Главная причина землетрясений. Растёт риск землетрясений, спровоцированных людьми. Как измеряют землетрясение

Ежегодно на нашей планете происходят сотни тысяч землетрясений. Большинство из них настолько малы и незначительны, что зафиксировать их способны лишь специальные датчики. Но, бывают и более серьёзные колебания: два раза в месяц земная кора содрогается достаточно сильно для того, чтобы разрушить всё вокруг.

Поскольку большинство толчков подобной силы происходят на дне Мирового океана, если их не сопровождает цунами, люди о них даже не подозревают. А вот когда содрогается суша, стихия бывает до того разрушительна, что счёт жертв идёт на тысячи, как это случилось в XVI веке в Китае (во время подземных толчков магнитудой 8,1 погибло более 830 тыс. людей).

Землетрясением называют подземные толчки и колебания земной коры, вызванные природными или искусственно созданными причинами (движением литосферных плит, извержением вулканов, взрывами). Последствия толчков большой интенсивности нередко бывают катастрофичны, по количеству жертв уступая лишь тайфунам.

К сожалению, на данный момент учёные не настолько хорошо изучили процессы, что происходят в недрах нашей планеты, а потому прогноз землетрясений дают довольной приблизительный и неточный. Среди причин возникновений землетрясений специалисты выделяют тектонические, вулканические, обвальные, искусственные и техногенные колебания земной коры.

Тектонические

Большинство зафиксированных в мире землетрясений возникло в результате движений тектонических плит, когда происходит резкое смещение горных пород. Это может быть как столкновение друг с другом, так и опускание более тонкой плиты под другую.

Хотя этот сдвиг обычно невелик, и составляет лишь несколько сантиметров, в движение приходят расположенные над эпицентром горы, которые выделяют огромной силы энергию. В результате на земной поверхности образовываются трещины, по краям которых начинают смещаться огромные участки земли вместе со всем, что на ней находится – полями, домами, людьми.

Вулканические

А вот вулканические колебания хоть и слабы, но продолжаются долго. Обычно особой опасности они не представляют, но катастрофические последствия зафиксированы всё же были. В результате мощнейшего извержения вулкана Кракатау в конце XIX ст. взрывом была уничтожена половина горы, а последующие за этим подземные толчки были такой силы, что раскололи остров на три части, погрузив две трети в пучину. Поднявшееся после этого цунами уничтожило абсолютно всех, кто сумел до этого выжить и не успел покинуть опасную территорию.

Обвальные

Нельзя не упомянуть об обвалах и больших оползнях. Обычно сотрясения эти несильны, но в некоторых случаях их последствия бывают катастрофичны. Так, произошло однажды в Перу, когда огромная лавина, вызвав землетрясение, на скорости 400 км/ч сошла с горы Аскаран, и, сровняв с землёй не одно поселение, погубила более восемнадцати тысяч человек.

Техногенные

В некоторых случаях причины и последствия землетрясений нередко связаны с человеческой деятельностью. Учёными было зафиксировано увеличение количества подземных толчков в районах крупных водохранилищ. Связано это с тем, что собранная масса воды начинает давить на ниже находящуюся земную кору, а проникающая сквозь грунт вода – разрушать её. Кроме того, увеличение сейсмической активности было замечено в местах добычи нефти и газа, а также в районе шахт и карьеров.

Искусственные

Землетрясения можно вызвать и искусственным путём. Например, после того как КНДР испытывало новое ядерное оружие, во многих местах планеты датчики зафиксировали землетрясения умеренной силы.

Подводное землетрясение возникает во время столкновения тектонических плит на океаническом дне или недалеко от побережья. Если очаг расположен неглубоко, а магнитуда равняется 7 баллам, подводное землетрясение чрезвычайно опасно, поскольку вызывает цунами. Во время содрогания морской коры одна часть дна опускается, другая – приподнимается, в результате чего вода в попытках вернуться к первоначальному положению, начинает двигаться по вертикали, порождая серию огромных волн, идущих по направлению к побережью.

Подобное землетрясение вместе с цунами нередко могут иметь катастрофические последствия. Например, одно из самых сильных моретрясений произошло несколько лет назад в Индийском океане: в результате подводных толчков поднялось большое цунами и, обрушившись на близлежащие побережья, привело к гибели более двухсот тысяч человек.

Начало толчков

Очаг землетрясения являет собой разрыв, после образования которого земная поверхность мгновенно смещается. Надо заметить, разрыв этот происходит не сразу. Сперва плиты наталкиваются друг на друга, в результате чего возникает трение и образуется энергия, которая постепенно начинает накапливаться.

Когда напряжение становится максимальным и начинает превышать силу трения, горные породы разрываются, после чего освобождённая энергия преобразуется в сейсмические волны, двигающиеся со скоростью 8 км/с и вызывающие колебания земли.

Характеристика землетрясений по глубине эпицентра делится на три группы:

Нормальные – эпицентр до 70 км;
Промежуточные – эпицентр до 300 км;
Глубокофокусные – эпицентр на глубине, превышающей 300 км, типичны для Тихоокеанского кольца. Чем глубже эпицентр, тем дальше дойдут порождённые энергией сейсмические волны.

Характеристика

Состоит землетрясение из нескольких этапов. Основному, наиболее сильному толку, предшествуют предупреждающие колебания (форшоки), а после него начинаются афтершоки, последующие сотрясения, причём магнитуда самого сильного афтершока на 1,2 меньше, чем у основного толчка.

Период от начала форшоков до конца афтершоков вполне может длиться несколько лет, как это, например, случилось в конце XIX столетия на острове Лисса в Адриатическом море: длилось оно три года и за это время учёные зафиксировали 86 тысяч толчков.

Что касается длительности основного толчка, то она обычно непродолжительна и редко когда длится более минуты. Например, самый мощный толчок на Гаити, произошедший несколько лет назад, длился сорок секунд – и этого оказалось достаточно, чтобы превратить город Порт-о-Пренс в руины. А вот на Аляске была зафиксирована серия толчков, которые сотрясали землю около семи минут, при этом три из них привели к значительным разрушениям.

