Реферат: Землетрясения
Землетрясение,геол., заметные колебания земной коры, происходящие от действиявнутренних сил. Различают медленные, слабо заметные колебания и быстрыеразрушительные перемещения пластов земной коры. Последние известны под землёй втесном смысле, причины землетрясения: смещение, оседание пластов земной коры,провалы вследствие размывов и вообще действия воды и вулканические явления.Последние сопровождаются выделением водяных паров, газов, шлака, грязи. Дляизучения Земли устроены особые станции (сейсмические) с приборами(сейсмометрами), отмечающими быстроту распространения колебаний земной коры.
Эпицентр,точка земной поверхности, лежащая над центром возникновения толчков и ударовпри землетрясениях
Причины:Существуют две основные причины землетрясений:
Одной из них являются процессы поверхностного характера, которые вызываютнезначительные землетрясения. Эти процессы заключаются в том, что плиты,дрейфующие вдоль таких великих разломов, как, например, разлом Сан-Андреас вКалифорнии или Альпийский разлом в Новой Зеландии, действуют подобно ножницам,круша края друг друга.
Втораяпричина отражает более глубокие процессы, происходящие в зонах вдоль краёвсмещающихся плит, где рёбра этих масс земной коры погружаются в земную мантию ина глубине около 500 км повторно всасываются, поглощаются. По этой причинепроисходят уже более крупные землетрясения.
Симптомы:Землетрясение, как правило, происходит глубокой ночью или на рассветеи начинается с легкого дрожания земли, сопровождающегося сильным подземнымгулом.
Вслед заэтим, порой стремительно, возникает серия сильных толчков, способных вызватьизвержение вулкана, камнепад и даже разрывы земной поверхности. Участки землимогут подниматься и опускаться, провоцируя, в свою очередь, оползни и цунами — гигантские приливные волны, внезапно обрушивающиеся на прибрежные зоны (они ещёназываются сейсмическими волнами).
И наконец, взавершающей стадии землетрясения наблюдается уменьшение силы вибрации (из-закоторой у многих начинается сильное недомогание и «морская болезнь насуше»).
Предупреждающиезнаки: Необычно жутко воют, лаят и рычат собаки; сбегают из домовкошки; грозный гул, грохот, треск; земля дрожит и колыхается; на Душе какое-тобеспокойство...
За последние 4000 лет землетрясенияи возникшие в их результате пожары, оползни, наводнения и иные последствияунесли жизни более 13 млн. человек.
В 20 веке ежегодно регистрируется до 20 толчков силойот шести баллов и выше.
Землетрясения ежегодно уносят в среднем 10 тыс.жизней.
Ежегодносейсмологи регистрируют примерно 500 тысяч землетрясений различной силы. Из них100 тысяч ощущаются людьми и 1000 причиняют ущерб.
Самые большиеразрушения причинило землетрясение Шинсай (то есть Великое), случившееся наравнине Кванто в Японии 1 сентября 1923 года (сила толчка достигала 8,2 балла).В результате морское дно в заливе Сагами опустилось на 400 метров! Поофициальным сведениям, число погибших превысило 140 тысяч человек. В городахТокио и Йокохаме было разрушено 575 тысяч домов, а сумма ущерба (посовременному курсу) составила 17 миллиардов фунтов стерлингов.
Больше всеголюдей погибло в результате землетрясения летом 1201 года на Ближнем Востоке иВосточном Средиземноморье. Количество жертв этого страшного стихийного бедствиясоставило свыше одного миллиона человек. Самое большое число жертв в наше времязарегистрировано при Тянь-Шаньском землетрясении (силой почти 8 баллов по шкалеРихтера), произошедшем в Восточном Китае в 1976 году. Тогда погибло около 700тысяч человек.
/>
Введение
/>Немногие изгрозных явлений природы могут сравниваться по разрушительной силе и опасности сземлетрясениями. Их летопись насчитывает миллионы жертв, сотни погибшихгородов. Каждый человек, живущий на Земле, привык считать земную твердь чем-топрочным 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 времяземлетрясения: она вздымается, колеблется, вибрирует и даже раскалывается. Этидвижения продолжаются несколько секунд, самое большое несколько минут, но темне менее они могут повлечь за собой катастрофические последствия.
/>Вот какочевидец описывает землетрясение: «Земля вздрогнула; ее первая судорогадлилась почти 10 секунд: треск и скрип оконных рам, звон стекол, грохотпадающих лестниц разбудили спящих… Как бумажный разрывался потолок… втемноте все казалось падало. Земля глухо гудела… Вздрогнув и пошатываясь,здания наклонялись, по их белым стенам, как молнии, змеились трещины, и стенырассыпались, заваливая улицы и людей среди них тяжелыми грудами острых кусковкамня...».Частота колебаний некоторых сейсмических волн бывает такой, чтоони становятся слышны человеку; животные же могут воспринимать звук в значительноболее широком диапазоне. В различных описаниях звуки, сопровождающиеземлетрясение, сравниваются с сильным ветром, шумом скорого поезда, отдаленныморудийным раскатам. Рассказы некоторых очевидцев свидетельствуют, что во времяземлетрясения бывают вспышки света. Иногда этот яркий свет можно объяснитьмолниями или замыканиями электроприборов. Но не исключена возможность, чтонекоторые из этих вспышек связаны с неизвестными явлениями при движениях земнойкоры.
/>Землетрясенияпредставляют собой движение земной поверхности, вызванные воздействием сейсмическихволн (по-гречески «сейсмос» — землетрясение). Сейсмические волныобычно ощущаются как сильные, интенсивные движения поверхности. Иногданаблюдаются земные волны в буквальном смысле слова: волны движутся по земле какпо озеру. При калифорнийском землетрясении 1906 года в отдельных местахотмечались земные волны высотой до 1 м. Они особенно опасны. Они раскалываютстроения, встряхивая их так, что рушаться даже прочные стены.В городскихрайонах здания вибрируют настолько сильно, что распадаются на части. При этомчасто возникают пожары, так как разрушаются газовые магистрали и происходятзамыкания в электрических цепях. Если и водопроводная сеть оказываетсяповрежденной, город сможет сгореть, и предотвратить это почти невозможно.Бывали случаи, когда от подземных толчков люди подлетали так высоко, что,падая, разбивались насмерть. К счастью, такие мощные удары волн случаютсяредко.
Для людей и строений опасны нетолько сами по себе колебания земли. Для землетрясений характерно множествосопутствующих явлений, которые увеличивают число жертв, — это гигантскиетрещины, разрушительные морские волны цунами, крупные обвалы и снежные лавины,грязевые потоки — сели, оползни.
/>Наиболеешироко известным фактом является возникновение в земле трещин, которые согласнонекоторым описаниям поглощали людей, животных, дома и даже целые деревни. Так,например, во время землетрясения 1783г. в Калабрии (Италия) образовалосьогромное число трещин, причем некоторые из них достигали почти 70 м вглубину.Во время землетрясений бывают резкие опускания больших участков,которые могут сопровождаться мгновенным затоплением. Так, например, во времяземлетрясения 1811 г. в долине реки Миссисипи было обширное погружение участковвдоль долин реки местами более чем на 6 м.
Одним из наиболее разрушительныхпоследствий землетрясения являются оползни, сели, снежные лавины. Так,например, землетрясение 1920 г. на севере Китая, вызвало сотни оползней. Многиекрестьяне жили здесь в пещерных домах, которые в результате оползней былимгновенно завалены. Число погибших составило 100 тысяч человек.
В прибрежных районах к одним изсамых страшных явлений, сопутствующих землетрясениям, относятся цунами. Так,например, в 1755 г. сильное землетрясение и сопровождавшие его цунами разрушилиг.Лиссабон. На берег обрушилась волна высотой в 12 м. Погибло 50 тыс.человек.Эта катострофа потрясла Европу. Многие люди впервые задумались над могучимявлением природы, ученые начали изучать землетрясения.
