Бұл әдіс гальванометрлік тіркеу әдісі деп аталады. Жер сілкінуді бұдан да басқа (механикалық немесе оптикалық) әдістермен де тіркеуге болады. Соқғы жылдары сейсмикалық толқындарды магниттік таспаға жазып алу жолдары дамып келеді. Мысалы, Алматы маңындары Медеу геофизикалық обсерваториясында осындай әдіс іске қосылды. Осындай жолмен жазылып алынған мәліметтер электрондық-есептеуіш машинаға ендіріліп, жер сілкінудің көптеген параметрлері автоматты түрде анықталады.

Сейсмикалық толқындардьщ таралу жылдамдығын және сейсмограммара жазылран уақытты дәл есептеп, жер сілкінудің ара қашықтырын анықтауға болады. Егер мұндай мәліметтер ең кем дегенде үш сейсмикалық станция үшін анықталса, онда жер сілкінуінің эпицентрі табылады. Ол үшін әрбір станциядан жер сілкіну эпицентрі мен станцияның ара қашықтығына сәйкес шеңбер жүргізсек болғаны. Олардың өзара қиылысқан жері жер сілкінуінің эпицентрі болып саналады.

Сейсмограммада тіркелген толқындарды өзара ажырату және олардың жазылған уақыттарын дәл анықтау кинематикалық өңдеу деп аталады. Ал динамикалық өң деу нәтижесінде тербелістің амплитудалық өзгерістерін жиілігін немесе периодын, қимыл бағытын, ұзақтығьн және т. б. физикалық параметрлерін анықтауға болады

Жер сілкіну ошағы нүкте емес, оның өзіндік көлем болады. Мысалы, өте күшті жер сілкіну ошағыньщ ұзындығы ондаған, кейде жүздеген километрге дейін жетеді Егер оның проекциясын жер бетіне түсірсек, онда нүктенің орнында эпицентрлік сызық пайда болады. Ал изосейста сызықтарыньщ пішіні, осы эпицентрлік сы- зықты айнала қоршап, оның көлеміне және бағытына сәйкес орналасады.

Макросейсмикалық шкала (кесте) жер сілкінуінің бастапқы энергиясын көрсете алмайды. Ол тек дүмпудің жер бетіне жеткендегі әсерін ғана байқатады. Осыған байланысты (соңғы жылдары) жер сілкіну әрекеттерін_ зерттеу барысында, оның қарқындылығын (балл есебімен) анықтаумен қатар, бастапқы энергия мөлшеріа, анықтау жұмыстары да жүргізіледі. Ол үшін жер сілкіну ошағынан әр түрлі қашықтықта тіркелген сейсмограмма-ларды өңдеп, жан-жақты зерттеу қажет.

Әдетте, қандай тербеліс болмасын оның энергиясы тербеліс жылдамдығының квадратына тура пропорционал болатыны белгілі. Жер сілкіну энергиясын анықтау’ үшін жер асты дүмпу күшінің амплитудасын, периодтылығын, тербеліс уақытын дәл білу керек. Бұл параметрлердің шамасы сейсмограммалар арқылы анықталады.

Жер сілкіну энергиясы Эрг немесе Дж бірліктерімен өлшенеді.

Жер сілкінудің қарқындылығын білумен қатар оның, магнитудасын анықтаудың ғылымда алатын орны өте зор. Магнитуда дегеніміз, жер сілкінудің (салыстырмалы) энергетикалық өлшемі екендігін жоғарыда айтып өттік.

Магнитуда мөлшері сейсмограммада жазылған толқынның (беткейлік толқын) амплитудасы мен периодын өлшеу арқылы анықталады. Әдетте, толқын амплитудасы шамамен он есе артқанда, жер сілкіну магнитудасы бір өлшемге артады. Магнитудалық шкала алған негізін салған американ сейсмологы Г. Рихтердің есімімен Рихтер шкаласы деп те аталады. Бұл шкал бойынша тарихта белгілі ең күшті жойқын жер сілкінісінің магнитудасы М-8,9. Ал 1971 ж. 10 майда Жамбылда болған жер сілкінудің магнитудасы М-5,7 шамасында екендігі анықталды.

