Жер сілкінуді зерттеу әдістері. 2
Кіріспе
Рефераттық жұмыстың тақырыбы: « Жер сілкінуді зерттеу әдістері». Рефераттық жұмыс үш негізгі бөлімнен тұрады. Жалпы жердің даму (катастрофалық) табиғи құбылыстардың бірі—жер сілкіну.
Оның жойқын күшін адамзат тарихындағы белгілі басқа қатерлі оқиғалардың ешқайсысымен салыстыруға болмайды. Ерте кезден сақталған тарихи деректер бойынша, бар болғаны бірнеше секунд ішінде үлкен бір қаланың немесе кішігірім мемлекеттің түгелдейдерлік жоқ болып кеткендігі белгілі. Жер шарында тәулік сайын (ортаесеппен) 200-ден астам, ал бір жылда 100 мыңға жуық жер сілкінісі болып тұрады. Олардың арасында жылына 9 балдық– 10—15, 8 балдық— 50—100, 7 балдық— 300—500-ге жуық жерсілкінісі байқалады.
Сейсмологияда қолданылатын негізгі ұғымдар: жер сілкіну ошақтары немесе гипоцентр (жер сілкіну фокусы деп те аталады), оның жер бетіндегі проекциясы эпицентр, сілкіну күші бірдей нүктелерді (бір - біріне) қосатын сызықтары изосейст, сілкіну күші ең жоғары (мах) аймақтары плейстосейст деп аталады .
Жер сілкіну күші сейсмикалық кесте (шкала) арқылы анықталады. 1902 ж. бұл кесте италияндық Меркалли мен Қанканидің жұмыстарымен толықтырылып, XII балдық жаңа кесте түрінде қолданыла бастайды. Кейінірек бұл кесте неміс ғалымы А. Зибергтің жұмыстарында аздаған өзгерістерге ұшырап, МСS (Меркалли — Канкани—Зиберг) деген атпен белгілі болды. Ал Американ ғалымдары Вуд және Ньюмен ұсынған “ММ” (модификациялық өзгерістерге ұшыраған Меркалли кестесі) іс жүзінде көп пайдаланылмайды.
Жер сілкіну әрекеттері сейсмикалық станцияларда арнаулы құралдар (сейсмографтар) арқылы жазылып (сейсмограммалар түрінде), жан-жақты зерттеледі.
XX ғасырдың басында сейсмикалық
құралдар жасауда және
2.1 Жер сілкінуді зерттеу әдістері
XIX ғасырдың ортасына қарай жер сілкіну құбылыстарының белгілі бір аудандарда ғана қайталанып отыратындығы айқындалды. Бұл жағдай ғалымдарға жер сілкіну каталогын (тізімін) жасау жұмыстарымен айналысуға мүмкіндік туғызады. Ресей территориясын, Элицентр қамтитын ең алғашқы каталог авторларының қатарында И. В. Мушкетов пен А. П. Орловтың есімдерін атауға болады. XIX ғасырдың соңында жер сілкіну құбылыстарын тіркеуге арналған арнаулы құрал-жабдықтар жасалына бастады (Ресейде — Б. Б. Голицын, П. М. Никифоров; Германияда — А. В. Вихерт) және геофизиканың бір саласы сейсмология (грекше “сейсма” — сілкіну) жер сілкіну әрекеттерін зерттейтін өзінше бір жаңа ғылыми бағыт болып қалыптасты.
Сейсмологияда қолданылатын негізгі ұғымдар: жер сілкіну ошақтары немесе гипоцентр (жер сілкіну фокусы деп те аталады), оның жер бетіндегі проекциясы эпицентр, сілкіну күші бірдей нүктелерді (бір - біріне) қосатын сызықтары изосейст, сілкіну күші ең жоғары (мах) аймақтары плейстосейст деп аталады .
Жер сілкіну күші сейсмикалық кесте (шкала) арқылы анықталады. XIX ғасырда жасалған ең алғашқы салыстырмалы кестенің авторлары Италия ғалымы Де Росси мен Швейцария ғалымы Форрель (1880 ж.) болып саналады. 1931 ж. Жапония ғалымы Вадати жер сілкінудің магнитудалық шамасын анықтауға арналған өз кестесін ұсынады. 1935 ж. белгілі сейсмолог, американ (Калифорния) ғалымы Ч. Рихтер (Вадати кестесінің негізінде) оның жетілдірілген және толықтырылған вариантын жасайды. Магнитуданы есептеп шығару үшін, жер сілкіну ошағының тереңдігін және оның эпицентрден қашықтығын білу керек. Әрине, мұндай жұмыстарды жүргізу өте сезімтал аппаратураны қажет етеді.
