Erdbebenprozess. Alles über Erdbeben: Was ist das, wie passiert es, warum wird es untersucht und wie kann man entkommen? Klassifizierung von Erdbeben nach Ursprung

Es ist allen Menschen und sogar Kindern bekannt, aber was sind die Gründe dafür, dass sich plötzlich der Boden unter Ihren Füßen zu bewegen beginnt und alles um Sie herum zusammenbricht?

Zunächst muss gesagt werden, dass Erdbeben herkömmlicherweise in verschiedene Arten unterteilt werden: tektonische, vulkanische, Erdrutsch-, künstliche und vom Menschen verursachte Erdbeben. Wir werden sie jetzt alle kurz betrachten. Wenn Sie es wissen wollen, lesen Sie unbedingt bis zum Ende.

1. Tektonische Ursachen von Erdbeben

Am häufigsten treten Erdbeben auf, weil sie in ständiger Bewegung sind. Die oberste Schicht lithosphärischer Platten wird als tektonische Platten bezeichnet. Die Plattformen selbst bewegen sich ungleichmäßig und drücken ständig aufeinander. Sie bleiben jedoch lange Zeit allein.

Allmählich steigt der Druck, wodurch die tektonische Platte einen plötzlichen Druck ausübt. Dadurch entstehen Schwingungen im umgebenden Gestein, weshalb es zu einem Erdbeben kommt.

San-Andreas-Verwerfung

Transformationsfehler sind riesige Risse in der Erde, in denen Platten aneinander reiben. Vielen Lesern wird bekannt sein, dass die San-Andreas-Verwerfung eine der berühmtesten und längsten Transformationsstörungen der Welt ist. Er ist in .

Die sich darauf bewegenden Plattformen verursachen verheerende Erdbeben in den Städten San Francisco und Los Angeles. Interessante Tatsache: Im Jahr 2015 veröffentlichte Hollywood einen Film mit dem Titel „San Andreas Fault“. Er spricht über die entsprechende Katastrophe.

1. Vulkanische Ursachen von Erdbeben

Eine der Ursachen für Erdbeben ist. Sie erzeugen zwar keine starken Schwingungen der Erde, halten aber recht lange an. Die Gründe für die Erschütterungen hängen damit zusammen, dass tief in den Tiefen des Vulkans die durch Lava und vulkanische Gase erzeugte Spannung zunimmt. Vulkanische Erdbeben dauern in der Regel Wochen oder sogar Monate an.

Die Geschichte kennt jedoch Fälle tragischer Erdbeben dieser Art. Ein Beispiel ist der Krakatau-Vulkan in Indonesien, der 1883 ausbrach.

Die Wucht seiner Explosion war mindestens zehntausend Mal größer als die Wucht von . Der Berg selbst wurde fast vollständig zerstört und die Insel in drei kleine Teile geteilt. Zwei Drittel des Landes verschwanden unter Wasser und der aufkommende Tsunami vernichtete alle, die noch eine Chance zur Flucht hatten. Mehr als 36.000 Menschen starben.

1. Erdrutschursachen von Erdbeben

Erdbeben, die durch riesige Erdrutsche verursacht werden, werden Erdrutsche genannt. Sie sind lokaler Natur und ihre Stärke ist normalerweise gering. Aber auch hier gibt es Ausnahmen. Beispielsweise ereignete sich 1970 ein Erdrutsch mit einem Volumen von 13 Millionen Kubikmetern vom Berg Huascaran mit einer Geschwindigkeit von über 400 km/h. Etwa 20.000 Menschen starben.

1. Vom Menschen verursachte Ursachen von Erdbeben

Erdbeben dieser Art werden durch menschliche Aktivitäten verursacht. Beispielsweise erzeugen künstliche Stauseen an Orten, die von Natur aus dafür nicht vorgesehen sind, mit ihrem Gewicht einen Druck auf die Platten, der die Anzahl und Stärke von Erdbeben erhöht.

Gleiches gilt für die Öl- und Gasindustrie, in der große Mengen an Naturstoffen gefördert werden. Kurz gesagt, von Menschen verursachte Erdbeben entstehen, wenn eine Person etwas aus der Natur von einem Ort nimmt und es ohne zu fragen an einen anderen überträgt.

