Действия населения при землетрясениях

       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. 

3.   Измерение силы и воздействий землетрясений

 

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

1. 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. 

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):

       1 балл (незаметное) - колебания почвы, отмечаемые прибором;

       2 балла (очень слабое) - землетрясение ощущается в отдельных случаях людьми, находящимися в спокойном состоянии;

       3 балла (слабое) - колебание отмечается немногими людьми;

       4 балла (умеренное) - землетрясение отмечается многими людьми; возможно колебание окон и дверей;

       5 баллов (довольно сильное) - качание висячих предметов, скрип полов, дребезжание стекол, осыпание побелки;

       6 баллов (сильное) - легкое повреждение зданий: тонкие трещины в штукатурке, трещины в печах и т.п.;

       7 баллов (очень сильное) - значительное повреждение здании; трещины в штукатурке и отламывание отдельных кусков, тонкие трещины в стенах, повреждение дымовых труб; трещины в сырых грунтах;

       8 баллов (разрушительное) - разрушения в зданиях: большие трещины в стенах, падение карнизов, дымовых труб. Оползни и трещины шириной до нескольких сантиметров на склонах гор;

       9 баллов (опустошительное) - обвалы в некоторых зданиях, обрушение стен, перегородок, кровли. Обвалы, осыпи и оползни в горах. Скорость продвижения трещин может достигать 2 км/с;

       10 баллов (уничтожающее) - обвалы во многих зданиях; в остальных - серьезные повреждения. Трещины в грунте до 1 м шириной, обвалы, оползни. За счет завалов речных долин возникают озера;

       11 баллов (катастрофа) - многочисленные трещины на поверхности Земли, больше обвалы в горах. Общее разрушение зданий;

       12 баллов (сильная катастрофа) - изменение рельефа в больших размерах. Огромные обвалы и оползни. Общее разрушение зданий и сооружений. 

1. Шкала Медведева-Шпонхойера-Карника (MSK-64)

 

       12-балльная  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. В Казахстане в настоящее время используется СНиП РК 2.03-30-2006 «Строительство в сейсмических районах». 
 

Глава 3. Процессы, происходящие при сильных землетрясениях. 

       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. По глубине очага различают: нормальные — 70-80 км, промежуточные  — 80-300 км, глубокие — > 300 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. 

         Распространение волн цунами  на Тихом океане, Землетрясение  в Японии (2011).

       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. 

       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). 

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

 

Глава 4. Измерительные приборы. 

1. Сейсмограф

 

     Сейсмограф  — специальный измерительный  прибор, который используется для  обнаружения и регистрации всех типов сейсмических волн. 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). 

     До  недавнего времени в качестве чувствительных элементов сейсмографов в основном использовались механические или электромеханические устройства. Вполне естественно, что стоимость  таких инструментов, содержащих элементы точной механики, является настолько  высокой, что они практически  недоступны для рядового исследователя, а сложность механической системы  и, соответственно, требования к качеству ее исполнения фактически означают невозможность  изготовления подобных приборов в промышленных масштабах. 

     Бурное  развитие микроэлектроники и квантовой  оптики в настоящее время привело  к появлению серьезных конкурентов  традиционным механическим сейсмографам в средне- и высокочастотной области  спектра. Однако, такие устройства на основе микромашинной технологии, волоконной оптики или лазерной физики, обладают весьма неудовлетворительными характеристиками в области инфранизких частот (до нескольких десятков Гц), что является проблемой для сейсмологии (в частности, организации телесейсмических сетей). 

     Существует  и принципиально иной подход к  построению механической системы сейсмографа - замена твёрдой инерционной массы  жидким электролитом. В таких устройствах  внешний сейсмический сигнал вызывает поток рабочей жидкости, который, в свою очередь, преобразуется в  электрический ток с помощью  системы электродов. Чувствительные элементы подобного типа получили название молекулярно-электронных. Преимуществами сейсмографов с жидкой инерционной массой является низкая стоимость, продолжительный, порядка 15 лет, срок службы и отсутствие элементов точной механики, что резко упрощает их изготовление и эксплуатацию. 

