Причины и последствия землетрясений
Содержание
Введение…………………………………………………………
1. Понятие и характеристика землетрясений…………………………………...4
1. 1. Типы сейсмических волн………………………………………….....5
1. 2. Измерение силы и воздействий землетрясений…………………….5
1. 3. Виды, причины и последствия землетрясений……………………..8
2. Самые сильные землетрясения в мире………………………………………12
3. Меры, предпринимаемые по снижению потерь и ущерба от землетрясений……………………………………………
Заключение……………………………………………………
Список использованных источников и литературы…………………………...17
Введение
Природные катастрофы забирают жизни сотен тысяч человек каждый год. Самое серьезное стихийное бедствие – землетрясение. Ни один другой катаклизм не делает столько разрушительных последствий и не приносит столько жертв, как землетрясения. При сильных землетрясениях нарушается целостность грунта, разрушаются здания и сооружения, выводятся из строя коммунально-энергетические сети. Землетрясение представляет собой сейсмические явления, возникающие в результате внезапных смещений и разрывов в земной коре или верхней части мантии, передающиеся на большие расстояния в виде резких колебаний, приводящих к разрушению зданий, сооружений, пожарам и человеческим жертвам. Причины возникновения землетрясений бывают разные: тектонические, вулканические, представляющие наибольшую опасность, а также обвальные, наведенные и др.
Предотвратить землетрясения невозможно, однако их разрушительные последствия и количество человеческих жертв могут быть уменьшены путем создания достоверных карт сейсмического районирования, применения адекватных норм сейсмостойкого строительства и проведения в сейсмоактивных районах долгосрочной политики, основанной на повышении уровня осведомленности населения и федеральных органов об угрозе землетрясений и умении противостоять подземной стихии.
Ежегодно на всей Земле происходит около миллиона землетрясений, но большинство из них так незначительны, что они остаются незамеченными. Сильные землетрясения, способные вызвать обширные разрушения, случаются на планете примерно раз в две недели. Но большая их часть приходится на дно океанов, и поэтому не сопровождается катастрофическими последствиями (если землетрясение под океаном обходится без цунами).
1. Понятие и характеристика землетрясений
«Вся земля сотряслась, туч метнулась гряда.
Сотрясенье земли унесло города…
Все оковы небес разомкнуться смогли.
Свел разгул сотрясенья суставы земли,
Сжал он бедную землю в такие тиски,
Что огромные скалы разбил на куски…»
Землетрясения — подземные толчки и колебания поверхности Земли, вызванные естественными причинами (тектоническими процессами) или искусственными процессами (взрывы, заполнение водохранилищ, обрушением подземных полостей горных выработок). Небольшие толчки могут вызывать также подъём лавы при вулканических извержениях.[1] В Мире чаще всего землетрясения возникают в районе Тихого океана, так называемое Тихоокеанское огненное кольцо. Скольжению пород вдоль разлома вначале препятствует трение. Энергия, вызывающая движение, накапливается в форме упругих напряжений пород. Когда напряжение достигает критической точки, превышающей силу трения, происходит резкий разрыв пород с их взаимным смещением; накопленная энергия, освобождаясь, вызывает волновые колебания поверхности земли — землетрясения. Землетрясения могут возникать также при смятии пород в складки, когда величина упругого напряжения превосходит предел прочности пород, и они раскалываются, образуя разлом. 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.
1. 1. 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.
1. 2. Измерение силы и воздействий землетрясений Для оценки и сравнения землетрясений используются шкала магнитуд и шкала интенсивности. 1. 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. 2. Шкалы интенсивности. Интенсивность является качественной характеристикой землетрясения и указывает на характер и масштаб воздействия землетрясения на поверхность земли, на людей, животных, а также на естественные и искусственные сооружения в районе землетрясения. В мире используется несколько шкал интенсивности: в Европе — европейская макросейсмическая шкала (EMS), в Японии — шкала Японского метеорологического агентства (Shindo), в США и России — модифицированная шкала Меркалли (MM).
Шкала Медведева-Шпонхойера-Карника (MSK-64) 12-балльная шкала Медведева-Шпонхойера-Карника (Табл. 1)[2] 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. В Казахстане в настоящее время используется СНиП РК 2.03-30-2006 «Строительство в сейсмических районах».
