Землетрясения

Реферат на тему: Землетрясения

Содержание

• Введение
• Механизм возникновения землетрясения
• Изучение землетрясений
• Типы экологических последствий от землетрясений
• Заключение
• Библиография

Введение

Землетрясения – это одни из самых страшных природных катастроф, вызывающих не  только  опустошительные  разрушения,  но  и  уносящие  десятки  и  сотни  тысяч человеческих  жизней.  Землетрясения  всегда  вызывали  ужас  своей  силой, непредсказуемостью,  последствиями. Человек  в  таких  случаях чувствует  себя  отданным во  власть «гнева  божья».  Земная  твердь, самое  незыблемое  в  представлении  человека, вдруг  оказывается   подвижной,  она  вздымается  волнами  и  раскалывается  глубокими ущельями.

Известно  большое  число  катастрофических  землетрясений,  во  время   которых число жертв составило многие тысячи. В 1556г. в Китае, в провинции Шэньси, страшное  землетрясение  привело  к  гибели 830  тыс.  человек,  а  многие  сотни  тысяч получили ранения. Лиссабонское  землетрясение в Португалии в 1755  г. унесло более 60 тыс. человеческих жизней. Мессинское землетрясение в 1923 г. – 150 тысяч; Таншаньское в Китае в 1976 г. – 650 тысяч. Этот скорбный список можно продолжать и продолжать. В Армении 7 декабря 1888 г. в результате Спитакского землетрясения погибло более 25 тыс. человек  и 250  тыс.  было  ранено. 28  мая 1995  г.  на  Севере  Сахалина  мощным землетрясением был стерт с лица Земли городок Нефтегорск, где  погибло более 2000 человек.

Землетрясения разной силы и в разных точках земного шара происходят постоянно, приводя к  огромному материальному ущербу и  жертвам среди населения. Поэтому ученые разных стран не оставляют попыток определить природу землетрясения, выявить его причины и,  самое главное, научиться его предсказывать, что, к сожалению, за исключением единичных случаев пока не удается.

1. Механизм возникновения  землетрясения

Землетрясение тектонического типа, т.е. связанное с внутренними  эндогенными силами Земли, представляет собой процесс растрескивания,  идущий с некоторой конечной скоростью, а не мгновенно. Он  предполагает образование и обновление множества разномасштабных  разрывов, со вспарываением каждого из них не только с высвобождением, но и  перераспределением  энергии  в  некотором  объеме.  Когда  мы говорим  о  том,  что  сила  внешнего  воздействия  на  горные  породы  превысила  их прочность,  то  следует  иметь  в   виду,  что  в  геомеханике  четко  различают  прочность горных  пород  как  материала,  которая  относительно высока и прочность породного массива, включающего помимо материала горных пород еще и структурные ослабленные зоны. Благодаря последним, прочность  породного  массива  существенно  ниже,  чем прочность собственно пород.

Скорость  распространения  разрывов  составляет  несколько  км/сек  и  этот  процесс разрушения охватывает некоторый объем пород, носящий название очага землетрясения. Гипоцентром называется центр очага, условно  точечный  источник  короткопериодных колебаний.

Физико-химические процессы, происходящие внутри Земли, вызывают изменения физического состояния Земли, объема и других свойств вещества. Это приводит к накапливанию упругих напряжений в какой-либо области земного шара. Когда упругие напряжения превысят предел прочности вещества, произойдет разрыв и перемещение больших масс земли, которое будет сопровождаться сотрясениями большой силы. Вот это и вызывает сотрясение Земли — землетрясение.

Землетрясением так же обычно называют любое колебание  земной поверхности и недр, какими бы причинами оно не вызывалось –  эндогенными или антропогенными и какова бы ни была его интенсивность.

Землетрясения происходят на Земле не повсеместно. Они концентрируются в сравнительно узких поясах, приуроченных в основном к высоким горам или глубоким океаническим желобам. Первый из них — Тихоокеанский — обрамляет Тихий океан; второй — Средиземнотрансазиатский — простирается от середины Атлантического океана через бассейн Средиземного моря, Гималаи, Восточную Азию вплоть до Тихого океана; наконец, Атланто-арктический пояс захватывает срединный Атлантический подводный хребет, Исландию, остров Ян-Майен и подводный хребет Ломоносова в Арктике и т. д.

Землетрясения происходят также  в зоне африканских и азиатских впадин, таких, как Красное море, озера Танганьика и Ньяса в Африке, Иссык-Куль и Байкал в Азии.