Ч. Рихтер мен австриялық ғалым Б. Гутенбергтің берген анықтамасы бойынша, магнитуда (“М>>) деп, сейсмикалық толқынның (эпицентрден 100 км-лік қашықтықта стандарттық сейсмограф көмегімен жазылып, алынған) максимал (“мах”) амплитудасының ондық логарифм шамасын (мм-дің мыңнан бір бөлігі) айтады.
Басқаша айтқанда магнитуда дегеніміз жер сілкінудің салыстырмалы энергетикалық өлшемі. Онын, шамасы сейсмограммада жазылған толқынның амплитудасы мен периодын өлшеу арқылы анықталады. Әдетте толқын амплитудасы шамамен он есе артқан кезде, жер сілкіну магнитудасы бір шамаға артып отырады.
Рихтер кестесінің (теория жүзінде) не жоғарғы, не төменгі шегі болмайды. Бұл кесте бойынша Гималайда (1950 ж.) және Лиссабонда (1755 ж.) болған жер сілкі-нулер ең күшті (М^8,9) апатты оқиғалар қатарына жатады.
Жер сілкінудіқ магнитудалық шамасын (М) көрсететін Рихтер кестесі
Рихтер кестесі бойынша жер сілкінудің (энергетикалық) күші тек магнитудалық өлшем (жер сілкіну ошағында бөлінген энергияға пропорционал шама) арқылы анықталады. Кейде жер сілкіну әрекетінің қарқындылығын магнитудалық ұғыммен шатастырады. Сондықтан түсініктірек болу үшін бұл үғымдардың мазмұнына толығырақ тоқталуға тура келеді. Магнитуда шамасы (әрбір жер сілкінісі үшін) тұрақты бір санмен анықталатын объективті шама. Ал жер сілкіну әрекетінің қарқындылығы (интенсивтігі) жер бетінде байқалатын формациялық өзгерістердің көлемімен және оның жер бетінде өмір сүретін адамдардың физиологиялық сезім мүшелеріне тигізетін әсері арқылы сипатталатын субъективті өлшем. Де Росси мен Форрель (1880 ж.) ұсынған кесте бойынша жер сілкіну әрекетінің қарқындылығы I-ден X- ға дейінгі аралықтағы рим санымен белгіленеді.
2.2 Жер сілкінуді зерттеудің он екі балдық шкаласы.
1902 ж. бұл кесте италияндық Меркалли мен Қанканидің жұмыстарымен толықтырылып, XII балдық жаңа кесте түрінде қолданыла бастайды. Кейінірек бұл кесте неміс ғалымы А. Зибергтің жұмыстарында аздаған өзгерістерге ұшырап, МСS (Меркалли — Канкани—Зиберг) деген атпен белгілі болды. Ал Американ ғалымдары Вуд және Ньюмен ұсынған “ММ” (модификациялық өзгерістерге ұшыраған Меркалли кестесі) іс жүзінде көп пайдаланылмайды.
1964 ж. үш сейсмолог ғалымның (С.
В. Медведев —1 ТМД, В.
Сонымен, ТМД территориясында
I балл. Арнаулы сейсмикалық құралдар мен аспаптар арқылы рана байқалады (әлсіз дірілдер).
II балл. Толық тыныштық жағдайда кейбір сезімтал адамдар ғана сезеді (әлсіз дірілдер мен тітіркенулер).
III балл. Халықтың шағын бөлігі ғана сезеді. Жоғарғы этаждарда анық сезіледі. Үйдің жанынан өте шыққан жүк автомашинасының туғызған діріліндей әсер қалдырады (өте әлсіз сілкіну).
IV балл. Халықтың көпшілігі сезеді.