Какие бываютземлетрясения?(из книги «Вот пришло землетрясение...»)
Можно уподобить всякоеземлетрясение фонарю, который зажигается на короткое время и освещает намвнутренность Земли, позволяя тем самым рассмотреть то, что там происходит.
Б.Б.Голицин,1911 год
Сейсмические явления/>
Сейсмическиеявления наблюдаемые при землетрясениях на поверхности Земли со времен академикаБ.Б.Голицина, принято делить на два типа — микросейсмические имакросейсмические. Первые это те, которые обнаруживаются только по записямприборов — это и микросейсмы (сейсмический шум, колебания в прямую не связанныес землетрясениями), и слабые колебания от далеких землетрясений — расстояние доэпицентров которых может исчисляться тысячами и десятками тысяч километров.Сюда же видимо надо отнести и неощутимые микроземлетрясения. Вторые, этоколебания которые непосредственно ощущаются человеком, вызывают разрушение исильные деформации земной поверхности.
Сейсмическиеявления сопустствуют нам повседневно — проехавший мимо автомобиль — ощущаетсяпо дребезжанию стекол в окне, приближающейся поезд метрополитена распознаетсяпо вибрации посажирской платформы, а хитрый индеец или проводник в раманахКупера и Майн Рида, прикладывая ухо к земле мог почувствовать приближениеврага. Враг, делающий подкоп под крепость узнавался по колебаниям возникающимпри подземных работах. Так было и в 1608 году, когда враги осаждалиТроице-Сергегиевскую лавру под Москвой — бдительность русского воина ВласаКорсакова спасла осажденную крепость. Таким образом, твердая поверхностьявляется проводником механических колебаний к датчику, будь то это человеческоеухо или прибор. Преобразованные спеицальными приборами — они могут бытьзаписаны и изучены специалистами.
Применительно квеличине землетрясения, и оценки результата его воздействия на земнуюповерхность устоялись чисто научные и чисто общепринятые определения. Одни,больше связаны с точными физичскими величинами, определяемые с использованиемспециальных инструментов. Другие, носят скорее описательный и большесубъективный характер, выражая степень ущерба от него и горечь потерь.Тем неменее, если говорить о величине или энергии землетрясения то она бывает самойразной — от мегалоземлетрясений с магнитудой от восьми и выше, сильныхземлетрясений — в диапазоне магнитуд 6.5 — 7.5, слабых землетрясений 1.5 — 6.5и микроземлетрясения, для которых существует уже своя энергетическая шкала,энергетический класс Раутиан — К.
Уходя в диапазонэнергетических классов и ниже мы попадаем в область сверхслабых для записисейсмических явлений — микросейсмы и сейсмический шум.
К сейсмическимявлениям относятся и те, которые сопровождают возникновение землетрясений. Ониделятся на события, которые происходят перед землетрясением, в момент инаблюдаются после него. Как уже говорилось, изучение землерясений вобрало всебя буквально почти все разделы естествознания — от поведения животных дотеории нелинейных стохастических процессов, теории рисков и информатики. Вобщем все то, что помагает понять природу землетрясений, обепечиваетвозможность распознования сейсмической катастрофы до момента ее возникновения.
Если вернуться кисходному корню слова землетрясение — «трясение земли» оно можетвызываться разными явлениями, имеющими разную физическую природу возникновенияколебаний и соответственно источники. А уже их конкретный их результат наземной поверхности зависит от многих причин, не всегда связанных с самимисточником колебаний.
Тектоническиеземлетрясения
Тектоническиеземлетрясения(из книги «Вот пришло землетрясение...»)
/>
Большая часть всехизвестных землетрясений относится к этому типу. Они связаны с процессамигорообразования и движениями в разломах литосферных плит. Верхнею часть земнойкоры составляют около десятка огромных блоков — тектонических плит,перемещающихся под воздействием конвекционных течений в верхней мантии. Одниплиты двигаются навстречу друг другу (например, в районе Красного моря). Другиеплиты расходятся в стороны, третьи скользят друг относительно друга впротивоположных направлениях. Это явление наблюдается в зоне разломаСан-Андреас в Калифорнии.
Горные породыобладают определенной эластичностью, а в местах тектонических разломов — границплит, где действуют силы сжатия или растяжения, постепенно могут накапливатьтектонические напряжения. Напряжения растут до тех пор, пока не превысятпредела прочности самих пород. Тогда пласты горных пород разрушаются и резкосмещаются, излучая сейсмические волны. Такое резкое смещение пород называетсяподвижкой.
/>
Вертикальныеподвижки приводят к резкому опусканию или поднятию пород. Обычно смещение составляетлишь несколько сантиметров, но энергия выделяемая при движениях горных массвесом в миллиарды тонн, даже на малое расстояние, огромна! На дневнойповерхности образуются тектонические трещины. По их бортам происходят смещенияотносительно друг друга обширных участков земной поверхности, перенося вместе ссобой и находящиеся на их поля, сооружения и многое другое. Эти перемещенияможно увидеть невооруженным глазом, и тогда связь землетрясения с тектоническимразрывом в недрах земли очевидна.
Значительная частьземлетрясений происходит под морским дном, практическитакже как и на суше. Некоторые из них сопровождаются цунами, а сейсмическиеволны, достигая берегов, вызывают сильные разрушения, подобно тем которые имелиместо в Мехико в 1985 году. Цунами, японское слово, морские волны, возникающиев результате сдвига вверх или вниз крупных участков дна при сильных подводныхили прибрежных землетрясениях и, изредка, при вулканических извержениях. Высотаволн в эпицентре может достигать пяти метров, у берегов — до десяти, а внеблагоприятных по рельефу участках побережья — до 50 метров. Они могутраспространяться со скоростью до 1000 километров в час. Более 80% цунамивозникают на периферии Тихого океана. В России, США и Японии в 1940-1950 годысозданы службы предупреждения о цунами. Они используют, для извещениянаселения, опережающую распространение морских волн регистрацию колебаний отземлетрясений береговыми сейсмическими станциями. В каталоге известных сильныхцунами их более тысячи, из них — более ста с катастрофическими последствиямидля человека. Они вызвали полное уничтожение, смыв сооружений и растительногопокрова в 1933 году у берегов Японии, в 1952 году на Камчатке и многих другихостровах и прибрежных районах в зоне Тихого океана.Однако землетрясениявозникают не только в местах разломов — границ плит, но и в центре плит, подскладками — горами образующимися при выгибании пластов вверх в виде свода(места горообразования). Одна из самых быстрорастущих складок в мире находитсяв Калифорнии вблизи Вентуры. Примерно, аналогичный тип имело и Ашхабадскоеземлетрясение 1948 года в предгорьях Копет Дага. В этих складках действуютсжимающие силы, когда такое напряжение горных пород снимается за счет резкойподвижки, то и возникает землетрясение. Эти землетрясения, в терминологииамериканских сейсмологов Р.Стейна и Р.Йется (1989 год), получили названиескрытых тектонических землетрясений.
В Армении,Апеннинах на севере Италии, в Алжире, Калифорнии в США, под Ашхабадом вТуркменистане и многих других местах происходят землетрясения, которые невспарывают земную поверхность, а связаны с разломами, скрытых под поверхностнымландшафтом. Иногда слабо верится, что спокойная слегка волнистая местность,сглаженная смятыми в складки породами может таить угрозу. Однако в подобныхместах происходили и происходят сильные землетрясения.
В 1980 году вЭль-Асаме (Алжир) произошло подобное землетрясение (магнитуда — 7.3) унесшеежизни трех с половиной тысяч человек. Землетрясения «под складками»произошли в США в Коалинге и Кетлемен-Хилзе (1983 и 1985 годах) с магнитудами6.5 и 6.1. В Коалинге оказалось разрушено 75% неукрепленных зданий.Землетрясение 1987 года в Калифорнии (Уиттиер-Нерроузе) с магнитудой 6.0пришлось на густозаселенные пригороды Лос-Анджелеса и принесло ущерб в 350миллионов долларов США, погубив восемь человек.
