Бальна оцінка землетрусів. Як вимірюється сила землетрусів? Найбільш руйнівні землетруси

Шкала магнітуд розрізняє землетруси за величиною магнітуди, яка є відносною енергетичною характеристикою землетрусу. Існує кілька магнітуд та відповідно магнітудних шкал: локальна магнітуда (ML); магнітуда, що визначається поверхневими хвилями (Ms); магнітуда, що визначається за об'ємними хвилями (mb); моментна магнітуда (Mw).

Найбільш популярною шкалою оцінки енергії землетрусів є локальна шкала магнітуд Ріхтера. За цією шкалою зростанню магнітуди на одиницю відповідає 32-кратне збільшення звільненої сейсмічної енергії. Землетрус із магнітудою 2 ледве відчутно, тоді як магнітуда 7 відповідає нижній межі руйнівних землетрусів, що охоплюють великі території. Інтенсивність землетрусів (не може бути оцінена магнітудою) оцінюється за тими ушкодженнями, які вони завдають у населених районах.

1. бал (непомітне) -відзначається лише спеціальними приладами

2. бала (дуже слабке) – відчувається тільки дуже чуйними домашніми тваринами та деякими людьми у верхніх поверхах будівель

3. бала (слабке) - відчувається тільки всередині деяких будівель, як струс від вантажівки

4. бали (помірне) - землетрус відзначається багатьма людьми; можливе коливання вікон та дверей;

5. балів (досить сильне) - хитання висячих предметів, скрип підлог, деренчання стекол, осипання побілки;

6. балів (сильне) - легке пошкодження будівель: тонкі тріщини у штукатурці, тріщини у печах тощо;

7. балів (дуже сильне) – значне пошкодження будівель; тріщини у штукатурці та відламування окремих шматків, тонкі тріщини у стінах, пошкодження димових труб; тріщини у сирих ґрунтах;

8. балів (руйнівне) – руйнування у будинках: великі тріщини у стінах, падіння карнизів, димових труб. Зсуви та тріщини шириною до кількох сантиметрів на схилах гір;

9. балів (спустошливе) – обвали в деяких будинках, обвалення стін, перегородок, покрівлі. Обвали, осипи та зсуви в горах. Швидкість просування тріщин може сягати 2 км/с;

10. балів (знищувальне) – обвали у багатьох будинках; в інших – серйозні ушкодження. Тріщини в ґрунті до 1 м завширшки, обвали, зсуви. За рахунок завалів річкових долин з'являються озера;

11. балів (катастрофа) – численні тріщини на поверхні Землі, великі обвали в горах. Загальна руйнація будівель;

12. балів (сильна катастрофа) - зміна рельєфу великих розмірах. Величезні обвали та зсуви. Загальна руйнація будівель та споруд.

8. Просідковість лесових порід обумовлена особливостями їх складу, стану та будови. Тут у першу чергу найбільш важливими є наступні п'ять позицій: 1) лесові породи являють собою структуровані піщано-глинисто-пилуваті дисперсні системи з різким переважанням пилуватих частинок і мають малу гідрофільність, що обумовлює відсутність або дуже малу величину потенційного їх набухання при зволоженні; 2) лесові породи характеризуються низькими значеннями щільності скелета і високою пористістю (42-55% і навіть трохи вище), причому серед пір переважають відкриті пори; 3) ці породи до моменту замочування мають низьку природну (природну) вологість і відповідно тверду або напівтверду консистенцію; 4) у лесових породах у різних, нерідко великих кількостях (до 10% і більше) присутні карбонати та водно-розчинні солі, які в умовах невисокої природної вологості зумовлюють структуру перехідного (коагуляційно-цементаційного) типу з високою міцністю структурних зв'язків та всього ґрунту загалом; 5) міцність такої структури в лесових породах різко за величиною і швидко в часі падає при водонасиченні (до практично моментального розмокання невеликих зразків, поміщених у спокійну воду).

Наявність і величина просадності лесових порід чітко відображаються на компресійній кривій, яка будується в координатах коефіцієнт пористості (е) - тиск (Р). Ця крива для просадних різниць ґрунтів має дуже характерну форму, обумовлену різким, стрибкоподібним зменшенням коефіцієнта просідання під діючим тиском при замочуванні. На цьому графіку відрізок відображає характер ущільнення природного ґрунту з низькою величиною природної вологості під навантаженням; ділянка відповідає реалізації просадних властивостей - просідання грунту при замочуванні при даному тиску, а відрізок - ущільненню зволоженого або водонасиченого грунту, що просів, при зростанні діючого тиску.

Нині застосовують комплекс методів. Це з різноманіттям властивостей лесових грунтів. Жоден із методів не може читатися універсальним. Сучасні способи будівництва на лесових грунтах дозволяють успішно протидіяти виникненню просадних явищ, особливо в грунтах I типу (просідання від власної ваги грунту відсутня або не перевищує 5см), найбільший ефект боротьби з просідання досягається при комбінуванні 2-3 різних заходів.