Рассчитать, какой именно толчок окажется основным и будет иметь наибольшую магнитуду, крайне сложно, проблематично и стопроцентных способов нет. Поэтому сильные землетрясения нередко застают население врасплох. Так, например, случилось в 2015 году в Непале, в стране, где настолько часто фиксировались несильные сотрясения, что люди попросту не обращали на них особого внимания. Поэтому содрогание почвы магнитудой в 7,9 балла привело к большому числу жертв, а последующие за ним через полчаса и на следующий день более слабые афтершоки с магнитудой 6,6 не улучшили ситуации.

Нередко бывает, что сильнейшие содрогания, происходящие с одной стороны планеты, сотрясают противоположную сторону. Например, землетрясение с магнитудой в 9,3, произошедшее 2004 году в Индийском океане, несколько ослабило возрастающее напряжение в разломе Сан-Андреас, что находится на стыке литосферных плит вдоль побережья Калифорнии. Оно оказалось такой силы, что немного видоизменило вид нашей планеты, сгладив её выпуклость в средней части и сделав более округлой.

Что такое магнитуда

Одним из способов замерить амплитуду колебаний и количество освобождаемой энергии является шкала магнитуд (шкала Рихтера), содержащая условные единицы от 1 до 9,5 (её очень часто путают с двенадцатибалльной шкалой интенсивности, измеряемую в баллах). Увеличение магнитуды землетрясений лишь на одну единицу означает увеличение амплитуды колебаний в десять, а энергии – в тридцать два раза.

Проведённые расчёты показали, что размер эпицентра во время слабых колебаний поверхности как в длину, так и по вертикали измеряется несколькими метрами, когда средней силы – километрами. А вот землетрясения, вызывающие катастрофы, имеют протяжённость до 1 тыс. километров и от точки разрыва уходят на глубину до пятидесяти километров. Таким образом, максимальный зарегистрированный размер эпицентра землетрясений на нашей планете составлял 1000 на 100 км.

Выглядит магнитуда землетрясений (шкала Рихтера) следующим образом:

2 – слабые почти неощутимые колебания;
4 — 5 – хоть толчки слабые, они могут привести к незначительным разрушениям;
6 – средние разрушения;
8,5 – одни из сильнейших зафиксированных землетрясений.
Наиболее крупным считается Великое Чилийское землетрясение с магнитудой в 9,5, породившее цунами, которое, преодолев Тихий океан, добралось до Японии, преодолев 17 тыс. километров.

Ориентируясь на магнитуду землетрясений, учёные утверждают, что из десятков тысяч, происходящих на нашей планете колебаний в год, лишь одно имеет магнитуду 8, десять – от 7 до 7,9 и сто – от 6 до 6,9. Нужно учитывать, что если магнитуда землетрясения 7, последствия могут быть катастрофичными.

Шкала интенсивности

Чтобы понять, почему происходят землетрясения, учёными была разработана шкала интенсивности, основанная на таких внешних проявлениях, как воздействие на людей, животных, здания, природу. Чем ближе эпицентр землетрясений к земной поверхности, тем больше интенсивность (эти знания дают возможность дать хотя бы приблизительный прогноз землетрясений).

Например, если магнитуда землетрясения была равна восьми, а эпицентр находился на глубине десяти километров, интенсивность землетрясения составит от одиннадцати до двенадцати баллов. А вот если эпицентр был расположен на глубине пятидесяти километров, интенсивность окажется меньшей и будет измеряться в 9-10 баллов.

Согласно шкале интенсивности, первые разрушения могут произойти уже при шестибалльных толчках, когда появляются тонкие трещины в штукатурке. Землетрясение в одиннадцать баллов считается катастрофическим (поверхность земной коры покрывается трещинами, здания разрушаются). Самые сильные землетрясения, способные значительно изменить вид местности, оцениваются в двенадцать баллов.

Что делать при землетрясениях

По приблизительным подсчётам учёных число людей, которые погибли в мире из-за землетрясений за последние полтысячелетия, превышает пять миллионов человек. Половина из них приходится на Китай: он расположен в зоне сейсмической активности, а на его территории проживает большое число людей (в XVI ст. погибло 830 тыс. человек, в середине прошлого века – 240 тысяч).

Подобные катастрофические последствия можно было предотвратить, если бы защита от землетрясений была хорошо продумана на государственном уровне, а при конструировании зданий учитывалась возможность возникновения сильных подземных толчков: большинство людей погибло именно под обломками. Нередко люди, проживающие или пребывающие в сейсмически активной зоне, не имеют ни малейшего понятия о том, как именно нужно действовать в условиях чрезвычайной ситуации и каким способом можно спасти свою жизнь.

Необходимо знать, что если подземные толчки застали вас в здании, нужно сделать всё возможное, чтобы как можно быстрее выбраться на открытое пространство, при этом лифтами пользоваться категорически нельзя.

Если уйти из здания невозможно, а землетрясение уже началось, покидать его крайне опасно, поэтому нужно встать или в дверном проёме, или в углу возле несущей стены, или залезть под крепкий стол, защитив голову мягкой подушкой от предметов, которые могут упасть сверху. После того как толчки закончатся, здание нужно покинуть.

Если во время начала землетрясений человек оказался на улице, нужно отойти от дома минимум на одну треть от его высоты и, избегая высоких зданий, оград и других построек, двигаться по направлению широких улиц или парков. Также необходимо держаться как можно дальше от оборванных электрических проводов промышленных предприятий, поскольку там могут храниться взрывоопасные материалы или ядовитые вещества.

А вот если первые подземные толчки застали человека, когда тот пребывал в автомобиле или общественном транспорте, нужно срочно покинуть транспортное средство. Если же машина находится на открытой местности, наоборот, остановить машину и переждать землетрясение.

Если же так получилось, что вас полностью завалило обломками, главное, не впадать в панику: человек может продержаться без еды и воды несколько дней и дождаться, пока его найдут. После катастрофических землетрясений работают спасатели со специально обученными собаками, а те способны учуять жизнь среди завалов и подать знак.