Таблица 1. Шкала Медведева-Шпонхойера-Карника (MSK-64)
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. |
Для обнаружения и регистрации всех типов сейсмических волн используются специальные приборы — сейсмографы. В большинстве случаев сейсмограф имеет груз с пружинным прикреплением, который при землетрясении остаётся неподвижным, тогда как остальная часть прибора (корпус, опора) приходит в движение и смещается относительно груза. Одни сейсмографы чувствительны к горизонтальным движениям, другие — к вертикальным. Волны регистрируются вибрирующим пером на движущейся бумажной ленте. Существуют и электронные сейсмографы (без бумажной ленты).
1. 3. Виды, причины и последствия землетрясений Землетрясение начинается с разрыва и перемещения горных пород в каком-нибудь месте в глубине Земли. Это место называется очагом землетрясения или гипоцентром. Участок земли, в пределах которого на поверхности, над очагом, сила подземных толчков достигает наибольшей величины, называется эпицентром[3]. Виды землетрясений:
Подводные землетрясения являются причиной цунами, длинных волн, порождаемых мощным воздействием на всю толщу воды в океане, во время которых происходит резкое смещение (поднятие или опускание) участка морского дна. Цунами образуются при землетрясении любой силы, но большой силы достигают те, которые возникают из-за сильных землетрясений (более 7 баллов).
Вулканические землетрясения — разновидность землетрясений, при которых землетрясение возникает в результате высокого напряжения в недрах вулкана. Причина таких землетрясений — лава, вулканический газ. Землетрясения этого типа слабы, но продолжаются долго, многократно — недели и месяцы. Тем не менее, опасности для людей этого вида землетрясение не представляет.
Техногенные землетрясения. В последнее время появились сведения, что землетрясения могут вызываться деятельностью человека. Так, например, в районах затопления при строительстве крупных водохранилищ, усиливается тектоническая активность — увеличивается частота землетрясений и их магнитуда. Это связано с тем, что масса воды, накопленная в водохранилищах, своим весом увеличивает давление в горных породах, а просачивающаяся вода понижает предел прочности горных пород. Аналогичные явления происходят при добыче нефти и газа (произошла серия землетрясений с магнитудой до 5 на Ромашкинском месторождении нефти в Татарстане) и выемке больших количеств породы из шахт, карьеров, при строительстве крупных городов из привозных материалов.
Обвальные землетрясения. Землетрясения также могут быть вызваны обвалами и большими оползнями. Такие землетрясения называются обвальными, они имеют локальный характер и небольшую силу.
Землетрясения искусственного характера. Землетрясение может быть вызвано и искусственно: например, взрывом большого количества взрывчатых веществ или же при подземном ядерном взрыве (тектоническое оружие). Такие землетрясения зависят от количества взорванного вещества. К примеру, при испытании КНДР ядерной бомбы в 2006 году произошло землетрясение умеренной силы, которое было зафиксировано во многих странах.
