Реферат: Предвестники землетрясений

Каждый год на земном шаре происходятнесколько сотен тысяч землетрясений, и около ста из них — разрушительные,несущие гибель людям и целым городам. Среди самых страшных землетрясенийуходящего ХХ века — землетрясение в Китае в 1920 году, унесшее жизни более 200тысяч людей, и в Японии в 1923 году, во время которого погибли более 100 тысяччеловек. Научно-технический прогресс оказался бессилен перед грозной стихией. Испустя более чем пятьдесят лет во время землетрясений продолжают гибнуть сотнитысяч людей: в 1976 году во время Тянь-Шаньского землетрясения погибли 250тысяч человек. Затем были страшные землетрясения в Италии, Японии, Иране, США(в Калифорнии) и у нас — на территории бывшего СССР: в 1989 году в Спитаке и в1995 году в Нефтегорске. Совсем недавно — в 1999 году стихия настигла ипогребла под обломками собственных домов около 100 тысяч человек во время трехстрашных землетрясений в Турции.

Хотя Россия — не самое сейсмоопасное местона Земле, землетрясения и у нас могут принести немало бед: за последниечетверть века в России произошло 27 значительных, то есть силой более семибаллов по шкале Рихтера, землетрясений. Положение отчасти спасаетмалонаселенность многих сейсмически опасных районов — Сахалина, Курильскихостровов, Камчатки, Алтайского края, Якутии, Прибайкалья, чего, однако, нескажешь о Кавказе. Тем не менее в зонах возможных разрушительных землетрясенийв России в общей сложности проживают 20 миллионов человек.

Имеются сведения, что в прошлые века наСеверном Кавказе бывали разрушительные землетрясения интенсивностью всемь-восемь баллов. Особенно сейсмически активен район Кубанской низменности инижнего течения реки Кубань, где в период с 1799 по 1954 год произошло восемьсильных землетрясений силой шесть-семь баллов. Также активна Сочинская зона вКраснодарском крае, поскольку она расположена на пересечении двух тектоническихразломов.

Последние полтора десятка лет оказалисьсейсмически неспокойными для нашей планеты. Не составила исключение итерритория России: основные сейсмически опасные зоны — Дальневосточная,Кавказская, Байкальская — активизировались.

Большинство очагов сильных толчков находитсяпоблизости от крупнейшей геологической структуры, пересекаю щей Кавказскийрегион с севера на юг, — в Транскавказском поперечном поднятии. Это поднятиеразделяет бассейны рек, текущих на запад — в Черное море и на восток — вКаспийское море. Сильные землетрясения в этом районе — Чалдыранское 1976 года,Параванское 1986 года, Спитакское 1988 года, Рача-Джавское 1991 года,Барисахское 1992 года — постепенно распространялись с юга на север, с Малого Кавказана Большой и наконец достигли южных границ Российской Федерации.

Северное окончание Транскавказскогопоперечного поднятия располагается на территории России — Ставропольского иКраснодарс кого краев, то есть в районе Минеральных Вод и на Ставропольскомсводе. Слабые землетрясения силой два-три балла в районе Минеральных Вод — явление обычное. Более сильные землетрясения здесь происходят в среднем раз впять лет. В начале 90-х годов достаточно сильные землетрясения интенсивностьютри-четыре балла были зарегистрированы в западной части Краснодарского края — вЛазаревском районе и в Черноморской впадине. А в ноябре 1991 года аналогичноепо силе землетрясение ощущалось в городе Туапсе.

Чаще всего землетрясения происходят врайонах быстро меняющегося рельефа: в области перехода островной дуги кокеанологическому желобу или в горах. Однако много землетрясений бывает и наравнине. Так, например, на сейсмически спокойной Русской платформе за все времянаблюдений зафиксировано около тысячи слабых землетрясений, большая часть изкоторых произошла в районах добычи нефти в Татарии.

Возможен ли прогноз землетрясений? Ответ наэтот вопрос ученые ищут на протяжении многих лет. Тысячи сейсмостанций, плотноокутавших Землю, следят за дыханием нашей планеты, и целые армии сейсмологов игеофизиков, вооружившись приборами и теориями, пытаются спрогнозировать этистрашные стихийные бедствия.

Земные недра никогда не бывают спокойны.Процессы, в них происходящие, вызывают движения земной коры. Под ихвоздействием поверхность планеты деформируется: она поднимется и опускается,растягивается и сжимается, на ней образуются гигантские трещины. Густая сетьтрещин (разломов) покрывает всю Землю, разбивая ее на большие и малые участки _блоки. По разломам отдельные блоки могут смещаться относительно друг друга.Итак, земная кора _ неоднородный материал. Деформации в ней накапливаютсяпостепенно, приводя к локальному развитию трещин.

Чтобы прогноз землетрясения был возможен,надо знать, как оно возникает. Основу современных представлений о возникновенииочага землетрясения составляют положения механики разрушений. Согласно подходуоснователя этой науки Гриффитса, в какой-то момент трещина теряет устойчивостьи начинает лавинообразно распространяться. В неоднородном материале перед образованиемкрупной трещины обязательно появляются различные предваряющие этот процессявления — предвестники. На этой стадии увеличение по каким-либо причинамнапряжений в области разрыва и его длины не приводит к нарушению устойчивостисистемы. Интенсивность предвестников с течением времени снижается. Стадиянеустойчивости — лавинообразное распространение трещины возникает вслед зауменьшением или даже полным исчезновением предвестников.

