Землетрясение. 11
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОУ ВПО «КРАСНОЯРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. В.П. АСТАФЬЕВА»
Факультет биологии, географии и химии
Кафедра Физической географии и Геоэкологии
ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЕ
(РЕФЕРАТ)
Красноярск, 2012
СОДЕРЖАНИЕ
Введение …………………………………………………………………… 3
Механизм происхождения
Классификации землетрясений ……………………………………………5
Параметры землетрясений …………………………………………………6
Шкала Рихтера …………………………………………………………
Шкала Меркалли ……………………………………………………………9
Поражающие факторы и
Прогнозирование землетрясений и их последствий …………………….12
Землетрясения в Красноярском крае ……………………………………..15
Заключение …………………………………………………………………18
Библиографический список ……………………………………………….19
Введение
Землетрясение - одно из самых древних катастрофических явлений на Земле. Несмотря на это, пока никто не знает, где, когда и какой силы произойдет следующее землетрясение.
Ежегодно на всей Земле
происходит около миллиона землетрясений,
но большинство из них так незначительны,
что они остаются незамеченными.
Действительно сильные
Землетрясения наиболее известны по тем опустошениям, которые они способны произвести. По данным ЮНЕСКО, им принадлежит первое место по причиненному экономическому ущербу и числу человеческих жертв. Возникают они неожиданно, и, хотя продолжительность главного толчка не превышает нескольких секунд, их последствия бывают трагическими.
Целью данной работы является изучение землетрясений.
Задачи:
1. изучить механизм происхождения землетрясений, их классификации и параметры, кроме того рассмотреть шкалу Рихтера и шкалу Меркалли;
2. изучить поражающие
факторы и последствия
3. изучить землетрясения в Красноярском крае.
Механизм происхождения землетрясений
Землетрясения — подземные толчки и колебания поверхности Земли, вызванные естественными причинами (главным образом тектоническими процессами), или (иногда) искусственными процессами (взрывы, заполнение водохранилищ, обрушение подземных полостей горных выработок). Небольшие толчки могут вызываться также подъёмом лавы при вулканических извержениях.
Выяснение причин землетрясений и объяснение их механизма - одна из важнейших задач сейсмологии. Общая картина происходящего представляется следующей.
Горообразовательные, вулканические и сейсмические процессы географически тяготеют друг к другу. Однако во времени они происходят, как правило, неодновременно и всегда с разной продолжительностью. Кроме того, есть районы с резко выраженной только сейсмической активностью. Например, многие Средней Азии отличаются высокой сейсмичностью, но не имеют вулканов. На Камчатке и в Чили вулканы и землетрясения проявляются на одной и той же территории, но редко одновременно.
Многие из сейсмологов, говоря о механизме землетрясений, придерживаются теории упругого высвобождения или упругой отдачи. Они связывают возникновение землетрясений с внезапным высвобождением энергии упругой деформации. В результате длительных движений в районе разлома и накопления в связи с этим напряжений, достигающих предельных для прочности пород величины, происходит разрыв или срез этих пород с внезапным быстрым смещением–упругой отдачей, вследствие чего и возникают сейсмические волны. Таким образом, очень медленные и длительные тектонические движения при землетрясении переходят в сейсмические движения, отличающиеся большой скоростью, что происходит в результате быстрой « разрядки», накопленной упругой энергии. Это разрядка происходит всего за 10-15 секунд (редко за 40-60 секунд).
При зарождении землетрясения происходит разрушение породы на ограниченном участке, расположенном на определенной глубине от поверхности Земли. В связи с возникшем ослаблением происходит развитие дислокации на очаг или гипоцентральную часть область землетрясения. Разрушение произойдет там, где порода наименее прочна, а это может быть в разломах между блоками. В силу каких-то глубинных процессов отдельные участки коры поднимаются или опускаются. При медленном смещении в земной коре происходят пластические деформации. При более быстрых движениях и при большем их градиенте напряжения, возникающие в коре, не успевая рассасываться, достигают величин, при которых в данных условиях происходит нарушение сплошности–либо по готовому, отчасти уже залечившемуся разрыву, либо с образованием нового. С увеличением глубины возрастают всесторонние сжимающие напряжения, и поэтому возникают большие силы трения, препятствующие быстрому разрушению. Возможно по этой причине глубокофокусные землетрясения отличаются большой энергией и продолжительностью.
В настоящее время наиболее распространены две модели распространения сил, вызывающих разрыв в очаге. Первая основана на предположении действия в очаге пары сил, вызывающих касательные усилия вдоль линии разрыва и момент; согласно второй модели в зоне очага существуют две взаимно перпендикулярных пары сил.
