Амплитуда землетрясения. Меры безопасности при землетрясении
— классификация землетрясений по магнитудам, основанная на оценке энергии сейсмических волн, возникающих при землетрясениях. Шкала была предложена в 1935 году американским сейсмологом Чарльзом Рихтером (1900‑1985), теоретически обоснована совместно с американским сейсмологом Бено Гутенбергом в 1941‑1945 годах, получила повсеместное распространение во всем мире.
Шкала Рихтера характеризует величину энергии, которая выделяется при землетрясении . Хотя шкала магнитуд в принципе не ограничена, существуют физические пределы величины выделившейся в земной коре энергии.
В шкале использован логарифмический масштаб , так что каждое целое значение в масштабе указывает на землетрясение, в десять раз большее по мощности, чем предыдущее.
Землетрясение с магнитудой 6,0 по шкале Рихтера вызовет в 10 раз более сильное колебание грунта, чем землетрясение с магнитудой 5,0 по той же шкале. Магнитуда землетрясения и его полная энергия — не одно и то же. Энергия, выделяющаяся в очаге землетрясения, при увеличении магнитуды на единицу возрастает примерно в 30 раз.
Магнитуда землетрясения — безразмерная величина, пропорциональная логарифму отношения максимальных амплитуд определенного типа волн данного землетрясения, измеренных сейсмографом, 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:
2,0 — самые слабые ощущаемые толчки;
4,5 — самые слабые толчки, приводящие к небольшим разрушениям;
6,0 — умеренные разрушения;
8,5 — самые сильные из известных землетрясений.
Ученые считают, что землетрясения более сильные, чем с магнитудой 9.0, произойти на Земле не могут. Известно, что каждое землетрясение представляет собой толчок или серию толчков, которые возникают в результате смещения горных масс по разлому. Расчеты показали, что размер очага землетрясения (то есть величина площади, на которой произошло смещение горных пород, которыми и определяется сила землетрясения и его энергия) при слабых, едва ощутимых человеком толчках измеряется в длину и по вертикали несколькими метрами.
При землетрясениях средней силы, когда возникают в каменных зданиях трещины, размеры очага достигают уже километров. Очаги же при самых сильных, катастрофических землетрясениях имеют протяженность 500‑1000 километров и уходят на глубину до 50 километров. У максимального из зарегистрированных на Земле землетрясений очаг равен 1000 x 100 километров, т.е. близок к максимальной длине разломов, известных ученым. Невозможно и дальнейшее увеличение глубины очага, так как земное вещество на глубинах более 100 километров переходит в состояние, близкое к плавлению.
Магнитуда характеризует землетрясение как цельное, глобальное событие и не является показателем интенсивности землетрясения, ощущаемой в конкретной точке на поверхности Земли. Интенсивность или сила землетрясения, измеряемая в баллах, не только сильно зависит от расстояния до очага; в зависимости от глубины центра и типа горных пород сила землетрясений с одинаковой магнитудой может различаться на 2‑3 балла.
Шкала балльности (не шкала Рихтера) характеризует интенсивность землетрясения (эффект его воздействия на поверхности), т.е. измеряет ущерб, нанесенный данной местности. Балльность устанавливается при обследовании района по величине разрушений наземных сооружений или деформаций земной поверхности.
Существует большое число сейсмических шкал, которые можно свести к трем основным группам . В России применяется наиболее широко используемая в мире 12‑балльная шкала МSK‑64 (Медведева‑Шпонхойера‑Карника), восходящая к шкале Меркалли‑Канкани (1902), в странах Латинской Америки принята 10‑балльная шкала Росси‑Фореля (1883), в Японии — 7‑балльная шкала.
Оценка интенсивности, в основу которой положены бытовые последствия землетрясения , легко различаемые даже неопытным наблюдателем, в сейсмических шкалах разных стран различна. Например, в Австралии одну из степеней сотрясения сравнивают с тем "как лошадь трется о столб веранды", в Европе такой же сейсмический эффект описывается так — "начинают звонить колокола", в Японии фигурирует "опрокинутый каменный фонарик".
Материал подготовлен на основе информации открытых источников
Литосферные плиты. Кликни для увеличения.
Землетрясения - подземные толчки и колебания поверхности Земли, вызванные естественными причинами (главным образом тектоническими процессами) или искусственными процессами (взрывы, заполнение водохранилищ, обрушением подземных полостей горных выработок). Небольшие толчки могут вызывать также подъём лавы при вулканических извержениях.
Ежегодно на всей Земле происходит около миллиона землетрясений, но большинство из них так незначительны, что они остаются незамеченными. Действительно сильные землетрясения, способные вызвать обширные разрушения, случаются на планете примерно раз в две недели. К счастью, большая их часть приходится на дно океанов, и поэтому не сопровождается катастрофическими последствиями (если землетрясение под океаном обходится без цунами).
Землетрясения наиболее известны по тем опустошениям, которые они способны произвести. Разрушения зданий и сооружений вызываются колебаниями почвы или гигантскими приливными волнами (цунами), возникающими при сейсмических смещениях на морском дне.
Международная сеть наблюдений за землетрясениями регистрирует даже самые удаленные и маломощные из них.
Карта тектонических разломов
При клике загрузится карта размеров 3500×2146 пикселей в 7 мегабайт. Сохраните ее.
Кликни для увеличения
Меры безопасности при землетрясении
Командир американской международной спасательной бригады,участвовавший в спасательных операциях в 60 странах мира, подвергает критике распространенные правила поведения во время землетрясения.
Как сообщает Bakililar.AZ, командир американской международной спасательной бригады Rescue Chief and Disaster Manager of the American Rescue Team International (ARTI) Дуг Коп на основании своих наблюдений составил правила поведения, увеличивающие шансы на выживание.