Если применить положения механики разрушенийк процессу возникновения землетрясений, то можно сказать, что землетрясение — это лавинообразное распространение трещины в неоднородном материале — земнойкоре. Поэтому, как и в случае материала, этот процесс предваряют егопредвестники, а непосредственно перед сильным землетрясением они должныполностью или почти полностью исчезнуть. Именно этот признак наиболее частоиспользуется при прогнозировании землетрясения.

Прогноз землетрясений облегчается еще и тем,что лавинообразное образование трещин происходит исключительно на сейсмогенныхразломах, где они уже неоднократно происходили ранее. Так что наблюдения иизмерения с целью прогнозирования ведут в определенных зонах согласноразработанным картам сейсмического районирования. Такие карты содержат сведенияоб очагах землетрясений, их интенсивности, периодах повторяемости и т.д.

Предсказание землетрясений обычно ведется втри этапа. Сначала выявляют возможные сейсмически опасные зоны на ближайшие10-15 лет, затем составляют среднесрочный прогноз — на 1-5 лет, и есливероятность землетрясения в данном месте велика, то проводится краткосрочноепрогнозирование.

Долгосрочный прогноз призван выявитьсейсмически опасные зоны на ближайшие десятилетия. В его основе лежит изучениемноголетней цикличности хода сейсмотектонического процесса, выявление периодовактивизации, анализ сейсмических затиший, миграционных процессов и т.д. Сегодняна карте земного шара очерчены все области и зоны, где в принципе могутслучиться землетрясения, а значит, известно, где нельзя строить, например, атомныеэлектростанции и где надо строить сейсмостойкие дома.

Среднесрочный прогноз базируется навыявлении предвестников землетрясений. В научной литературе зафиксировано болеесотни видов среднесрочных предвестников, из которых около 20 упоминаетсянаиболее часто. Как отмечалось выше, перед землетрясениями появляютсяаномальные явления: исчезают постоянные слабые землетрясения; меняютсядеформация земной коры, электрические и магнитные свойства пород; падаетуровень подземных вод, снижается их температура, а также меняется их химическийи газовый состав и др. Сложность среднесрочного прогнозирования состоит в том,что эти аномалии могут проявляться не только в зоне очага, и поэтому ни один изизвестных среднесрочных предвестников нельзя отнести к универсальным.

Но человеку важно знать, когда и гдеконкретно ему грозит опасность, то есть нужно предсказание события за несколькодней. Именно такие краткосрочные прогнозы пока составляют для сейсмологовглавную трудность.

Основной признак грядущего землетрясения — исчезновениеили уменьшение среднесрочных предвестников. Существуют и краткосрочныепредвестники — изменения, происходящие вследствие уже начавшегося, но пока ещескрытого развития крупной трещины. Природа многих видов предвестников еще неизучена, поэтому приходится просто анализировать текущую сейсмическуюобстановку. Анализ включает измерение спектрального состава колебаний,типичность или аномальность первых вступлений поперечных и продольных волн,выявление тенденции к группированию (это называют роем землетрясений), оценкувероятности активизации тех или иных тектонически активных структур и др.Иногда в качестве природных индикаторов землетрясения выступают предварительныетолчки — форшоки. Все эти данные могут помочь спрогнозировать время и место будущегоземлетрясения.

По данным ЮНЕСКО, такая стратегия ужепозволила предсказать семь землетрясений в Японии, США и Китае. Наиболеевпечатляющий прогноз был сделан зимой 1975 года в городе Хайчэн насеверо-востоке Китая. Район наблюдали в течение нескольких лет, возрастаниечисла слабых землетрясений позволило объявить всеобщую тревогу 4 февраля в 14часов. А в 19 часов 36 минут произошло землетрясение силой более семи баллов,город оказался разрушенным, но жертв практически не было. Эта удача очень обнадежилаученых, однако за ней последовал ряд разочарований: предсказанные сильныеземлетрясения не произошли. И на сейсмологов посыпались упреки: объявлениесейсмической тревоги предполагает остановку многих промышленных предприятий, втом числе непрерывного действия, отключение электроэнергии, прекращение подачигаза, эвакуацию населения. Очевидно, что неверный прогноз в этом случаеоборачивается серьезными экономическими потерями.

В России до недавнего временипрогнозирование землетрясений не находило своего практического воплощения.Первым шагом в организации сейсмического мониторинга в нашей стране былосозданние в конце 1996 года Федерального центра прогнозирования землетрясенийГеофизической службы РАН (ФЦП РАН). Теперь Федеральный центр прогнозирования включенв мировую сеть аналогичных центров, и его данные используют сейсмологи всегомира. В него стекается информация с сейсмических станций или комплексныхпунктов наблюдений, расположенных по всей стране в сейсмоопасных районах. Этуинформацию обрабатывают, анализируют и на ее основе составляют текущий прогнозземлетрясений, который еженедельно передается в Министерство чрезвычайныхситуаций, а оно в свою очередь принимает решения о проведении соответствующихмероприятий.

Служба срочных донесений РАН используетсводки 44 сейсмических станций России и СНГ. Поступавшие прогнозы былидостаточно точны. В минувшем году ученые заблаговременно и правильноспрогнозировали декабрьское землетрясение на Камчатке силой до восьми баллов врадиусе 150-200 км.

Тем не менее ученые вынуждены признать, чтоглавная задача сейсмологии еще не решена. Можно говорить лишь о тенденцияхразвития сейсмической обстановки, но редкие точные прогнозы вселяют надежду,что в недалеком будущем люди научатся достойно встречать одно из самых грозныхпроявлений силы природы.

Список литературы

Т. ЗИМИНА.Предвестники землетрясений