Классификации землетрясений
1. Вулканические землетрясения.
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.
2. 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.
3. Обвальные землетрясения.
Землетрясения также могут быть вызваны обвалами и большими оползнями. Такие землетрясения называются обвальными, они имеют локальный характер и небольшую силу.
4. 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.
Параметры землетрясений
Очаги землетрясений располагаются на глубинах до 700 км, но большая часть (3/4) сейсмической энергии выделяется в очагах, находящихся на глубине до 70 км. Размер очага катастрофических землетрясений может достигать 100x1000 км. Его положение и место начала перемещения масс (гипоцентр) определяют путем регистрации сейсмических волн, возникающих при землетрясениях (у слабых землетрясений очаг и гипоцентр совпадают). Проекция гипоцентра на земную поверхность именуется эпицентром. Вокруг него располагается область наибольших разрушений (эпицентральная, или плейстосейстовая, область).
Очаг землетрясения – это область возникновения подземного удара в толще земной коры или верхней мантии, являющегося причиной землетрясения; тектонический разрыв или группа разрывов, при котором происходит перемещение масс земной коры или верхней мантии. Размеры очага землетрясения могут колебаться в пределах от нескольких десятков метров до сотен километров, а глубина - от нескольких километров до сотен километров. Проекция центра очаг землетрясения на земную поверхность составляет эпицентр землетрясения, вокруг которого, как правило, располагается область наибольших разрушений.
Эпицентр землетрясения (греч. ἐπι- — на, лат. centrum — центр круга) — проекция гипоцентра (фокуса) землетрясения на поверхность планеты. Для определения местоположения эпицентра (эпицентральной области) используют записи сейсмических станций.
Карты эпицентров с указанием
магнитуды землетрясений
В эпицентре необязательно наблюдаются наибольшие разрушения. Чаще всего наибольшие разрушения происходят на некотором расстоянии от эпицентра, в точках (образующих окружность вокруг эпицентра), куда сейсмическая волна приходит под углом, наиболее выгодным для разрушения многоэтажных зданий.
В СМИ часто путают понятие эпицентра с понятием гипоцентра, в частности в сообщениях типа «эпицентр землетрясения находился на глубине 2 км» имеется в виду именно гипоцентр.
Афтершок — повторный сейсмический толчок, меньшей интенсивности по сравнению с главным сейсмическим ударом.
Сильные землетрясения всегда сопровождаются многочисленными афтершоками. Их количество и интенсивность со временем уменьшаются, а продолжительность проявления может длиться месяцами. Особенно велика вероятность сильных афтершоков в первые часы после главного толчка. Известно много случаев, когда поврежденные главным ударом здания рушились именно при повторных, менее сильных толчках. Афтершоки представляют угрозу при проведении спасательных работ.
Наличие афтершоков связано не столько с остаточными напряжениями непосредственно в очаге, сколько с быстрым (во время главного удара землетрясения) увеличением напряжения в окрестностях очага случившегося землетрясения из-за перераспределения напряжений. Во время главного удара землетрясения — пластической (и хрупкой) деформации пород земной коры в очаге землетрясения жёсткая плита земной коры сдвигается как целое на десятки сантиметров или даже на метры. При этом механические напряжения в очаге уменьшаются от максимальных (от уровня предела прочности) до минимальных остаточных. Зато напряжение в окрестностях очага существенно увеличивается (в результате смещения плиты), иногда приближая это напряжение к самому пределу прочности. При превышении предела прочности (в окрестностях очага главного удара) и происходят афтершоки. В результате смещения плиты механические напряжения возрастают и на большом удалении от очага (подобно тому, как это происходит в окрестностях очага). В результате такого возрастания напряжения на границах плиты могут приблизиться к пределу прочности коры по её периметру, вследствие чего после больших землетрясений — смещений по границе плиты может пройти череда индуцированных землетрясений.
Почти симметричны афтершокам форшоки. Отличие состоит в том, что иногда большое землетрясение порождает малые (афтершоки), а иногда, наоборот, малое землетрясение (форшок) порождает большое (главный удар), который, в свою очередь, порождает меньшие землетрясения (афтершоки).