Он проникал внутрь 875 разрушенных землетрясением зданий, работал в спасательных командах в 60 странах, в течение 2 лет я был экспертом ООН по изучению последствий катастроф,и с 1985 года ни одна из серьезных катастроф не осталась без его внимания.
«Первое здание, куда мне удалось проникнуть была школа в Мехико во время землетрясения 1985 года. Все дети находились под партами. Все они были расплющены на толщину собственных костей.
Они могли быть спасены, если бы лежали рядом с партами в проходах. Немыслимо, с моей точки зрения, но детям было предписано во время землетрясения прятаться под столы и парты.
Я был удивлен, но в мексиканских школах, до сих пор действует такая инструкция Duck and Cover, согнуться, покрыть голову руками и спрятаться под столом», - говорит Коп.
Когда здание рушится, тяжелый потолок падает на объект или мебель, разрушая их, рядом образуется полость или свободное пространство.
Коп называет его «треугольник жизни». Чем больше и прочнее объект, тем больше полость, где человек может избежать ранения и спастись. Это можно наблюдать по ТВ, когда мы видим работу спасательных команд.
10 правил выживания при землетрясении:
1) Каждый, кто пригнулся и укрылся в разрушающемся здании или машине будет ранен или погибнет.
2) Кошки, собаки и младенцы часто принимают естественную утробную позу. Это то, что нужно сделать при землетрясении. Это инстинкт. Это положение помогает поместиться в маленькой полости.
Придвиньтесь ближе к крупному, громоздкому объекту, который, будучи раздавлен, сплющен, все же оставит некоторое пространство для выживания.
3) Деревянные здания самые безопасные во время землетрясений. Дерево хорошо работает на изгиб и кручение под действием сейсмической волны.
Если деревянное здание все же рушится, оно образует большие полости спасения и не причиняет больших ранений. Кирпичные здания разрушаются на отдельные кирпичи.
Кирпичи причиняют значительные ранения, но все же меньше, чем бетонные. Бетонные панельные здания самые опасные во время землетрясений.
4) Если землетрясение застало вас ночью в постели, просто скатитесь с кровати. Самое безопасное место будет вокруг кровати. В отелях многие жизни могут быть спасены, если на двери каждого номера будет висеть инструкция, предписывающая посетителям лечь на пол рядом с днищем кровати во время землетрясения.
5) Если землетрясение случилось, и вы не можете выбежать ни через дверь, ни через окно, лягте на пол в позе утробного младенца рядом с кроватью или большим креслом.
6) Почти каждый, кто стоял в дверном проеме в падающем здании, погиб. Как? Если стоять под дверной перемычкой, то когда обрушится дверной косяк, вы будете разрушены вместе с ним
7) Никогда не стойте во время землетрясения на ступенях. Ступени имеют отдельный момент кручения, отличный от каркаса здания.
Ступени и остальные обломки здания, постоянно сталкиваясь, просто перемалывают человека, находящегося внутри этой бойни.
Даже если здание не коллапсирует, не оставайтесь на ступенях. Даже если ступени целы, они могут быть разрушены под наплывом множества людей и должны быть сначала проверены.
Если это возможно, лучше находиться возле наружных стен внутри или снаружи здания. Лучше снаружи, чем внутри. Чем дальше от наружной стены вы будете находиться внутри здания, тем меньше у вас шансов выскочить наружу.
9) Люди внутри транспортных средств погибают, если на них обрушиваются дороги верхнего уровня. Почти все жертвы землетрясения в Сан-Франциско, находились внутри транспортных средств.
Если бы они сидели или лежали рядом с транспортными средствами они были бы спасены. Каждая разрушенная машина имеет рядом с собой полость безопасности 3 фута высотой, за исключением случаев, когда прямо на машину падала колонна.
10) По опыту проникновения в газетный офис стало ясно, что кипы бумаги образуют наибольшие полости безопасности.
Сила землетрясения
Когда происходит землетрясение, его энергия выделяется в различных формах: механической, тепловой, в виде энергии электрического и магнитного полей и т.д. Эта энергия огромна, и определить ее в полной мере оказывается довольно сложной задачей. Большая часть механической энергии расходуется на разрушение горной породы в очаговой области землетрясения, на вертикальное и горизонтальное смещение примыкающих блоков земной коры. И лишь небольшая часть этой энергии излучается во всех направлениях в окружающее пространство в виде сейсмических волн, которые распространяются по Земному шару. Когда волны достигают поверхности Земли, они порождают те колебания почвы, которые мы воспринимаем как землетрясение.
Для характеристики силы землетрясений используются такие понятия, как магнитуда, энергетический класс и интенсивность .
Магнитуда (М) землетрясения является условной мерой энергии, выделившейся из очага землетрясения в виде сейсмических волн. Амплитуда сейсмической волны означает смещение почвы, и чем сильнее размах волны, тем больше магнитуда землетрясения.
Понятие магнитуды ввел в 1935 году американский сейсмолог Чарльз Рихтер, профессор Калифорнийского технологического института в Пасадене.
Определим магнитуду Рихтера его собственными словами:
«Магнитуда любого толчка определяется как логарифм выраженной в микронах максимальной амплитуды записи этого толчка, сделанной стандартным короткопериодным крутильным сейсмометром на расстоянии 100 км от эпицентра».
На практике измерения производятся на различных расстояниях от эпицентра различными приборами. Поэтому для приведения к необходимым условиям используются поправки.
В мире существуют различные шкалы магнитуд, различающиеся способом их определения. Это локальная магнитуда (ML), магнитуда по поверхностным волнам (MS), по объемным волнам (mb), по сейсмическому моменту (MW). Максимальное значение магнитуды по введенной Рихтером шкале - около 9 единиц. Минимальные землетрясения, еще ощутимые без приборов, характеризуются магнитудой в пределах 2–3. Землетрясения меньших магнитуд регистрируются только чувствительными сейсмическими приборами.