Ұзақ жылдар бойы жүргізілген зерттеу жұмыстары негізінде жер сілкіну энергиясы мен олардың (ор есеппен) қайталану жиілік-терінің арасында тұрақты байланыс бар екендігі анықталды. Жер сілкіну энергиясы артқан сайын, олар сирегірек қайталанады. Орташа есеппен алғанда, егер жер сілкіну энергиясы 10 рет кемісе, онда оның қайталану саны 3 есе көбейеді. Мысалы, белгілі бір ауданда (Солтүстік Тянь-Шаньда) белгілі бір уақыт аралығында болған жер сілкінулердің санын анықтап, оларды энергия мөлшеріне сәйкес бөліп VIII. 6-суретте көрсетілгендей график тұрғызсақ, онда сейсмологияда кең таралған заңдылық байқалады. Бұл графиктен өте көп кездесетін әлсіз жер сілкінулер сол жақтағы қатарда орналасса, ал күшті дүмпулер шеткі, оң жақтағы қатардан орын алатынын көреміз. Ортадағы қатарда кездесетін жер сілкінулері оңнан солға қарай белгілі бір заңдылықпен орналасып, әрбір келесі қатардағы жер сілкінулер саны кейінгі қатардағыдан ~2,9 есе артық болады. Бұл зандылық жер сілкінудің қайталану зандылығы деп аталады. Егер осындай графикті әр түрлі аудандар үшін жасасақ, олардың бір-біріне өте ұқсас болатындығын байқауға болады. Қайталану графигінің еқкіштік бұрышы барлык, жерде бірдей болады да, ал оның деңгейі ауданның сейсмикалық жағдайына байланысты не жоғары (сейсмоактивтігі жоғары аудан), не төмен (сейсмоактивтігі төмен аудан) жатады. Қүшті дүмпулер саны өте аз болғандықтан, олардың кеңістік пен уақыт аралығындағы таралу заңдылықтарын анықтау өте қиын. Ал дүмпулердің қайталану заңдылығы негізінде адамға сезілмейтін толып жатқан әлсіз сілкіністер арқылы өте күшті және жойқын күшті жер сілкіністерінің қай жерде және қандай уақыт аралығында қайталанатындығын жорамалдап айтуға болады. Мы салға, осы заңдылықтың негізінде ауданы 2000 км2 Іле Күнгей Алатауында энергиясы 1016 Дж, эпицентрдег күші VIII—IX балдық жер сілкіністері орташа есеппеі — 50 жылда бір рет қайталанып отыратындығын айта аламыз. Өйткені, эксперимент жүзінде қатты денені үлкен қысым күшімен қысқан кезде пайда болатын жарықта мен жарықшақтардың ұзындыры мен жалпы санының немесе сынық бөлшектердің көлемі мен санының өзара байланысы осы қайталану графигіне ұқсас болатындығын көрсетеді.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                   Жер сілкінудің географиялық таралуы 

     Жер сілкінудің географиялық таралуы барлық жерде бірдей емес екендігі бұрыннанақ мәлім. 
 
XX ғасырдың 60 жылдарының аяғына қарай жер сілкінуді зерттеу әдістері жетілдіріліп, оның эпицентрін дәлірек анықтауға мүмкіндік туды. Жердің сейсмикалық картасына жасалған талдау жұмыстарының нәтижесі, яғни ең басты сейсмикалық белдеулердің Тынық мұхиттық және Жерорта теңіздік (Альпі—Гималай) белдеулер екендігін көрсетеді.

Тынық мұхиттық белдеу Оңтүстік және Солтүстік Америка, Антиль, Алеут, Аляска, Камчатка, Куриль, Гавая аралдары, Жапон, Филиппин, Малайя, Жаңа Гвинея, Жаңа Зеландия және т. б. жерлерді, жалпы алғанда Тынық мұхит жағаларын түгел қамтиды. Бүкіл жер шарында болатын күшті жер сілкінулердін, алтыдан бес бөлігі немесе барлық жер сілкіністерінің 68%-і осы белдеуде байқалып тұрады. Олардың кепшілігі терең фокустық сілкіністер болып келеді.

Жерорта теңіздік (Альпі—Гималай) белдеу Жерорта теңізінің батыс жағалауларынан басталып, ендік бойымен Шығыс Азияға дейінгі аралықта созылып жатады,атап айтқанда Пиреней,Апеннин,Балқан Альпі,Карпат, Қырым, Кавказ, Памир, Иран, Ауғанстан, Орта Азия, Бирма, Индонезия және т. б. жерлерді қамтиды Жалпы жер сілкіністерінің 21%-і осы белдеуде болып тұрады. Олардың көпшілігі сығылысу, ал кейбірі тектоникалық жарықтар бойымен ығысу әрекеттерімен тығыз байланысты. Жер сілкіну әрекеттері жоғарыда аталған сейсмикалық қос белдеуден басқа да жеке аймақтарда, яғни Тянь-Шаньда, Монголия мен Қытайдың таулы ай- мақтарында, Байкал маңайында, Африкалық Ұлы көлідер маңайын-да және т. б. аудандарда кездесіп тұрады.

ТМД территориясында жер сілкіну ошақтары негізінен оңтүстік-те, шығыста, солтүстік-шығыста орналасқан Атап айтқанда Карпат маңын, Оңтүстік Қырымды, Кавказды, Оңтүстік Түрікменстанды, Орта Азияның таулі бөлігін (шығыс бөлігі), Алтайдан Саянға дейінгі таулы аудандарды, Байкал маңын, Верхоянды, Чукотканы, Қиыр Шығысты, Сахалинды, Камчатканы және Куриль аралдарын қамтиды.

Орта Азия мен Қазақстан жерінде Солтүстік Тянь- Шань таулары, оның ішінде Іле Алатауы мен Күнгей Алатауы және Жоңғар Алатауы ертеректен-ақ белгілі жер сілкіну зардабына көп ұшыраған аймақтар болып табылады.

Сейсмикалық қауіпті (дүмпу күші VII балл) зонада орналасқан ірі қалалардың ішінде Кишинев, Ялта, Тбилиси, Ереван, Ашгабад, Душанбе, Ташкент, Фрунзе, Алматы, Иркутск, Оңтүстік Сахалинск, Камчаткалық Петропавлск қалаларын ерекше атап өтуге болады. Олардың жалпы аумағы бүкіл ТМД территориясының бестен бір бөлігін қамтиды.