Дело в том, что высочайшие горы или глубокие океанические желоба в геологическом масштабе являются молодыми образованьями, находящимися в процессе формирования. Земная кора в таких областях подвижна. Подавляющая часть землетрясений связана с процессами горообразования. Такие землетрясения называют тектоническими. Ученые составили специальную карту, на которой показано, какой силы землетрясения бывают или могут быть в разных районах нашей страны: в Карпатах, в Крыму, на Кавказе и в Закавказье, в горах Памира, Копет-Дага, Тянь-Шаня, Западной и Восточной Сибири, Прибайкалье, на Камчатке, Курильских островах и в Арктике.

Бывают еще и вулканические  землетрясения. Лава и раскаленные  газы, бурлящие в недрах вулканов, давят на верхние слои Земли, как пары кипящей воды на крышку чайника. Вулканические землетрясения довольно слабы, но продолжаются долго: недели и даже месяцы. Замечены случаи, когда они возникают до извержения вулканов и служат предвестниками катастрофы.

Сотрясения земли могут  быть также вызваны обвалами и большими оползнями. Это местные обвальные землетрясения.

Как правило, сильные землетрясения  сопровождаются повторными толчками, мощность которых постепенно уменьшается.

При тектонических землетрясениях происходят разрывы или перемещения  горных пород в каком-нибудь месте  в глубине Земли, называемом очагом землетрясения или гипоцентром.  Глубина его обычно достигает нескольких десятков километров, а в отдельных случаях и сотен километров. Участок Земли, расположенный над очагом, где сила подземных толчков достигает наибольшей величины, называется эпицентром.

Иногда нарушения в  земной коре — трещины, сбросы —  достигают поверхности Земли. В  таких случаях мосты, дороги, сооружения оказываются разорванными и разрушенными. При землетрясении в Калифорнии в 1906 г. образовалась трещина протяженностью в 450 км. Участки дороги около трещины сместились на 5—6 м. Во время Гобийского землетрясения (Монголия) 4 декабря 1957 г. возникли трещины общей протяженностью 250 км. Вдоль них образовались уступы до 10 м. Бывает, что после землетрясения большие участки земли опускаются и заливаются водой, а в местах, где уступы пересекают реки, появляются водопады.

Как же часто на Земле  происходят землетрясения? Современные точные приборы фиксируют ежегодно более 100 тыс. землетрясений. Но люди ощущают около 10 тыс. землетрясений. Из них примерно 100 бывают разрушительными.

Сила сотрясения, или сила проявления землетрясения на земной поверхности, определяется баллами. Наиболее распространенной является 12-балльная шкала. Переход от неразрушительных к разрушительным сотрясениям соответствует 7 баллам.

Сила проявления землетрясения  на поверхности Земли в большей  степени зависит от глубины очага: чем ближе очаг к поверхности Земли, тем сила землетрясения в эпицентре больше. Разрушение на поверхности Земли зависит помимо энергии, выделившейся при землетрясении и глубины очага, еще и от качества грунтов. Наибольшие разрушения происходят на рыхлых, сырых и неустойчивых грунтах. Имеет значение и качество наземных построек.

2. Изучение землетрясений

Информация, полученная при  регистрации землетрясений, очень важна для науки, она дает сведения как об очаге землетрясения, так и о строении земной коры в отдельных областях и Земли в целом. Примерно через 20 мин после сильного землетрясения о нем узнают сейсмологи всего земного шара. Для этого не нужно ни радио, ни телеграфа.

Как это происходит? При  землетрясении перемещаются, колеблются частицы горных пород. Они толкают, колеблют соседние частицы, которые передают колебания еще дальше в виде упругой волны.

Таким образом, сотрясение как  бы передается по цепочке и расходится в виде упругих волн во все стороны. Постепенно, по мере удаления от очага  землетрясения, волна ослабевает.

Известно, например, что упругие  волны передаются по рельсам далеко вперед от мчащегося поезда, наполняя их ровным, чуть слышным гулом. Упругие волны, которые возникают при землетрясении, называются сейсмическими. Они регистрируются сейсмографами на сейсмических станциях всего земного шара. Сейсмические волны, идущие от очага землетрясения к сейсмическим станциям, проходят через толщи Земли, которые недоступны для прямого наблюдения. Характеристики зарегистрированных сейсмических волн — время их появления, амплитуда, период колебаний и другие параметры — позволяют определять положение эпицентра землетрясения, его магнитуду, возможную силу в баллах. Сейсмические волны несут и информацию о строении Земли. Расшифровать сейсмограмму — все равно что прочитать рассказ сейсмических волн о том, что они встретили в глубине Земли. Это сложная, но увлекательная задача. При землетрясении вдоль поверхности Земли, как и вдоль океанов, распространяются очень длинные поверхностные сейсмические волны с периодами от нескольких секунд до нескольких минут. Эти волны по нескольку раз обегают вокруг Земли. Распространяясь от эпицентра навстречу друг другу, они заставляют колебаться весь земной шар в целом. Земной шар начинает «звучать», как гигантский колокол, когда по нему ударят, и таким ударом для Земли служит сильное землетрясение. В последние годы установлено, что основной тон такого «звучания (колебания) имеет период около одного часа и регистрируется особо чувствительной аппаратурой. Эти данные путем сложных расчетов на электронно-вычислительной машине позволяют делать выводы о физических свойствах нашей планеты, определять строение оболочки или мантии Земли на глубине в сотни километров.