Колебания почвы при землетрясениях с магнитудами, различающимися на единицу, отличаются по амплитудам сейсмических волн в 10 раз. Таким образом, замечаемые без приборов землетрясения от едва ощутимых до катастрофических, разрушительных, различаются по амплитудам волн, по крайней мере, в миллионы раз. С величинами сейсмической энергии, освобождаемой при землетрясениях, сопоставима энергия атомных и водородных взрывов.
У нас в стране, как и в других странах бывшего Советского Союза, употребляется еще одна характеристика величины землетрясения, эквивалентная магнитуде и называемая энергетическим классом (К).
Энергетические классы землетрясений варьируют в диапазоне значений от 0 до 18–20. В среднем по миру для пересчета магнитуд в значения энергетических классов К принята формула:
К = 4+1,8М
В свою очередь, энергетический класс связан с сейсмической энергией простым соотношением:
Е = 10 К Джоулей
Следовательно, магнитуду можно связать с сейсмической энергией следующим образом:
lg E = 4 + 1,8М
Интенсивность - принципиально иная характеристика силы землетрясения, устанавливаемая только при ощутимых подземных толчках в каждом конкретном пункте на поверхности Земли по описательной и, как правило, неинструментальной шкале. Интенсивность характеризует проявление землетрясения на поверхности Земли, она зависит от магнитуды землетрясения, глубины очага и грунтовых условий и измеряется в баллах.
В сейсмологии синонимом интенсивности является балльность.
Интенсивность тем больше, чем ближе очаг расположен к поверхности, так, например, если очаг землетрясения с магнитудой, равной 8, находится на глубине 10 км, то на поверхности интенсивность составит XI–XII баллов; при той же магнитуде, но на глубине 40–50 км воздействие на поверхности уменьшается до IX–X баллов.
Сейсмические шкалы . Сейсмические движения сложны, но поддаются классификации. Существует большое число сейсмических шкал, которые можно свести к трем основным группам. В России применяется наиболее широко используемая в мире XII-балльная шкала МSK-64 (Медведева-Шпонхойера-Карника), в странах Латинской Америки принята X-балльная шкала Росси-Фореля, в Японии - VII-балльная шкала.
Оценка интенсивности, в основу которой положены бытовые проявления землетрясения, легко различаемые даже неопытным наблюдателем, в сейсмических шкалах разных стран различна. Например, в Австралии одну из степеней сотрясения сравнивают с тем «как лошадь трется о столб веранды», в Европе такой же сейсмический эффект описывается как «начинают звонить колокола», в Японии фигурирует «опрокинутый каменный фонарик». В наиболее простом и удобном виде ощущения и наблюдения представлены в схематизированной краткой описательной шкале (вариант MSK), которой может пользоваться каждый.
Шкала MSK-64
Балл |
Проявление на поверхности |
| I | Не ощущается никем, регистрируется только сейсмическими приборами |
| II | Ощущается иногда людьми, находящимися в спокойном состоянии |
| III | Ощущается немногими, более сильно проявляется в помещениях на верхних этажах |
| IV | Ощущается многими (особенно в помещении), в ночное время некоторые просыпаются. Возможен звон посуды, дребезжание стекол, хлопки дверей |
| V | Ощущается почти всеми, многие ночью просыпаются. Качание висячих предметов, трещины в оконных стеклах и штукатурке |
| VI | Ощущается всеми, осыпается штукатурка, легкие разрушения зданий |
| VII | Трещины в штукатурке и откалывание отдельных кусков, тонкие трещины в стенах. Толчки ощущаются в автомобилях |
| VIII | Большие трещины в стенах, падение труб, памятников. Трещины на крутых склонах и на сырой почве |
| IX | Обрушение стен, перекрытий кровли в некоторых зданиях, разрывы подземных трубопроводов |
| X | Обвалы многих зданий, искривление железнодорожных рельсов. Оползни, обвалы, трещины (до 1 м) в грунте |
| XI | Многочисленные широкие трещины в земле, обвалы в горах, обрушение мостов, только немногие здания сохраняют устойчивость |
| XII | Значительные изменения рельефа, отклонение течения рек, предметы подбрасываются в воздух, тотальное разрушение сооружений |
Проявления одного и того же землетрясения в различных пунктах различны - от наиболее интенсивных в эпицентральной области до минимальных в удалении. Таким образом, магнитуда - это определенная величина, характеризующая энергию в очаге землетрясения, а интенсивность - это мера силы сейсмических сотрясений в пункте наблюдения, зависящая не только от интенсивности сейсмических волн, излученных из очага, но и от расстояния до эпицентра, глубины очага, местоположения пункта и грунтовых особенностей в этом пункте. Это ясно видно на приведенном ниже рисунке.
Магнитуда дается в условных единицах, отражающих энергию очага (или интенсивность в очаге) землетрясения. Интенсивность (или балльность) определяет степень сотрясений и нарушений на поверхности.
Журналисты совершают ошибку, давая сообщение: «Сила землетрясения 7 баллов по шкале Рихтера», т.к. при магнитуде 7 по шкале Рихтера интенсивность землетрясения на поверхности, если очаг неглубокий, может составить X баллов, как это было, например, в Спитаке (Армения) в 1988 году. Если же очаг расположен на достаточной глубине, то при такой же магнитуде 7 интенсивность на поверхности может составить лишь VIII баллов, как это было при Зайсанском землетрясении (Казахстан) в 1990 году.