Сегодня мы поведем разговор о процессах, происходящих в недрах нашей планеты, составляющих серьёзную угрозу населению Земли. Речь пойдет о землетрясениях.

Что известно о причинах, вызывающих это страшное стихийное бедствие? Может ли современная наука если не предотвратить, то хотя бы предсказать катаклизмы такого масштаба?

Причины землетрясений

Внутреннее строение, состав и свойства пород, из которых состоит наша планета, не поддаются непосредственному наблюдению. Они установлены приближенно косвенными измерениями.

…Если представить Землю в разрезе, то чётко прослеживаются концентрические слои. Они отличаются химическим составом, свойствами и агрегатным состоянием. Наружный слой представляет собой земную кору. Она состоит примерно из 20 тектонических плит разных размеров, толщина которых колеблется от 60 до 100 километров. Плиты подобно гигантским айсбергам «плавают» на поверхности магмы, сталкиваясь, и наползая друг на друга.

В местах их соприкосновения чаще всего и происходят землетрясения, проявляющиеся в подземных толчках и колебаниях земной коры.

Что же приводит эти плиты в движение?

Раскалённое земное ядро передает своё тепло через прилегающие к нему слои наружу. Земная кора, остывая, сокращает свою поверхность. При этом она оказывает разное давление на плиты, создавая гигантские трещины в земле.

По краям этих зияющих пустот начинается смещение огромных участков земли вместе с постройками и людьми. На положение и поведение земных слоёв влияет также сила солнечного и лунного притяжения.

Землетрясение может быть вызвано также извержениями вулканов, оползнями и обвалами пород. Обычно такие землетрясения не столь масштабны. Исключение составляет лишь перуанское землетрясение, ставшее причиной гибели 18 000 человек.

Кроме природных факторов причинами сотрясений земной коры может стать и деятельность человека - испытания ядерного оружия, разработки полезных ископаемых на больших глубинах и т. д.

Особую опасность представляют собой подводные землетрясения, поскольку они порождают серию высоченных волн - . Огромные массы воды, добравшись до побережья, сметают всё на своем пути и унося жизни сотен тысяч человек.

Кто изучает землетрясения

Эти подземные бури изучает специальная наука - сейсмология (сейсмос - колебания, логос - учение).

Вот как начинается и развивается картина этого явления. В недрах планеты на глубинах до 800 км возникает очаг землетрясения, порождая расходящиеся во все стороны от него сейсмические волны.

Им, как правило, предшествуют предупреждающие более слабые колебания. Предугадать, когда последует самый сильный толчок - невозможно. Затем следует целая серия более слабых сотрясений. Основной толчок обычно длится менее минуты. Но и этого бывает достаточно, чтобы целые города превратить в руины. Слабые толчки могут «терроризировать» землю достаточно длительное время. От нескольких минут до нескольких лет.

Сейсмологи установили районы наиболее сильных землетрясений. Их называют сейсмическими поясами. Таких поясов два: тихоокеанский и евроазиатский. Более точное расположение самых сейсмически опасных зон можно рассмотреть на специальной карте.

Как измеряют землетрясение

Для оценки этого явления используют два метода: 12 — бальную шкалу интенсивности и шкалу магнитуд (шкалу Рихтера).

Магнитуда характеризует энергию, выделяющуюся при каждом конкретном землетрясении. Её значение определяют с помощью специальных приборов - сейсмографов.

Интенсивность толчков, ощущаемая в конкретной точке земной поверхности, куда «добираются» сейсмические волны, измеряется в баллах. Она зависит от магнитуды и указывает масштаб разрушающего воздействия этого явления на ландшафт, постройки, людей и животных:

Толчки от 1 до 4 баллов для человека могут пройти незаметно. Только внимательный наблюдатель на последних этажах может заметить легкое колебание люстры, да лёгкий звон хрустальных бокалов на полках.
5, 6 — бальные колебания вызовут трещинки в стенах, а 7, 8 - бальные - обвалы и оползни.
Разрушение зданий и линий ЛЭП, деформация железнодорожных рельсов — свидетельствует о 9-бальном землетрясении.

Совершенно катастрофические разрушения вызывают содрогания земли в 12 баллов, когда за считанные минуты перестают существовать целые города. Обрываются жизни сотен тысяч людей, неузнаваемо меняется ландшафт.

Самое страшное землетрясение произошло в 1556 году в Китае. Его магнитуда достигла максимального значения. Масштаб разрушений просто невероятен. Обломки зданий, пожары, 20- метровые трещины и провалы унесли жизни 830 000 человек.

Сейсмическая гроза, разразившаяся в 1737 году в Индии, стала причиной гибели 300 000 человек.

В 1976 году северо-восточные провинции Китая вновь постигло это страшное бедствие. На этот раз магнитуда достигла 8,2. А жертвами стихии стали 800 000 человек.

Россия в целом относится к зонам с умеренной сейсмической опасностью . Наиболее неблагополучные в этом отношении районы — Камчатка, Сахалин, Курильские острова, Прибайкалье, область Бурятии, Кавказ, отроги Карпат, побережье Черного и Каспийского морей. Однако старшему поколению памятен 1995 год, когда на Сахалине в городе Нефтегорске произошло страшное землетрясение в 10 баллов.

В результате из 3200 человек, проживавших в этом городке, в живых осталось лишь 400жителей. Столь страшных последствий можно было бы избежать, если бы дома обладали достаточной сейсмоустойчивостью

Предвестники землетрясения

На сегодняшний день не существует аппаратуры, способной предсказать эту сейсмическую угрозу. Хотя существуют косвенные признаки приближающейся трагедии.

Во-первых, это внезапный запах газа, пробивающийся из недр земли, изменение состава подземных вод.
Во-вторых, необычное поведение животных. Трудно сказать какими органами чувств братья наши меньшие узнают об опасности. Но они стремятся покинуть свои норки и укрытия, вылезая на открытое пространство. Собаки и кошки вообще уходят из города.

