Землетрясение, геол., заметные колебания земной коры, происходящие от
действия внутренних сил. Различают медленные, слабо заметные колебания и
быстрые разрушительные перемещения пластов земной коры. Последние известны
под землёй в тесном смысле, причины землетрясения: смещение, оседание
пластов земной коры, провалы вследствие размывов и вообще действия воды и
вулканические явления. Последние сопровождаются выделением водяных паров,
газов, шлака, грязи. Для изучения Земли устроены особые станции
(сейсмические) с приборами (сейсмометрами), отмечающими быстроту
распространения колебаний земной коры.
Эпицентр, точка земной поверхности, лежащая над центром возникновения
толчков и ударов при землетрясениях
Причины: Существуют две основные причины землетрясений:
Одной из них являются процессы поверхностного характера, которые вызывают
незначительные землетрясения. Эти процессы заключаются в том, что плиты,
дрейфующие вдоль таких великих разломов, как, например, разлом Сан-Андреас
в Калифорнии или Альпийский разлом в Новой Зеландии, действуют подобно
ножницам, круша края друг друга.
Вторая причина отражает более глубокие процессы, происходящие в зонах
вдоль краёв смещающихся плит, где рёбра этих масс земной коры погружаются в
земную мантию и на глубине около 500 км повторно всасываются, поглощаются.
По этой причине происходят уже более крупные землетрясения.
Симптомы: Землетрясение, как правило, происходит глубокой ночью или на
рассвете и начинается с легкого дрожания земли, сопровождающегося сильным
подземным гулом.
Вслед за этим, порой стремительно, возникает серия сильных толчков,
способных вызвать извержение вулкана, камнепад и даже разрывы земной
поверхности. Участки земли могут подниматься и опускаться, провоцируя, в
свою очередь, оползни и цунами - гигантские приливные волны, внезапно
обрушивающиеся на прибрежные зоны (они ещё называются сейсмическими
волнами).
И наконец, в завершающей стадии землетрясения наблюдается уменьшение
силы вибрации (из-за которой у многих начинается сильное недомогание и
"морская болезнь на суше").
Предупреждающие знаки: Необычно жутко воют, лаят и рычат собаки;
сбегают из домов кошки; грозный гул, грохот, треск; земля дрожит и
колыхается; на Душе какое-то беспокойство...
За последние 4000 лет землетрясения и возникшие в их результате
пожары, оползни, наводнения и иные последствия унесли жизни более 13 млн.
человек.
В 20 веке ежегодно регистрируется до 20 толчков силой от шести баллов
и выше.
Землетрясения ежегодно уносят в среднем 10 тыс. жизней.
Ежегодно сейсмологи регистрируют примерно 500 тысяч землетрясений
различной силы. Из них 100 тысяч ощущаются людьми и 1000 причиняют ущерб.
Самые большие разрушения причинило землетрясение Шинсай (то есть
Великое), случившееся на равнине Кванто в Японии 1 сентября 1923 года (сила
толчка достигала 8,2 балла). В результате морское дно в заливе Сагами
опустилось на 400 метров! По официальным сведениям, число погибших
превысило 140 тысяч человек. В городах Токио и Йокохаме было разрушено 575
тысяч домов, а сумма ущерба (по современному курсу) составила 17 миллиардов
фунтов стерлингов.
Больше всего людей погибло в результате землетрясения летом 1201 года
на Ближнем Востоке и Восточном Средиземноморье. Количество жертв этого
страшного стихийного бедствия составило свыше одного миллиона человек.
Самое большое число жертв в наше время зарегистрировано при Тянь-Шаньском
землетрясении (силой почти 8 баллов по шкале Рихтера), произошедшем в
Восточном Китае в 1976 году. Тогда погибло около 700 тысяч человек.
Введение
Немногие из грозных явлений природы могут сравниваться по разрушительной
силе и опасности с землетрясениями. Их летопись насчитывает миллионы жертв,
сотни погибших городов. Каждый человек, живущий на Земле, привык считать
земную твердь чем-то прочным и надежным. Когда же она начинает сотрясаться,
взрываться, оседать, ускользать из-под ног, человека охватывает ужас.
