Резюме: Причини и последици от земетресенията

Министерство на образованието и науката на Украйна

Отдел Гражданска защита

население и територии

По темата "Гражданска защита"

Севастопол, 2009.

Земетресения - трусове и вибрации на земната повърхност, причинени от естествени причини (главно тектонични процеси) или изкуствени процеси (експлозии, запълване на резервоари, срутване на подземни кухини на минни разработки). Малките трусове също могат да доведат до издигане на лава по време на вулканични изригвания.

Всяка година има около милион земетресения на цялата Земя, но повечето от тях са толкова незначителни, че остават незабелязани. Наистина силни земетресения, които могат да причинят широко унищожение, се случват на планетата около веднъж на две седмици. За щастие, повечето от тях падат на дъното на океаните и следователно не са придружени от катастрофални последици (ако земетресение под океана се справи без цунами).

Земетресенията са най-известни с опустошенията, които могат да причинят. Разрушаването на сгради и съоръжения се причинява от земни вибрации или гигантски приливни вълни (цунами), които възникват по време на сеизмични измествания на морското дъно.

Причината за земетресението е бързото изместване на част от земната кора като цяло по време на пластична (крехка) деформация на еластично напрегнати скали в източника на земетресение. Повечето източници на земетресения се случват близо до повърхността на Земята. Самото изместване възниква под действието на еластични сили по време на процеса на разтоварване - намаляване на еластичните деформации в обема на целия участък на плочата и изместване към равновесното положение. Земетресението е бърз (в геоложки мащаб) преход на потенциална енергия, натрупана в еластично деформирани (свиваеми, срязващи или опънати) скали от вътрешността на земята, в енергията на вибрациите на тези скали (сеизмични вълни), в енергията на промените в структурата на скалите в земетресението. Този преход възниква, когато крайната якост на скалите в източника на земетресение е надвишена.

Крайната якост на скалите на земната кора е превишена в резултат на увеличаване на сумата на силите, действащи върху нея:

1. Сили на вискозно триене на мантийната конвекция тече върху земната кора;

2. Архимедова сила, действаща върху леката кора от по-тежката пластмасова мантия;

3. Лунно-слънчеви приливи и отливи;

4. Вариращо атмосферно налягане.

Същите сили водят до увеличаване на потенциалната енергия на еластична деформация на скалите в резултат на изместване на плочите под тяхното действие. Плътността на потенциалната енергия на еластични деформации под действието на изброените сили се увеличава в почти целия обем на плочата (по различни начини в различни точки). В момента на земетресение потенциалната енергия на еластична деформация в земетръсния източник бързо (почти моментално) намалява до минималната остатъчна стойност (почти до нула). Докато в близост до източника поради срязването по време на земетресението на плочата като цяло, еластичните деформации донякъде се увеличават. Следователно многократни земетресения - вторични трусове - често се случват в близост до основния. По същия начин малките „предварителни“ земетресения - форшоци - могат да предизвикат голямо в близост до първоначалното малко земетресение. Голямо земетресение (с голямо изместване на плочата) може да предизвика последващи предизвикани земетресения дори в далечните краища на плочата.

От изброените сили първите две са много по-големи от 3-та и 4-та, но скоростта на тяхната промяна е много по-малка от скоростта на промяна на приливните и атмосферните сили. Следователно точното време на пристигане на земетресение (година, ден, минута) се определя от промените в атмосферното налягане и приливните сили. Докато много по-големите, но бавно променящи се сили на вискозно триене и Архимедовите сили определят времето на пристигане на земетресение (с фокус в дадена точка) с точност от векове и хилядолетия.

Дълбоко фокусирани земетресения, чиито източници са разположени на дълбочини до 700 км от повърхността, се случват при сближаващите се граници на литосферните плочи и са свързани със субдукция.

Сеизмичните вълни, генерирани от земетресения, се разпространяват във всички посоки от източника като звукови вълни. Точката, в която започва движението на скалите, се нарича фокус, източник или хипоцентър, а точката на земната повърхност над източника се нарича епицентър на земетресението. Ударните вълни се разпространяват във всички посоки от фокуса, с отдалечаване от него интензивността им намалява.

Скоростите на сеизмичните вълни могат да достигнат 8 km/s.

Видове сеизмични вълни

Сеизмичните вълни се разделят на компресионни и срязващи вълни.

  • Компресионните вълни или надлъжните сеизмични вълни причиняват вибрации на скалните частици, през които те преминават, по посока на разпространението на вълната, причинявайки редуване на областите на компресия и разреждане в скалите. Скоростта на разпространение на компресионните вълни е 1,7 пъти по-висока от скоростта на срязващите вълни, поради което те са първите, регистрирани от сеизмичните станции. Компресионните вълни се наричат ​​още първични (Р-вълни). Скоростта на Р-вълната е равна на скоростта на звука в съответната скала. При честоти на P-вълни, по-големи от 15 Hz, тези вълни могат да се възприемат от ухото като подземен тътен и тътен.
  • Срязващите вълни или срязващите сеизмични вълни карат частиците на скалите да вибрират перпендикулярно на посоката на разпространение на вълната. Срязващите вълни се наричат ​​още вторични (S-вълни).

Съществува и трети тип еластични вълни - дълги или повърхностни вълни (L-вълни). Именно те причиняват най-мощното унищожение.

Измерване на силата и въздействието на земетресенията

Скалата на магнитуда и скалата на интензитета се използват за оценка и сравнение на земетресенията.

Мащабна скала

Мащабната скала разграничава земетресенията по магнитуд, което е относителната енергийна характеристика на земетресението. Има няколко величини и съответно скали на величината: локална величина (ML); величина, определена от повърхностните вълни (Ms); обемна величина (mb); моментна величина (Mw).

Най-популярната скала за оценка на енергията на земетресенията е местната скала на Рихтер. В този мащаб увеличението с една величина съответства на 32-кратно увеличение на освободената сеизмична енергия. Земетресение с магнитуд 2 е едва забележимо, докато степен 7 е в съответствие с долната граница на разрушителни земетресения, обхващащи големи площи. Интензивността на земетресенията (не може да бъде оценена по степен) се оценява от щетите, които те причиняват в населените райони.

Интензивността е качествена характеристика на земетресението и показва естеството и мащаба на въздействието на земетресенията върху земната повърхност, върху хора, животни, както и върху естествени и изкуствени структури в района на земетресението. В света се използват няколко скали на интензивност: в САЩ - модифицираната скала на Меркали (MM), в Европа - Европейската макросеизмична скала (EMS), в Япония - скалата Shindo (Shindo).

Скала на Медведев-Спонгейер-Карник (MSK-64)

12-точковата скала на Медведев-Спонгейер-Карник е разработена през 1964 г. и стана широко разпространена в Европа и СССР. От 1996 г. в страните от Европейския съюз се използва по-модерна европейска макросеизмична скала (EMS). MSK-64 формира основата на SNiP II-7-81 "Строителство в сеизмични региони" и продължава да се използва в Русия и страните от ОНД.