Вибір заходів проводиться на основі техніко-економічного аналізу, до яких входять:

1. тип ґрунтових умов;

2. потужність просадних ґрунтів і величина просідання;

3. конструктивні особливості будівель та споруд.

Усі методи поділяються на три групи:

1. водозахисні;

2. конструктивні;

3. усувають просадні властивості грунтів.

Водозахисні заходи передбачають планування будівельних майданчиків для відведення поверхневих вод, гідроізоляцію поверхні землі, захист будинків від витоків води з водопроводів, влаштування водонепроникних підлог, покриттів, вимощення.

Конструктивні заходи розраховані на пристосування об'єктів до можливих нерівномірних опадів, підвищення жорсткості стін та міцності стиків, армування будівель поясами, застосування пальових, а також розширених фундаментів, що передають тиск на ґрунт менше, ніж Р поч.

Найбільше методів пов'язані з перетворенням лесових просадних підстав. Їх поділяють на 2 групи:

1. поліпшення ґрунтів із застосуванням механічних методів;

2. фізико-хімічні методи поліпшення.

Механічні методи перетворять ґрунти або з поверхні, або у глибині товщ. Поверхневе ущільнення виробляють трамбуванням, пошаровим укоченням, вібрацією, замочуванням ґрунту під своєю вагою або вагою споруди. У глибині товщ ущільнення ґрунтів роблять за допомогою ґрунтових паль (піщаних, вапнякових), вибухів у свердловинах, замочуванням через свердловини з наступним вибухом під водою. Знаходять застосування також піщані та ґрунтові подушки, ґрунтоцементні опори.

До фізико-хімічних способів відносять:

випал ґрунтів через свердловини;
силікатизація;
просочення цементним та глинистим розчинами;
обробка різними солями;
зміцнення ґрунтів органічними речовинами.

9. Процеси та форми рельєфу, пов'язані з роботою вітру, названі еоловими на честь давньогрецького бога Еола, повелителя вітрів. Ці процеси включають: винесення вітром результатів вивітрювання; обточування, видовбання поверхні гірських порід твердими частинками, що приносяться вітром;

Ці процеси відбуваються скрізь, де є незакріплені пухкі відкладення, наприклад, на піщаних берегах річок, але найяскравіше робота вітру видно в пустелях - районах, що відрізняються сухістю повітря і відсутністю рослинності. Гірські породи там швидко руйнуються через сильні коливання температури (фізичне вивітрювання). Вітер діє разом з вивітрюванням, виносить його продукти та очищає поверхню для подальшого руйнування. У деяких місцях поверхня пустелі покрита шаром великих уламків, що залишилися на місці після видування дрібних частинок. Цей шар захищає породи від подальшої руйнації.

10. Річковою ерозією називається поступове руйнування річкою свого русла з допомогою розмивання як берегів (бічна ерозія), і ложа русла (глибинна ерозія). Річкова ерозія - постійний процес, інтенсивність якого залежить від міцності навколишніх гірських порід та інтенсивності річкового потоку. Інтенсивність річкової ерозії досить змінюється залежно від гідрологічних сезонів.

У гірських річках, де міцність порід берегів і ложа приблизно однакова, переважний вплив має глибинна ерозія, що веде до «пропилювання» гірських порід. Глибина ерозії у разі може становити багато сотень метрів. Надалі, підмиваючи високі круті береги за рахунок бічної ерозії, річка створює умови для формування великих обвалів. Ці обвали можуть перекривати русло річки, утворюючи гірське озеро. Небезпечні наслідки такого процесу описані вище.

Найбільшу економічну небезпеку становить бічна річкова ерозія, що веде до помітних змін річкових берегів. Особливо помітна бічна річкова ерозія, якщо береги річки складені пухкими породами, що легко розмиваються. Економічні збитки від бічної річкової ерозії особливо помітні у населених пунктах. Іноді інтенсивна бічна ерозія призводить до утворення мілин нижче за течією річки. У цьому випадку економічні збитки завдаються судноплавству.

Тому в побуті значення магнітуди називають шкалою Ріхтера.

Магнітуда землетрусу та бальна шкала інтенсивності землетрусу

Шкала Ріхтера містить умовні одиниці (від 1 до 9,5) - магнітуди, які обчислюються за коливаннями, що реєструються сейсмографом. Цю шкалу часто плутають зі шкалою інтенсивності землетрусу в балах(за 7 або 12-бальною системою), яка ґрунтується на зовнішніх проявах підземного поштовху (вплив на людей, предмети, будови, природні об'єкти). Коли відбувається землетрус, то спочатку стає відомою саме його магнітуда, яка визначається за сейсмограмами, а не інтенсивністю, яка з'ясовується лише через деякий час, після отримання інформації про наслідки.