Что людям делать при землетрясении

Знание нехитрых правил поведения в такой ситуации помогут человеку избежать паники и растерянности, травм и может быть спасти жизнь.

Если внезапные толчки застали вас в квартире - держитесь подальше от шкафов и другой громоздкой мебели. Падающая мебель, холодильник, разбитые стекла - реальная угроза вашей жизни. Покиньте угловые комнаты. Встаньте в проём комнатных дверей.
Затем необходимо как можно быстрее покинуть свои дома, при этом нежелательно пользоваться лифтом. Будьте осторожны, паника на лестницах может привести к их обрушению.
Находясь на улице, избегайте рекламных щитов, высоких деревьев, линий высоковольтных передач. Лучше всего выйти на открытую местность.
Не стоит передвигаться на автомобиле - он легко может уйти в проломы асфальта.

Трагедии, которыми сопровождаются землетрясения, напоминают человечеству о могуществе и непредсказуемости Природы.

Но какой бы разрушительной силой не обладало это явление, люди, пережив трагедию, отстраивают новые города, возрождают сады и поля. Жизнь продолжается.

Если это сообщение тебе пригодилось, буда рада видеть тебя

Для каждого человека вероятность того, что ему придется испытать на себе землетрясение очень велика. Если он проживает в сейсмически опасном районе это может произойти не один раз на протяжении жизни. Люди, проживающие вблизи сейсмоопасных районов, испытывают на себе отголоски землетрясений. Другие встречаются с их проявлениями во время поездок или отдыха в в сейсмоопасных районах, или вблизи их.

С древнейших времен вокруг землетрясений возникало много суеверий и домыслов. Это и понятно, так как они являются самыми страшными и разрушительными проявлениями сил природы.

Что же такое землетрясения , каковы причины землетрясений и их последствия ?

Причины землетрясений.

Чтобы понять причины возникновения землетрясений надо обратиться к модели строения Земли.

Земля состоит из внешней твердой оболочки — коры или, точнее, литосферы, мантии и ядра. Литосфера не является цельным образованием, а состоит из нескольких литосферных плит как-бы плавающих на полурасплавленном веществе мантии. В силу различных причин плиты двигаются, взаимодействуя друг с другом, скользя краями или заталкиваясь друг под друга (это явление называется субдукцией или поддвигом). В зонах их взаимодействия и возникают землетрясения. Кроме того, по причине деформации самих плит, землетрясения могут возникать не только по краям плит, но и в их центре. Предполагается, например, что землетрясения в Китае имеют такое происхождение. Такие землетрясения называются внутриплитовыми.

Землетрясения могут возникать и при вулканической деятельности . Они не столь сильные, но возникают чаще.

Кроме перечисленных могут быть и техногенные причины землетрясений.

При заполнении водохранилищ, в районе, заметно повышается, или даже возникает, если ранее не наблюдалась, сейсмическая активность. Зависимость эта четко установлена и наблюдается даже при колебании уровня воды в водохранилище. Например, изменение сейсмической активности в районе Нурекского водохранилища в Таджикистане наблюдается даже при изменении уровня воды на 3 метра.

Причиной увеличения сейсмической активности, в данном случае, является увеличение давления воды на земную кору, разжижение грунта при насыщении водой, а также повышение давления воды в порах подстилающих пород.

Закачка в скважины воды в больших объемах может вызвать землетрясения. Здесь также четко прослеживается зависимость сейсмической активности от объема закачанной воды и ее давления. При изменении этих параметров изменяется и сейсмическая активность. Вызвано это, по-видимом, изменением внутрипорового давления воды в породах.

Причиной землетрясения могут быть крупные обвалы и оползни . Такие землетрясения имеют локальный характер и называются обвальными.

Причины землетрясений искусственного характер а — взрывы большой мощности, наземный или подземный ядерный взрыв.

Некоторые опасные последствия землетрясений.

Очень опасны и последствия землетрясений- оползни, разжижение грунтов, оседание грунтов, разрушение плотин и возникновение цунами.

Оползни бывают очень разрушительными, особенно в горах. Например, при возникновении оползня и лавины, причиной которых послужило землетрясении магнитудой 7,9 по у берегов Перу в 1970 году, частично был разрушен городок Ранрахирка, а городок Юнгай был сметен с лица земли.

От этой лавины, других оползней и разрушений глинобитных домов погибло около 67 тыс. человек. По словам очевидцев высота лавины превышала 30 метров, а скорость ее была свыше 200 км/час.

Разжижение грунта происходят при определенных условиях. Грунт, обычно песчаный, должен быть насыщен водой, толчки должны быть достаточно продолжительными — 10-20 секунд и иметь определенную частоту. Почва при этих условиях переходит в полужидкое состояние, начинает течь, теряет свою несущую способность. Происходит разрушение дорог, трубопроводов, линий электропередач. Дома проседают, наклоняются и при этом могут не разрушаться.

Очень наглядным примером разжижения грунта могут служить последствия землетрясения вблизи города Ниигаты в Япониии в 1964 году. Несколько четырехэтажных жилых домов, не получив видимых повреждений, сильно накренились. Движение происходило медленно. На крыше одного из домов находилась женщина, которая развешивала белье. Она подождала пока дом накренился, а затем спокойно спрыгнула с крыши на землю. (фото)

Разжижение грунта. Япония, город Ниигата, 1964 год.

Кинокадры запечатлели людей, которые по пояс застряли в разжиженном грунте и не могли выбраться без посторонней помощи.

Надо заметить, что не следует бояться того, что разжиженный грунт может поглотить человека. Плотность его намного больше плотности человеческого тела и по этой причине человек обязательно останется на поверхности, лишь в той или иной мере погрузившись в разжиженный грунт.

Последствием землетрясения может быть проседание грунта. Это происходит из-за уплотнения частиц при вибрации. Проседанию подвержены легко сжимаемые, или насыпные грунты.

К примеру, при Таншаньском землетрясении в Китае в 1976 году произошли большие проседания грунта, особенно вдоль морского залива. При этом одна из деревень опустилась на 3 метра и, в последствии, стала заливаться морем.