Чтобы лучше ориентироваться в газетных и телевизионных сообщениях о произошедших землетрясениях, можно воспользоваться следующей простой таблицей Н.В. Шебалина.
| Магнитуда землетрясения по шкале Рихтера | 4,0 | 5,0 | 6,0 | 7,0 | 8,0 | |||||
| Глубина очага землетрясения, км | 3 | 5–10 | 5 | 10 | 10 | 20 | 15 | 30 | 25 | 40 |
| Интенсивность сотрясений на поверхности по шкале MSK-64, баллы | VII | VI | VIII | VII | VIII–IX | VII–VIII | IX–X | VIII–IX | X–XI | IX–X |
Ученые считают, что землетрясения более сильные, чем с магнитудой 9 произойти на Земле не могут. Известно, что каждое землетрясение представляет собой толчок или серию толчков, которые возникают в результате смещения горных масс по разлому. Расчеты показали, что размер очага землетрясения (то есть объем, в котором произошло смещение горных пород) при слабых, едва ощутимых человеком толчках измеряется несколькими метрами. При землетрясениях средней силы, когда возникают в зданиях трещины, размеры очага достигают уже километров. Очаги же при самых сильных, катастрофических землетрясениях имеют протяженность 500–1000 км и даже более и уходят на глубину до 50 км. У максимального из зарегистрированных на Земле землетрясений размер очага близок к максимальной длине разломов, известных ученым. Невозможно и дальнейшее увеличение глубины очага, так как земное вещество на глубинах более 100 км в мантии переходит в полурасплавленное состояние. Следовательно, такое землетрясение, как произошедшее в Юго-Восточной Азии (Суматринское) в декабре 2004 года и имевшее магнитуду 9, можно считать близким к максимальному по его силе. Длина разрыва в очаге этого землетрясения была оценена в 1200–1300 км, а его ширина - более 100 км.
Как часто происходят землетрясения такой силы? Сейсмология сравнительно молодая наука. Ей чуть более 100 лет. Но она накопила уже достаточный объем данных, чтобы сделать некоторые статистические выводы, которые приведены в следующей таблице:
Здесь не приведены данные о повторяемости землетрясений с магнитудой 9. Однако ясно, что они случаются еще реже. С 1900 г. событий с такой магнитудой на Земле зарегистрировано всего 5.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1.
А.А. Никонов. Землетрясения… Прошлое, современность, прогноз. М.: КомКнига. 2006. 192с.
2.
А. Нурмагамбетов, М.С. Кунаев. Физика Земли. Алматы: КазНТУ. 2007. 224с.
3.
Дж. Гир, Х. Шах. Зыбкая твердь: Что такое землетрясение и как к нему подготовиться. М.: Мир. 1988. 220с.
4.
А.Д. Завьялов. Землетрясение у берегов Суматры //Природа. 2005. №5
Ильина Вера Васильевна
,
кандидат физико-математических наук, профессор Каз ГАСА,
ст. преподаватель Республиканских Курсов повышения квалификации руководящего состава в области ЧС и ГО МЧС РК
Землетрясение – это резкие импульсные сотрясения участков земной поверхности. Эти сотрясения могут быть вызваны разными причинами, что позволяет по происхождению землетрясения разделять на следующие главные группы:
- тектонические, обусловленные высвобождением энергии, возникающей вследствие деформаций толщ горных пород;
- вулканические, связанные с движением магмы, взрывом и обрушением вулканических аппаратов;
- денудационные, связанные с поверхностными процессами (крупными обвалами, обрушением сводов карстовых полостей);
- техногенные, связанные с деятельностью человека (добыча нефти и газа, ядерные взрывы и пр.).
Наиболее частыми и мощными являются землетрясения тектонического происхождения. Напряжения, вызванные тектоническими силами, накапливаются в течение некоторого времени. Затем, когда превышается предел прочности, происходит разрыв горных пород, сопровождающийся выделением энергии и деформацией в виде упругих колебаний (сейсмических волн). Область внутри Земли, где происходит образование разломов и возникновение сейсмических волн, называют очагом землетрясения ; очаг является областью зарождения землетрясения. Как правило, главному сейсмическому удару предшествуют предварительные более слабые точки – форшоки (англ. «fore» - впереди + «shock» - удар, толчок ), связанные с началом образовании разломов. Затем происходит главный сейсмический удар и следующие за ним афтершоки. Афтершоки – это подземные толчки, следующие за главным толчком из одной с ним очаговой области. Число афтершоков и продолжительность их возникновения возрастает с ростом энергии землетрясения, уменьшением глубины его очага и может достигать нескольких тысяч. Их образование связано с возникновением новых разломов в очаге. Таким образом, землетрясение обычно проявляется в виде группы сейсмических толчков, состоящей из форшоков, главного толчок (сильнейшего землетрясение в группе) и афтерошоков. Сила землетрясения определяется объёмом его очага: чем больше объём очага, тем сильнее землетрясение.
Условный центр очага землетрясения называют гипоцентром , или фокусом землетрясения. Его объём можно очертить по расположению гипоцентров афтершоков. Проекция гипоцентра на поверхность называется эпицентром землетрясения. Вблизи эпицентра колебания земной поверхности и связанные с ними разрушения проявляются с наибольшей силой. Территория, где землетрясение проявилось с максимальной силой, называется плейстосейстовой областью . По мере удаления от эпицентра интенсивность землетрясения и степень связанных с ним разрушений уменьшается. Условные линии, соединяющие территории с одинаковой интенсивностью землетрясения называются изосейстами . От очага землетрясения изосейсты вследствие разной плотности и типа грунтов расходятся в виде эллипсов или изогнутых линий.
По глубине гипоцентров землетрясения делятся на мелкофокусные (0-70 км от поверхности), среднефокуные (70-300 км) и глубокофокусные (300-700 км). Основанная часть землетрясений зарождается в очагах на глубине 10-30 км, т.е. относится к мелкофокусным.