1. Künstliche Ursachen von Erdbeben

Aus dem Namen dieser Art von Erdbeben lässt sich leicht erraten, dass die Schuld allein beim Menschen liegt.

Im Jahr 2006 wurde beispielsweise eine Atombombe getestet, die ein kleines Erdbeben auslöste, das in vielen Ländern registriert wurde. Das heißt, jede Aktivität der Erdbewohner, die offensichtlich garantiert ein Erdbeben nach sich zieht, ist eine künstliche Ursache für diese Art von Katastrophe.

Ist es möglich, Erdbeben vorherzusagen?

Tatsächlich ist es möglich. Beispielsweise sagten chinesische Wissenschaftler 1975 ein Erdbeben voraus und retteten viele Leben. Eine 100-prozentige Garantie kann dies aber auch heute noch nicht leisten. Ein hochempfindliches Gerät, das ein Erdbeben aufzeichnet, wird Seismograph genannt. Auf der rotierenden Trommel werden die Schwingungen der Erde von einem Rekorder aufgezeichnet.

Auch vor Erdbeben verspüren Tiere große Angst. Pferde beginnen sich ohne ersichtlichen Grund aufzubäumen, Hunde bellen seltsam und kriechen aus ihren Höhlen an die Oberfläche.

Erdbebenskala

Typischerweise wird die Stärke von Erdbeben anhand der Erdbebenskala gemessen. Wir stellen alle zwölf Punkte vor, damit Sie eine Vorstellung davon haben, worum es geht.

• 1 Punkt (unsichtbar) – das Erdbeben wird ausschließlich durch Instrumente aufgezeichnet;
• 2 Punkte (sehr schwach) – kann nur von Haustieren wahrgenommen werden;
• 3 Punkte (schwach) – nur in einigen Gebäuden spürbar. Fühlt sich an, als würde man mit einem Auto über Unebenheiten fahren;
• 4 Punkte (mäßig) – wird von vielen Menschen bemerkt, kann zu Bewegungen von Fenstern und Türen führen;
• 5 Punkte (ziemlich stark) – Glas klappert, hängende Gegenstände schwanken, alte Tünche kann abbröckeln;
• 6 Punkte (stark) – bei diesem Erdbeben werden leichte Gebäudeschäden und Risse in minderwertigen Gebäuden festgestellt;
• 7 Punkte (sehr stark) – zu diesem Zeitpunkt erleiden die Gebäude erheblichen Schaden;
• 8 Punkte (zerstörerisch) - Zerstörungen werden an Gebäuden beobachtet, Schornsteine ​​und Gesimse stürzen ein, an den Berghängen sind Risse von mehreren Zentimetern zu erkennen;
• 9 Punkte (verheerend) – Erdbeben führen zum Einsturz einiger Gebäude, zum Einsturz alter Mauern und die Geschwindigkeit der Rissausbreitung erreicht 2 Zentimeter pro Sekunde;
• 10 Punkte (zerstörerisch) – viele Gebäude stürzen ein, in den meisten Fällen schwere Schäden. Der Boden ist von bis zu 1 Meter breiten Rissen durchzogen, und rundherum gibt es Erdrutsche und Erdrutsche;
• 11 Punkte (Katastrophe) – große Erdrutsche in Berggebieten, zahlreiche Risse und ein Bild der allgemeinen Zerstörung der meisten Gebäude;
• 12 Punkte (schwere Katastrophe) – die Erleichterung verändert sich global fast vor unseren Augen. Gewaltige Einstürze und totale Zerstörung aller Gebäude.

Grundsätzlich lässt sich auf einer zwölfstufigen Erdbebenskala jede Katastrophe beurteilen, die durch Erschütterungen der Erdoberfläche verursacht wird.

Abschließend muss noch hinzugefügt werden, dass die wahren Ursachen des Erdbebens recht schwer zu ermitteln sind. Dies liegt daran, dass natürliche Mechanismen so komplex sind, dass sie noch nicht vollständig erforscht sind.

Wir haben Ihnen nur das erzählt, was am meisten mit einer Katastrophe wie einem Erdbeben zu tun hat.

Sind Stauseen für Erdbeben verantwortlich?