Глагол "трястись" абсолютно точно описывает происходящее с земной
поверхностью во время землетрясения: она вздымается, колеблется, вибрирует
и даже раскалывается. Эти движения продолжаются несколько секунд, самое
большое несколько минут, но тем не менее они могут повлечь за собой
катастрофические последствия.
Вот как очевидец описывает землетрясение: "Земля вздрогнула; ее первая
судорога длилась почти 10 секунд: треск и скрип оконных рам, звон стекол,
грохот падающих лестниц разбудили спящих... Как бумажный разрывался
потолок... в темноте все казалось падало. Земля глухо гудела... Вздрогнув и
пошатываясь, здания наклонялись, по их белым стенам, как молнии, змеились
трещины, и стены рассыпались, заваливая улицы и людей среди них тяжелыми
грудами острых кусков камня...".Частота колебаний некоторых сейсмических
волн бывает такой, что они становятся слышны человеку; животные же могут
воспринимать звук в значительно более широком диапазоне. В различных
описаниях звуки, сопровождающие землетрясение, сравниваются с сильным
ветром, шумом скорого поезда, отдаленным орудийным раскатам. Рассказы
некоторых очевидцев свидетельствуют, что во время землетрясения бывают
вспышки света. Иногда этот яркий свет можно объяснить молниями или
замыканиями электроприборов. Но не исключена возможность, что некоторые из
этих вспышек связаны с неизвестными явлениями при движениях земной коры.
Землетрясения представляют собой движение земной поверхности, вызванные
воздействием сейсмических волн (по-гречески "сейсмос" - землетрясение).
Сейсмические волны обычно ощущаются как сильные, интенсивные движения
поверхности. Иногда наблюдаются земные волны в буквальном смысле слова:
волны движутся по земле как по озеру. При калифорнийском землетрясении 1906
года в отдельных местах отмечались земные волны высотой до 1 м. Они
особенно опасны. Они раскалывают строения, встряхивая их так, что рушаться
даже прочные стены.В городских районах здания вибрируют настолько сильно,
что распадаются на части. При этом часто возникают пожары, так как
разрушаются газовые магистрали и происходят замыкания в электрических
цепях. Если и водопроводная сеть оказывается поврежденной, город сможет
сгореть, и предотвратить это почти невозможно. Бывали случаи, когда от
подземных толчков люди подлетали так высоко, что, падая, разбивались
насмерть. К счастью, такие мощные удары волн случаются редко.
Для людей и строений опасны не только сами по себе колебания земли. Для
землетрясений характерно множество сопутствующих явлений, которые
увеличивают число жертв, - это гигантские трещины, разрушительные морские
волны цунами, крупные обвалы и снежные лавины, грязевые потоки - сели,
оползни.
Наиболее широко известным фактом является возникновение в земле трещин,
которые согласно некоторым описаниям поглощали людей, животных, дома и даже
целые деревни. Так, например, во время землетрясения 1783г. в Калабрии
(Италия) образовалось огромное число трещин, причем некоторые из них
достигали почти 70 м в глубину.Во время землетрясений бывают резкие
опускания больших участков, которые могут сопровождаться мгновенным
затоплением. Так, например, во время землетрясения 1811 г. в долине реки
Миссисипи было обширное погружение участков вдоль долин реки местами более
чем на 6 м.
Одним из наиболее разрушительных последствий землетрясения являются
оползни, сели, снежные лавины. Так, например, землетрясение 1920 г. на
севере Китая, вызвало сотни оползней. Многие крестьяне жили здесь в
пещерных домах, которые в результате оползней были мгновенно завалены.
Число погибших составило 100 тысяч человек.
В прибрежных районах к одним из самых страшных явлений, сопутствующих
землетрясениям, относятся цунами. Так, например, в 1755 г. сильное
землетрясение и сопровождавшие его цунами разрушили г.Лиссабон. На берег
обрушилась волна высотой в 12 м. Погибло 50 тыс.человек. Эта катострофа
потрясла Европу. Многие люди впервые задумались над могучим явлением
природы, ученые начали изучать землетрясения.
Какие бывают землетрясения?
(из книги "Вот пришло землетрясение...")