/>
Формы проявления тектонических землетрясенийдостаточно разнообразны. Одни вызывают протяженные разрывы пород на поверхностиЗемли, достигающие десятков километров, другие сопровождаются многочисленнымиобвалами и оползнями, третьи практически никак не «выходят» на земнуюповерхность, соответственно ни до, ни после землетрясений визуально эпицентропределить почти не возможно.
Если местность населена и имеются разрушения,то можно оценить местонахождение эпицентра по разрушениям, во всех другихслучаях — число инструментальным путем по изучению сейсмограмм с записьюземлетрясения.
Существование подобных землетрясений таит всебе скрытую угрозу при освоении новых территорий. Так, в кажущихся пустыннымии неопасными местах зачастую размещают могильники и захоронения токсичныхотходов (например, район Коалинга в США) и сейсмический толчок может нарушитьих целостность, вызвать заражение местности далеко вокруг.
Глубокофокусные землетрясения
(из книги «Вот пришло землетрясение...»)
/>
Большинство землетрясенийпроисходит на глубине до 70 километров от поверхности Земли, меньше до 200километров. Но бывают землетрясения и на очень большой глубине. Например,подобное землетрясение произошло в 1970 году с магнитудой 7.6 в Колумбии наглубине 650 километров.
Иногда очагиземлетрясения регистрируются и на большой глубине — более 700 километров.Максимальная глубина гипоцентров — 720 километров зарегистрирована натерритории Индонезии в 1933, 1934 и 1943 годах.
По современнымпредставлениям о внутреннем строении Земли на таких глубинах вещество мантиипод действием тепла и давления переходит из хрупкого состояния, при котором оноспособно разрушаться, в тягучее, пластическое. Везде, где глубокиеземлетрясения случаются достаточно часто, они «вырисовывают» условнуюнаклонную плоскость, названную по именам японского и американского сейсмологовзоной Вадати — Беньеффа. Она начинается вблизи земной поверхности и уходит вземные недра, до глубин порядка 700 километров. Зоны Вадати — Беньеффаприурочены к местам, где сталкиваются тектонические плиты — одна плитаподвигается под другую и погружается в мантию. Зона глубоких землетрясений какраз и связана с такой опускающейся плитой. Морское землетрясение 1996 года вИндонезии, было наиболее сильным глубоким землетрясением с очагом на глубине в600 километров. Это была редкая возможность для просвечивания глубин Земли допяти тысяч километров. Однако это происходит нечасто даже в масштабах планеты.Мы смотрим внутрь Земли, потому что мы хотим знать что — там и поэтомуустановили что внутренне ядро планеты состоит из железо никеля и находится вдиапазоне огромных температур и давлений. Очаги почти всех глубокихземлетрясений расположены в зоне Тихоокеанского кольца состоящего из островныхдуг, глубоководных желобов и подводных горных хребтов. Изучениеглубокофокусных землетрясений, неопасных для человека, представляет большойнаучный интерес — оно позволяет «заглянуть» в машину геологическихпроцессов, понять природу постоянно происходящей в недрах Земли трансформации материии вулканических явлений. Так, после анализа сейсмических волн отглубокофокусного землетрясения в Индонезии 1996 года сейсмологамиСеверо-западного Университета США и французской Комиссии по ядерной энергиибыло доказано, что ядро Земли является твердым шаром из железа и никеля сдиаметром в 2400 километров.
Распределениеземлетрясений по глубинам возникновенияНаименование Диапазон глубин Процент от общего числа Поверхностные До 100 км 51% Промежуточные От 100 до 300 км 36% Глубокофокусные От 300 км и больше 13% Вулканическиеземлетрясения(из книги «Вот пришло землетрясение...»)
/>
Одноиз самых интересных и загадочных образований на планете — вулканы (название произошлоот имени бога огня — Вулкан) известны как места возникновения слабых и сильныхземлетрясений. Раскаленные газы и лава, бурлящие в недрах вулканических гортолкают и давят на верхние слои Земли, как пары кипящей воды на крышку чайника.Эти движения вещества приводят к сериям мелких землетрясений — вулканическомутремеру (вулканическое дрожание). Подготовка и извержению вулкана и егодлительность может происходить в течение лет и столетий. Вулканическаядеятельность сопровождается целым рядом природных явлений, в том числе взрывамиогромных количеств пара и газов, что сопровождается сейсмическими иакустическими колебаниями. Движение высокотемпературной магмы в недрах вулкана,сопровождается растрескиванием горных пород, что в свою очередь также вызываетсейсмическое и акустическое излучение.
Вулканыделятся на действующие, уснувшие и потухшие. К потухшим относятся вулканы,которые сохранили свою форму, но сведений об извержениях которых просто нет.Однако и под ними происходят локальные землетрясения, свидетельствуя что влюбой момент, и они могут проснуться.
Естественно,что при спокойном течении дел в недрах вулканов подобные сейсмические событияимеют некоторый спокойный и устойчивый фон. В начале вулканической деятельностипроисходит активизация и микроземлетрясений. Как правило, они достаточнослабые, но наблюдения за ними иногда позволят предугадать время началавулканической деятельности.
Ученые в Японии и Станфордского университетаСША сообщили, что они нашли путь для прогноза вулканических извержений. Поданным изучения изменения топографии местности вулканической деятельности вЯпонии (1997) можно точно определять момент наступления извержения. Методбазируется также на регистрации землетрясений и наблюдениях со спутников.Землетрясения контролируют возможность прорыва лавы из недр вулкана.
/>
Так как области современного вулканизма(например — Японские острова или Италия) совпадают с зонами, где возникают итектонические землетрясения всегда трудно их отнести к тому или ному типу.Признаками вулканического землетрясения является совпадение его очага с местомнахождения вулкана и сравнительно не очень большая магнитуда.
К вулканическому землетрясению можно отнестиземлетрясение, сопровождавшее извержение вулкана Бандай-Сан в Японии в 1988году. Тогда сильнейший взрыв вулканических газов раздробил целую андезитовуюгору в 670 метров высоты. Другое вулканическое землетрясение сопровождало,также в Японии, извержение вулкана Саку-Яма в 1914 году.
Сильнейшее вулканическое землетрясениесопровождало извержение вулкана Кракатау в Индонезии в 1883 году. Тогда,взрывом было уничтожена половина вулкана, а сотрясения от этого явления вызвалиразрушения в городах на острове Суматра, Ява и Борнео. Погибло все населениеострова, а цунами смыло все живое с низменных островов Зондского пролива.Вулканическое землетрясение на вулкане Ипомео того же года в Италии разрушилонебольшой город Казамичола. На Камчатке происходят многочисленные вулканическиеземлетрясения, связанные с активностью вулканов Ключевской Сопки, Шивелуч идругих.
/>
Проявления вулканических землетрясений почтиничем не отличается от явлений, наблюдаемых при тектонических землетрясений,однако их масштаб и «дальнобойность» значительно меньше.
Удивительные геологические явлениясопровождают нас и сегодня, даже в древней Европе. В начале 2001 года сновапроснулся самый активный вулкан на Сицилии — Этна. В переводе с греческого егоназвание означает — «Я горю». Первое, из известных изверженийэтого вулкана относится к 1500 году до нашей эры. За этот период известно о 200извержениях этого самого боьшого вулкана в Европе. Его высота составляет 3200метров над уровнем моря. Во время этого извержения происходят многочисленныемикроземлетрясения и было зафиксировано удивительное природное явление — отрывв атмосферу кольцевидного облака пара и газа на очень большую высоту.