Правильне вживання: « землетрус магнітудою 6,0».

Попереднє неправильне вживання: « землетрус силою 6 балів за шкалою Ріхтера».

Неправильне вживання: « землетрус магнітудою 6 балів», « землетрус силою 6 магнітуд за шкалою Ріхтера» .

Шкала Ріхтера

M s = lg ⁡ (A / T) + 1 , 66 lg ⁡ D + 3 , 30.

Ці шкали погано працюють для найбільших землетрусів - при M~ 8 настає насичення.

Сейсмічний момент та шкала Канаморі

У році сейсмолог Хіро Канаморі запропонував принципово іншу оцінку інтенсивності землетрусів, засновану на понятті сейсмічного моменту.

Сейсмічний момент землетрусу визначається як M 0 = μ S u (\displaystyle M_(0)=\mu Su), де

μ - модуль зсуву гірських порід, близько 30 гПа;
S- площа, де помічені геологічні розломи;
u- Середнє усунення вздовж розломів.

Таким чином, в одиницях СІ сейсмічний момент має розмірність Па×м²×м = Н×м.

Магнітуда по Канаморі визначається як

M W = 2 3 (lg ⁡ M 0 − 16 , 1) , (\displaystyle M_(W)=(2 \over 3)(\lg M_(0)-16,1),)

де M 0 - сейсмічний момент, виражений в дин × см (1 дина × см еквівалентна 1 ерг, або 10 -7 Н × м).

Шкала Канаморі добре узгоджується з більш ранніми шкалами у 3 < M < 7 {\displaystyle 3і найкраще підходить для оцінки великих землетрусів.

Шкала Ріхтерастворено визначення сили коливань землі. Інакше кажучи, лінійка допомагає встановити потужність землетрусів. Система міжнародна. Починав розробляти її італієць Меркаллі. Хто такий Ріхтер і чому він забрав лаври у попередника? З'ясовуватимемо.

Історія шкали Ріхтера

Шкала землетрусу Ріхтераприйнята у 1930-их. Система Меркаллі не просто перейменована, а доопрацьована. Італієць мляв за основу 12-бальну. Мінімальні поштовхи – одиниця.

Сильними визнавалися землетруси від 6-ти балів. Це влаштовувало не всі держави. У Росії її, наприклад, орієнтувалися на 10-ти, а Японії на 7-бальний межі. Тим часом, настав вік глобалізації.

Був потрібен єдиний стандарт, щоб дані всіх сейсмографів були зрозумілі в будь-якій точці Землі. Ось тут і включився Чарльз Ріхтер. Американець запропонував використати десятковий логарифм.

Обчислення амплітуди коливань прямо пропорційно відхилення голки на сейсмографі. При цьому Ріхтер ввів поправку відповідно до віддаленості місцевості від епіцентру землетрусу.

Шкала магнітуд Ріхтерабула офіційно прийнята 1935-го. Світ став орієнтуватися не просто на 10 балів, а й на 10-бальну різницю між сусідніми відмітками лінійки.

2-бальний землетрус у 10 разів сильніший за 1-бальний. 3-бальні поштовхи в 10 разів потужніші за 2-бальні, і так далі. Але як визначити силу струсів? Як зрозуміти, що зрушення земної кори саме 3-х, 7-ми, 9-бальні?

Шкала Ріхтера – бали у візуальних та фізичних проявах

Бали допомагають виміряти інтенсивність поверхневих поштовхів. Їхня сила в надрах Землі, де відбувається розлом, більша. Частина енергії губиться на шляху до твердої кори планети. Виходить, інтенсивність тим вища, чим ближче до поверхні вогнище. 1 бал не відчутний людьми.

2 бали розпізнаються лише на верхніх поверхах висоток, відчуваються слабкі коливання. При 3-х балах розгойдуються люстри. Відчутні струси всередині будов, навіть невисотних, — це 4 бали.

5-бальні землетруси засікаються вже не лише у будинках, а й на вулиці. При 6-ти балах можуть луснути шибки, рухаються меблі, посуд. Важко утриматися на ногах стає під час 7-бального землетрусу. По цегляних стінах розповзаються тріщини, руйнуються сходові прольоти, на дорогах утворюються зсуви.

При 8-ми балах будівлі вже руйнуються, а також рвуться комунікації, прокладені під землею. 9-бальні поштовхи призводять до хвилювань у водоймах, можуть спричинити, наприклад, цунамі. Ґрунт тріскається.

Зминається і ламається вона під час 10-бальних землетрусів. 11 балів… Стоп. Адже шкала Ріхтера закінчується на десятці. В тому то й справа. Прогалини у пізнаннях обивателів призвели до змішування систем Меркаллі та Ріхтера.