Im August 1975 erlebten die Bewohner der kleinen Stadt Oroville (ca. 20.000 Einwohner) in Nordkalifornien einen Schock der Stärke 7. In Kalifornien gibt es jedes Jahr über 300 Erdbeben, und das Erdbeben in Oroville dürfte nicht viel Aufmerksamkeit oder Besorgnis erregt haben. Darüber hinaus wurden nur 12 Menschen verletzt und der Sachschaden überstieg nicht 6 Millionen US-Dollar. Inzwischen waren viele Seismologen, Ingenieure und Einwohner der Stadt besorgt. Tatsache ist, dass sieben Jahre zuvor in der Nähe der Stadt Oroville der höchste Staudamm der Vereinigten Staaten (235 m) mit einem Stauseevolumen von 4,4 km 3 errichtet wurde. Die Frage, ob das Oroville-Erdbeben natürlich ist oder provoziert wurde, ist Gegenstand von Forschung und Debatte unter Experten. Tatsächlich weiß man nie, in welchen Gebieten Erdbeben ohne menschliches Eingreifen nach jahrzehntelanger oder sogar hundertjähriger seismischer Stille aufgetreten sind. Das Epizentrum des Erdbebens liegt 11 km vom Damm entfernt, die Quelle wurde in einer Tiefe von 8 km bestimmt, das Erdbeben selbst ereignete sich 7,5 Jahre nach dem Bau des Damms und 6 Jahre nach Beginn des Wasseranstiegs im Stausee . Schließlich ging das Erdbeben mit der Wiederbelebung einer alten Verwerfung über eine Strecke von 3,8 km mit einer vertikalen Verschiebung entlang dieser von etwa 5 cm (bis zu 18 cm über die gesamte Breite der Zone) einher, wie es bei natürlichen Erdbeben der Fall ist. Andererseits unterscheiden sich jedoch einige rein seismologische Merkmale, wie das Verhältnis von Häufigkeit und Stärke von Nachbeben, die Dauer starker Vibrationen usw., von den üblichen Erdbeben in Kalifornien. Unmittelbar nach der Befüllung des Stausees begannen leichte Erschütterungen. In den vier Monaten vor dem Erdbeben stieg das Wasser im Stausee schneller als je zuvor und erreichte die größte Höhe – 45 m. Der Höchststand wurde am 24. Juni erreicht und am 28. Juni begannen die ersten Erschütterungen.

Die Lage der Quelle im Verhältnis zum Belastungsschwerpunkt der Wassermasse gibt keinen Anlass, von einem direkten Einfluss des Gewichts des im Reservoir angesammelten Wassers zu sprechen, erlaubt uns aber auch, die Tatsache von Änderungen des Wasserdrucks auszuschließen in Rissen durch die Füllung des Reservoirs.

Wir begannen unsere Beschreibung des Phänomens der angeregten Seismizität mit dem Ereignis, das uns zeitlich am nächsten liegt und das umstrittenste Beispiel ist. Wenn wir jedoch über den frühesten nachgewiesenen Fall der Anregung seismischer Aktivität beim Füllen von Stauseen sprechen, müssen wir in die Jahre 1935-1936 zurückgehen.

1935 wurde in den USA, an der Grenze der Bundesstaaten Nevada und Arizona, der Bau des damals größten Hoover-Bogenstaudamms am Fluss abgeschlossen. Colorado und die Befüllung des Mead-Reservoirs begann. Im September des Folgejahres, also etwa ein Jahr nach Beginn der Befüllung, kam es bei einem Anstieg des Wasserspiegels um 100 m zu seismischen Erschütterungen. Wie unerwartet sie in dieser Gegend waren, zeigt die Tatsache, dass die Installation von Seismographen hier gar nicht vorgesehen war. Die ersten drei Seismographen wurden erst 1937 sowie 1938 und 1940 installiert. das örtliche seismologische Beobachtungsnetz musste erweitert werden. Anzahl schwacher Erdbeben 1937-1947. In Tausenden gemessen, überschritt die Tiefe der meisten von ihnen nicht 6-8 km. Bis 1939 war der Stausee gefüllt und erreichte ein Volumen von 35 Milliarden m 3. Am 4. Mai desselben Jahres wurde das Gebiet von einer starken Erschütterung (Stärke 5) erschüttert, die so viel Energie freisetzte wie alle anderen Erdbeben zusammen.