Регистрация и измерение интенсивности землетрясений
Ежегодно на Земле регистрируется несколько сотен тысяч землетрясений, часть из них оказываются разрушительными, часть вообще не ощущается людьми. Интенсивность землетрясений может быть оценена с двух позиций: 1) внешнего эффекта землетрясения и 2) измерения физического параметра землетрясения – магнитуды.
Определение внешнего эффекта землетрясения основано на определении его интенсивности , представляющей собой меру величины сотрясения грунта. Она определяется степенью разрушения построек, характером изменения земной поверхности и ощущениями, которые испытывают люди во время землетрясений. Интенсивность землетрясений измеряется в баллах.
Разработано несколько шкал для определения интенсивности землетрясений. Первая из них была предложена в 1883-1884 гг. М. Росси и Ф. Форелем, интенсивность в соответствии с этой шкалой измерялась в интервале от 1 до 10 баллов. Позднее, в 1902 г. в США была разработана более совершенная 12-балльная шкала, получившая название шкалы Меркалли (по имени итальянского вулканолога). Этой шкалой, несколько видоизменённой, и в настоящее время широко пользуются сейсмологи США и ряда других стран. В нашей стране и некоторых европейских странах используется 12-балльная международная шкала интенсивности землетрясений (MSK-64), получившая название по первым буквам её авторов (Медведев –Шионхойер - Карник).
| Баллы | Критерии |
| ОДИН БАЛЛ | Людьми такое землетрясение не ощущается, за исключением единичных наблюдателей, находящихся в особо чувствительных местах и занимающих определенные положения. Толчки регистрируются только специальными сейсмографами. |
| ДВА БАЛЛА | Землетрясение очень слабое. Колебание почвы ощущается немногими людьми, находящимися в покое, главным образом в самых верхних этажах зданий, расположенных в непосредственной близости от эпицентра. |
| ТРИ БАЛЛА | Землетрясение слабое. Колебания ощущаются в помещениях, главным образом в верхних этажах высотных зданий. Во время этого землетрясения раскачиваются подвешенные предметы, особенно люстры, скрипят и приходят в движение раскрытые двери. Стоящие автомобили начинают слегка раскачиваться на рессорах. Некоторые люди способны оценить длительность сотрясения. |
| ЧЕТЫРЕ БАЛЛА | Умеренное землетрясение. Оно ощущается многими людьми и особенно теми, кто находится в помещении. Лишь немногие люди могут почувствовать такое землетрясение на открытом воздухе, и только те, кто в данное время находится в покое. Некоторые люди ночью от такого землетрясения пробуждаются. В момент землетрясения раскачиваются подвешенные предметы, дребезжат стекла, хлопают двери, звенит посуда, трещат деревянные стены, карнизы и перекрытия. Заметно покачиваются на рессорах стоящие автомашины. |
| ПЯТЬ БАЛЛОВ | Ощутимое землетрясение. Оно чувствуется всеми людьми, где бы они ни находились. Просыпаются все спящие. Двери раскачиваются на петлях и открываются самопроизвольно, стучат ставни, захлопываются и открываются окна. Жидкость в сосудах раскачивается и иногда переливается через край. Бьется часть посуды, трескаются оконные стекла, местами в штукатурке появляются трещины, опрокидывается мебель. Маятниковые часы останавливаются. Иногда раскачиваются телеграфные столбы, опорные мачты, деревья и все высокие предметы. |
| ШЕСТЬ БАЛЛОВ | Сильное землетрясение. Ощущается всеми людьми. Многие люди в испуге покидают помещение. В момент колебания почвы и после них походка становится неустойчивой. Бьются окна и стеклянная посуда. Отдельные предметы падают со стола. Падают картины. Приходит в движение и опрокидывается мебель. Появляются трещины на стенах в кирпичной кладке. Заметно сотрясаются деревья и кусты. |
| СЕМЬ БАЛЛОВ | Очень сильное землетрясение. Люди с трудом удерживаются на ногах. В испуге инстинктивно выбегают из помещений. Дрожат подвешенные предметы. Ломается мебель. Многие здания получают сильные повреждения. Печные трубы обламываются на уровне крыш. Обваливается штукатурка, плохо уложенные кирпичи, камни, черепица, карнизы и неукрепленные специально парапеты. Появляются значительные трещины в грунте. Происходят оползни и обвалы на каменистых и глинистых склонах. Самопроизвольно звонят колокола. В реках и открытых водоемах мутнеет вода. Из бассейнов вода выплескивается. Повреждаются бетонные оросительные каналы. |
| ВОСЕМЬ БАЛЛОВ | Разрушительное землетрясение. Типовые здания получают значительные повреждения. Иногда частично разрушаются. Ветхие постройки разрушаются. Происходит отрыв панелей от каркасов. Покачиваются и падают печные и фабричные трубы, памятники, башни, колонны, водонапорные башни. Ломаются сваи. Обламываются ветви на деревьях, возникают трещины во влажном грунте и на крутых склонах. |
| ДЕВЯТЬ БАЛЛОВ | Опустошительное землетрясение. От действия такого землетрясения возникает паника. Дома разрушаются. Серьезно повреждаются плотины и борта водохранилищ. Рвутся подземные трубопроводы. На земной поверхности появляются значительные трещины. |
| ДЕСЯТЬ БАЛЛОВ | Уничтожающее землетрясение. Большая часть построек разрушается до основания. Обрушиваются некоторые хорошо построенные деревянные здания и мосты. Серьезные повреждения получают дамбы, насыпи и плотины. На земной поверхности появляются многочисленные трещины, некоторые из них имеют ширину около 1 м. Возникают большие провалы и крупные оползни. Вода выплескивается из каналов, русел рек и из озер. Приходят в движение песчаные и глинистые грунты на пляжах и низменных участках. Слегка изгибаются рельсы на железных дорогах. Ломаются крупные ветви и стволы деревьев. |
| ОДИННАДЦАТЬ БАЛЛОВ | Катастрофическое землетрясение. Сохраняются только немногие, особо прочные каменные здания. Разрушаются плотины, насыпи, мосты. На поверхности земли появляются широкие трещины, уходящие глубоко в недра. Подземные трубопроводы полностью выходят из строя. Сильно вспучиваются рельсы на железных дорогах. На склонах возникают крупные оползни. |
| ДВЕНАДЦАТЬ БАЛЛОВ | Сильное катастрофическое землетрясение. Полное разрушение зданий и сооружений. До неузнаваемости изменяется ландшафт, смещаются скальные массивы, оползают склоны, возникают крупные провалы. Поверхность земли становится волнообразной. Образуются водопады, возникают новые озера, изменяются русла рек. Растительность и животные погибают под обвалами и осыпями. Обломки камней и предметов взметаются высоко в воздух. |
В соответствии с этой шкалой землетрясения подразделяются на слабые - от 1 до 4 баллов, сильные - от 5 до 7 баллов и сильнейшие - более 8 баллов.