2.   Компьютеризированные сейсмоизмерительные системы

 

     С появлением компьютеров и аналого-цифровых преобразователей функциональность сейсмоизмерительного оборудования резко повысилась. Появилась возможность одновременно фиксировать и анализировать в реальном времени сигналы с нескольких сейсмодатчиков, учитывать спектры сигналов. Это обеспечило принципиальный скачок в информативности сейсмоизмерений. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Глава 5. Виды землетрясений. 

1.   Вулканические землетрясения

 

     Вулканическими  землетрясениями принято называть землетрясения, возникающие в районах  современной вулканической деятельности и связанные с усилением активности вулкана. Так как области проявления современного вулканизма во многих регионах совпадают с сейсмическими областями, то точное отнесение землетрясения  к тектонической или вулканической  категории в ряде случаев затруднительно. Поэтому вулканическими следует  называть только те землетрясения, которые  происходят в непосредственной близости от действующего вулкана в момент усиления его активности. Область  распространения вулканических  землетрясений обычно не превышает 30—50 км, а изосейсты опоясывают конус вулкана и по форме близки к окружности. Эпицентр находится вблизи от кратера, а гипоцентр — на небольшой глубине от поверхности. Отличительными чертами вулканических землетрясений являются: обязательная связь с деятельностью вулканов, центральный характер, сравнительно небольшая энергия толчков и малая область распространения. 

     Подземные толчки при вулканических землетрясениях могут быть связаны с движением  магмы в очаге и канале вулкана  и с взрывными выбросами газов  и паров при извержении. Вторичной  причиной сотрясений является образование  разрывов в верхних горизонтах земной коры и в конусе вулкана. Совокупность механических и акустических явлений  вблизи от эпицентра вулканического землетрясения ничем не отличается от явлений, возникающих при тектонических  землетрясениях. Разница заключается  только в масштабах явлений, размерах охватываемой ими площади и в  близости видимой причины вулканического землетрясения (действующий вулкан). Если энергия тектонических землетрясений  соизмерима с энергией ядерных реакций, то энергия вулканических землетрясений соизмерима с обычными взрывами, происходящими при быстро протекающих химических реакциях. 

     Сильнейшее  из известных вулканических землетрясений  было связано с извержением вулкана  Кракатау (Индонезия) в 1883 г. Взрывом  была уничтожена половина конуса Кракатау, а сотрясение при этом причинило  большие разрушения в городах  островов Суматра, Ява и Борнео. Вблизи от вулкана землетрясение было такое  сильное, что образовавшаяся морская  волна смыла все живое с  низменных островов Зондского пролива. Обычно вулканические землетрясения  бывают значительно слабее. Так, в 1883 г. в районе вулкана Ипомео (о. Искья близ Неаполя) произошло сильное землетрясение, в несколько секунд превратившее в развалины небольшой курортный город Казамичола, расположенный на склоне вулкана. Однако область землетрясения была так мала, что уже в 10—11 км к востоку сейсмографы обсерватории Везувия его не отметили. 

     Тесная  связь сейсмической и вулканической  активности изучена для п-ова  Камчатка. Так, например, заметное усиление сейсмической активности на полуострове  имело место во второй половине марта 1951 г., когда было зарегистрировано 54 подземных толчка. Очаги этих землетрясений  были неглубоки, и большинство эпицентров находилось в районе вулкана Шивелуч. Ряд вулканов Северной Камчатки отозвался  на эти землетрясения усилением  фумарольной деятельности. В дальнейшем, с 15 по 18 ноября, было зарегистрировано более 30 землетрясений с эпицентрами  на материковом склоне северной части  Курило-Камчатской впадины в районе, прилегающем к южной части Камчатки. Гипоцентры этих землетрясений находились на глубине около 60 км. 20 ноября 1951 г. произошло сильное извержение вулкана Ключевская Сопка. За этот же период было отмечено более 700 местных толчков с очагами на небольших глубинах в районе Ключевской Сопки, с началом извержения которой эти толчки полностью прекратились и сменились непрерывным вулканическим дрожанием (длительными колебаниями почвы с амплитудой в несколько микрометров, отражающими, видимо, движение магмы и происходящие в ней реакции). Когда через несколько дней сила извержения заметно упала, вулканическое дрожание прекратилось, но возобновились, постепенно затухая, местные землетрясения. Эти заключительные землетрясения были связаны, по-видимому, с выравниванием нарушений, вызванных подъемом и излиянием магмы.