Шкала Рихтера
Магнитуда землетрясений обычно определяется по шкале, основанной на записях сейсмографов. Эта шкала известна под названием шкалы магнитуд, или шкалы Рихтера (по имени американского сейсмолога Ч.Ф.Рихтера, предложившего ее в 1935). Магнитуда землетрясения - безразмерная величина, пропорциональная логарифму отношения максимальных амплитуд определенного типа волн данного землетрясения и некоторого стандартного землетрясения. Существуют различия в методах определения магнитуд близких, удаленных, мелкофокусных (неглубоких) и глубоких землетрясений. Магнитуды, определенные по разным типам волн, отличаются по величине. Землетрясения разной магнитуды (по шкале Рихтера) проявляются следующим образом:
1 – 4 балла – для человека могут пройти почти незаметно, на верхних этажах высотных зданий раскачиваются люстры, разливается вода.
5 – 6 баллов – возникают трещины в стенах домов, лопаются стекла.
9 баллов – разрушаются фундаменты, падают линии электропередач.
12 баллов – это катастрофа, сила, способная стереть с лица Земли целые города.
Шкала Меркалли
Шкала интенсивности землетрясений Меркалли применяется для определения интенсивности землетрясения по внешним признакам, на основе данных о разрушениях. Может быть применена в том случае, когда отсутствуют прямые данные об интенсивности подземных толчков, например, из-за отсутствия соответствующего оборудования. В шкале Меркалли для определения степени интенсивности землетрясения используются римские цифры.
Шкала названа по имени Джузеппе Меркалли, который заложил основы её использования в 1883 и 1902 годах. Позднее Чарльзом Рихтером в шкалу были внесены изменения, после чего она её стали называть модифицированной шкалой Меркалли (MM). Сейчас шкала Меркалли используется в основном в США.
Современный вид шкалы Меркалли:
I - Не ощущается людьми.
II - Ощущается в спокойной обстановке на верхних этажах зданий.
III - Ощущается в помещениях; кажется, будто под окнами проезжает лёгкий грузовик. Качаются висячие предметы.
IV - Кажется, будто проезжает тяжёлый грузовик; звенят оконные стёкла, посуда, скрипят двери.
V - Ощущается на улице; просыпаются люди, выплескивается из посуды жидкость.
VI - Ощущается всеми; испуганные люди выбегают на улицу; трескаются штукатурка и кирпичная кладка; сдвигается и переворачивается мебель; лопаются оконные стекла.
VII - Трудно стоять на ногах; ощущается водителями движущихся автомобилей; осыпается штукатурка, падают кирпичи, керамическая плитка и т.д.; звенят большие колокола; на поверхности водоёмов возникают волны.
VIII - Трудно вести автомобиль; падает штукатурка, рушатся некоторые кирпичные стены, дымовые трубы, башни, памятники; обламываются ветки деревьев; в сыром грунте образуются трещины.
IX - Общая паника; лопаются каркасы строений и подземные трубы; образуются значительные трещины в грунте и песчаные воронки.
X - Рушатся большинство кирпичей кладки, каркасных сооружений и фундаментов; серьезные повреждения плотин и насыпей; рушатся мосты; мощные оползни.
XI - Серьёзная деформация железнодорожных путей; полностью выходят из строя подземные трубопроводы.
XII - Практически полное разрушение; нарушение линии горизонта; взлетают в воздух отдельные предметы.
Поражающие факторы и последствия землетрясений
Для всех типов землетрясений
основными поражающими
Продольные (волны сжатия). 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.
Поперечные (волны сдвига). Заставляют частицы пород колебаться перпендикулярно направлению распространения волны. Волны сдвига также называют вторичными (S-волны). Скорость распространения поперечных волн – в среднем 5 км/c.
Поверхностные (длинные L-волны). Именно они вызывают самые сильные разрушения. Скорость распространения поверхностных волн – в среднем 2 км/c.
Колебания почвы или гигантские приливные волны (цунами), возникающие при сейсмических смещениях на морском дне. Разрушаются здания и сооружения.
На Земле ежегодно регистрируется несколько миллионов очень слабых землетрясений, 150 тыс. слабых, 19 тыс. умеренных, почти 7 тыс. сильных, около 150 разрушительных. Последствия землетрясений связаны с многочисленными человеческими жертвами и огромными экономическими потерями. За последние 4000 лет землетрясения унесли жизни более 13 млн чел. На сейсмоопасных территориях, где возможны землетрясения силой 7 баллов и более, проживает половина населения Земли, расположено около 70% городов.
Последствия землетрясений во многом зависят от силы, места, плотности населения в зоне поражения, времени суток, сейсмостойкости объектов, уровня подготовки населения к действиям в условиях ЧС, оперативности проведения поисково-спасательных работ специальными формированиями.