Оценка интенсивности землетрясений, хотя и опирается на качественную оценку эффекта землетрясения (воздействие землетрясения на поверхность), но не позволяет проводить математически точное определение параметров землетрясения.
В 1935 г. американским сейсмологом Ч. Рихтером была предложена более объективная шкала, основанная на измерении магнитуды (эта шкала впоследствии стала широко известна как шкала Рихтера). Магнитуда (от лат. «magnitudo» – величина ), согласно определению Ч. Рихтера и Б. Гуттенберга, это величина, представляющая собой десятичный логарифм максимальной амплитуды сейсмической волны (в тысячных долях миллиметра), записанной стандартным сейсмографом на расстоянии 100 км от эпицентра землетрясения .
Хотя в этом определении не уточняется, какие из существующих волн надо принимать в расчет, стало общепринятым измерять максимальную амплитуду продольных волн (для землетрясений, очаг которых располагается вблизи поверхности, обычно измеряется амплитуда поверхностных волн). В целом, магнитуда характеризует степень смещения частиц грунта при землетрясениях: чем больше амплитуда, тем значительнее смещение частиц.
Шкала Рихтера теоретически не имеет верхнего предела. Чувствительные приборы регистрируют толчки с магнитудой 1,2, в то время как люди начинают ощущать толчки только с магнитудой 3 или 4. Наиболее сильные землетрясения, происшедшие в историческое время, достигали магнитуды 8,9 (печально знаменитое землетрясение в Лиссабоне в 1755 г.).
Между интенсивностью землетрясения в эпицентре (I 0), которая выражается в баллах, и величиной магнитуды (М) существует зависимость, описываемая формулами
I 0 = 1,7М-2,2 и М = 0,6I 0 +1,2 .
Соотношение между балльностью и магнитудой зависит от расстояния между очагом и точкой регистрации на поверхности земли. Чем меньше глубина очага, тем больше интенсивность сотрясения на поверхности при одной и той же магнитуде.
Следовательно, землетрясения с одинаковой магнитудой могут вызывать разные разрушения на поверхности в зависимости от глубины очага.
Регистрация землетрясений проводится на сейсмических станциях с помощью специальных приборов – сейсмографов, записывающих даже малейшие колебания грунта. Запись колебаний называют сейсмограммой. Сейсмограммы должны регистрировать колебания грунта в двух взаимоперпендикулярных направлениях в горизонтальной плоскости и колебания в вертикальной плоскости, для чего в состав сейсмографов включены три записывающих устройства (сейсмометра). На основании определения разницы во времени регистрации разных типов сейсмических волн, и зная скорость их распространения, можно определить положение гипоцентра землетрясения. Точность таких определений достаточно высока, особенно с учётом того, что к сегодняшнему дню действует развитая международная сеть сейсмических станций.
Для характеристики землетрясений важное значение имеют также их энергия и ускорение при сотрясении грунта.
Энергия, выделяемая при землетрясении, может быть рассчитана исходя из значения магнитуды по формуле
log Е = 11,5 M , где Е – энергия, М – магнитуда.
Величина ускорения показывает, с какой скоростью происходит сотрясение грунта. Ускорения, получаемые грунтом, передаются сооружениям, которые начинают раскачиваться и разрушаться. Для измерения ускорения пользуются показаниями специальных приборов - акселерографов, которыми оснащены современные сейсмографы. Ускорения в горизонтальном направлении всегда больше, чем в вертикальном. Так, максимально высокие из зарегистрированных горизонтальных ускорений составляют 1,15g, а максимально высокие вертикальные - до 0,7g. Именно поэтому наиболее опасными считаются горизонтальные толчки.
Размещение сейсмически активных зон
Подавляющее большинство землетрясений приурочены к тектонически активным зонам земной коры, связанным с границами литосферных плит. Так высокосейсмичным районом является обрамление Тихого океана, где океаническая литосферная плита поддвигается под континентальные или более древние океанические плиты (процесс поддвига океанической плиты называют субдукцией). Зоны поддвига плиты и её погружения в мантию трассируется положением очагов землетрясений, фиксируемых до поверхности нижней мантии (граница 670 км, связанная с возрастанием плотности вещества) и иногда глубже. Эти зоны получили название сейсмофокальных зон Беньофа. Ещё одна область активной сейсмичности связана с Альпийско-Гималайским поясом, протягивающимся от Гибралтара до Бирмы. Этот грандиозный складчатый пояс образован в результате столкновения континентальных литосферных плит. В пределах этого пояса очаги землетрясений приурочены главным образом к земной коре (глубинам до 40-50 км) и не образуют выраженных сейсофокальных зон. Их образование связано с процессами скучивания и раскалывания на надвигающиеся друг на друга пластины толщ континентальной литосферы. Очаги землетрясений приурочены и к зонам раздвижения и раскалывания плит. Процесс раздвижения литосферных, сопровождающийся формированием новой океанической коры за счёт мантийных расплавов, активно протекает в зонах срединно-океанических хребтов. Растяжение континентальных литосферных плит (происходящее, например, в Восточной Африке или в районе озера Байкал).