Die Forschung hat einen Zusammenhang zwischen der Freisetzung seismischer Energie und den Spitzen der Wasserbelastung in den Jahren 1938–1949 festgestellt. Seit 1951 sind Pegelschwankungen nur noch saisonaler Natur und lassen durch den Bau weiterer Staudämme flussaufwärts nach, und die Korrelation zwischen diesen Werten ist verschwunden. In den letzten Jahren wurden in der Nähe des Staudamms nur Mikroerdbeben beobachtet. An anderen im Bau befindlichen Stauseen hatten amerikanische Forscher bereits im Vorfeld Seismographen installiert. Infolgedessen wurde in 10 von 68 Stauseen angeregte Seismizität registriert. Auf der anderen Hemisphäre, auf der Indischen Halbinsel, erlebten die Menschen, die in der Nähe von 12 großen künstlichen Stauseen lebten, keine Erschütterungen. Deshalb begann 1961 die Befüllung des Stausees am Fluss. Koyna mit einer geplanten Dammhöhe von 103 m und einem Volumen von 2780 Millionen m 3 schien nichts auf Schwierigkeiten hinzuweisen. Und doch ereignete sich hier, in einem ruhigen Plattformbereich aus präkambrischen kristallinen Gesteinen, im Dezember 1967 ein Erdbeben der Stärke 8–9, das 180 Menschenleben forderte, 2,3 Tausend Verletzte hinterließ und erheblichen Sachschaden verursachte. Der Damm selbst wurde schwer beschädigt. Das Erdbeben hatte ein Epizentrum 3-5 km südlich des Staudamms und erfasste ein riesiges Schildgebiet mit einem Radius von etwa 700 km (der Stausee nahm eine Fläche von nur 50 mal 2-5 km ein). Unter einer erheblichen Anzahl von Nachbeben hatten einige eine Stärke von 5 bis 5,4. Ein solch starkes Erdbeben war unerwartet, obwohl kurz nach Erreichen der Hälfte schwache Erschütterungen einsetzten Der geplante Wasserstand im Stausee erhöhte sich, und in der Folge nahmen Intensität und Häufigkeit zu.

Zu diesem Zeitpunkt waren bereits so starke Erdbeben bekannt wie am Xinfengkang-Staudamm in China im Jahr 1962 am Kariba-Stausee am Fluss. Sambesi im Jahr 1963, am Kremasta-Staudamm in Griechenland im Jahr 1966. In 6 Fällen waren erregte Erdbeben stärker als 5, in 12 Fällen waren sie nur geringfügig schwächer. Zahlreiche deutlich schwächere Erschütterungen wurden im Zusammenhang mit der Befüllung von Stauseen „in vielen anderen Ländern festgestellt: in Frankreich, Spanien, der Schweiz, Italien, Jugoslawien, Kanada, Brasilien, Japan, Australien usw. Der französische Seismologe J. Rothe, so scheint es, war das erste Mal, dass ich vor 10 Jahren versuchte, bekannte Fälle zu verallgemeinern und die Hauptmuster zu entdecken. Eine der ersten waren Verallgemeinerungen der sowjetischen Wissenschaftler I. G. Kassin und N. I. Nikolaev.

Erregte Seismizität wird nicht nur innerhalb der sich bewegenden Erdgürtel beobachtet, sie manifestiert sich auch auf alten stabilen Plattformen. Typischerweise sind Erdbeben lokaler und oberflächennaher Natur und konzentrieren sich entlang bestehender Verwerfungen, wobei die Epizentren in einer Entfernung von bis zu 10–15 km von der Wasseroberfläche der Stauseen liegen. Besonders deutlich nimmt die Aktivität zu, wenn der Wasserspiegel über 100 m steigt, sie kann aber auch auftreten, wenn der Pegel um 40–80 m ansteigt. Die Häufigkeit der verursachten Erdbeben hängt in den meisten Fällen nicht so sehr mit der Höhe des Wasserspiegels zusammen, sondern mit der Größe und Geschwindigkeit des Niveauunterschieds. Bei gleichem spezifischen Druck der Wassersäule gilt: Je größer die Wahrscheinlichkeit von Erschütterungen, desto größer ist die Fläche, die das Reservoir einnimmt, und desto größer ist die von ihm betroffene Fläche.