Поверхневу інтенсивність поштовхів у балах вимірювали за італійською шкалою. Вона, очевидно, не канула в лету, а неофіційно приєдналася до американської. Меркаллі має і 11, і 12 балів.

При 11-ти цегляні будинки руйнуються вщент, від доріг теж залишається лише нагадування. 12 балів – це катастрофічний землетрус, який змінює рельєф землі. Тріщини в ній досягають 10-15 метрів.

Тепер розберемося, про що говорять позначки справжньої шкали Ріхтера. Вона "зав'язана" на магнітуді, яку не враховував Меркаллі. Магнітуда визначає енергію, що виділилася при зрушеннях у земних надрах. Розглядаються не зовнішні прояви землетрусу, яке внутрішня суть.

Шкала Ріхтера - таблиця магнітуд

Якщо визначити бали можна, спостерігаючи зміни на поверхні планети, то магнітуду обчислюють лише за показаннями сейсмографів. У розрахунках за основу береться тип хвиль якогось типового, усередненого землетрусу.

Показник ставиться в логарифм із максимальними амплітудами конкретних струсів. Магнітуда пропорційна цьому логарифму.

Сила енергії, що викидається при землетрусі, залежить від розмірів його вогнища, тобто довжини і ширини розлому в породах. Типові поштовхи Ріхтеру можуть вимірюватися як цілими, а й дробовими числами.

Так, магнітуда 4,5 призводить до незначних руйнувань. Параметри розлому – лише кілька метрів по вертикалі та завдовжки. Осередок у кілька кілометрів, як правило, дає землетруси з магнітудою 6.

Розлом у сотні кілометрів – магнітуда 8,5. У шкалі Ріхтера є і десятка. Але це, так би мовити, нереальна межа. На Землі не відбувалося землетрусів із магнітудою вище 9-ти. Мабуть, і не станеться.

Для десятої магнітуди потрібна глибина розлому понад сто кілометрів. Але, на такій глибині земля вже не тверда, речовина перетворюється на рідину – мантію планети. Протяжність вогнища, що тягне на десятку, має перевищити 1000 кілометрів. Але подібні розломи вченим не відомі.

Не зустрічаються, точніше, не фіксуються приладами та землетруси з магнітудою 1. Найслабші поштовхи, які відчувають і сейсмографи, і люди – 2 бали. Так, показники магнітуди іноді теж називають балами. Але, вірніше, вимовляти лише цифру, щоб не сталося плутанини зі шкалою Меркаллі.

Існує зразкове співвідношення бальності землетрусу з його магнітудою. При цьому важливо враховувати глибину залягання вогнища поштовхів. Найпростіше співвіднести показники, дивлячись на таблицю.

Кілометри	Магнітуда
5	5	6	7	8
10	7	8-9	10	11-12
20	6	7-8	9	10-11
40	5	6-7	8	9-10

Зі видно, що та сама магнітуда може призвести до різних руйнувань залежно від глибини залягання вогнища. Є й інші підстави судити, якою буде землетрус у балах? Бали за шкалою Ріхтеразалежать ще й від сейсмостійкості будівель у районі підземних поштовхів, характеру ґрунту.

У добротних будівлях сила землетрусу сприймається інакше, ніж у будинках, зведених без урахування можливих переміщень земної кори. Чарльз Ріхтер говорив про це ще 1930-х.

Вчений непросто створив міжнародну шкалу, а й усе життя боровся за розумне будівництво, з урахуванням усіх ризиків конкретної території. Саме завдяки Ріхтеру багато країн посилили норми зведення будівель.

Тому в побуті значення магнітуди називають шкалою Ріхтера.

Магнітуда землетрусу та бальна шкала інтенсивності землетрусу

Правильне вживання: « землетрус магнітудою 6,0».

Попереднє вживання: « землетрус силою 6 балів за шкалою Ріхтера».

Неправильне вживання: « землетрус магнітудою 6 балів», « землетрус силою 6 магнітуд за шкалою Ріхтера» .

Шкала Ріхтера

$M_s = \lg (A/T) + 1,66 \lg D + 3,30.$

Ці шкали погано працюють для найбільших землетрусів - при M~ 8 настає насичення.

Сейсмічний момент та шкала Канаморі

Сейсмічна енергія, що виділяється при ядерному вибуху потужністю в 1 мегатонну (1 мегатонна = 4,184 · 10 15 Дж), еквівалентна землетрусу з магнітудою близько 7. Варто зауважити, що лише невелика частина енергії вибуху перетворюється на сейсмічні коливання.

Частота землетрусів різної магнітуди

За рік на Землі відбувається приблизно:

1 землетрус із магнітудою 8,0 і вище;
10 - з магнітудою 7,0-7,9;
100 - з магнітудою 6,0-6,9;
1000 – з магнітудою 5,0-5,9.