Тяжелейшим последствием землетрясений может явиться разрушение искусственных или естественных плотин. Возникающие при этом наводнения приносят дополнительные человеческие жертвы и разрушения.

Возникающие при землетрясениях под морским дном, причиняют разрушения и жертвы сопоставимые с последствиями землетрясений.

Таковы причины землетрясений и некоторые их последствия.

Землетрясение, видео.

Землетрясение - мощное проявление внутренних сил Земли. Землетрясения, подземные удары и колебания поверхности Земли, вызванные естественными причинами (главным образом тектоническими процессами). В некоторых местах Земли Землетрясения происходят часто и иногда достигают большой силы, нарушая целостность грунта, разрушая здания и вызывая человеческие жертвы. Количество Землетрясения, ежегодно регистрируемых на земном шаре, исчисляется сотнями тысяч. Однако подавляющее их число относится к слабым, и лишь малая доля достигает степени катастрофы.

По проявлению на поверхности Земли, Землетрясения разделяются, согласно международной сейсмической шкале MSK-64, на 12 градаций - баллов. Мерой общей энергии волн служит магнитуда Землетрясения (М) - некоторое условное число, пропорциональное логарифму максимальной амплитуды смещения частиц почвы, эта величина определяется из наблюдений на сейсмических станциях и выражается в относительных единицах. Самое сильное Землетрясения имеет магнитуду не более 9.

Очаг землетрясения — точка разлома - может быть на поверхности Земли или на глубине до 700 км. Эпицентром землетрясения называют участок на поверхности Земли, расположенный прямо над очагом. Самые большие разрушения производят землетрясения, очаг которых расположен на глубине 10 км или менее. Обычно чем дольше длится промежуток между перемещениями по линии сброса, тем сильнее удар. Наука о землетрясениях (сейсмология) еще не развита настолько, чтобы точно предсказывать такие толчки.

Область возникновения подземного удара - очаг землетрясения - представляет собой некоторый объём в толще Земли, в пределах которого происходит процесс высвобождения накапливающейся длительное время энергии. В геологическом смысле очаг - это разрыв или группа разрывов, по которым происходит почти мгновенное перемещение масс. В центре очага условно выделяется точка, именуемая гипоцентром. Проекция гипоцентра на поверхность Земли называется эпицентром. Вокруг него располагается область наибольших разрушений. От очага землетрясения во все стороны распространяются упругие сейсмические волны.

В момент сотрясения возникают три различные сейсмические волны:

первичная (толчок), вторичная (удар), продольная (поверхностная). Первичная и вторичная волны создаются в сейсмическом очаге, на глубине до 690 км. Они доходят до поверхности и создают сотрясение. На поверхности продолжают распространяться уже в виде продольных волн.

Вокруг эпицентра наблюдаются максимальные разрушения. За большим землетрясением обычно следует несколько «остаточных» толчков. Если очаг землетрясения расположен под морским дном, оно часто приводит к образованию цунами.

Разрушение зданий и сооружений;

Разрушение потенциально опасных объектов, нефте-и газопроводов;

Образование завалов, разрушение систем жизнеобеспечения и разломы земной коры

Очень опасны последствия землетрясений — оползни, разжижение грунтов, оседание грунтов, разрушение плотин и возникновение цунами.

Оползни бывают очень разрушительными, особенно в горах. Например, при возникновении оползня и лавины, причиной которых послужило землетрясении магнитудой 7,9 по шкале Рихтера у берегов Перу в 1970 году, частично был разрушен городок Ранрахирка, а городок Юнгай был сметен с лица земли.

От этой лавины, других оползней и разрушений глинобитных домов погибло около 67 тыс. человек. По словам очевидцев, высота лавины превышала 30 метров, а скорость ее была свыше 200 км/час.

Разжижение грунта происходят при определенных условиях. Грунт, обычно песчаный, должен быть насыщен водой, толчки должны быть достаточно продолжительными - 10-20 секунд и иметь определенную частоту. Почва при этих условиях переходит в полужидкое состояние, начинает течь, теряет свою несущую способность. Происходит разрушение дорог, трубопроводов, линий электропередач. Дома проседают, наклоняются и при этом могут не разрушаться.

Очень наглядным примером разжижения грунта могут служить последствия землетрясения вблизи города Ниигаты в Японии в 1964 году. Несколько четырехэтажных жилых домов, не получив видимых повреждений, сильно накренились. Движение происходило медленно. На крыше одного из домов находилась женщина, которая развешивала белье. Она подождала пока дом накренился, а затем спокойно спрыгнула с крыши на землю. Надо заметить, что не следует бояться того, что разжиженный грунт может поглотить человека. Плотность его намного больше плотности человеческого тела и по этой причине человек обязательно останется на поверхности, лишь в той или иной мере погрузившись в разжиженный грунт.

К примеру, при Тянь-шаньском землетрясении в Китае в 1976 году произошли большие проседания грунта, особенно вдоль морского залива. При этом одна из деревень опустилась на 3 метра и, впоследствии, стала заливаться морем.

Цунами, возникающие при землетрясениях под морским дном, причиняют разрушения и жертвы сопоставимые с последствиями землетрясений.

Действуйте немедленно, как только почувствуете колебания почвы или здания, главная опасность, которая вам угрожает – это падающие предметы и обломки

Быстро покиньте дом и отойдите от него на безопасное расстояние

Немедленно покиньте угловые комнаты, если вы находитесь выше второго этажа

Немедленно перейдите в более безопасное место, если вы находитесь в комнате. Встаньте в проеме внутренней двери или в углу комнаты, подальше от окон и тяжелых предметов

Не бросайтесь к лестнице или к лифту, если вы находитесь в высотном здании выше пятого этажа. Выход из сооружения будет наиболее заполнен людьми, а лифты выйдут из строя.

Вдали от высоких сооружений, путепроводов, мостов и линий электропередач

Министерство образования и науки Украины

Кафедра гражданской защиты

населения и территорий

Расчетно-графическая работа

По предмету «Гражданская защита»

Севастополь, 2009 г.