Можно уподобить всякое землетрясение фонарю, который зажигается на короткое
время и освещает нам внутренность Земли, позволяя тем самым рассмотреть то,
что там происходит.
Б.Б.Голицин, 1911 год
Сейсмические явления
|[pic] |
Сейсмические явления наблюдаемые при землетрясениях на поверхности
Земли со времен академика Б.Б.Голицина, принято делить на два типа -
микросейсмические и макросейсмические. Первые это те, которые
обнаруживаются только по записям приборов - это и микросейсмы (сейсмический
шум, колебания в прямую не связанные с землетрясениями), и слабые колебания
от далеких землетрясений - расстояние до эпицентров которых может
исчисляться тысячами и десятками тысяч километров. Сюда же видимо надо
отнести и неощутимые микроземлетрясения. Вторые, это колебания которые
непосредственно ощущаются человеком, вызывают разрушение и сильные
деформации земной поверхности.
Сейсмические явления сопустствуют нам повседневно - проехавший мимо
автомобиль - ощущается по дребезжанию стекол в окне, приближающейся поезд
метрополитена распознается по вибрации посажирской платформы, а хитрый
индеец или проводник в раманах Купера и Майн Рида, прикладывая ухо к земле
мог почувствовать приближение врага. Враг, делающий подкоп под крепость
узнавался по колебаниям возникающим при подземных работах. Так было и в
1608 году, когда враги осаждали Троице-Сергегиевскую лавру под Москвой -
бдительность русского воина Власа Корсакова спасла осажденную крепость.
Таким образом, твердая поверхность является проводником механических
колебаний к датчику, будь то это человеческое ухо или прибор.
Преобразованные спеицальными приборами - они могут быть записаны и изучены
специалистами.
Применительно к величине землетрясения, и оценки результата его
воздействия на земную поверхность устоялись чисто научные и чисто
общепринятые определения. Одни, больше связаны с точными физичскими
величинами, определяемые с использованием специальных инструментов. Другие,
носят скорее описательный и больше субъективный характер, выражая степень
ущерба от него и горечь потерь.Тем не менее, если говорить о величине или
энергии землетрясения то она бывает самой разной - от мегалоземлетрясений с
магнитудой от восьми и выше, сильных землетрясений - в диапазоне магнитуд
6.5 - 7.5, слабых землетрясений 1.5 - 6.5 и микроземлетрясения, для которых
существует уже своя энергетическая шкала, энергетический класс Раутиан - К.
Уходя в диапазон энергетических классов и ниже мы попадаем в область
сверхслабых для записи сейсмических явлений - микросейсмы и сейсмический
шум.
К сейсмическим явлениям относятся и те, которые сопровождают
возникновение землетрясений. Они делятся на события, которые происходят
перед землетрясением, в момент и наблюдаются после него. Как уже
говорилось, изучение землерясений вобрало в себя буквально почти все
разделы естествознания - от поведения животных до теории нелинейных
стохастических процессов, теории рисков и информатики. В общем все то, что
помагает понять природу землетрясений, обепечивает возможность
распознования сейсмической катастрофы до момента ее возникновения.
Если вернуться к исходному корню слова землетрясение - "трясение
земли" оно может вызываться разными явлениями, имеющими разную физическую
природу возникновения колебаний и соответственно источники. А уже их
конкретный их результат на земной поверхности зависит от многих причин, не
всегда связанных с самим источником колебаний.
Тектонические землетрясения
Тектонические землетрясения
(из книги "Вот пришло землетрясение...")
|[pic] |
Большая часть всех известных землетрясений относится к этому типу. Они
связаны с процессами горообразования и движениями в разломах литосферных
плит. Верхнею часть земной коры составляют около десятка огромных блоков -
тектонических плит, перемещающихся под воздействием конвекционных течений в
верхней мантии. Одни плиты двигаются навстречу друг другу (например, в
районе Красного моря). Другие плиты расходятся в стороны, третьи скользят
друг относительно друга в противоположных направлениях. Это явление
наблюдается в зоне разлома Сан-Андреас в Калифорнии.