В особом приборе — сейсмографе, отмечающем землетрясения,  используется свойство инерции. Главная часть сейсмографа — маятник — представляет собой груз, подвешенный на пружине к штативу. Когда почва колеблется, маятник сейсмографа отстает от ее движения. Если к маятнику прикрепить иглу и к ней прижать закопченное стекло так, чтобы игла лишь соприкасалась с его поверхностью, получится наиболее простой сейсмограф, которым пользовались раньше. Почва, а вместе с ней штатив и стеклянная пластинка колеблются, маятник и игла вследствие инерции остаются неподвижными. На закопченной поверхности игла прочертит кривую колебания поверхности Земли в данной точке.

Если вместо иглы к маятнику прикрепить зеркало и направить на него луч света, то отраженный луч — «зайчик» — будет воспроизводить колебания почвы в увеличенном виде. Такой «зайчик» направляют на равномерно движущуюся ленту фотобумаги; после проявления на этой ленте можно видеть записанные колебания — кривую колебаний Земли во времени — сейсмограмму.  

 Интенсивность  или  сила  землетрясений  характеризуется  как  в  баллах (мера разрушений),  так  и  понятием  магнитуда  (высвобожденная  энергия).  В  России используется 12-балльная шкала  интенсивности  землетрясений MSK – 64,  составленная С.В.Медведевым, В. Шпонхойером и В. Карником.

Согласно  этой  шкале,  принята  следующая  градация  интенсивности  или  силы землетрясений:

1  –3 балла – слабые;

4 – 5 баллов – ощутимые;

6 – 7 баллов – сильные  (разрушаются ветхие постройки);

8 – разрушительное (частично  разрушаются прочные здания, заводские  трубы);

9 – опустошительное (разрушаются  большинство зданий);

10 – уничтожающее (разрушаются  почти все здания, мосты, возникают  обвалы и оползни)

11 – катастрофические (разрушаются  все постройки, происходит изменение  ландшафта);

12 – губительные катастрофы (полное разрушение, изменение рельефа  местности на обширной площади).

Сейсмологи во всем мире пользуются одинаковыми определениями  в сейсмологии:

а) сейсмическая опасность  – возможность (вероятность) сейсмических воздействий определённой силы на поверхности  земли (в баллах шкалы сейсмической интенсивности, амплитудах колебаний  или ускорениях) на заданной площади  в течение рассматриваемого интервала  времени;

б) сейсмический риск – рассчитанная вероятность социального и экономического ущерба от землетрясений на заданной территории в заданный интервал времени.

Новый шаг в мировой  сейсмологии сделал еще в 1902 г. академик Б. Б. Голицын, который предложил способ преобразования механических колебаний сейсмографа в электрические и регистрацию их с помощью зеркальных гальванометров.

3. Типы экологических  последствий от землетрясений

В широком смысле  экологические последствия, следует подразделять на социальные, природные и природно-антропогенные. В каждой из групп могут быть выделены прямые и косвенные последствия.

В настоящее время мы довольно полно знаем прямые проявления (последствия) землетрясений на земной поверхности  и, следовательно, их прямые воздействия  на элементы социального организма, между тем как сопровождающие (предшествующие, последующие) косвенные  явления на уровне микро- и даже макроаномалий  процессов в литосфере и вне  ее начали изучать совсем недавно.

Наиболее изучены и  наглядно отражают сейсмическую опасность  экономические потери в результате землетрясений. За последние десятилетия  учтённые экономические потери от землетрясений  возросли на порядок и достигают  теперь около 200 млрд. долл. за десятилетие. Если в предшествующее десятилетие  в эпицентральной зоне, например, 8-балльного  землетрясения средний убыток в  расчёте на одного жителя составлял 1,5 тыс. долл., то теперь он достигает 30 тыс. долл. Естественно, что с повышением балльности (и магнитуды) возрастают площади пораженных территорий, а  следовательно, и ущерб.