Үй ішінде терезенің әйнегі
дірілдеп, ыдыс-аяқтар сыңғырлайды;
люстралар ақырындап тербеліп, есіктер
сықырлайды; ұйқыдағы адамдардың
оянуы мүмкін; ауыр жүк автомашинасы
үйдің қабырғасын соғып
V балл. Үй ішіндегі барлық адам,
ал көшедегі адамдардын, басым
көпшілігі сезінеді; үй іші шайқалып,
есіктер ашылып-жабылып, жеңіл
заттар құлап түседі; қабырғада
кішігірім жарықшақтар пайда
болып, сылақтары түсіп жатады;
ұйқыдағы адамдар түгелдей
VI балл. Халық түгел сезінеді. Қорқыныш
сезімі пайда болып, үрей
VII балл. Үй ішіндегі кейбір заттар
құлайды. Үйдегі адамдардың
VIII балл. Үй ішіндегі ауыр заттарға
дейін түгел құлайды. Ірі
IX балл. Үй құрылыстары (сапасына
қарай) кейде жартылай қисайып,
X балл. Бірен-саран ғана сапалы
үйлер жартылай болса да
XI балл. Үй құрылыстары түгелімен
бұзылып, қирады. Таулы аудандарда
пайда болған ірі жарықтар
мен жарылыстарды (бірнеше м-лік)
бойлап, тау жыныстарының ірі
блоктары тік немесе көлденең
бағытта жылжып орын
XII балл. Барлық құрылыс орындары
түгелдей қирап қорым
Жер сілкінудің жер бетіне тигізетін
әсері жер сілкіну ошағының тереңдігі
(неғұрлым терең болса, соғұрлым оның
әсері әлсіз) мен дүмпу күшінің
шамасына тәуелді болады. Толығырақ
айтсақ, жер сілкіну ошағы тереңдеп,
ара қашықтығы өскен сайын
дүмпу күшініі жер бетіне тигізетін
әсері де азая түседі. Сонымен бірге,
дүмпу күшінің әсері жер
Сонымен жер сілкіну ошағында жиналған қуатты энергия көзі сейсмикалық серпімді толқындар түрінде жан-жаққа таралып, үлкен аймақты қамтиды.
Қума толқын Р (ағылшынша “Ргітагу” — бастапқы немесе бірінші), көлденең толқын S (ағылшынша “Sесопсіагу” — екінші ретте), беткейлік толқын L (ағылшынша “lопg” — ұзын) әріптерімен белгіленеді.
Қума толқындар көлденең толқындарға қарағанда орта есеппен 1,7 есе жылдам тарайды. Олар сейсмикалык толқынның негізгі таралу бағытына сәйкес келетін тербелмелі қозғалыстар болып саналады; олардың (Р) жер қыртысында таралу жылдамдығы — 5—6 км/с. Мұндай толқындар табиғи ортаның қысылып-сығылу және созылып-ұлғаю жағдайында біресе ұлғайып, біресе кішірейіп (көлемі жағынан алғанда) өзгеріске ұшырап отырады.
Ал көлденең бағыттары тербелістер (S) серпімді толқынның негізгі таралу бағытына перпендикуляр келеді де, олардың тек пішіні ғана өзгеріп отырады (таралу жылдамдығы 3—4 км/с). Ауа қабаты мен сұйық заттар мұндай толқындарды өткізбейді.
Беткейлік толқындар (I) синусоидалық күрделі тербелістер түрінде жер бетіне жақын маңайда көлденең бағытта байқалады. Әдетте олар екі ортаның шекаралық зонасында ғана кездеседі. Мысалы, литосфера мен атмосфера немесе гидросфера мен атмосфера аралығында пайда болады. Олар (қума толқындармен және көлденең бағыттағы тербелістермен салыстырғанда) баяу таралып (эпицентрден қашықтаған сайын), тез әлсірейді.
Сейсмикалық толқындардың таралу жылдамдығы көбінесе тау жыныстарының құрамы мен құрылыс ерекшеліктеріне тікелей байланысты. Тығыздығына қарай біркелкі кристалданған берік жыныстарда (борпылдақ жыныстармен салыстырғанда), сейсмикалық толқындар тез таралады.
Сейсмикалық жарықтардың ұзындығы бірнеше км-ден (1966 ж. Ташкентте 8 км-ге дейін) жүздеген км-ге (1960 ж. Чилиде) дейін жетеді; 1957 ж. Гобиялық Алтайда болған жер сілкінуі кезінде ұзындығы 700 км-лік жарықтар жүйесі пайда болады.