Сильные землетрясения оставляют множество следов, особенно в районе эпицентра: наибольшее распространение имеют оползни и осыпи рыхлого грунта и трещины на земной поверхности. Характер таких нарушений в значительной степени определяется геологическим строением местности. В рыхлом и водонасыщенном грунте на крутых склонах часто происходят оползни и обвалы, а мощная толща водонасыщенного аллювия в долинах деформируется легче, чем твердые породы. На поверхности аллювия образуются просадочные котловины, заполняющиеся водой. И даже не очень сильные землетрясения получают отражение в рельефе местности. Смещения по разломам или возникновение поверхностных разрывов могут изменить плановое и высотное положение отдельных точек земной поверхности вдоль линии разлома, как это произошло во время землетрясения 1906 в Сан-Франциско. При землетрясении в октябре 1915 в долине Плезант в Неваде на разломе образовался уступ длиной 35 км и высотой до 4,5 м. При землетрясении в мае 1940 в долине Импириал в Калифорнии подвижки произошли на 55-километровом участке разлома, причем наблюдались горизонтальные смещения до 4,5 м. В результате Ассамского землетрясения (Индия) в июне 1897 в эпицентральной области высота местности изменилась не менее, чем на 3 м. Значительные поверхностные деформации прослеживаются не только вблизи разломов и приводят к изменению направления речного стока, подпруживанию или разрывам водотоков, нарушению режима источников воды, причем некоторые из них временно или навсегда перестают функционировать, но в то же время могут появиться новые. Колодцы и скважины заплывают грязью, а уровень воды в них ощутимо меняется. При сильных землетрясениях вода, жидкая грязь или песок могут фонтанами выбрасываться из грунта. При смещении по разломам происходят повреждения автомобильных и железных дорог, зданий, мостов и прочих инженерных сооружений. Однако качественно построенные здания редко разрушаются полностью. Обычно степень разрушений находится в прямой зависимости от типа сооружения и геологического строения местности. При землетрясениях умеренной силы могут происходить частичные повреждения зданий, а если они неудачно спроектированы или некачественно построены, то возможно и их полное разрушение. При очень сильных толчках могут обрушиться и сильно пострадать сооружения, построенные без учета сейсмической опасности. Обычно не обрушиваются одно- и двухэтажные постройки, если у них не очень тяжелые крыши. Однако бывает, что они смещаются с фундаментов и часто у них растрескивается и отваливается штукатурка. Дифференцированные движения могут приводить к тому, что мосты сдвигаются со своих опор, а инженерные коммуникации и водопроводные трубы разрываются. При интенсивных колебаниях уложенные в грунт трубы могут «складываться», всовываясь одна в другую, или выгибаться, выходя на поверхность, а железнодорожные рельсы деформироваться. В сейсмоопасных районах сооружения должны проектироваться и строиться с соблюдением строительных норм, принятых для данного района в соответствии с картой сейсмического районирования. В густонаселенных районах едва ли не больший ущерб, чем сами землетрясения, наносят пожары, возникающие в результате разрыва газопроводов и линий электропередач, опрокидывания печей, плит и разных нагревательных приборов. Борьба с пожарами затрудняется из-за того, что водопровод оказывается поврежденным, а улицы непроезжими вследствие образовавшихся завалов.
2. Самые сильные землетрясения в мире
За последнее столетие произошло огромное количество землетрясений на всем земном шаре, повлекших за собой многочисленные жертвы и разрушения. Наиболее крупные землетрясения, повлекшие за собой значительные последствия:
22 мая в 14-55 по местному времени, недалеко от г. Вальдивия, произошло самое мощное землетрясение силой 9,3-9,5 баллов. Оно было названо Великим Чилийским землетрясением и было самым мощным за период с 1600 года. 27 марта 1964 года, в 17-36 по местному времени, на Аляске произошло землетрясение силой 9,2 балла. Эпицентр этого землетрясения находился в северной части Аляскинского залива на глубине 20 км. Многие ученые предполагают, что в результате этого землетрясения сместилась ось вращения Земли, а ее скорость увеличилась на три микросекунды. Эти два землетрясения до сегодняшнего дня считались самыми мощными за всю историю.
В 1556 году, в Китае, в местечке Шенси, произошло самое разрушительное землетрясение, в результате которого погибло 830 000 человек. 7 декабря 1988 года, в Армении, произошло землетрясение (по некоторым оценкам) силой в эпицентре более 10 баллов. В результате погибло 45 000 человек. В руины превратился г. Спитак, наполовину были разрушены Ленинакан, Кировакан.
1 сентября 1923 года, землетрясение силой 12 баллов охватило область Южного Канто (включая Токио и Йокогаму). Погибло 150 000 человек.
26 декабря 2004 года, на северо-западе о. Суматры, в Индийском океане произошло землетрясение силой 9,1-9,3 балла. Жертвами этой катастрофы и последовавшего за ним цунами стало более 300 000 человек. 12 и 13 мая 2008 года произошло землетрясение в провинции Сычуань, число жертв составило более 69 000 человек. 27 февраля 2010 года произошло землетрясение в Чили, силой 8,8 баллов. Его эпицентр находился в Тихом океане.
Сильнейшее землетрясений произошло 11 марта 2011 года в Японии, его сила была оценена в 9 баллов. Это землетрясение и последовавшее за ним цунами, вызвали экологическую катастрофу. Тогда на атомной станции была повреждена система охлаждения. Весь мир с тревогой наблюдал за событиями в Японии. Последствием стало ядерное заражение.