Дата публикации 17.07.2011 20:32
В сообщениях СМИ, в интернете, прессе каждый человек регулярно сталкивается с тем, что сила землетрясений обычно указывается в баллах. К таким характеристикам все давно привыкли. Ассоциации при этом довольно просты: 12 баллов - самое сильное, разрушительное землетрясение, а 1 балл - самое слабое и незначительное. Но какие последствия землетрясений могут быть в каждом случае? Какое бедствие считать сильным, а какое - слабым? Что это вообще за шкала измерения землетрясений? Чем она отличается от не менее популярных "магнитудных" характеристик?
На самом деле, привычная методика измерения силы землетрясения - это международная система MSK-64, основанная на шкале Меркалли-Канкани 1902 года. Эту систему часто путают с 9-бальной шкалой Рихтера, которая характеризует силу толчков, что фиксируется сейсмографом. Так, например, сообщение в СМИ «землетрясение с магнитудой 6.0» значит только то, что произошел толчок соответствующей мощности. А вот сообщение "землетрясение силой 10 баллов" - явная характеристика разрушений, которое вызвали толчки в конкретной местности.
Каждый уровень, который может иметь сила землетрясения , имеет вполне определенно сформулированные последствия. Сайт "Выживание" предлагает вашему вниманию подробное описание каждого уровня, от 1 до 12 баллов. Это знание поможет лучше ориентироваться в том потоке информации, который поступает о в разных частях земного шара и правильно оценивать прогнозы землетрясений.
Сейсмическая шкала
1 балл - колебания ощущаются исключительно приборами. Человек колебаний не ощущает.
2 балла - колебания могут почувствовать только люди, что находятся в спокойном, неподвижном состоянии.
3 балла - колебания чувствуют некоторые люди, находящиеся дома.
4 балла - колебания чувствует большинство людей. В зданиях могут дребезжать стекла.
5 баллов - колебания могут разбудить спящего человека. В помещениях нетрудно заметить раскачивание висячих предметов (например, ламп или люстр).
6 баллов - зданиям наносятся некоторые косметические повреждения, в штукатурке могут возникать небольшие трещины.
7 баллов - неизбежны трещины в штукатурке, ее частичное разрушение. Возникают трещины в стенах, а в некоторых зданиях возникает угроза частичных обрушений.
8 баллов - существенные конструктивные повреждения зданий: крупные трещины в стенах, обрушение балконов, карнизов и дымовых труб.
Более 2000 пет назад в Китае был создан прибор, предупреждающий людей от наступающего землетрясения. Этот прибор имел форму лягушки, с овальным основанием и четырьмя, наклонными плоскостями, в которых были размещены металлические шарики. При наступлении землетрясения, колебания, вызванные сейсмическими волнами раскачивали прибор и шарики выпадали из своих гнезд на металлическую подставку. Это было предупреждение о приближающемся землетрясении. Таким образом,с первых дней появления науки сейсмологии, её задачей было предупреждение людей о приближающемся землетрясении, тем самым,обеспечение безопасности жизни людей от природных катастроф. Потребовалось 2000 лет, чтобы появилось печально известное решение международной конференции в Лондоне в 1996г., в котором говорится, что прогноз землетрясений не возможен. Это означает, что усилия тысячи ученых, посвятивших свою жизнь решению этой проблемы человечества и миллиарды долларов, истраченные на исследования, были напрасны? О том, что это решение принято «скептиками», как называют ученых, потерявших надежду найти положительный результат в исследовании конкретной проблемы, от отчаяния, было понятно, уже тогда, т.к. с июня 1995г. пресса более 20 стран мира сообщала о том, что Сахалинское землетрясение было спрогнозировано автором и МЧС России получило предупреждение из МЧС Армении,за три месяца до трагедии, когда исчез с лица Земли город Нефтегорск. В начале ХХ века, впервые были получены изменения отношения продольных (VP) и поперечных (VS) сейсмических волн в зоне развития очага сильных землетрясений. И это отношение стало первым предвестником землетрясений. Ученые во многих развитых странах мира начали проводить исследования, с целью создания технологии прогнозирования землетрясений, способной определять место (координаты широты и долготы очага), время (год, месяц, день) и силу (магнитуду) будущих землетрясений. В настоящее время известны более 300 предвестников землетрясений, которые так и не привели к решению этой проблемы и вопрос прогнозирования землетрясений оставался без ответа. В чем причина неудачи? По катастрофическим последствиям, которые приводят к огромному количеству жертв и разрушений, землетрясения являются наиболее опасными природными катастрофами. Количество жертв от землетрясений, в ХХ веке составило 1,4 миллиона (Осипов,2001), из которых около 1,0 –го миллиона жертв приходится на последние 30 лет. За первые 12 лет, XXI века, число погибших от землетрясений приближается к 1,0-му миллиону (около 800 000): Индонезия (о.Суматра, 2004)- около 300 000 ; Гаити –около 300 000; Япония (Фукусима)…Ежегодно происходят: 1 землетрясение – с магнитудой до 9; около 15 землетрясений - до 8; 140 - до 7; 900 - до 6; 8000 - до 5. В настоящее время эти цифры имеют тенденцию идти по нарастающей. Вопросом прогнозирования землетрясений занимались и занимаются ученые всех стран мира и на эти исследования были потрачены миллиарды долларов, однако землетрясения продолжают уничтожать города, людей, страны. В чем причина беспомощности ученых всех стран мира? Политиков и МЧС эти вопросы не интересуют, а Правительства обращаются к ним, когда происходит катастрофа и гибнут люди, города и страны. На Лондонской конференции в 1996г. многие специалисты пришли к выводу, что сейсмическое прогнозирование безнадежно. По результатам конференции было опубликовано:«Сейсмическое прогнозирование безнадежно? Полный пессимизм относительно возможности надежного прогноза землетрясений высказали некоторые геофизики на состоявшейся в ноябре 1996 г. в Лондоне международной конференции. Р.