Жер сілкіну ошақтары әдетте жер қыртысында немесе жоғарғы мантия қабатында орналасады. Жер сілкіну ошағының орталық бөлігінде орналасқан нүкте гипоцентр деп, ал гипоцентрден жоғары қарай (тік бағытта) орналасқан жер бетіндегі белгілі бір аймақ (гипоцентрдің жер бетіндегі проекциясы) эпицентр деп аталады.
Жер сілкіну бірнеше секундтан
бірнеше айларға (кейде тіпті
жылдарға) дейін созылады. Әдетте, ең
алғашқы ірі дүмпуден кейін, кішігірім
сілкіністер тізбегі үздік-
2.3 Жер сілкінуді зерттейтін сейсмикалық станциялар.
Жер сілкіну әрекеттері сейсмикалық станцияларда арнаулы құралдар (сейсмографтар) арқылы жазылып (сейсмограммалар түрінде), жан-жақты зерттеледі.
XX ғасырдың басында сейсмикалық
құралдар жасауда және
1969 жылы Қазақстан Ғылым
Жер қойнауының ішкі құрылысын зерттеу жұмыстары тек қана сейсмикалық әдіс арқылы жүргізіледі. Сейсмикалық толқындарды зерттеу арқылы жер сілкіну кезінде жер қыртысының жеке блоктарының қай бағытта және қандай шамаға жылжитынын, жылжу жылдамдығын, тербеліс амплитудасы мен периодтылығын немесе жиілігін және т. б. көптеген геофизикалық мәселелерді шешуге болады.
Жер бетінін, тербелісі сейсмикалық станцияларда үш бағытта жіктеліп, жазылып алынады. Әдетте олар тік бағытта, солтүстікке және шырысқа қарай бағытталады.
Сейсмикалық станциялардың жұмыс істеу принципін қыскаша былай түсіндіруге болады: жер бетінің тербелісі сейсмографты қозралысқа келтіреді. Бұл кезде оның инертті массасы, яғни маятнигі (М) өзінің алғашқы қалпын сақтап қалуға тырысады. Сонық әсерінен сейсмограф корпусының магнит өрісінде орналасқан өткізгіш (р) бойьщда электр күші пайда болады. Осылайша пайда болған ток, байланыс жүйесі арқылы айналы гальванометрге (Г) жетіп, оньщ тұракты магнит өрісіндегі рамкасын белгілі бір бұрышқа бұрады. Гальванометр айнасынан шағылысқан сәуле барабандағы (Б) фотоқағазда із қалдырады. Осындай жолмен жер бетінің тербелісі (сейсмограмма) жазылып алынады. Бұл әдіс гальванометрлік тіркеу әдісі деп аталады. Жер сілкінуді бұдан да басқа (механикалық немесе оптикалық) әдістермен де тіркеуге болады. Соқғы жылдары сейсмикалық толқындарды магниттік таспаға жазып алу жолдары дамып келеді. Мысалы, Алматы маңындары Медеу геофизикалық обсерваториясында осындай әдіс іске қосылды. Осындай жолмен жазылып алынған мәліметтер электрондық-есептеуіш машинаға ендіріліп, жер сілкінудің көптеген параметрлері автоматты түрде анықталады.
Сейсмикалық толқындардың таралу жылдамдығын және сейсмограммада жазылған уақытты дәл есептеп, жер сілкінудің ара қашықтырын анықтауға болады. Егер мұндай мәліметтер ең кем дегенде үш сейсмикалық станция үшін анықталса, онда жер сілкінуінің эпицентрі табылады. Ол үшін әрбір станциядан жер сілкіну эпицентрі мен станцияның ара қашықтығына сәйкес шеңбер жүргізсек болғаны. Олардың өзара қиылысқан жері жер сілкінуінің эпицентрі болып саналады.
Сейсмограммада тіркелген
Жер сілкіну ошағы нүкте емес,
оның өзіндік көлем болады. Мысалы,
өте күшті жер сілкіну ошағыньщ
ұзындығы ондаған, кейде жүздеген километрге
дейін жетеді Егер оның проекциясын
жер бетіне түсірсек, онда нүктенің
орнында эпицентрлік сызық
Макросейсмикалық шкала (кесте) жер сілкінуінің бастапқы энергиясын көрсете алмайды. Ол тек дүмпудің жер бетіне жеткендегі әсерін ғана байқатады. Осыған байланысты (соңғы жылдары) жер сілкіну әрекеттерін_ зерттеу барысында, оның қарқындылығын (балл есебімен) анықтаумен қатар, бастапқы энергия мөлшеріа, анықтау жұмыстары да жүргізіледі. Ол үшін жер сілкіну ошағынан әр түрлі қашықтықта тіркелген сейсмограммаларды өңдеп, жан-жақты зерттеу қажет.