Во время землетрясения
наблюдается несколько
Прогнозирование землетрясений и их последствий
Прогнозирование землетрясений - важнейшее мероприятие в системе контроля сейсмической обстановки, позволяющее своевременно принять меры к защите населения и территорий, резко снизить затраты на ликвидацию последствий землетрясений. К сожалению, из-за отсутствия надежных и относительно недорогих методик и аппаратуры надежный краткосрочный (за несколько суток) и непосредственный (за несколько часов) прогноз в настоящее время проблематичен.
Прогнозирование землетрясений может быть долгосрочным и краткосрочным. Оно осуществляется сетью сейсмических станций на территории стран. Предвестниками землетрясений являются рост слабых толчков (форшоков), подъем воды в скважинах, деформация поверхности земли, повышение уровня радиации (за счет радона), необычное (беспокойное) поведение животных и птиц.
Прогнозирование землетрясений, по существу, является начальным этапом защиты от землетрясений. Применение тех или иных средств и способов защиты от землетрясений основывается, прежде всего, на прогнозе сейсмической опасности района. В настоящее время прогноз землетрясений осуществляется в основном путем анализа происшедших землетрясений и текущей сейсмической активности районов. Целью прогноза являются установление районов вероятных землетрясений и оценка степени их сейсмической опасности. На основе анализа инструментальных наблюдений землетрясений, исторических данных, геолого-тектонических и геофизических карт, а также данных о движениях блоков земной коры вначале выделяются в недрах земли зоны возможного возникновения очагов землетрясений. Далее по эффекту землетрясений на поверхности выделяют зоны с различной интенсивностью колебаний, оцениваемой обычно в баллах. В итоге создаются карты сейсмически опасных областей с выделением районов 9 -, 8 -, 7 -, 6 - и 5-балльной интенсивности землетрясений. Такое деление территорий на районы с разной степенью интенсивности ожидаемых землетрясений называется сейсмическим районированием. Карты сейсмической активности учитывают также тот факт, что эффект проявления землетрясения существенно зависит от инженерно-геологических условий строительства сооружений и резонансных колебаний слоев грунта в основании сооружений.
В настоящее время в России разработано более 20 методик и технологий прогнозирования землетрясений. Создана сеть сейсмических станций, однако огромные размеры территории страны требуют много больших материальных затрат на мониторинг многокилометровых пространств, модернизацию и оснащение их современной и измерительной диагностической техникой, создание новых стационарных и мобильных наземных, самолетных и космических систем мониторинга.
Различают несколько стадий прогноза: на годы (долгосрочный прогноз); на месяцы (среднесрочный прогноз); на неделю и меньше (краткосрочный прогноз); на дни и часы (непосредственный прогноз).
Для принятия решения по ликвидации последствий землетрясений важно умение оценить эти последствия.
Существует несколько способов оценки последствий землетрясений. Их основу составляют использование карт сейсмического районирования, на которых выявлены очаги будущих землетрясений, построение для этих очагов моделей изосейст (т. е. линий равной балльности) и оценка вероятностей разрушения зданий различных типов, попадающих в область действия землетрясения. Оценку последствий землетрясений для региона рассматривают в виде суммарного ущерба всех землетрясений в течение заданного интервала времени. Методика получения данных оценок разработана в ИФЗ АН РФ. Данные оценки получены в виде величин сейсмического риска за интервал времени 20–25 лет. Методика основана на том, что землетрясения представляют собой случайный поток Пуассона, не учитывает ущерб от повторных толчков (афтершоков) и представляет интерес для долгосрочного прогнозирования ущерба от землетрясений.
Прогнозировать последствия от разрушительных землетрясений можно также с помощью сейсмических шкал. Например, в шкале MSK–64 принята следующая классификация: по типам зданий (табл. 2.7); по процентному количеству разрушенных зданий с учетом отдельных разрушений, многих и большинства зданий; по степени повреждений зданий: учитываются повреждения зданий, соответствующие 1-й, 2-й, 3-й, 4-й и 5-й степени повреждения зданий и сооружений, а также последствия по масштабам разрушений.
Землетрясения в Красноярском крае
За год в Красноярском крае сейсмологи регистрируют порядка 30-50 землетрясений, в ближайших к нам территориях - больше 1000. Это нормальное явление, так как процессы перестройки земной коры идут постоянно, просто далеко не все землетрясения мы чувствуем.
Наиболее сейсмоактивные районы края:
● Большинство землетрясений приурочены к Восточным и Западным Саянам - здесь проходят разломы земной коры, поэтому ближайшие к ним территории постоянно находятся в сейсмоактивной зоне - на всей их протяженности часто наблюдается такая активность. Восточные Саяны начинаются на левобережье Енисея к югу от Красноярска, а заканчиваются в 1000 км к юго-востоку рядом с Байкалом. Западно-Саянское нагорье протянулось с юго-востока на северо-запад по южной границе Красноярского края более чем на 650 километров.