Найсильніший зареєстрований землетрус стався в Чилі в 1960 році - за пізнішими оцінками, магнітуда Канаморі становила 9,5.

Див. також

Напишіть відгук про статтю "Магнітуда землетрусу"

Примітки

Посилання

Уривок, що характеризує Магнітуда землетрусу

Історичне море, не як раніше, прямувало поривами від одного берега до іншого: воно вирувало в глибині. Історичні особи, не як раніше, гасали хвилями від одного берега до іншого; тепер вони, здавалося, кружляли на одному місці. Історичні особи, які раніше на чолі військ відображали наказами воєн, походів, битв рух мас, тепер відображали бурхливий рух політичними та дипломатичними міркуваннями, законами, трактатами…
Цю діяльність історичних осіб історики називають реакцією.
Описуючи діяльність цих історичних осіб, які, на їхню думку, є причиною того, що вони називають реакцією, історики суворо засуджують їх. Всі відомі люди того часу, від Олександра і Наполеона до m me Stael, Фотія, Шеллінга, Фіхте, Шатобріана та ін., проходять перед їх суворим судом і виправдовуються або засуджуються, зважаючи на те, чи сприяли вони прогресу чи реакції.
У Росії, за їх описом, у цей період часу теж відбувалася реакція, і головним винуватцем цієї реакції був Олександр I – той самий Олександр I, який, за їхніми ж описами, був головним винуватцем ліберальних починань свого царювання та порятунку Росії.
У справжній російській літературі, від гімназиста до вченого історика, немає людини, яка не кинула б свого камінця в Олександра I за неправильні вчинки його в цей період царювання.
«Він повинен був вчинити так і так. У такому разі він зробив добре, в такому погано. Він чудово поводився на початку царювання і під час 12-го року; але він вчинив погано, давши конституцію Польщі, зробивши Священний Союз, давши владу Аракчеєву, заохочуючи Голіцина та містицизм, потім заохочуючи Шишкова та Фотія. Він зробив погано, займаючись фронтовою частиною армії; він вчинив погано, розкасувавши Семенівський полк, тощо».
Треба б списати десять аркушів для того, щоб перерахувати всі ті закиди, які роблять йому історики на підставі того знання блага людства, яке вони мають.
Що означають ці закиди?
Ті самі вчинки, за які історики схвалюють Олександра I, – як то: ліберальні починання царювання, боротьба з Наполеоном, твердість, висловлена ним у 12-му році, і похід 13-го року, чи не випливають з тих самих джерел – умов крові , виховання, життя, які зробили особистість Олександра тим, чим вона була, – з яких випливають і ті вчинки, за які історики ганьблять його, як-от: Священний Союз, відновлення Польщі, реакція 20-х років?
У чому полягає сутність цих закидів?
У тому, що така історична особа, як Олександр I, особа, що стояла на вищому можливому щаблі людської влади, ніби у фокусі сліпучого світла всіх історичних променів, що зосереджуються на ньому; особа, яка підлягала тим найсильнішим у світі впливам інтриг, обманів, лестощів, самообману, які нерозлучні з владою; обличчя, яке відчувало на собі, кожну хвилину свого життя, відповідальність за все, що відбувалося в Європі, і обличчя не вигадане, а живе, як і кожна людина, зі своїми особистими звичками, пристрастями, прагненнями до добра, краси, істини, - що це обличчя , п'ятдесят років тому, не те що не було чесно (за це історики не дорікають), а не мало тих поглядів на благо людства, які має тепер професор, який замолоду займається наукою, тобто читанням книжок, лекцій та списуванням цих книжок та лекцій в один зошит.
Але навіть припустити, що Олександр I п'ятдесят років тому помилявся у своїй думці те що, що є благо народів, мимоволі має припустити, як і історик, судящий Олександра, так само після деякого часу виявиться несправедливим, у своїй думці те що що є благо людства. Припущення це тим паче природне і потрібно, що, спостерігаючи за розвитком історії, бачимо, що з кожним роком, з кожним новим письменником змінюється думка те, що є благо людства; так що те, що здавалося благом, через десять років є злом; і навпаки. Мало того, водночас ми знаходимо в історії абсолютно протилежні погляди на те, що було зло і що було благо: одні дану Польщі конституцію і Священний Союз заслуговують, інші докоряють Олександру.
Про діяльність Олександра і Наполеона не можна сказати, щоб вона була корисною або шкідливою, бо ми не можемо сказати, для чого вона корисна і для чого шкідлива. Якщо діяльність ця комусь не подобається, то вона не подобається йому тільки внаслідок розбіжності її з обмеженим розумінням його про те, що є благо. Чи є мені благом збереження в 12-му році будинку мого батька в Москві, чи слава російських військ, чи процвітання Петербурзького та інших університетів, чи свобода Польщі, чи могутність Росії, чи рівновага Європи, чи відомого роду європейське просвітництво – прогрес, я мушу визнати , що діяльність будь-якої історичної особи мала, крім цих цілей, ще інші, загальніші й недоступніші мені цілі.
Але припустимо, що так звана наука має можливість примирити всі протиріччя і має для історичних осіб і подій незмінне мірило доброго та поганого.
Припустимо, що Олександр міг зробити все інакше. Припустимо, що він міг, за приписом тих, які звинувачують його, тих, які професійують знання кінцевої мети руху людства, розпорядитися за програмою народності, свободи, рівності та прогресу (іншої, здається, ні), яку йому дали теперішні обвинувачі. Припустимо, що ця програма була б можлива і складена, і що Олександр діяв би за нею. Що ж сталося б тоді з діяльністю всіх тих людей, які протидіяли тодішньому напрямку уряду, – з діяльністю, яка, на думку істориків, гарна та корисна? Діяльності б цієї не було; життя б не було; нічого б не було.