Наблюдения за сейсмичностью в районахвулканов являются одним из параметров для мониторинга их состояния. Помимо всехдругих проявлений вулканической деятельности микроземлетрясения этого типапозволяют проследить и смоделировать на дисплеях компьютеров движение магмы внедрах вулканов, установить его структуру. Зачастую, сильные — мегалоземлетрясения, сопровождаются активизацией вулканов (так было в Чили ипроисходит в Японии), но и начало крупного извержения может сопровождатьсясильным землетрясением (так было в Помпее при извержении Везувия).
1669 год — по время извержения вулкана Этна, потоки лавы сожгли 12 деревень и часть Катании.
1970 годы — почти все десятилетие вулкан был активным.
1983 год — извержение вулкана, было взорвано 6500 фунтов динамита что бы отклонить потоки лавы от поселений.
1993 год — извержение вулкана. Два потока лавы чуть не уничтожили деревню Зафераны.
2001 год — новое извержение вулкана Этна.
(из книги «Вот пришло землятресение...»)
/>
Эти землетрясения связаны с воздействиемчеловека на природу. Проводя подземные ядерные взрывы, закачивая в недра илиизвлекая оттуда большое количество воды, нефти или газа, создавая крупныеводохранилища, которые своим весом давят на земные недра, человек, сам того нежелая, может вызвать подземные удары. Повышение гидростатического давления инаведенная сейсмичность вызываются закачкой флюидов в глубокие горизонты земнойкоры. Достаточно спорные примеры подобных землетрясений (может быть произошлоналожение как тектонических сил, так и антропогенной деятельности) — Газлийскоеземлетрясение, произошедшее на северо-западе Узбекистана в 1976 году иземлетрясение в Нефтегорске на Сахалине, в 1995 году.
Слабые и даже более сильные«наведенные» землетрясения могут вызывать крупные водохранилища.Накопление огромной массы воды приводит к изменению гидростатического давленияв породах, снижению сил трения на контактах земных блоков. Вероятностьпроявления наведенной сейсмичности возрастает с увеличением высоты плотины.Так, для плотин высотой более 10 метров наведенную сейсмичность вызывали только0,63% из них, при строительстве плотин высотой более 90 метров — 10%, а дляплотин высотой более 140 метров — уже 21%.
/>
Увеличение активности слабых землетрясенийнаблюдалось в момент заполнения водохранилищ Нурекской, Токтогульской,Червакской гидроэлектростанций. Интересные особенности в изменении сейсмическойактивности на западе Туркменистана автором наблюдались при перекрытии стокаводы из Каспийского моря в залив Кара-Богаз-Гол в марте 1980 года, а затем, приоткрытии стока воды 24 июня 1992 года. В 1983 году залив перестал существоватькак открытый водоем, в 1993 году в него было пропущено 25 кубических километровморской воды. Благодаря высокой и без того сейсмической активности этойтерритории, быстрое перемещение водных масс «наложилось» на фонземлетрясений региона и спровоцировало некоторые его особенности.
Быстрая разгрузка или нагрузка территорий,которые сами по себе отличаются высокой тектонической активностью, связанной сдеятельностью человека может совпасть с их естественным сейсмическим режимом, идаже, спровоцировать ощутимое людьми землетрясение. К слову, на примыкающей кзаливу территории с большим масштабом работ по добыче нефти и газа, друг задругом возникли два относительно слабых землетрясения — в 1983 года(Кумдагское) и 1984 года (Бурунское) с очень небольшими глубинами очагов.
Интервалвремени между началом разработки месторождений и активизацией сейсмическойактивностиГазовые месторождения
Период, год
Strachan (Канада)
2
Rocky Mountain (США)
4
Лак (Франция)
12
Газли (Узбекистан)
12
Fashing (США)
16
Нефтяные месторождения
Период, год
Snipe Lake (Канада)
7
Старогрозненское (Россия)
8
Love Country (США)
12
Бурун (Туркменистан)
13
Sleepy Hollow (США)
19
Rangely (США)
19
Gobles (Канада)
19
Willmington (США)
21
Cocdell *(США)
25
Долина (Украина)
26
Imogene (США)
29
Кум-Даг (Туркменистан)
34
Ромашкинское (Россия)
39
Coalinga (США)
87
В Индии, 11 декабря 1967 года в районеплотина Койна, возникло землетрясение с магнитудой 6.4, от которого погибло 177человек. Оно было вызвано заполнением водохранилища. Рядом расположенномугородку Койна-Нагар был причинен большой ущерб. Случаи возникновения сильныхнаведенных землетрясений с магнитудами около шести известны при строительстве Ассуанскойплотины в Египте, плотины Койна в Индии, Кариба в Родезии, Лейк Мид в США.
Обширный комплекс проблем может возникнутьвокруг нефтегазового комплекса и при бурении на шельфе Каспийского моря.Интенсивная разработка месторождений углеводородного сырья, а именно онипривлекают основное внимание инвесторов, сопровождается антропогеннымвоздействием на окружающую среду, которая в Южном Каспии сейсмически неблагополучна и без этого. Аварии на продуктопроводе под станцией Аша в Башкирии(Россия), когда сгорели с людьми два пассажирских состава, крупнейшаяэкологическая катастрофа под Усинском в России, где авария на нефтепроводепривела к нефтяному загрязнению обширной территории, течений и пойм многих рек- свидетели цепи подобных взаимосвязанных событий.
При неблагоприятном сочетании техногенныхфакторов, и особенностей природного деформационного процесса возрастаетвероятность возникновения техногенных землетрясений, а также значительныхсмещений земной поверхности, способных привести к аварийным катастрофическимситуациям. Таким как разрывы продуктопроводов, выход из строя эксплуатационныхскважин, разрушения жилых и производственных строений, коммуникаций.Колоссальный экологический ущерб от подобных аварий отодвигает на второй планущерб экономический.
КлассификацияземлетрясенийТип землетрясения
Процент от общего числа
Диапазон магнитуд
Тектонические
Около 95%
До 9
Вулканические
До 5%
До 8
Обвальные (денудационные)
Менее 1%
Не более 5
Техногенные (антропогенные)
Менее 0.1%
Известны до 5
К примерам подобного сочетаниянеблагоприятных факторов, на которое наложилось антропогенная деятельностьчеловека можно отнести оползень случившийся в канадском городке Френк. В 1901году небольшое землетрясение привело к потере прочности склонов горы Тартл.Вибрации горных склонов из-за взрывов производимых для добычи каменного угля иот движения составов по железной дороге проложенной у подножья горы постоянновоздействовали на горный массив. От добычи каменного угля в нем образовалисьбольшие пустоты — ежесуточно здесь извлекалось до 1100 тонн. Всего былоизвлечено почти 397 тысяч кубометров породы, а пустоты образовавшиеся в недрахсоставили объем порядка 181 тысячу кубических метров. Землетрясение,антропогенная деятельность и образовавшиеся пустоты в недрах горы ослабили вконце концов устойчивость горных склонов.
29 апреля 1903 года, вершина горы Тартл навысоте 900 метров сдвинулась с места и вниз обрушилась лавина скальных породобъемом почти 30 миллионов кубометров. Скально-земляной вал высотой в 30 метрови шириной фронта в два с половиной километра в считанные секунды преодолелрасстояние около четырех километров со скоростью в 160 км/час и похоронил подсобой долину реки Кроузнест и шахтерский городок Френк. Погибло 70 жителей, а16 шахтеров работавших в шахтах чудом спаслись, прокопав себе путь в слояхугля.
Хотим мы этого или не хотим, но человек будетпродолжать осваивать новые территории, воздвигать новые и более грандиозныесооружения, добывать из под земли углеводородное сырье и минералы. Риск потерьот сейсмических явлений будет возрастать, соответственно этому должен сроитьсяи подход к мониторингу окружающей среды и прогнозу неблагоприятных ситуаций.