Горные породы обладают определенной эластичностью, а в местах
тектонических разломов - границ плит, где действуют силы сжатия или
растяжения, постепенно могут накапливать тектонические напряжения.
Напряжения растут до тех пор, пока не превысят предела прочности самих
пород. Тогда пласты горных пород разрушаются и резко смещаются, излучая
сейсмические волны. Такое резкое смещение пород называется подвижкой.
|[pic] |
Вертикальные подвижки приводят к резкому опусканию или поднятию пород.
Обычно смещение составляет лишь несколько сантиметров, но энергия
выделяемая при движениях горных масс весом в миллиарды тонн, даже на малое
расстояние, огромна! На дневной поверхности образуются тектонические
трещины. По их бортам происходят смещения относительно друг друга обширных
участков земной поверхности, перенося вместе с собой и находящиеся на их
поля, сооружения и многое другое. Эти перемещения можно увидеть
невооруженным глазом, и тогда связь землетрясения с тектоническим разрывом
в недрах земли очевидна.
Значительная часть землетрясений происходит под морским дном,
практически также как и на суше. Некоторые из них сопровождаются цунами, а
сейсмические волны, достигая берегов, вызывают сильные разрушения, подобно
тем которые имели место в Мехико в 1985 году. Цунами, японское слово,
морские волны, возникающие в результате сдвига вверх или вниз крупных
участков дна при сильных подводных или прибрежных землетрясениях и,
изредка, при вулканических извержениях. Высота волн в эпицентре может
достигать пяти метров, у берегов - до десяти, а в неблагоприятных по
рельефу участках побережья - до 50 метров. Они могут распространяться со
скоростью до 1000 километров в час. Более 80% цунами возникают на периферии
Тихого океана. В России, США и Японии в 1940-1950 годы созданы службы
предупреждения о цунами. Они используют, для извещения населения,
опережающую распространение морских волн регистрацию колебаний от
землетрясений береговыми сейсмическими станциями. В каталоге известных
сильных цунами их более тысячи, из них - более ста с катастрофическими
последствиями для человека. Они вызвали полное уничтожение, смыв сооружений
и растительного покрова в 1933 году у берегов Японии, в 1952 году на
Камчатке и многих других островах и прибрежных районах в зоне Тихого
океана.Однако землетрясения возникают не только в местах разломов - границ
плит, но и в центре плит, под складками - горами образующимися при
выгибании пластов вверх в виде свода (места горообразования). Одна из самых
быстрорастущих складок в мире находится в Калифорнии вблизи Вентуры.
Примерно, аналогичный тип имело и Ашхабадское землетрясение 1948 года в
предгорьях Копет Дага. В этих складках действуют сжимающие силы, когда
такое напряжение горных пород снимается за счет резкой подвижки, то и
возникает землетрясение. Эти землетрясения, в терминологии американских
сейсмологов Р.Стейна и Р.Йется (1989 год), получили название скрытых
тектонических землетрясений.
В Армении, Апеннинах на севере Италии, в Алжире, Калифорнии в США, под
Ашхабадом в Туркменистане и многих других местах происходят землетрясения,
которые не вспарывают земную поверхность, а связаны с разломами, скрытых
под поверхностным ландшафтом. Иногда слабо верится, что спокойная слегка
волнистая местность, сглаженная смятыми в складки породами может таить
угрозу. Однако в подобных местах происходили и происходят сильные
землетрясения.
В 1980 году в Эль-Асаме (Алжир) произошло подобное землетрясение
(магнитуда - 7.3) унесшее жизни трех с половиной тысяч человек.
Землетрясения "под складками" произошли в США в Коалинге и Кетлемен-Хилзе
(1983 и 1985 годах) с магнитудами 6.5 и 6.1. В Коалинге оказалось разрушено
75% неукрепленных зданий. Землетрясение 1987 года в Калифорнии (Уиттиер-
Нерроузе) с магнитудой 6.0 пришлось на густозаселенные пригороды Лос-
Анджелеса и принесло ущерб в 350 миллионов долларов США, погубив восемь
человек.
|[pic] |
Формы проявления тектонических землетрясений достаточно разнообразны. Одни
вызывают протяженные разрывы пород на поверхности Земли, достигающие
десятков километров, другие сопровождаются многочисленными обвалами и
оползнями, третьи практически никак не "выходят" на земную поверхность,
соответственно ни до, ни после землетрясений визуально эпицентр определить
почти не возможно.