Сейсмічна шкала

Землетруси- підземні поштовхи та коливання поверхні Землі, викликані природними причинами (головним чином тектонічними процесами) або штучними процесами (вибухи, заповнення водоймищ, обваленням підземних порожнин гірничих виробок). Невеликі поштовхи можуть викликати підйом лави при вулканічних виверженнях.

Щорічно на всій Землі відбувається близько мільйона землетрусів, але більшість із них така незначна, що вони залишаються непоміченими. Дійсно, сильні землетруси, здатні викликати великі руйнування, трапляються на планеті приблизно раз на два тижні. На щастя, більша їх частина посідає дно океанів, і тому супроводжується катастрофічними наслідками (якщо землетрус під океаном обходиться без цунамі).

Землетруси найбільш відомі за тими спустошеннями, які вони здатні зробити. Руйнування будівель та споруд викликаються коливаннями ґрунту або гігантськими приливними хвилями (цунамі), що виникають при сейсмічних зміщеннях на морському дні.

Вступ

Причиною землетрусу є швидке зміщення ділянки земної кори як цілого в момент пластичної (крихкої) деформації пружно напружених порід у вогнищі землетрусу. Більшість вогнищ землетрусів виникає поблизу Землі. Саме зміщення відбувається під дією пружних сил у ході процесу розрядки - зменшення пружних деформацій в обсязі всієї ділянки плити та усунення до положення рівноваги. Землетрус являє собою швидкий (в геологічних масштабах) перехід потенційної енергії, накопиченої в пружно-деформованих (стискаються, зсуваються або розтягуються) гірських породах земних надр, в енергію коливань цих порід (сейсмічні хвилі), в енергію зміни структури порід в осередку землетрусу. Цей перехід відбувається у момент перевищення межі міцності порід у вогнищі землетрусу.

Межа міцності порід земної кори перевищується внаслідок зростання суми сил, які її у:

Сили в'язкого тертя мантійних конвекційних потоків про земну кору;
Архімедової сили, що діє на легку кору з боку тяжчої пластичної мантії;
Місячно-сонячних припливів;
Атмосферного тиску, що змінюється.

Ці ж сили призводять і до зростання потенційної енергії пружної деформації порід у результаті усунення плит під їх дією. Щільність потенційної енергії пружних деформацій під впливом перелічених сил наростає майже у всьому обсязі плити (по-різному у різних точках). У момент землетрусу потенційна енергія пружної деформації у вогнищі землетрусу швидко (майже миттєво) знижується до мінімальної залишкової (майже до нуля). Тоді як на околицях вогнища за рахунок зсуву під час землетрусу плити як цілого пружні деформації дещо збільшуються. Тому й трапляються часто на околицях головного повторні землетруси - афтершоки. Так само малі «попередні» землетруси - форшоки - можуть спровокувати великий на околицях початкового малого землетрусу. Великий землетрус (з великим зсувом плити) може спричинити подальші індуковані землетруси навіть на віддалених краях плити.

З перерахованих сил перші дві набагато більше 3-ї та 4-ї, але швидкість їх зміни набагато менша, ніж швидкість зміни приливних та атмосферних сил. Тому точний час приходу землетрусу (рік, день, хвилина) визначається зміною атмосферного тиску та припливними силами. Тоді як набагато більші, але повільно мінливі сили в'язкого тертя та Архімедової сили задають час приходу землетрусу (з осередком у цій точці) з точністю до століть і тисячоліть.

Глибокофокусні землетруси, осередки яких розташовуються на глибинах до 700 км від поверхні, відбуваються на конвергентних межах літосферних плит та пов'язані із субдукцією.

Сейсмічні хвилі та їх вимір

Типи сейсмічних хвиль

Сейсмічні хвилі поділяються на хвилі стисненняі хвилі зсуву.