Әдетте, қандай тербеліс болмасын оның энергиясы тербеліс жылдамдығының квадратына тура пропорционал болатыны белгілі. Жер сілкіну энергиясын анықтау үшін жер асты дүмпу күшінің амплитудасын, периодтылығын, тербеліс уақытын дәл білу керек. Бұл параметрлердің шамасы сейсмограммалар арқылы анықталады.
Жер сілкіну энергиясы Эрг немесе Дж бірліктерімен өлшенеді.
Жер сілкінудің қарқындылығын білумен қатар оның, магнитудасын анықтаудың ғылымда алатын орны өте зор. Магнитуда дегеніміз, жер сілкінудің (салыстырмалы) энергетикалық өлшемі екендігін жоғарыда айтып өттік.
Магнитуда мөлшері сейсмограммада
жазылған толқынның (беткейлік толқын)
амплитудасы мен периодын өлшеу
арқылы анықталады. Әдетте, толқын амплитудасы
шамамен он есе артқанда, жер сілкіну
магнитудасы бір өлшемге
Қорытынды
Рефераттық жұмысты қорытындылайтын болсақ, ең алғашқы бөлімде жер сілкінісін жалпы зерттеу әдісімен таныстық. Яғни, жер сілкіну күші сейсмикалық кесте (шкала) арқылы анықталады. Бұл шкаланы жасауда көптеген ғалымдар еңбек еткен екен. Ресей территориясын, Элицентр қамтитын ең алғашқы каталог авторларының қатарында И. В. Мушкетов пен А. П. Орловтың есімдерін атауға болады. XIX ғасырда жасалған ең алғашқы салыстырмалы кестенің авторлары Италия ғалымы Де Росси мен Швейцария ғалымы Форрель (1880 ж.) болып саналады. 1931 ж. Жапония ғалымы Вадати жер сілкінудің магнитудалық шамасын анықтауға арналған өз кестесін ұсынады, т.б.
Ал екінші бөлімде жер сілкінуді зерттейтін он екі балдық шкаламен таныстық. Қандай балдың әсері күшті, қандай әлсіз екенін айыра білуге мүмкіндік береді.
Үшінші бөлімде жер сілкінісін зерттеу станциялары туралы айтылады. Жер сілкіну әрекеттері сейсмикалық станцияларда арнаулы құралдар (сейсмографтар) арқылы жазылып (сейсмограммалар түрінде), жан-жақты зерттеледі.
XX ғасырдың басында сейсмикалық
құралдар жасауда және
Пайдаланған әдебиеттер
1. Русско-казахский толковый географический словарь. Под общей редакцией академика АН КазССР, проф. С. К. Кенесбаева и кандидата филол. наук А. А. Абдрахманова. Алма-Ата, Изд-во «Наука», 1966,
2. Қазақ ұлттық энциклопедиясы
3. «Өмір тіршілігінің қауіпсіздігі» (оқулық) С. Арпабеков, Алматы, 2004ж
4. Болт Б. А. Землетрясения. М.: Мир, 1981.

- Жер сілкіну. Жердің даму тарихында апат туғызатын (катастро фалық) табиғи құбылыстардың бірі — жер сілкіну
- Жер сілкіну себептері және оның түрлері
- Жерсілкіну түрлері мен басқа да сипаттамалары мен өзгешеліктері
- Жер су проблемасы
- Жертва преступления
- Жертвы геноцида – жители деревни Нарочь
- Жертвы и социальные последствия преступлений
- Жер сілкінісі
- Жер сілкінісі
- Жер сілкінісі
- Жер сілкінісі кезіндегі жағдайды болжау
- Жер сілкінісі, сел, су тасқыны кезіндегі халықтың іс-әрекеті
- Жер сілкінісі туралы жалпы мағлұмат
- Жер сілкінуді зерттеу әдістері