Если местность населена и имеются разрушения, то можно оценить
местонахождение эпицентра по разрушениям, во всех других случаях - число
инструментальным путем по изучению сейсмограмм с записью землетрясения.
Существование подобных землетрясений таит в себе скрытую угрозу при
освоении новых территорий. Так, в кажущихся пустынными и неопасными местах
зачастую размещают могильники и захоронения токсичных отходов (например,
район Коалинга в США) и сейсмический толчок может нарушить их целостность,
вызвать заражение местности далеко вокруг.
Глубокофокусные землетрясения
Глубокофокусные землетрясения
(из книги "Вот пришло землетрясение...")
|[pic] |
Большинство землетрясений происходит на глубине до 70 километров от
поверхности Земли, меньше до 200 километров. Но бывают землетрясения и на
очень большой глубине. Например, подобное землетрясение произошло в 1970
году с магнитудой 7.6 в Колумбии на глубине 650 километров.
Иногда очаги землетрясения регистрируются и на большой глубине - более
700 километров. Максимальная глубина гипоцентров - 720 километров
зарегистрирована на территории Индонезии в 1933, 1934 и 1943 годах.
По современным представлениям о внутреннем строении Земли на таких
глубинах вещество мантии под действием тепла и давления переходит из
хрупкого состояния, при котором оно способно разрушаться, в тягучее,
пластическое. Везде, где глубокие землетрясения случаются достаточно часто,
они "вырисовывают" условную наклонную плоскость, названную по именам
японского и американского сейсмологов зоной Вадати - Беньеффа. Она
начинается вблизи земной поверхности и уходит в земные недра, до глубин
порядка 700 километров. Зоны Вадати - Беньеффа приурочены к местам, где
сталкиваются тектонические плиты - одна плита подвигается под другую и
погружается в мантию. Зона глубоких землетрясений как раз и связана с такой
опускающейся плитой. Морское землетрясение 1996 года в Индонезии, было
наиболее сильным глубоким землетрясением с очагом на глубине в 600
километров. Это была редкая возможность для просвечивания глубин Земли до
пяти тысяч километров. Однако это происходит нечасто даже в масштабах
планеты. Мы смотрим внутрь Земли, потому что мы хотим знать что - там и
поэтому установили что внутренне ядро планеты состоит из железо никеля и
находится в диапазоне огромных температур и давлений. Очаги почти всех
глубоких землетрясений расположены в зоне Тихоокеанского кольца состоящего
из островных дуг, глубоководных желобов и подводных горных хребтов.
Изучение глубокофокусных землетрясений, неопасных для человека,
представляет большой научный интерес - оно позволяет "заглянуть" в машину
геологических процессов, понять природу постоянно происходящей в недрах
Земли трансформации материи и вулканических явлений. Так, после анализа
сейсмических волн от глубокофокусного землетрясения в Индонезии 1996 года
сейсмологами Северо-западного Университета США и французской Комиссии по
ядерной энергии было доказано, что ядро Земли является твердым шаром из
железа и никеля с диаметром в 2400 километров.
Распределение землетрясений по глубинам возникновения
|Наименование |Диапазон глубин |Процент от |
| | |общего |
| | |числа |
|Поверхностные |До 100 км |51% |
|Промежуточные |От 100 до 300 км |36% |
|Глубокофокусные|От 300 км и больше|13% |
Вулканические землетрясения
(из книги "Вот пришло землетрясение...")
|[pic] |
Одно из самых интересных и загадочных образований на планете - вулканы
(название произошло от имени бога огня - Вулкан) известны как места
возникновения слабых и сильных землетрясений. Раскаленные газы и лава,
бурлящие в недрах вулканических гор толкают и давят на верхние слои Земли,
как пары кипящей воды на крышку чайника. Эти движения вещества приводят к
сериям мелких землетрясений - вулканическому тремеру (вулканическое
дрожание). Подготовка и извержению вулкана и его длительность может
происходить в течение лет и столетий. Вулканическая деятельность
сопровождается целым рядом природных явлений, в том числе взрывами огромных
количеств пара и газов, что сопровождается сейсмическими и акустическими
колебаниями. Движение высокотемпературной магмы в недрах вулкана,
сопровождается растрескиванием горных пород, что в свою очередь также
вызывает сейсмическое и акустическое излучение.