Обвальные землетрясения(из книги «Вот пришло землетрясение»)
На юго-западе территории Германии и другихместностях, богатых известковыми породами, люди иногда ощущают слабые колебанияпочвы. Они происходят из-за того, что под землею существуют пещеры. Из-завымывания известковых пород подземными водами образуются карсты, более тяжелые породыдавят на образующиеся пустоты и они иногда обрушаются, вызывая землетрясения. Внекоторых случаях, за первым ударом следует другой или несколько ударов спромежутком в несколько дней. Это объясняется тем, что первое сотрясениепровоцирует обвал горной породы в других ослабленных местах. Подобныеземлетрясения называют еще — денудационными.
Сейсмические колебания могут возникать приобвалах на склонах гор, провалах и просадках грунтов. Хотя они носят локальныйхарактер, но могут привести и к большим неприятностям. Сами по себе обвалы,сходы лавин, обрушение кровли пустот в недрах могут подготавливаться ивозникать под воздействием различных, достаточно естественных факторов.
Обычно это следствие недостаточного отводаводы, вызывающее размывание оснований различных построек, или проведениеземляных работ с использованием вибраций, взрывов, в результате которыхобразуются пустоты, изменяется плотность окружающих пород и другое. Даже вМоскве, колебания от подобных явлений могут ощущаться жителями сильнее, чемсильное землетрясение где-нибудь в Румынии. Эти явления послужили причинойобрушения стены здания, а затем и стенок котлована у дома №16 в Москве поБольшой Дмитровке весной 1998 года, а чуть спустя, вызвали разрушение дома наМясницкой улице.
Чем больше масса обвалившейся породы и высотаобвала, тем сильнее кинетическая энергия явления и ощущается его сейсмическийэффект.
Сотрясения земли могут быть вызваны обваламии большими оползнями несвязанными с тектоническими землетрясениями. Обрушение всилу потери устойчивости горных склонов громадных масс породы, сход снежныхлавин также сопровождаются сейсмическими колебаниями, которые обычно далеко нераспространяются.
/>
В 1974 году со склона хребта Викунаек вПеруанских Андах в долину реки Мантаро с высоты почти два километра обрушилосьвниз почти полтора миллиарда кубометров горных пород, похоронив под собою 400человек. Оползень с невероятной силой ударил по дну и противоположному склонудолины, сейсмические волны от этого удара были зарегистрированы на удалениипочти в три тысячи километров. Сейсмическая энергия удара составила эквивалентземлетрясения с магнитудой более пяти по шкале Рихтера.
На территории России подобные землетрясениянеоднократно происходили в Архангельске, Вельске, Шенкурске и других местах. НаУкраине в 1915 году жители Харькова ощутили сотрясения почвы от обвальногоземлетрясения произошедшего в Волчанском районе.
Вибрации — сейсмические колебания, всегдапроисходят вокруг нас, они сопровождают разработку месторождений полезныхископаемых, движение автотранспорта и поездов. Эти незаметные, но постоянносуществующие микроколебания могут привести к разрушениям. Кто не раз замечал,как неизвестно от чего обламывается штукатурка, или падают, вроде бы устойчиво,закрепленные предметы. Вибрации, вызываемые движением подземных поездов метро,также не улучшают сейсмический фон территорий, но это уже больше относится ктехногенным сейсмическим явлениям.
Горные удары(из книги «Вот пришло землетрясение...»)
/>
Внезапные выбросы угля и газа, горные ударысопровождают работы по подземной добыче полезных ископаемых. Вообще добываниеприродных богатств из недр — самое древнее занятие человека. Однако оно быловсегда сопряжено с опасностями. Внезапный обвал шахты, выбросы породы былинеожиданны и губительны. Шахтеры давно заметили что перед ними слышатьсяпосторонние звуки — треск, хлопки и резкие удары. Они возникают от возникающейв горной породе под давлением пород трещины.
При проникновении шахты в недра, разработкезалежей ископаемых возникают пустоты. Это ведет к изменению поля напряжений впласте горных пород, соответственно к новому распределению нагрузки, котораячастично компенсируется специальным крепежом в шахтах. Однако не всегда можнодобиться полной безопасности проходки и перераспределения нагрузки. Тогда ипроисходят внезапные выбросы породы и обвалы шахт, сопровождаемыемикроземлетрясениями. Эти своеобразные горные землетрясения, такжесопровождаются сейсмическими и акустическими колебаниями, но как правило, впределах небольшого объема горных пород.
Не проходит и года, что бы информационныеагентства не сообщали о внезапных авариях в шахтах, при которых погибли люди. В60-х годах прошлого столетия только в Донбассе почти на каждом втором угольномпласте происходило по одному — два внезапных выброса. Одни происходят на шахтахв Германии, Великобритании, Польше, России, Японии и других стран. Не зря нашипредки проникновение в недра Земли сравнивали с походом в царство мертвых — Аид(Ад), охраняемое множеством стражей и награжденное эпитетом: «Оставьнадежду, всяк сюда входящий».
Мегалоземлетрясения
(из книги «Вот пришло землетрясение...»)
/>
Эти, достаточно редкие, почти планетарногомасштаба события — фавориты в череде тектонических землетрясений. По шкалеРихтера их магнитуда более 8.5. Сегодня, для их классификации используетсяспециальная энергетическая шкала японского ученого Канамори. Их энергииоказывается достаточной, что бы так «раскачать» земной шар, чточувствительной сейсмометрической аппаратурой и наклономерами начинаютрегистрироваться собственные колебания Земли, длящиеся десятки дней. Этихземлетрясений происходит немного, но ими на масштабе сотен лет контролируетсясейсмическая машина планеты.
В прошлом столетии сильнейшие Чилийское 1960года и Аляскинское 1964 года и другие землетрясения сотрясли нашу планету. Ихэпицентры находились на морском дне, где сила — интенсивность их воздействиядостигала XII баллов. Зачастую, так происходило в глубокой древности и на суше- многие известные горные озера и русла рек образовались «благодаря»подобным землетрясениям.
В Азербайджане озеро Гек-Голь — жемчужинавсех озер, по красоте не имеющее себе равных появилось после сильногоземлетрясения на Кавказе много лет назад. А во время описанного вышекрупнейшего на Земле оползня-обвала образовалось озеро Сеймерре в Иране. Вобширном регионе, при Чилийском землетрясении, многочисленные обвалы и оползнипривели в движение массу горной породы объемом в сотни миллионов кубическихметров. Только в районе озера Риниту пять миллионов кубометров горной породыпереместилось почти на километр по долине реки Сан-Педро. В зоне набольшихсотрясений продолжительность сейсмических колебаний составила до 200 секунд, исоздало в Андийских Кордильерах громадный «вибрационный стол», на котороммассы пород приобретали необычную подвижность и обрушивались вниз.
/>
Уже говорилось, не всегда масштаб энергииземлетрясения совпадает с оценкой человеком его последствий, когда стихийноебедствие можно уже назвать катастрофой. К примеру, землетрясения на Аляске в1958 и 1964 сопровождались, незначительным в человеческом измерении ущербом, ностали уникальными природными явлениями.
При землетрясении 1958 года — дно заливов Криллони Джильберт на Аляске резко сдвинулось по тектоническому разлому на 6.4 метра иприподнялось более чем на шесть метров. Несколько часов спустя вниз обрушилосьболее 36 миллионов кубометров горных пород. При землетрясении 1964 года возникграндиозный оползень Шерман, во время которого обрушилось вниз на одноименныйледник 30 миллионов кубометров горной породы. Только слабая заселенность этихмест свела до минимума возможные потери от этих грандиозных по своемугеологическому масштабу явлений природы.
Мегалоземлетрясениям обычно предшествуетактивизация сейсмической активности на больших территориях и всегда, онисопровождаются сериями более слабых землетрясений. Афтершоковыепоследовательности — последующие после главного толчка землетрясения, продолжаютвозникать в течение месяцев, а иногда лет. Они бывают и достаточно опасными.Происходя далеко от эпицентра главного толчка, но вблизи от населенных пунктовони могут вызвать большой ущерб, если не от силы своих сотрясений, то, вызываякамнепады и обвалы. Однако это уже другой раздел — что понимать подразрушительным землетрясением.