Хвилі стиснення, або поздовжні сейсмічні хвилі, викликають коливання частинок порід, крізь які вони проходять, вздовж напряму поширення хвилі, зумовлюючи чергування ділянок стиснення та розрідження у породах. Швидкість поширення хвиль стиснення в 1,7 рази більша за швидкість хвиль зсуву, тому їх першими реєструють сейсмічні станції. Хвилі стиснення також називають первинними(P-хвилі). Швидкість P-хвилі дорівнює швидкості звуку у відповідній гірській породі. При частотах P-хвиль, більших 15 Гц, ці хвилі можуть бути сприйняті на слух як підземний гул і гуркіт.
Хвилі зсуву, або поперечні сейсмічні хвилі, змушують частки порід коливатися перпендикулярно до напряму поширення хвилі. Хвилі зсуву також називають вторинними(S-хвилі).

Існує ще третій тип пружних хвиль довгіабо поверхневіхвилі (L-хвилі). Саме вони спричиняють найсильніші руйнування.

Вимірювання сили та впливів землетрусів

Для оцінки та порівняння землетрусів використовуються шкала магнітуд та шкала інтенсивності.

Шкала магнітуд

Найбільш популярною шкалою для оцінки енергії землетрусів є локальна шкала магнітуд Ріхтера. За цією шкалою зростанню магнітуди на одиницю відповідає 32-кратне збільшення звільненої сейсмічної енергії. Землетрус із магнітудою 2 ледве відчутно, тоді як магнітуда 7 відповідає нижній межі руйнівних землетрусів, що охоплюють великі території. Інтенсивність землетрусів (не може бути оцінена магнітудою) оцінюється за тими ушкодженнями, які вони завдають у населених районах.

Шкали інтенсивності

Шкала Медведєва-Шпонхойєра-Карніка (MSK-64)

12-бальна шкала Медведєва-Шпонхойєра-Карника була розроблена в 1964 році і набула широкого поширення в Європі та СРСР. З 1996 року у країнах Європейського Союзу застосовується найсучасніша Європейська макросейсмічна шкала (EMS). MSK-64 лежить в основі СНиП-11-7-81 «Будівництво в сейсмічних районах» і продовжує використовуватись у Росії та країнах СНД.

Бал	Сила землетрусу	коротка характеристика
1	Чи не відчувається.	Відзначається лише сейсмічними приладами.
2	Дуже слабкі поштовхи	Відзначається сейсмічними приладами. Відчувається лише окремими людьми, які перебувають у стані повного спокою у верхніх поверхах будівель, і дуже чуйними домашніми тваринами.
3	Слабке	Відчувається лише всередині деяких будівель, як струс від вантажівки.
4	Помірне	Розпізнається по легкому деренченню та коливанню предметів, посуду та шибок, скрипу дверей та стін. Усередині будівлі струс відчуває більшість людей.
5	Досить сильне	Під відкритим небом відчувається багатьма, усередині будинків – усіма. Загальний струс будівлі, коливання меблів. Маятники годинника зупиняються. Тріщини у шибках і штукатурці. Пробудження сплячих. Відчувається людьми і поза будинками, гойдаються тонкі гілки дерев. Плескають двері.
6	Сильне	Відчувається усіма. Багато хто з переляку вибігає надвір. Картини падають із стін. Окремі шматки штукатурки відколюються.
7	Дуже сильне	Ушкодження (тріщини) у стінах кам'яних будинків. Антисейсмічні, а також дерев'яні та тинові споруди залишаються неушкодженими.
8	Руйнівне	Тріщини на крутих схилах та на сирому ґрунті. Пам'ятники зрушуються з місця або перекидаються. Вдома сильно ушкоджуються.
9	Спустошливе	Сильне пошкодження та руйнування кам'яних будинків. Старі дерев'яні будинки кривляться.
10	Знищувальне	Тріщини у ґрунті іноді до метра завширшки. Зсуви та обвали зі схилів. Руйнування кам'яних будівель. Викривлення залізничних колій.
11	Катастрофа	Широкі тріщини у поверхневих шарах землі. Численні зсуви та обвали. Кам'яні будинки майже повністю руйнуються. Сильне викривлення та витріщення залізничних рейок.
12	Сильна катастрофа	Зміни у грунті досягають величезних розмірів. Численні тріщини, обвали, зсуви. Виникнення водоспадів, підпруд на озерах, відхилення течії річок. Жодна споруда не витримує.

Те, що відбувається при сильних землетрусах

Землетрус починається з розриву та переміщення гірських порід у якомусь місці у глибині Землі. Це місце називається осередком землетрусу або гіпоцентром. Глибина його зазвичай буває не більше 100 км, але іноді сягає і 700 км . Іноді осередок землетрусу може бути і біля Землі. У таких випадках, якщо сильний землетрус, мости, дороги, будинки та інші споруди виявляються розірваними і зруйнованими.

