Землетрясения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа

«Землетрясения»

 

 

 

 

 

 

                                                                                                                                                                                 

                                                                              

 

 

 

 

Исполнитель:  _______ студент 112 гр. Першин Ю.Е

 

 

 

 

 

 

 

 

                                         

 

 

 

 

 

 

Сыктывкар, 2013

 

ОГЛАВЛЕНИЕ 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Немногие  из грозных явлений природы могут сравниваться по разрушительной силе и опасности с землетрясениями. Их летопись насчитывает миллионы жертв, сотни погибших городов. Каждый человек, живущий на Земле, привык считать земную твердь чем-то прочным и надежным. Когда же она начинает сотрясаться, взрываться, оседать, ускользать из-под ног, человека охватывает ужас. Глагол "трястись" абсолютно точно описывает происходящее с земной поверхностью во время землетрясения: она вздымается, колеблется, вибрирует и даже раскалывается. Эти движения продолжаются несколько секунд, самое большое несколько минут, но, тем не менее, они могут повлечь за собой катастрофические последствия.

Рассказы  некоторых очевидцев свидетельствуют, что во время землетрясения бывают вспышки света. Иногда этот яркий свет можно объяснить молниями или замыканиями электроприборов. Но не исключена возможность, что некоторые из этих вспышек связаны с неизвестными явлениями при движениях земной коры.

Землетрясения представляют собой движение земной поверхности, вызванные воздействием сейсмических волн (по-гречески "сейсмос" - землетрясение). Сейсмические волны обычно ощущаются как сильные, интенсивные движения поверхности. Иногда наблюдаются земные волны в буквальном смысле слова: волны движутся по земле как по озеру. Они раскалывают строения, встряхивая их так, что рушатся даже прочные стены. В городских районах здания вибрируют настолько сильно, что распадаются на части. При этом часто возникают пожары, так как разрушаются газовые магистрали и происходят замыкания в электрических цепях. Если и водопроводная сеть оказывается поврежденной, город сможет сгореть, и предотвратить это почти невозможно. 

Для людей и строений опасны не только сами по себе колебания земли. Для  землетрясений характерно множество  сопутствующих явлений, которые увеличивают число жертв, - это гигантские трещины, разрушительные морские волны- цунами, крупные обвалы и снежные лавины, грязевые потоки - сели, оползни.

Наиболее  широко известным фактом является возникновение  в земле трещин, которые согласно некоторым описаниям поглощали людей, животных, дома и даже целые деревни. Во время землетрясений бывают резкие опускания больших участков, которые могут сопровождаться мгновенным затоплением.

Одним из наиболее разрушительных последствий  землетрясения являются оползни, сели, снежные лавины.

В прибрежных районах к одним из самых страшных явлений, сопутствующих  землетрясениям, относятся цунами.

ГЛАВА 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯХ

1.1. Прогноз  землетрясений

Для повышения точности прогноза землетрясений необходимо лучше представлять механизмы накопления напряжений в земной коре, крипа и деформаций на разломах, выявить зависимости между тепловым потоком из недр Земли и пространственным распределением землетрясений, а также установить закономерности повторяемости землетрясений в зависимости от их магнитуды.

Во  многих районах земного шара, где  существует вероятность возникновения  сильных землетрясений, ведутся  геодинамические наблюдения с целью  обнаружения предвестников землетрясений, среди которых заслуживают особого внимания изменения сейсмической активности, деформации земной коры, аномалии геомагнитных полей и теплового потока, резкие изменения свойств горных пород (электрических, сейсмических и т.п.), геохимические аномалии, нарушения водного режима, атмосферные явления, а также аномальное поведение насекомых и других животных (биологические предвестники). Такого рода исследования проводятся на специальных геодинамических полигонах (например, Паркфилдском в Калифорнии, Гармском в Таджикистане и др.). С 1960 работает множество сейсмических станций, оборудованных высокочувствительной регистрирующей аппаратурой и мощными компьютерами, позволяющими быстро обрабатывать данные и определять положение очагов землетрясений.

 1.2. Причины

Существуют две основные причины землетрясений:

Одной из них являются процессы поверхностного характера, которые вызывают незначительные землетрясения. Эти процессы заключаются  в том, что плиты, дрейфующие вдоль  таких великих разломов, как, например, разлом Сан-Андреас в Калифорнии или Альпийский разлом в Новой Зеландии, действуют подобно ножницам, круша края друг друга.

Вторая  причина отражает более глубокие процессы, происходящие в зонах вдоль  краёв смещающихся плит, где рёбра  этих масс земной коры погружаются  в земную мантию и на глубине около 500 км повторно всасываются, поглощаются. По этой причине происходят уже более крупные землетрясения.

 

Симптомы: Землетрясение, как правило, происходит глубокой ночью или на рассвете и начинается с легкого дрожания земли, сопровождающегося сильным подземным гулом.

Вслед за этим, порой стремительно, возникает  серия сильных толчков, способных  вызвать извержение вулкана, камнепад и даже разрывы земной поверхности. Участки земли могут подниматься  и опускаться, провоцируя, в свою очередь, оползни и цунами - гигантские приливные волны, внезапно обрушивающиеся на прибрежные зоны (они ещё называются сейсмическими волнами).

И наконец, в завершающей стадии землетрясения  наблюдается уменьшение силы вибрации (из-за которой у многих начинается сильное недомогание и "морская болезнь на суше").

Предупреждающие знаки: Необычно жутко воют, лают и рычат собаки; сбегают из домов кошки; грозный гул, грохот, треск; земля дрожит и колыхается; на душе какое-то беспокойство...