Das Regime ausgelöster Erdbeben hat oft einen spezifischen Charakter, der sich von gewöhnlichen Erdbeben unterscheidet. Dies äußert sich in einer allmählichen Zunahme der Häufigkeit und Intensivierung seismischer Ereignisse mit zunehmender Befüllung des Stausees bis zum Maximum, woraufhin entsprechend der allgemeinen Abnahme der Schwankungen des Wasserspiegels oder sogar bei anhaltenden Schwankungen eine Dämpfung der seismischen Aktivität erfolgt ist notiert. Perioden der Intensivierung und Abschwächung der angeregten Seismizität können mehrere Jahre dauern (bis zu 6–8 oder sogar 12–15 Jahre).

In unserem Land wurde die angeregte Seismizität am besten in der Nähe des Wasserkraftwerks Nurek am Fluss untersucht. Wachsch in Tadschikistan. Wie Sie wissen, ist Tadschikistan eine der seismisch aktivsten Regionen der UdSSR. In diesem Fall bot dies den Seismologen den Vorteil, dass sie die Besonderheiten lokaler Erdbeben und die Merkmale des seismischen Regimes lange vor Beginn der Befüllung des Reservoirs im Detail untersuchen und dadurch angeregte Seismizität zuverlässiger identifizieren konnten.

Und wir haben es geschafft, dies voll auszunutzen. Zu Beginn der Befüllung des Reservoirs verfügten die Forscher über eine Reihe detaillierter Beobachtungen, die 12 Jahre dauerten, und zum Zeitpunkt der intensiven Befüllung (1972) waren es 17 Jahre, was in keiner anderen Region der Welt der Fall war. Während dieser Zeit blieb die räumliche Verteilung der Erdbeben stabil. Veränderungen der vierteljährlichen und jährlichen Erdbebensummen von 1955 bis 1975 zeigten, dass die Zahl der Erdbeben im Stauseegebiet (innerhalb vorgegebener und dauerhafter Grenzen) seit 1967 zuzunehmen begann und 1972 ein Maximum erreichte. Im Jahr 1967 wurde der Stausee zerstört wurde bis zur 40-Meter-Sohle und im Jahr 1972 bis zur 100-Meter-Sohle aufgefüllt. Von 1960 bis 1971 gab es durchschnittlich 26 Erdbeben pro Quartal, ab Anfang 1971 stieg diese Zahl jedoch auf 40, und das letzte Quartal 1972 war von 133 Erdbeben geprägt, danach ging die Zahl der Erdbeben zurück. Aber in der weiteren Umgebung ging die Zahl der Erdbeben in den gleichen Jahren, mit Ausnahme der Erschütterungen rund um den Stausee, sogar leicht zurück. 1972-1973 Die Erdbebenherde, die ohnehin größtenteils flach waren, wurden noch flacher, d. h. die seismische Aktivität im Stauseegebiet schien näher an die Erdoberfläche heranzukommen (95 % der Erschütterungen fanden in einer Tiefe von nicht mehr als 5 km statt). In diesem Fall gruppierten sich die Erdbeben unter dem Stausee in der Nähe des Damms und verlagerten sich mit der raschen Füllung etwas entsprechend der Bewegung des Lastschwerpunkts der Wassersäule.

Die zweite Phase der intensiven Füllung begann im Juli-August 1976. Und die Zahl der Erschütterungen nahm erneut zu. Aufgrund seiner Füllung kam es im Bereich des Nurek-Reservoirs zu einer erhöhten Seismizität. Im Bereich des Stausees kommt es bis heute zu schwachen Erschütterungen.