Разрушительные-катастрофические(из книги «Вот пришло землетрясение...»)
/>
Такими землетрясениями независимо от ихприроды издавна называют те, при которых рушатся города и погибают люди.Колебания от них могут ощущаться за тысячи километров от их эпицентров.Разрушительные землетрясения происходят не часто, однако по степени ущерба от нихони более заметны в сообщениях средств массовой информации, показахтелевидения, Интернет новостях и других источниках информации. О них еще пойдетречь ниже, однако, по статистике землетрясения начиная с магнитуды 6 по шкалеРихтера, при глубине положения очага в 5 — 15 километров может оказатьсякатастрофическим по последствиям, если оно возникло вблизи от города илиответственного сооружения. Поэтому не надо путать две разные вещи — магнитудуземлетрясения и его эффект, в последствии измеряемый по количеству разрушений ижертв.
В целом прослеживается общая закономерность — чем сильнее землетрясение, тем больше человеческие жертвы и ущерб. Однако этодалеко не всегда так, здесь вступает в силу уже случайные факторы — плотностьнаселения и степень освоения территории и даже сезон года, погодные условия взоне максимальных сотрясений.
К вторичным, а иногда основным поражающимфакторам относятся лавины, обвалы, цунами, сели. Возможны большие человеческиежертвы, когда оползень ударяет в чашу водохранилища — вода перехлестывает черезплотину в долину реки, где как правило, много поселков. Ярким тому примеромявляется разрушение города Лонгарон и гибель трех тысяч его жителей,проживавших ниже створа арочной плотины Вайонт в Италии.
/>
/>
Если систематизировать факторы в той или иноймере определивших воздействие землетрясения как катастрофу, то можно прийти квыводу, что случайное, а может быть и закономерное стечение обстоятельств,приводит к очень тяжелым последствиям. С одной стороны, цунами возникают приземлетрясениях и очень редко при вулканических извержениях и оползнях,происходящих на дне океанов. Соответственно они регулируются факторами,связанными с характером последних — местом положения очага, энергией иособенностями, которые являются главными в формировании разрушительной морскойволны. Но и последствия цунами, для человека, определяются целым наборомсложившихся обстоятельств — населенностью прибрежных районов, временем суток имногим другим.
От цунами особенно страдают Японские иГавайские острова. Для России цунами представляют большую угрозу на восточномпобережье Камчатки и севере Курильских островов. В 1952 году сильное цунамипривело к полному уничтожению города Северо-Курильска (прежнее название с 1905по 1946 годы — город Тоехара) на реке Сусуя.
Поражающее воздействие землетрясений нагорода и строения нельзя рассматривать без возникающих из-за них обвалов,оползней, селей и схода лавин. Сильное землетрясение и даже относительно слабоев горной местности во время затяжных дождей (частое явление наЮжно-американском континенте) или сильного снегопада (как это было недавно вАфганистане) могут вызвать дополнительные жертвы, а то и определить масштабывсего ущерба от землетрясения.
Оценкаприродных процессов в зависимости от их интенсивностиЯвление Шкала Катастрофа Ущерб Землетрясение XII-ти балльная шкала MSK-64 9-12 6-8 Цунами VI-ти бальная амплитуда волны по шкале Амбрейсиса 5-6 3-4 Речноенаводнение IV-х уровеньевая шкала подъема воды и площадизатопления 1 2-4 Извержение вулкана III-х уровневая степень механического, термического и химическоговоздействия 1-2 3 Сель IV-х уровневый объем вынесенноготвердого материала 4 1-3 Оползень III-х уровневая скорость смещения 3В апреле 1983 года, в Колумбии землетрясениепришлось на период затяжных дождей, от которых началось наводнение. Всего за 18секунд административные и жилые здания в городе Папайян превратились в грудуразвалин. На фоне тропических дождей в июне 1983 года землетрясение произошлона Тайване. Подобных дождей на острове не было с начала двадцатого столетия.Избыточное увлажнение почвы привело к гигантским земляным оползням, которыевместе с потоками воды привели к дополнительным человеческим жертвам. Насеверо-востоке Турции в 1983 году подземный толчок совпал по времени сненастной погодой — в горных районах происходили обвалы и оползни, спасательныеработы были затруднены. В итоге — погибло и пропало без вести более 3.5 тысяччеловек, а 120 тысяч осталось без крова.
Еще не были ликвидированы последствияземлетрясений, как в декабре 1999 года мощный циклон вторгся в Турцию. Вчерноморской провинции Самсун от резких порывов ветра, скорость которогодостигала 105 километров в час, у множества домов были снесены крыши, оборванылинии электропередачи. Особенно чувствителен удар стихии оказался для тех, ктопострадал от разрушительного землетрясения — в одном из временных городковболее ста палаток оказались под водой.
В 2000 году цуг природных катаклизмов охватилЯпонию, сначала на весь северо-восток страны обрушился тайфун, которыйсопровождался обильными дождями и штормовым ветром. Все основные дорожные магистралии многие дома оказались под водой. Ливни размыли грунт, что привело к сильнымоползням. Без электричества остались более двадцати тысяч домов и погибли двачеловека.
/>
В ночь на воскресенье на острове Миякедзима,который находится в 200 километрах от японской столицы и входит в архипелагИзу, началось извержение вулкана Ояма, продолжавшееся около получаса. Насоседних островах Козу Сима и Ниидзима ночью 9 июля во второй раз за неделюпроизошло землетрясение. Оно вызвало оползни, что привело к гибели одногожителя острова — он стал первой жертвой землетрясений в Японии за последниепять лет. Дым и вулканический пепел из кратера вулкана поднялись на высоту в восемькилометров.
С другой стороны, масштабы сейсмическойкатастрофы определяются и чисто антропогенными факторами — временем суток ивозможностью возникновения крупных пожаров, незащищенностью от цунамиприбрежных районов, в общем, всем тем что можно было заранее предусмотреть,однако вовремя не предприняты соответствующие меры для уменьшения ущерба.
/>
Важным фактором способным уменьшить размерыкатастрофы является своевременное проведение и обеспеченность техникой иматериалами спасательных работ. Они должны учитывать климатические условиярегиона, возможные неблагоприятные факторы препятствующие выживанию уцелевшихлюдей. Люди, пережившие шок от землетрясения, как правило, боятся входить вбольшие здания — для них нужны простые жилища, на время инкубационного периода.
Катастрофы с большими человеческими жертвамиможет и не быть, даже и при очень сильном землетрясении, если оно произошло вненаселенных районах нашей планеты, и тогда оно не становится катастрофичным.Так, сильнейшее Гоби-Алтайское землетрясение 1957 года с интенсивностью вэпицентре порядка до десяти баллов, ощущалось на площади в пять миллионовквадратных километров, включая почти всю территорию Монголии и Российскиерегионы в Бурятии, Иркутской и Читинской областей, Северный Китай было с оченьнебольшим количеством жертв и экономическим ущербом для этих стран.
Слабые землетрясения
(из книги «Вот пришло землетрясение...»)
/>
Почти ежедневно, где-то в мире происходятслабые землетрясения при которых здания дают трещины, но не разрушаются, звенити разбивается посуда и другое. Они вызывают местный интерес, не занимают главногоместа в сводках мировых новостей и быстро забываются. Их энергии не достаточнодля возбуждения опасных сейсмических колебаний на дневной поверхности, хотя ониспособны вызвать обвалы, оползни и сели. Особенную опасность слабые толчкипредставляют в горах, где могут оказаться неустойчивые горные склоны. Тогда,даже при незначительном сейсмическом колебании, произойдет их обрушение. Могутвозникнуть каменные и ледовые лавины и начаться оползень. Если на их путиокажется населенный пункт или сооружение, то последствия могут оказатьсянепредсказуемыми.