Землетрясения - подземные толчки и колебания поверхности Земли, вызванные естественными причинами (главным образом тектоническими процессами) или искусственными процессами (взрывы, заполнение водохранилищ, обрушением подземных полостей горных выработок). Небольшие толчки могут вызывать также подъём лавы при вулканических извержениях.

Ежегодно на всей Земле происходит около миллиона землетрясений, но большинство из них так незначительны, что они остаются незамеченными. Действительно сильные землетрясения, способные вызвать обширные разрушения, случаются на планете примерно раз в две недели. К счастью, большая их часть приходится на дно океанов, и поэтому не сопровождается катастрофическими последствиями (если землетрясение под океаном обходится без цунами).

Землетрясения наиболее известны по тем опустошениям, которые они способны произвести. Разрушения зданий и сооружений вызываются колебаниями почвы или гигантскими приливными волнами (цунами), возникающими при сейсмических смещениях на морском дне.

Причиной землетрясения является быстрое смещение участка земной коры как целого в момент пластической (хрупкой) деформации упруго напряженных пород в очаге землетрясения. Большинство очагов землетрясений возникает близ поверхности Земли. Само смещение происходит под действием упругих сил в ходе процесса разрядки - уменьшения упругих деформаций в объёме всего участка плиты и смещения к положению равновесия. Землетрясение представляет собой быстрый (в геологических масштабах) переход потенциальной энергии, накопленной в упругодеформированных (сжимаемых, сдвигаемых или растягиваемых) горных породах земных недр, в энергию колебаний этих пород (сейсмические волны), в энергию изменения структуры пород в очаге землетрясения. Этот переход происходит в момент превышения предела прочности пород в очаге землетрясения.

Предел прочности пород земной коры превышается в результате роста суммы сил, действующих на неё:

1. Силы вязкого трения мантийных конвекционных потоков о земную кору;

2. Архимедовой силы, действующей на легкую кору со стороны более тяжелой пластичной мантии;

3. Лунно-солнечных приливов;

4. Изменяющегося атмосферного давления.

Эти же силы приводят и к возрастанию потенциальной энергии упругой деформации пород в результате смещения плит под их действием. Плотность потенциальной энергии упругих деформаций под действием перечисленных сил нарастает практически во всем объёме плиты (по-разному в разных точках). В момент землетрясения, потенциальная энергия упругой деформации в очаге землетрясения быстро (почти мгновенно) снижается до минимальной остаточной (чуть ли не до нуля). Тогда как в окрестностях очага за счёт сдвига во время землетрясения плиты как целого упругие деформации несколько увеличиваются. Поэтому и случаются часто в окрестностях главного повторные землетрясения - афтершоки. Точно так же малые «предварительные» землетрясения - форшоки - могут спровоцировать большое в окрестностях первоначального малого землетрясения. Большое землетрясение (с большим сдвигом плиты) может вызвать последующие индуцированные землетрясения даже на удаленных краях плиты.

Из перечисленных сил первые две намного больше 3-ей и 4-й, но скорость их изменения намного меньше, чем скорость изменения приливных и атмосферных сил. Поэтому точное время прихода землетрясения (год, день, минута) определяется изменением атмосферного давления и приливными силами. Тогда как гораздо большие, но медленно меняющиеся силы вязкого трения и Архимедовой силы задают время прихода землетрясения (с очагом в данной точке) с точностью до столетий и тысячелетий.

Глубокофокусные землетрясения, очаги которых располагаются на глубинах до 700 км от поверхности, происходят на конвергентных границах литосферных плит и связаны с субдукцией.

Сейсмические волны, порождаемые землетрясениями, распространяются во все стороны от очага подобно звуковым волнам. Точка, в которой начинается подвижка пород, называется фокусом, очагом или гипоцентром, а точка на земной поверхности над очагом - эпицентром землетрясения. Ударные волны распространяются во все стороны от очага, по мере удаления от него их интенсивность уменьшается.

Скорости сейсмических волн могут достигать 8 км/с.

Модель землетрясения

Типы сейсмических волн

Сейсмические волны делятся на волны сжатия и волны сдвига.

· Волны сжатия, или продольные сейсмические волны, вызывают колебания частиц пород, сквозь которые они проходят, вдоль направления распространения волны, обуславливая чередование участков сжатия и разрежения в породах. Скорость распространения волн сжатия в 1,7 раза больше скорости волн сдвига, поэтому их первыми регистрируют сейсмические станции. Волны сжатия также называют первичными (P-волны). Скорость P-волны равна скорости звука в соответствующей горной породе. При частотах P-волн, больших 15 Гц, эти волны могут быть восприняты на слух как подземный гул и грохот.

· Волны сдвига, или поперечные сейсмические волны, заставляют частицы пород колебаться перпендикулярно направлению распространения волны. Волны сдвига также называют вторичными (S-волны).

Существует ещё третий тип упругих волн - длинные или поверхностные волны (L-волны). Именно они вызывают самые сильные разрушения.

Измерение силы и воздействий землетрясений

Для оценки и сравнения землетрясений используются шкала магнитуд и шкала интенсивности.

Шкала магнитуд

Шкала магнитуд различает землетрясения по величине магнитуды, которая является относительной энергетической характеристикой землетрясения. Существует несколько магнитуд и соответственно магнитудных шкал: локальная магнитуда (ML); магнитуда, определяемая по поверхностным волнам (Ms); магнитуда, определяемая по объемным волнам (mb); моментная магнитуда (Mw).

Наиболее популярной шкалой для оценки энергии землетрясений является локальная шкала магнитуд Рихтера. По этой шкале возрастанию магнитуды на единицу соответствует 32-кратное увеличение освобождённой сейсмической энергии. Землетрясение с магнитудой 2 едва ощутимо, тогда как магнитуда 7 отвечает нижней границе разрушительных землетрясений, охватывающих большие территории. Интенсивность землетрясений (не может быть оценена магнитудой) оценивается по тем повреждениям, которые они причиняют в населённых районах.