За  последние 4000 лет землетрясения и возникшие в их результате пожары, оползни, наводнения и иные последствия унесли жизни более 13 млн. человек. В 20 веке ежегодно регистрируется до 20 толчков силой от шести баллов и выше. Землетрясения ежегодно уносят в среднем 10 тыс. жизней. Ежегодно сейсмологи регистрируют примерно 500 тысяч землетрясений различной силы. Из них 100 тысяч ощущаются людьми и 1000 причиняют ущерб.

1.3.Регистрация  землетрясений

 

Прибор, записывающий сейсмические колебания, называется сейсмографом, а сама запись - сейсмограммой. Сейсмограф состоит из маятника, подвешенного внутри корпуса на пружине, и записывающего устройства.

Одно  из первых записывающих устройств представляло собой вращающийся барабан с  бумажной лентой. При вращении барабан  постепенно смещается в одну сторону, так что нулевая линия записи на бумаге имеет вид спирали. Каждую минуту на график наносятся вертикальные линии - отметки времени; для этого используются очень точные часы, которые периодически сверяют с эталоном точного времени. Для изучения близких землетрясений необходима точность маркировки - до секунды или меньше.

Во  многих сейсмографах для преобразования механического сигнала в электрический  используются индукционные устройства, в которых при перемещении  инертной массы маятника относительно корпуса изменяется величина магнитного потока, проходящего через витки индукционной катушки. Возникающий при этом слабый электрический ток приводит в действие гальванометр, соединенный с зеркальцем, которое отбрасывает луч света на светочувствительную бумагу записывающего устройства. В современных сейсмографах регистрация колебаний ведется в цифровом виде с использованием компьютеров.

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:

2 - самые слабые ощущаемые толчки;

41/2 - самые слабые толчки, приводящие  к небольшим разрушениям; 

6 - умеренные разрушения;

81/2 - самые сильные из известных  землетрясений. 

Интенсивность землетрясений оценивается в баллах при обследовании района по величине вызванных ими разрушений наземных сооружений или деформаций земной поверхности. Для ретроспективной оценки балльности исторических или более древних землетрясений используют некоторые эмпирически полученные соотношения. В США оценка интенсивности обычно проводится по модифицированной 12-балльной шкале Меркалли.

1 балл. Ощущается немногими особо  чувствительными людьми в особенно  благоприятных для этого обстоятельствах. 

3 балла. Ощущается людьми как вибрация от проезжающего грузовика.

4 балла. Дребезжат посуда и оконные  стекла, скрипят двери и стены. 

5 баллов. Ощущается почти всеми;  многие спящие просыпаются. Незакрепленные  предметы падают.

6 баллов. Ощущается всеми. Небольшие  повреждения.

8 баллов. Падают дымовые трубы,  памятники, рушатся стены. Меняется  уровень воды в колодцах. Сильно  повреждаются капитальные здания.

10 баллов. Разрушаются кирпичные постройки  и каркасные сооружения. Деформируются  рельсы, возникают оползни.

12 баллов. Полное разрушение. На земной поверхности видны волны.

Интенсивность в баллах (выражающихся целыми числами  без дробей) определяется при обследовании района, в котором произошло землетрясение, или опросе жителей об их ощущениях  при отсутствии разрушений, или же расчетами по эмпирически полученным и принятым для данного района формулам. Среди первых сведений о произошедшем землетрясении становится известной именно его магнитуда, а не интенсивность. Магнитуда определяется по сейсмограммам даже на больших расстояниях от эпицентра.

1.4. Географическое  распространение землетрясений

  Большинство землетрясений сосредоточено  в двух протяженных, узких зонах.  Одна из них обрамляет Тихий  океан, а вторая тянется от  Азорских о-вов на восток до Юго-Восточной Азии.

Тихоокеанская сейсмическая зона проходит вдоль западного  побережья Южной Америки. В Центральной  Америке она разделяется на две  ветви, одна из которых следует вдоль  островной дуги Вест-Индии, а другая продолжается на север, расширяясь в пределах США, до западных хребтов Скалистых гор. Далее эта зона проходит через Алеутские о-ва до Камчатки и затем через Японские о-ва, Филиппины, Новую Гвинею и острова юго-западной части Тихого океана к Новой Зеландии и Антарктике.

Вторая  зона от Азорских о-вов простирается на восток через Альпы и Турцию. На юге Азии она расширяется, а затем сужается и меняет направление на меридиональное, следует через территорию Мьянмы, острова Суматра и Ява и соединяется с циркумтихоокеанской зоной в районе Новой Гвинеи.

Выделяется  также зона меньшего размера в  центральной части Атлантического океана, следующая вдоль Срединно-Атлантического хребта.

Существует  ряд районов, где землетрясения  происходят довольно часто. К ним  относятся Восточная Африка, Индийский  океан и в Северной Америке долина р.Св. Лаврентия и северо-восток США.

Иногда  в районах, которые принято считать  неактивными, происходят сильные землетрясения, как, например, в Чарлстоне (шт. Южная  Каролина) в 1886.

По  сравнению с мелкофокусными глубокофокусные землетрясения имеют более ограниченное распространение. Они не были зарегистрированы в пределах Тихоокеанской зоны от южной Мексики до Алеутских о-вов, а в Средиземноморской зоне - к западу от Карпат. Глубокофокусные землетрясения характерны для западной окраины Тихого океана, Юго-Восточной Азии и западного побережья Южной Америки. Зона с глубокофокусными очагами обычно располагается вдоль зоны мелкофокусных землетрясений со стороны материка.

1.5. Последствия  землетрясений

 

 

Последствия катастрофического землятресения в Сан-Франциско, США в 1906 году.

 

Люди осматривают  руины после цунами, которое возникло в результате подводного землятресения.

 

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.