Так было в 1956 году в каньоне реки Ниагара — слабое землетрясение вызвало растрескивание массива горных пород в районеэлектростанции Шуллкопф. Это привело к резкому усилению притоку грунтовых водначавших заливать станцию и вниз обрушилось около 50 тысяч тонн ослабленныхскальных пород. В результате станция была разрушена, и убыток составил около100 миллионов долларов.
Относительно небольшое землетрясение 1983года произошедшее в Западном Туркменистане с магнитудой в 5.7, но на глубиневсего в пять километров вызвало разрывы земной поверхности на протяжении 27километров. Основной разрыв пересек территорию поселка Кум-Даг на западеТуркменистана и разорвал фундаменты, цоколь и стены домов, попавших на трассутрещины. Интенсивность проявления землетрясения была такова, что в зонеразрывов металлические трубы газовых и водопроводных коммуникаций изогнулись, аместами разорвались, большая часть зданий поселка было опасно повреждено.
Оценкасилы землетрясения в зависимости от его магнитуды и глубины очага.Глубина очага в км
Баллы по шкале MSK-64 над очагом
5
6
7
8
5
8
9
Более 10
10
7
8-9
10
<B11-12< b>20
6
7-8
9
<B10-11< b>40
5
6-7
8
9-10
/>
Слабые землетрясения опасны тем, что могутвозникнуть на территориях казалось бы спокойных в сейсмическом отношении, и наочень небольшой глубине. В отличие от сильных, их не ждут с той женапряженностью. Если по сильным землетрясениям чаще всего удается обнаружитьпризнаки их возникновения при геологическом изучении местности или поисторическим источникам, то по более слабым такой информации практическиникогда не бывает.
Урбанизация территорий, расширение площадикрупных городов приближает людей к зонам, ранее принимавшихся неблагоприятнымидля застройки. Чаще всего по этим территориям не сохраняется никаких сведений ослабых землетрясениях. Подобное землетрясение, хотя и будет носить локальныйвид, может сказаться губительно на новых постройках, расположенных над егоэпицентром. К примеру, город Ашхабад в Туркменистане расположен вблизи, асейчас и «вобрал в себя» прилегающие складчатые сейсмоактивныеобласти предгорий Копетдага. Возникновение такого же землетрясения как в 1948 годуздесь вероятно, но все таки видимо не в ближайшее время. Однако возрастаетугроза ущерба от более слабых неглубоких очагов, по ним в исторически обозримоевремя практически нет никаких сведений, исключая факт слабого землетрясения1968 года. Прямо под Кешининбагиской антиклинальной складкой в западной частигорода в 1970-1980 годах ежегодно регистрировалось до трех тысячмикроземлетрясений.
Есть поводы для беспокойства и для объектовядерной энергетики. Построенные в периоды, когда представления о сейсмическойактивности территорий были еще только на ранней стадии, сегодня их сооружениямогут оказаться в зонах подверженных «скрытым» слабым землетрясениям.
/>
По сообщению газеты Нью-Йорк Таймс комиссияпо ядерному регулированию, следящая за работой гражданских реакторов и заводовДепартамента Энергетики США, имеет немало оснований для тревоги по поводубезопасности заводов. «Например, один из заводов не сможет выдержатьдаже слабое землетрясение, а на другом не приняты соответствующие мерыпредосторожности, необходимые, когда в одном месте хранится слишком большоеколичество урана», — писала газета Нью-Йорк Таймс 16 сентября 1999года. Спикер Комиссии, Вильям Бичер, сказал, что члены Комиссии знакомы спроблемами заводов. Комиссия знает, что при землетрясении на заводе в Падукеможет случиться авария и «последствия могут превысить любуюпросчитанную аварию и быть неприемлемыми».
Как уже отмечалось, «скрытыеземлетрясения» происходили в Южной Калифорнии вблизи от могильниковтоксичных отходов промышленности. Иногда плохо учитывается и тот факт, чтоплохие грунтовые условия под зданием или сооружением могут значительно на 1-2балла увеличить сейсмическое воздействие слабого землетрясения.
Микроземлетрясения(из книги «Вот пришло землетрясение...»)
/>
Эти землетрясения регистрируются только впределах локальных территорий высокочувствительными приборами. Их энергиинедостаточно, что бы возбудить интенсивные сейсмические волны способныераспространятся на большие расстояния. Можно сказать, происходят почтинепрерывно, вызывая интерес только у ученых. Но интерес весьма большой.
Считается, что микроземлетрясения не толькосвидетельствуют о сейсмической опасности территорий, но служат и важнымпредвестником момента возникновения более сильного землетрясения. Их изучение,особенно в местах, где нет достаточных сведений о сейсмической активности в прошлом,дает возможность не дожидаясь десятки лет сильного землетрясения рассчитатьпотенциальную опасность территорий. На исследовании микроземлетрясенийпостроены многие методы оценки сейсмических свойств грунтов при застройкетерриторий.
В Японии, где существует плотная сейсмическаясеть станций Японского гидрометеорологического агентства и университетоврегистрируется огромное количество слабых землетрясений. Было замечено, чтоэпицентры слабых землетрясений закономерно совпадают с местами, где происходилии происходят сильные землетрясения. С 1963 года по 1972 год, только в зонеразлома Неодани — место где возникали сильные землетрясения былозарегистрировано более чем 20 тысяч микроземлетрясений.
Разлом Сан-Андреас (США, Калифорния)благодаря исследованиям микроземлетрясений был впервые назван«живущим». Здесь по линии длиной почти 100 километров, расположеннойюжнее Сан-Франциско регистрируется огромное количество микроземлетрясений.Несмотря на относительно слабую сейсмическую активность этой зоны в настоящеевремя, здесь раньше происходили сильные землетрясения.
Эти результаты показывают, что при наличиесовременной системы регистрации микроземлетрясений можно обнаружить скрытуюсейсмическую угрозу — «живой» тектонический разлом, с которым можетбыть связано будущее сильное землетрясение.
/>
Создание телеметрической системы регистрациив Японии заметно повысило качество и чувствительность сейсмических наблюдений вэтой стране. Теперь здесь регистрируется более чем 100 микроземлетрясенийпроисходящих в районе Японских островов за одни сутки. Почти аналогичная, номеньшая по своим масштабам система телеметрических наблюдений создана вИзраиле. Сейсмологический дивизион Израиля сегодня может регистрировать слабыеземлетрясения по всей территории страны.
Изучение микроземлетрясений помогает ученнымразобраться в причинах возникновения более сильных и по данным о них — иногдапредугадать время их возникновения. В 1977 году в районе разлома Ямасаки вЯпонии по поведению слабых землетрясений сейсмологами было предсказановозникновение сильного землетрясения.
Один из парадоксов обнаружения и изучениямикроземлетрясений заключался в том, что их начали регистрировать в зонах активныхтектонических разломов, естественно предположив что землетрясения подобнойэнергии не происходят в других местах. Однако это оказалось заблуждением. Оченьпохожая ситуация произошла в своё время в астрономии — визуальные наблюденияночного неба позволили открыть звезды и их скопления, начертать созвездия.Однако как только появились сверхмощные телескопы, а затем и радиотелескопыученым открылся огромный новый мир — были обнаружены новые звездные светила,планеты вокруг них, невидимые глазу радиогалактики и много другого.
Естественно, что если не устанавливатьчувствительное оборудование на, казалось бы, сейсмически спокойных территорияхто и обнаружить микроземлетрясения невозможно. Однако давно известно чтотрещинообразование и горные удары происходят и в тектонически неактивных зонах.Горные удары сопровождают разработку породы в шахтах, а давление масс породы наобразовавшиеся пустоты приводит к крипу их креплений. Конечно, в таких местахинтенсивность микроземлетрясений уступает по числу толчков зонам где сегодняпроисходят сильные землетрясения и надо приложить много труда и времени дляих регистрации. Однако, все- такимикроземлетрясения, судя по всему, возникают повсеместно, под воздействиемприливных и гравитационных причин.