3. Меры, предпринимаемые по снижению потерь и ущерба от землетрясений
Действия, организуемые администрацией города, района, поселка представляют собой комплекс экономических технических и организационных мероприятий, проводимых заблаговременно и направленных на уменьшение тяжести и масштабов возможных последствий ожидаемого землетрясения. К ним могут быть отнесены:
создание сети специальных систем сейсмического наблюдения и прогноза землетрясений, мобильных средств наблюдения в районах ожидаемых землетрясений, космической наблюдательной системы за состоянием ионосферы и деформациями земной поверхности;
составление долгосрочных, среднесрочных и краткосрочных прогнозов землетрясений, карт сейсмологических районов, про ведение в сейсмоопасных зонах паспортизации объектов гражданского, промышленного, транспортного и коммунального назначения с целью выявления их сейсмоопасности;
разработка эффективных способов повышения сейсмостойкости зданий и сооружений, методов и средств защиты оборудования, материальных и культурных ценностей от сейсмических волн;
про ведение специальных работ по повышению сейсмостойкости (укрепление зданий и сооружений), разборке недостаточно стойких строений и конструкций; - рациональное размещение объектов в сейсмоопасных зонах, исключение размещения в них особо опасных производств, промышленного и гражданского строительства;
повышение качества проектирования объектов для сейсмоопасных зон, учет при этом требований РСЧС; осуществление в этих зонах сейсмостойкого строительства, повышение контроля за качеством строительства, соблюдением строительных норм и правил, исключение брака;
разработка и внедрение мер по снижению опасности вторичных факторов поражения (пожаров, взрывов, утечек опасных веществ), в том числе, путем внедрения безаварийной остановки производства, защиты емкостей и коммуникаций с легковоспламеняющимися и сильнодействующими ядовитыми веществами, выноса хранилищ с этими и другими опасными веществами в загородную зону, снижение и рассредоточение их запасов, размещение хранилищ на территориях, подвергающихся наименьшему сейсмическому воздействию;
страхование жизни и всех видов имущества;
обучение населения способам самоспасения, взаимопомощи и выживания в условиях землетрясения, обеспечение всех жителей сейсмоопасных районов памятками на случай землетрясения.
Заключение
События последних лет показывают, что Земля вступила в активную фазу тектонической активности. За всю свою историю, наша планета не раз меняла очертания своих континентов и рельеф суши. Если верить Платону, то именно в период тектонической активности планеты исчезли многие великие цивилизации, такие как Атлантида, Гиперборея.
Раньше, в древние времена, люди считали, что землетрясения посланы им Богами за грехи. В настоящее время уже изучены почти все аспекты возникновения, прохождения и последствия землетрясений. Теперь каждому человеку нужно лишь знать о том, как вести себя во время этого стихийного бедствия и что делать в первую очередь.
Список использованной литературы и источников
1. География России. Природа. 8 кл. Автор И.И. Баринова-10 издание., М.: Дрофа 2006 год.
2. Основы безопасности жизнедеятельности: 7 кл.: М.П. Фролов, Е.Н. Литвинов, С.В. Петров.-2 издание. - М.: ООО «Издательство АСТ», 2005.
3. «Энциклопедия Школьника. Чрезвычайные Ситуации». М., 2004 год.
4. Ахундова С.Е. Подготовка населения к землетрясению — один из способов смягчения последствий природной катастрофы сб. "Оценка и управление природными рисками". Т. 2. — М.: КРУК, 2005.
5. Ананьев В.П., Потапов А.Л. Инженерная геология. — М.: Высшая школа, 2007.
6
[1] Основы безопасности жизнедеятельности: 7 кл.: М.П. Фролов, Е.Н. Литвинов, С.В. Петров.-2 издание. - М.: ООО «Издательство АСТ», 2005.
[2] Основы безопасности жизнедеятельности: 7 кл.: М.П. Фролов, Е.Н. Литвинов, С.В. Петров.-2 издание. - М.: ООО «Издательство АСТ», 2005.
[3] «Энциклопедия Школьника. Чрезвычайные Ситуации». М., 2004 год.