Геллер (R.Geller; Токийский университет) отметил, что, несмотря на затраченные международным сообществом ученых усилия и средства, не удалось за все последние десятилетия обнаружить ни одного достойного доверия признака надвигающегося сейсмического события (некоторым сигналам, находящимся на уровне шумов или даже ниже, придавалось излишнее значение). К такому мнению присоединился сейсмолог С.Кремпин (S.Crampin; Эдинбургский университет, Шотландия). Скептицизм специалистов усилился после того, как несколько греческих сейсмологов заявили, что им якобы удалось прогнозировать землетрясения по предшествующим вариациям магнитного поля Земли; в решительной критике их отчета указывалось на совершенно неопределенные сведения о месте и времени предстоящих толчков, об их интенсивности. Многие ученые теперь полагают, что землетрясения вообще относятся к числу критических явлений, которые возникают в системе, выведенной на грань неустойчивого равновесия. Предсказать конкретно, когда произойдет критическое явление, почти невозможно; по мнению сейсмолога И.Мейна (I.Main; Эдинбургский университет), построить прогноз землетрясения столь же сложно, как заранее установить, какая именно снежинка вызовет снежную лавину в горах. Однако, отнеся подземные толчки к разряду критических явлений, специалисты теперь могут внести новые поправки в строительные кодексы с учетом научных критериев сейсмостойкости сооружений (существующие правила в основном опираются на голую эмпирику). New Scientist. 1996. V.152. N 2056. P.10 (Великобритания)». Итак, в 1996г. международная конференция в Лондоне, опираясь на мнение Р.Геллера (Токийский Университет) и двух сотрудников Эдинбургского Университета, вынесла приговор более чем столетней работе ученых мира о невозможности заранее определить место, время и магнитуду будущего землетрясения. Видимо авторам этого проекта не было известно о том, что в 1995г., т.е. за один год до принятия Лондонского решения, автором этих строк, была разработана физическая модель, позволяющая теоретически рассчитывать параметры будущих землетрясений на планете: место(координаты широты и долготы), время (год, месяц и день) и силу (магнитуду) на неограниченное время вперед - методика краткосрочного прогнозирования землетрясений и других природных катастроф (Публикации: 1.Прогнозирование землетрясений. Монография. Повышение сейсмостойкости зданий и сооружений. Изд. «Айастан», Ереван, 1989,глава, 8.5, стр. 316. 2.Электромагнитная модель механизма возникновения очага землетрясений. «Вестник» Международной Академии наук экологии и безопасности жизнедеятельности,Санкт-Петербург,№ 7(19),2000, 3. Закономерность связи сейсмических волн, испускаемых очагом землетрясений. «Вестник» Международной Академии наук экологии и безопасности жизнедеятельности,Санкт-Петербург,№ 7(31),2000 4. Краткосрочный прогноз землетрясений и других природных катастроф. Монография.Санкт-Петербург,2000, стр. 135. 5. Earthquakes and natural disasters shorth-term prediction.Sankt-Peterburg. 2000, p. 128.) и по ней были рассчитаны и переданы в МЧС России (за три месяца до трагедии) параметры Сахалинского землетрясения (май,1995г.), после которого исчез с лица Земли г. Нефтегорск (публикации: «Комсомольская правда»,06.06.1995. Москва, Россия; «Сюкан Синчо», 07.07.1995,Токио,Япония; BBC,1995, Лондон,Великобритания; Турция, «Marmara»1995; Иран, «Alik»1995; США …более 20 стран). За прошедшие 17 лет, по этой методике были рассчитаны параметры (место, время и магнитуда) более 40 000 будущих землетрясений и других природных катастроф, с точностью до 95%, в том числе все, произошедшие за это время катастрофы Краткосрочный прогноз землетрясений инструментальными, а тем более, вероятностными методами исследований, которыми оперирует современная сейсмология, действительно не возможен. Поэтому, до сих пор, все усилия ученых в этом направлении сейсмологии, терпят неудачу. Чем отличаются исследования, проводимые в настоящее время от тех, которые применялись в 1996г.? Ни чем, только увеличилось количество и, возможно качество, применяемой аппаратуры. Поэтому рассчитывать на успех, в решении проблемы краткосрочного прогнозирования землетрясений «современными методами инструментальных исследований» не приходится. В этом вопросе Лондонская конференция принесла бы больше пользы, если бы в решении принятом на ней было добавлено; «современными методами инструментальных исследований». Краткосрочный прогноз землетрясений и других природных катастроф возможен и он существует. Прогнозировать будущие природные катастрофы с абсолютной точностью можно,на неограниченное время вперед Метод состоит из двух частей. 1. Проводится теоретический расчет места, времени и силы будущих землетрясений… 2. За месяц до расчитанного времени, сейсмостанции данной страны проводят исследования изменения параметров,указанного региона и уточняют теоретический расчет. Это позволит,за 3-4 дня, до землетрясения, точно указать место, время и силу будущего землетрясения. 3. Полученные точные данные будущего землетрясения, цунами… передаются Правительству, которое и принимет решение о безопасности жизни людей.Предыдущая статья: Чему равна скорость света Следующая статья: Углерод — характеристика элемента и химические свойства