Вулканы делятся на действующие, уснувшие и потухшие. К потухшим относятся
вулканы, которые сохранили свою форму, но сведений об извержениях которых
просто нет. Однако и под ними происходят локальные землетрясения,
свидетельствуя что в любой момент, и они могут проснуться.
Естественно, что при спокойном течении дел в недрах вулканов подобные
сейсмические события имеют некоторый спокойный и устойчивый фон. В начале
вулканической деятельности происходит активизация и микроземлетрясений. Как
правило, они достаточно слабые, но наблюдения за ними иногда позволят
предугадать время начала вулканической деятельности.
Ученые в Японии и Станфордского университета США сообщили, что они нашли
путь для прогноза вулканических извержений. По данным изучения изменения
топографии местности вулканической деятельности в Японии (1997) можно точно
определять момент наступления извержения. Метод базируется также на
регистрации землетрясений и наблюдениях со спутников. Землетрясения
контролируют возможность прорыва лавы из недр вулкана.
|[pic] |
Так как области современного вулканизма (например - Японские острова или
Италия) совпадают с зонами, где возникают и тектонические землетрясения
всегда трудно их отнести к тому или ному типу. Признаками вулканического
землетрясения является совпадение его очага с местом нахождения вулкана и
сравнительно не очень большая магнитуда.
К вулканическому землетрясению можно отнести землетрясение, сопровождавшее
извержение вулкана Бандай-Сан в Японии в 1988 году. Тогда сильнейший взрыв
вулканических газов раздробил целую андезитовую гору в 670 метров высоты.
Другое вулканическое землетрясение сопровождало, также в Японии, извержение
вулкана Саку-Яма в 1914 году.
Сильнейшее вулканическое землетрясение сопровождало извержение вулкана
Кракатау в Индонезии в 1883 году. Тогда, взрывом было уничтожена половина
вулкана, а сотрясения от этого явления вызвали разрушения в городах на
острове Суматра, Ява и Борнео. Погибло все население острова, а цунами
смыло все живое с низменных островов Зондского пролива. Вулканическое
землетрясение на вулкане Ипомео того же года в Италии разрушило небольшой
город Казамичола. На Камчатке происходят многочисленные вулканические
землетрясения, связанные с активностью вулканов Ключевской Сопки, Шивелуч и
других.
|[pic] |
Проявления вулканических землетрясений почти ничем не отличается от
явлений, наблюдаемых при тектонических землетрясений, однако их масштаб и
"дальнобойность" значительно меньше.
Удивительные геологические явления сопровождают нас и сегодня, даже в
древней Европе. В начале 2001 года снова проснулся самый активный вулкан на
Сицилии - Этна. В переводе с греческого его название означает - "Я горю".
Первое, из известных извержений этого вулкана относится к 1500 году до
нашей эры. За этот период известно о 200 извержениях этого самого боьшого
вулкана в Европе. Его высота составляет 3200 метров над уровнем моря. Во
время этого извержения происходят многочисленные микроземлетрясения и было
зафиксировано удивительное природное явление - отрыв в атмосферу
кольцевидного облака пара и газа на очень большую высоту.
Наблюдения за сейсмичностью в районах вулканов являются одним из параметров
для мониторинга их состояния. Помимо всех других проявлений вулканической
деятельности микроземлетрясения этого типа позволяют проследить и
смоделировать на дисплеях компьютеров движение магмы в недрах вулканов,
установить его структуру. Зачастую, сильные - мегалоземлетрясения,
сопровождаются активизацией вулканов (так было в Чили и происходит в
Японии), но и начало крупного извержения может сопровождаться сильным
землетрясением (так было в Помпее при извержении Везувия).
|1669 год - по время извержения вулкана Этна, потоки лавы сожгли 12 |
|деревень и часть Катании.
|