Сейсмический шум имикросейсмы(из книги «Вот пришло землетрясение»)
Еще более слабые толчки и трески — сейсмический шум и микросейсмы практически непрерывен. Он порождается целымкомплексом явлений — от более сильных землетрясений до атмосферных явлений наповерхности земли и уже относиться к микросейсмическим явлениям. Насейсмограммах чутких датчиков постоянно присутствуют слабые колебания — создавая впечатление, что Земля действительно дышит.
/>
Почти сто лет назад известным сейсмологомВихертом было предположено что микросейсмические колебания, регистрируемые насейсмических станциях, вызываются ударами морских волн о берега. Затемпредставления о природе генерации микросейсмических колебаний значительнорасширилось — они возбуждаются стоячими морскими волнами в морях и океанах, припрохождении циклонов. Детальное изучение микросейсмических колебаний в 1913году провел академик Голицын на сейсмических станциях России — Пулково, Иркутске,Ташкенте, Тифлисе и Баку на Апшеронском полуострове. Тогда им было высказанопредположение что помимо причин связанных с метеорологической обстановкой,микросейсмы могут быть связаны и с особенностями строения земной поверхности.
Сейсмические шумы порождаются городами,транспортом — всем тем, что так или иначе связано с деятельностью человека.Если посмотреть на записи подобных колебаний, то в них отчетливо заметны«антропогенные циклы» — начало и конец рабочего дня, воскресные дни идаже — перерывы на обеденное время. Шумы большого города связаны содновременным действием большого количества источников и именно поэтомусовременные сейсмические станции для регистрации землетрясений стараютсявыносить за пределы городских территорий, размещая в удаленных, горныхместностях.
В зависимости от природы возникновениясейсмический шум может оказаться, полезен для задач прогноза сильныхземлетрясений. Появились и используются эффективные методы по даннымрегистрации микросейсм для определения частотного спектра грунтов илисобственных колебаний уже построенного сооружения. Подобные экспериментыпроводились автором совместно с учеными из Израиля для оценки сейсмическойопасности территории города Ашхабада в Туркменистане.
Сейсмический шум от самых различных источников«несет» в себе характеристики места где он регистрируется — сведенияо характерных частотах колебаний грунтов, их, как называют ученные,динамических свойствах — способности усиливать амплитуды колебаний, или,наоборот, уменьшать и многое другое. В самом деле, наблюдая микросейсмы можнозаблаговременно оценить свойства грунтов, на которых предполагается проведениестроительных работ. Однако, регистрация шумов может оказаться полезной и дляоценки сейсмической устойчивости уже построенных зданий — они отражаютхарактерные периоды сотрясений всего комплекса, т.е. грунтов, фундамента исамого здания. Зная диапазон периодов наиболее опасных колебаний отземлетрясений, и сравнивая его с выявленными собственными микроколебаниямисооружения, можно заблаговременно принять меры к увеличению сейсмическойсопротивляемости здания.
Вот пришлоземлетрясение…Будем помнитьустановленные физикой неоспоримые факты и измерения. Но не будем связывать себявнушаемой ими перспективой конечного равновесия. Более полное наблюдение задвижениями мира вынудит нас мало-помалу перевернуть эту перспективу…
ПерТейяр де Шарден. 1946 год
Эта книга повествует о землетрясениях.История человечества неразрывно связна и во многом формировалась подвоздействием крупных природных катастроф. Борьба за выживание в доисторическоевремя, развитие и становление человеческой цивилизации происходила и происходитна дневной поверхности нашей планеты, затрагивая и изменяя ее только в самоймалой части. Все произведенное человечеством — ничто, по сравнению с глубиннымипроцессами способных в считанные секунды переместить громадные массы материи, ав течение тысячелетий произвести геологические трансформации на ее поверхности.
Человек научился извлекать из под землинеобходимые для себя вещества и минералы, понимать природу многих явлений, ноборьба со стихией, подземными катаклизмами не прекратилась. Пожалуй, сейчаснельзя найти человека, кто бы ни слышал о землетрясениях. Где то они происходятдостаточно часто, где то они почти никогда не ощущались. Однакомир, в котороммы живем, делает любую информацию доступной для всех. Происходящие во времяземлетрясений разрушения городов и гибель тысяч людей, грандиозные оползни иобвалы, каменные и ледовые лавины объемом в сотни и миллиарды кубических метровпоражают воображение. Многочисленные фотографии, кинокадры сопровождаютсообщения в печати и телевидения, их можно найти в Интернет с леденящими душуподробностями о сотнях и десятках тысяч погибших людей.
Так уж исторически сложилось и в силуприродно-географических особенностей нашей планеты что почти половина ее пятимиллиардного населения живет в местах, где происходили и происходятземлетрясения. Однако даже те, кто проживет в сейсмически спокойных провинциях,в силу различных обстоятельств оказываются в зонах возникновения сильныхземлетрясений, или тем или иным образом ощущают их последствия. Так было в 1999году в Турции, на Тайване и многих других местах. Сведения о землетрясениях нетолько поучительны, но и наглядно демонстрируют значение их последствий длямировой экономики, тесную взаимосвязь образа нашей жизни с процессами,происходящими в других странах.
Огромное число мифов и легенд существуетвокруг землетрясений. По представлениям наших предков они относились кнеобъяснимым явлениям и знаменовали собой самые трагические в жизни людейсобытия. Христианское учение о Страшном суде и Конце Света изложено в«Апокалипсисе», или «Откровении Иоанна Богослова», основанона представлении о разрушительной и всеобщей катастрофе, которая постигнетокружающий нас мир. Но мы знаем и о Титанах из греческой мифологии, о великомзмее Шеша и многом другом, что предшествовало современным ожиданиям всемирныхкатастроф.
Землетрясения возникают внезапно, даже в техместах где их ждут в течение десятилетий. Их изучение имеет не только чистонаучный интерес. Исследования сейсмических волн от землетрясений сформировалисовременные представления о глубинном строении Земли, сейсмические колебанияиспользуют для поиска полезных ископаемых, они являются одним из основных индикаторовконтроля подземных ядерных взрывов, их регистрировали на Луне и Марсе. Проблемапредсказания и предупреждения последствий землетрясений, отражается всовременном градостроительстве, сформировала целую строительную индустрию дляразработки устойчивых к разрушительным колебаниям конструкций и материалов.Поиск предвестников землетрясений и создание на этой основе системпредупреждений становится уже не просто актуальной, но и жизненно необходимойзадачей для современных мегаполисов в Японии, Китае, Соединенных Штатах, Россиии многих других странах.
Проведенные исследования в разных странах, втом числе и автором этой книги, современный этап развития представлений нетолько о землетрясениях, но и способах их прогноза, уменьшения от них потерь — громадное море информации и терминов. В нем легко затеряться. И если в высокихсферах фундаментальной науки связь с реальностью обнаруживается далеко несразу, то применительно к землетрясениям, она достаточно очевидна.
Автор признателен член-корреспондентам РАНЛ.Н.Рыкунову и А.В.Николаеву оказавших неоценимую помощь в подготовке и защитеим кандидатской и докторской диссертаций и искренне благодаренчлен-корреспонденту В.И.Уломову, Б.Хаврошкину, а Андрею Четверткову — за помощьв подготовке данной книги. Также автор благодарен всем тем, чьи материалы в тойили иной мере были им использованы. События, о которых пойдет речь, затрагиваютмножество людей, сведения, снимки и сообщения о них, как правило, делались«по горячим» следам и не всегда в спокойной обстановке. Даже самаянеудачная фотография или несвязанное воспоминание — это память о произошедшейкатастрофе для грядущих поколений.