● Серьезная сейсмическая активность наблюдалась в Алтае-Саянском регионе с 1998 по 2005 годы, правда в последние годы она постепенно снижается. В прошлом году уровень сейсмической активности здесь достиг минимального значения за последние 12 лет.
● Хакасия – граница Шушенского и Ермаковского районов (где произошло недавнее землетрясение) и республика Тыва.
Проблема сейсмической
опасности для Красноярска
Но вероятность того, что землетрясения в 6 баллов произойдет в Красноярске в ближайшие 50 лет – около 10%. Ничтожно мала вероятность землетрясения в 8 баллов: в этом случае должно произойти очень сильное землетрясение совсем недалеко от Красноярска или же под Красноярском.
В разных районах Красноярска
«сотрясаемость» ощущается по-
Сейсмоопасные районы: вблизи реки Енисей (грунты здесь неустойчивые) - Зеленая роща, микрорайоны Северный, Взлетка, часть проспекта Красноярский рабочий. Безусловно, микрорайон Верхние Черемушки – грунты здесь не очень хорошие, кроме того, когда начиналась застройка этого района, при строительстве домов была нарушена гидрология. Поэтому в Красноярске была разработана программа по укреплению этих домов.
Сейсмоустойчивые районы: довольно в спокойной зоне находится Академгородок, а также территория парка «Роев Ручей», который стоит на крепком «скальнике».
Самые крупные землетрясения в Красноярском крае:
Название |
Когда и где произошло |
Сколько баллов в эпицентре |
В Красноярске |
Караганское землетрясение |
27 октября 2000 г. – в 180 км. на юго-восток от Красноярска |
7 |
4 |
Алтайское (Чуйское) землетрясение |
27 сентября 2003 г. - Алтайский край |
11 |
3,5 |
Саянское землетрясение |
8 мая 2004 г. – в 180 км. в сторону Восточных Саян |
7 |
3 |
Култукское землетрясение |
27 августа 2008 г. - Иркутская область, юго-запад Байкала |
9,5 |
2,5 - 3 |
Бусингольское землетрясение |
16 августа 2008 г. – на границе Тывы и Монголии |
7 |
3 |
Крольское землетрясение |
24 марта 2009 г. – в 150 км. к юго-востоку от Красноярска |
6 |
3 |
Ермаковское землетрясение |
10 февраля 2011 г. - на
границе Шушенского и |
7 |
2,5 - 3 |
Заключение
Землетрясения являются самыми разрушительными стихийными бедствиями, занимающими одно из первых мест среди других бедствий по числу погибших людей, объему и тяжести разрушений, а также по величине материального ущерба.
Землетрясения – важная составная часть окружающей нас среды, и ни один район земного шара нельзя считать полностью от них избавленным. Сейсмологи работают во всех развитых, а также во многих развивающихся странах. Но на сегодняшний день никто до сих пор не может с абсолютной достоверностью указать место возникновения и силу предполагаемого землетрясений.
В странах, где землетрясения происходят часто, возникают важные социальные и экономические проблемы, специальные задачи должны решать архитекторы и инженеры.
В данном реферате мы рассмотрели механизм происхождения землетрясений, классификации землетрясений, параметры землетрясений, шкалу Рихтера, шкалу Меркалли, поражающие факторы и последствия землетрясений, прогнозирование землетрясений и их последствий, а так же землетрясения в Красноярском крае.
Библиографический список:
1. Ананьева Е.Г., Мирнова
С.С. Земля. Полная
2. Луценко Е.В. « Стихийные бедствия и защита от них». Красноярск, изд-во КГПУ, 2005г.
3. Мастрюков Б.С. «Безопасность в чрезвычайных ситуациях». Москва. Академия, 2004г.
4. http://ru.wikipedia.org
5. http://library.by/shpargalka/
6. http://www.spishy.ru
7. http://studopedia.ru
8. http://dic.academic.ru
9. http://www.agps-mipb.ru
10. http://coolreferat.com
11. http://nsk.kp.ru

- Землетрясение
- Землетрясение
- Землетрясение
- Землетрясение
- Землетрясение
- Землетрясение
- Землетрясение
- Землетрисение
- Землетруси. Причини їх утворення та реєстрація. Прогнозування землетрусів
- Землетруси та психологічна допомога населенню
- Землетрус як одне з найнебезпечніших кризових явищ
- Землетрясение
- Землетрясение
- Землетрясение