Ділянка землі, в межах якої на поверхні, над осередком, сила підземних поштовхів досягає найбільшої величини, називається епіцентром.

В одних випадках пласти землі, розташовані з обох боків розлому, насуваються один на одного. В інших - земля з одного боку розлому опускається, утворюючи скиди. У місцях, де вони перетинають річкові русла, з'являються водоспади. Склепіння підземних печер розтріскуються і обрушуються. Буває, що після землетрусу великі ділянки землі опускаються та заливаються водою. Підземні поштовхи зміщують зі схилів верхні, пухкі шари ґрунту, утворюючи обвали та зсуви. Під час землетрусу у Каліфорнії у році утворилася глибока тріщина на поверхні. Вона простяглася на 450 км.

Зрозуміло, що різке переміщення великих мас землі у осередку має супроводжуватися ударом колосальної сили. За рік люди [ хто?] можуть відчувати близько 10 000 землетрусів. З них приблизно 100 бувають руйнівними.

Вимірювальні прилади

Для виявлення та реєстрації всіх типів сейсмічних хвиль використовуються спеціальні прилади. сейсмографи. У більшості випадків сейсмограф має вантаж із пружинним прикріпленням, який при землетрусі залишається нерухомим, тоді як решта приладу (корпус, опора) починає рухатися і зміщується щодо вантажу. Одні сейсмографи чутливі до горизонтальних рухів, інші – вертикальні. Хвилі реєструються вібруючим пером на паперовій стрічці, що рухається. Існують і електронні сейсмографи (без паперової стрічки).

Інші види землетрусів

Вулканічні землетруси

Вулканічні землетруси - різновид землетрусів, при яких землетрус виникає в результаті високої напруги в надрах вулкана. Причина таких землетрусів – лава, вулканічний газ. Землетруси цього слабкі, але тривають довго, багаторазово - тижня і місяці. Проте небезпеки для людей цього виду землетрус не становить.

Техногенні землетруси

Останнім часом з'явилися відомості, що землетруси можуть викликати діяльність людини. Так, наприклад, у районах затоплення при будівництві великих водосховищ посилюється тектонічна активність – збільшується частота землетрусів та їх магнітуда. Це пов'язано з тим, що маса води, накопичена у водосховищах, своєю вагою збільшує тиск у гірських породах, а вода, що просочується, знижує межу міцності гірських порід. Аналогічні явища відбуваються під час виїмки великих кількостей породи з шахт, кар'єрів, будівництва великих міст із привізних матеріалів.

Обвальні землетруси

Землетруси також можуть бути викликані обвалами та великими зсувами. Такі землетруси називаються обвальними, вони мають локальний характер та мають невелику силу.

Землетруси штучного характеру

Землетрус може бути викликаний і штучний: наприклад, вибухом великої кількості вибухових речовин або при ядерному вибуху. Такі землетруси залежать від кількості підірваної речовини. Наприклад, під час випробування КНДР ядерної бомби у році стався землетрус помірної сили, який був зафіксований у багатьох країнах.

Найбільш руйнівні землетруси

23 січня - Ганьсу та Шеньсі, Китай - 830 000 людей загинуло
- Ямайка - Перетворено на руїни м.Порт-Ройял
- Калькутта, Індія - 300 000 людей загинуло
- Лісабон – від 60 000 до 100 000 осіб загинуло, місто повністю зруйновано
- Колабрія, Італія – від 30 000 до 60 000 осіб загинуло
- Нью-Мадрид, Міссурі , США - місто перетворене на руїни, повінь на території 500 кв.км
- Санріку, Японія – епіцентр був під морем. Гігантська хвиля змила в морі 27 000 чоловік та 10 600 будівель
- Асам , Індія - На площі в 23 000 кв.км.рельєф змінено до невпізнання, ймовірно найбільший за всю історію людства землетрус
- Сан-Франциско, США 1500 осіб загинуло, знищено 10 кв.км. міста
- Сицилія, Італія 83 000 людей загинуло, перетворений на руїни м.Мессіна
- Ганьсу, Китай 20 000 людей загинуло
- Великий землетрус Канто - Токіо та Йокогама , Японія (8,3 за Ріхтером) - 143 000 людей загинуло, близько мільйона залишилося без даху над головою внаслідок пожеж
- Внутрішній Тавр, Туреччина 32 000 людей загинуло
- Ашхабад, Туркменія, Ашхабадський землетрус, - 110 000 людей загинуло
- Еквадор 10 000 людей загинуло
- Гімалаї розгорнуто у горах територію площею 20 000 кв.км.
- Агадір, Марокко 12 000 - 15 000 людей загинуло
- Чилі, близько 10 000 загинуло, зруйновано міста Консепсьєн, Вальдівія, Пуерто-Мон.
- Скоп'є, Югославія близько 2 000 загинуло, більша частина міста перетворена на руїни