Интенсивность является качественной характеристикой землетрясения и указывает на характер и масштаб воздействия землетрясений на поверхность земли, на людей, животных, а также на естественные и искусственные сооружения в районе землетрясения. В мире используется несколько шкал интенсивности: в США - Модифицированная шкала Меркалли (MM), в Европе - Европейская макросейсмическая шкала (EMS), в Японии - шкала Шиндо (Shindo).

Шкала Медведева-Шпонхойера-Карника (MSK-64)

12-бальная шкала Медведева-Шпонхойера-Карника была разработана в 1964 году и получила широкое распространение в Европе и СССР. С 1996 года в странах Европейского союза применяется более современная Европейская макросейсмическая шкала (EMS). MSK-64 лежит в основе СНиП II-7-81 «Строительство в сейсмических районах» и продолжает использоваться в России и странах СНГ.

Балл	Сила землетрясения	Краткая характеристика
1	Не ощущается.	Отмечается только сейсмическими приборами.
2	Очень слабые толчки	Отмечается сейсмическими приборами. Ощущается только отдельными людьми, находящимися в состоянии полного покоя в верхних этажах зданий, и очень чуткими домашними животными.
3	Слабое	Ощущается только внутри некоторых зданий, как сотрясение от грузовика.
4	Умеренное	Распознаётся по лёгкому дребезжанию и колебанию предметов, посуды и оконных стёкол, скрипу дверей и стен. Внутри здания сотрясение ощущает большинство людей.
5	Довольно сильное	Под открытым небом ощущается многими, внутри домов - всеми. Общее сотрясение здания, колебание мебели. Маятники часов останавливаются. Трещины в оконных стёклах и штукатурке. Пробуждение спящих. Ощущается людьми и вне зданий, качаются тонкие ветки деревьев. Хлопают двери.
6	Сильное	Ощущается всеми. Многие в испуге выбегают на улицу. Картины падают со стен. Отдельные куски штукатурки откалываются.
7	Очень сильное	Повреждения (трещины) в стенах каменных домов. Антисейсмические, а также деревянные и плетневые постройки остаются невредимыми.
8	Разрушительное	Трещины на крутых склонах и на сырой почве. Памятники сдвигаются с места или опрокидываются. Дома сильно повреждаются.
9	Опустошительное	Сильное повреждение и разрушение каменных домов. Старые деревянные дома кривятся.
10	Уничтожающее	Трещины в почве иногда до метра шириной. Оползни и обвалы со склонов. Разрушение каменных построек. Искривление железнодорожных рельсов.
11	Катастрофа	Широкие трещины в поверхностных слоях земли. Многочисленные оползни и обвалы. Каменные дома почти полностью разрушаются. Сильное искривление и выпучивание железнодорожных рельсов.
12	Сильная катастрофа	Изменения в почве достигают огромных размеров. Многочисленные трещины, обвалы, оползни. Возникновение водопадов, подпруд на озёрах, отклонение течения рек. Ни одно сооружение не выдерживает.

Землетрясение начинается с разрыва и перемещения горных пород в каком-нибудь месте в глубине Земли. Это место называется очагом землетрясения или гипоцентром. Глубина его обычно бывает не больше 100 км, но иногда доходит и до 700 км. Иногда очаг землетрясения может быть и у поверхности Земли. В таких случаях, если землетрясение сильное, мосты, дороги, дома и другие сооружения оказываются разорванными и разрушенными

Участок земли, в пределах которого на поверхности, над очагом, сила подземных толчков достигает наибольшей величины, называется эпицентром.

В одних случаях пласты земли, расположенные по сторонам разлома, надвигаются друг на друга. В других - земля по одну сторону разлома опускается, образуя сбросы. В местах, где они пересекают речные русла, появляются водопады. Своды подземных пещер растрескиваются и обрушиваются. Бывает, что после землетрясения большие участки земли опускаются и заливаются водой. Подземные толчки смещают со склонов верхние, рыхлые слои почвы, образуя обвалы и оползни. Во время землетрясения в Калифорнии в 1906 году образовалась глубокая трещина на поверхности. Она протянулась на 450 километров.

Понятно, что резкое перемещение больших масс земли в очаге должно сопровождаться ударом колоссальной силы. За год люди могут ощущать около 10 000 землетрясений. Из них примерно 100 бывают разрушительными.

Как предупредить землетрясение

Оказывается землетрясения можно предупредить. Для этого используется сеть с автоматическими датчиками. Расстояния между датчиками составляет около трех тысяч километров. Датчики регистрируют поле на тех частотах, на которых это поле чувствуют животные. Далее эти датчики передают всю информацию на центральный пункт. На центральном пункте все данные обрабатываются, что позволяет определить место и время будущего землетрясения.

Сегодня землетрясения уносят десятки тысяч жизней. Эта проблема существует почти повсеместно. Современные приборы могут определить начало катастрофы за пятнадцать секунд, что совсем не мало. Ведь за это время можно обесточить район бедствия.

Ранее встречались попытки использования животных, которые чувствуют приближение землетрясения за несколько часов до его начала. Также известен случай, когда человек определял время землетрясения с точностью до двух часов, чувствуя колебания почвы босыми ногами. Очень странно повела себя собака, которая не захотела возвращаться с прогулки домой и вела себя очень беспокойно. Землетрясение произошло, но люди, предупрежденные хозяином собаки, не пострадали. Как позже признался хозяин, собака уже пережила землетрясение на Камчатке, поэтому ее поведение его не удивило.

Ученые разных стран долгое время пытались выяснить, что чувствуют животные. В эксперименте принимали участие несколько собак, аквариумные рыбки и морской рак. Данные, полученные от животных в большинстве случаев подтверждались. Удалось даже предупредить несколько землетрясений.

В результате двухлетнего эксперимента была получена формула, с помощью которой датчики могут с поразительной точностью установить время и эпицентр землетрясения.

В ходе тестирования станции предупреждения было установлено, что ошибки, возникающие при установлении силы землетрясения, составляют примерно половину балла, а точно расположения эпицентра равна 98%.

Задача

Вследствие влияния землетрясения на промзону предприятия с одним зданием произошло полное его разрушение. КЧС объекта, штаб ликвидации, вместе со спасательными формированиями прибыли на место аварии, определены причины и масштабы разрушения здания. Аварийно-спасательные команды приступили к разработке завалов.

Комиссия по ЧС организует всестороннее обеспечение СиДНР, используя для этого финансовые и материальные резервы объекта. При их возможном недостатке осуществляет пополнение, по заявкам, подающимся на основании расчетов членов КЧС и служб ГЗН объекта через соответствующие службы КТЭБ и ЧС города.

Необходимо организовать работы и обеспечить материальными и производственными ресурсами.

Здание относится к зоне разрушения Д5 – полное разрушение здания в соответствии с международной модифицированной сейсмической шкале MMSK – 86. Количество людей под завалами 5 человек. Резервный фонд составляет 163 тыс. грн. Длина, ширина и высота здания 30м, 26м и 26м соответственно. Расстояние до полигона ТБО составляет 20км. Производственное здание смешанного типа.

Решение:

1) Определим параметры завала :

Азав. (длина завала) = 30м.

Азав. = 2L+A, где L – дальность разлета обломков.

L== 26/3= 8,7м.

Азав. = 2∙8,7м + 30м = 47,4м

Взав. (ширина завала) = 26м

Взав. = 2L+В = 2∙8,7м + 26м = 43,4м

h(высота завала)= γ*H/(100+K*H)=22*26/(100 + 0,5 * 26) = 572/113 = 5,1 м.

Определим структуру завала по весу обломков :

Таблица 1. СТРУКТУРА ЗАВАЛА ПО ВЕСУ ОБЛОМКОВ(%)

2) Определим структуру завала по составу строительных элементов :

Таблица 2. СТРУКТУРА ЗАВАЛА ПО СОСТАВУ ЭЛЕМЕНТОВ(%)

3) Расчет сил и средств:

Определяем количество групп для механизированного разбора завала по формуле

Nмр = W / P*T = 2308,1/ 15*72 = 2 группы

W зав = γ * Азав * Взав * h/ 100 = 22 *47,4*43,4*5,1/100 = 2308,1

Т = 72 часа - 3 смены по 8 часов, всего работы на 3 суток.

В одной группе механизированного разбора завала находится 20 человек. Необходимо следующее количество техники на 2 группы: 2 крана (10т), 4 грузовых КамАЗов, 2 бульдозера, 2 экскаватора, 2 осветительных станции, 2 компрессора и 2 электросиловых установки.

Каждой механизированной группе помогает разбирать завал и группы ручной разборки.

Звенья ручной разборки рассчитывают по формуле:

Np.p = n * k * N м.p

Np.p = 3 * 3 * 2 = 18 звеньев ручной разборки

18 * 5=90 человек ручной разборки, работающие посменно в течение 3 суток.

Рассчитаем материальные затраты на наем рабочей силы:

1 смена – 40 грн., питание - 25 грн. Следовательно:

Ручная разборка = 90 * (40+25) * 3 = 17550 грн.

Механизированная разборка = (3*40) * (40+25) * 3 = 23400 грн.

Итого материальных затрат: 17550 + 23400 = 40950 грн.

4) Рассчитаем расход топлива на технику:

Стоимость дизельного топлива 7 грн. за литр.

· Рассчитаем расходы на работу крана.

Кран предназначен для подъема обломков, вес которых больше 5т.

Процент работы крана = 90%

Рассчитаем общее время работы крана = 72ч. * 0,9 = 64,8 часов

Рассчитаем общее количество топлива, необходимое для крана на все время работы = 64,8ч * 8,4л/ч = 544,32 л

Определим общие денежные затраты на топливо для 2 кранов = 544,32*7*2 = 7620,48 грн.

· Рассчитаем расходы на работу бульдозера.

Общее время работы бульдозера = 72 часов

Рассчитаем общее денежные затраты на топливо для 2-х бульдозеров = 72ч * 35л/ч * 7грн * 2 = 35280 грн

· Рассчитаем денежные затраты на топливо для 2-х экскаваторов = 72ч * 14л/ч * 7грн * 2 = 14112 грн.

· Рассчитаем денежные затраты на топливо для 2-х осветительных станций = 7ч * 3 суток * 2л/ч * 7 грн. * 2 = 588 грн.

· Рассчитаем денежные затраты на топливо для 2-х компрессоров = 72ч * 6л/ч * 7грн * 2 = 6048 грн.

· Рассчитаем денежные затраты на топливо для 2-х электросиловых установок = 72ч * 2л/ч * 7грн * 2 = 2016 грн.

· Рассчитаем расходы на работу 4 грузовых КамАЗов.

Количество рейсов = Wзав. / 8 м3 = 2308,1/ 8 = 289 рейсов * 2 = 578 рейсов необходимо для разбора завала для 4 КамАЗов.

Составим пропорцию: 100 км – 44,5л, а 20км – Х, следовательно

Х = 20 * 44,5/100 =8,9 л ДТ необходимо для одного рейса до полигона ТБО.

Рассчитаем денежные затраты на топливо для 4 грузовых КамАЗов = 578 рейсов * 8,9 л * 7 грн = 36009,4 грн.

ИТОГО денежных затрат на топливо для техники = 7620,48 + 35280 + 14112 + 588 + 6048 + 2016 + 36009,4 = 101673,88 грн.

Общая сумма финансовых расходов для разбора завала составляет

= 101673,88 + 40950 = 142623,88 грн.

ВЫВОД: Учитывая, что резервный фонд составляет 163 000 грн, можно сделать следующий вывод, что в резервный фонд уложились, а это значит, что начальник финансового отдела организовал правильное проведение работ при завале здания. Но также еще и остались денежные средства в размере 20376,12 грн. (163000 – 142623,88). А эти оставшийся денежные средства можно потратить на дополнительную технику и рабочую силу, чтобы быстрее разобрать завал.