Der Damm des Wasserkraftwerks Toktogul am Fluss. Naryn im Tien-Shan-Gebirge ist bereits auf 215 m gestiegen, und dahinter plätschern die Wellen eines neuen Stausees. Nachdem der Wasserstand 100 m überschritten hatte, begannen die Instrumente, eine erhöhte seismische Aktivität aufzuzeichnen. Ähnlich verhielt es sich bei der Befüllung der Stauseen des Wasserkraftwerks Chirkey in Dagestan und des Wasserkraftwerks Charvak in Usbekistan. Angesichts der Tatsache, dass in der Nähe der Stauseen Nurek und Toktogul keine starken Erdbeben aufgetreten sind, müssen wir einen Vorbehalt machen: „Bis jetzt.“ Schließlich soll der Wasserspiegel auf 300 m ansteigen und die provozierten starken Erdbeben können mehrere Jahre von der Zeit des maximalen Pegelanstiegs entfernt sein.

Wenn wir über starke erregte Erdbeben in den flachen Regionen des Landes sprechen, müssen wir uns an das Erdbeben südlich von Nowosibirsk in der Nähe der Stadt Kamen-on-Obi im Jahr 1963 erinnern. Dieses Erdbeben hatte eine Stärke von bis zu 8 Punkten hier unerwartet. Erst viel später begann man, es mit der Abfüllung in den Jahren 1957-1959 in Verbindung zu bringen. Obsee mit einem Volumen von 8,8 km 3.

Natürlich ist die Füllung nicht jedes große Reservoirs mit seismischen Ereignissen behaftet. Beispielsweise sind uns keine Erdbeben in der Nähe des Kuibyshev-, Tsimlyansky-, Krasnojarsker-, Bratsk- und anderer Meere bekannt. Nach dem Füllen der großen Stauseen Bhakra in Indien (Dammhöhe 225 m), Daniel Johnson in Kanada (214 m), Glen Canyon in den USA (216 m), Grand Dixence in der Schweiz (284 m) wurde keine seismische Aktivität festgestellt. usw. Allerdings stellt diese Mehrdeutigkeit der Folgen möglicherweise noch größere Anforderungen an die Forscher, da man lernen muss, vorherzusehen, in welchen Fällen seismische Folgen zu erwarten sind und wie ihre maximale Wirkung sein kann.

Bis Anfang der 70er Jahre waren weltweit 35 Fälle erhöhter seismischer Aktivität aufgrund der Verfüllung von Stauseen bekannt. Und obwohl dies nur die Hälfte der Gesamtzahl der großen Stauseen ausmacht, kann diese Aussage nicht vernachlässigt werden, da Erdbeben, auch zerstörerische, dort auftraten, wo sie nicht erwartet wurden. Doch derzeit werden weltweit 135 bedeutende Stauseen geplant und gebaut. Auch wenn nur 15 von ihnen von Erdbeben betroffen sind, muss alles Mögliche getan werden, um sie vorherzusehen und zu verhindern.

Beim Kennenlernen jedes neuen Phänomens können sich Spezialisten nicht auf die Phänomenologie beschränken, sondern bemühen sich, deren Ursachen zu verstehen. Für angeregte Seismizität gibt es mehrere Erklärungen. Sie alle sind bis zu einem gewissen Grad hypothetisch. Um dieses Problem besser zu verstehen, ist es notwendig, zunächst andere ähnliche Erscheinungsformen der Revitalisierung der Erdkruste zu betrachten. Wir werden über künstliche Erdbeben außerhalb der Zonen sprechen, in denen Stauseen entstehen.

Unterirdische Atomexplosionen sind seismische Erreger

Im Wesentlichen handelt es sich bei der nuklearen Explosion selbst, die im Untergrund stattfindet, um ein künstliches Erdbeben. Und seine Auswirkungen auf die Erdoberfläche und -kruste ähneln, wenn wir nicht auf bestimmte geophysikalische Fragen eingehen, einem gewöhnlichen Erdbeben der entsprechenden Stärke.

Experten wissen, dass jede der 8 starken Explosionen am Teststandort in Nevada (mit einer Stärke von 0,1 bis 1,2 Mt) einem Erdbeben der Stärke 5 bis 6 entsprach und mit der Wiederbelebung bestehender Verwerfungen in der Erdkruste in der Nähe einherging. In diesen Fällen wurden Verschiebungen entlang der Verwerfungen in mehreren zehn Zentimetern (bis zu 1,2 m) in der vertikalen Ebene und in Zentimetern (bis zu 15 cm) entlang der Länge der Verwerfung gemessen. Die Verschiebungen der Verwerfungsflügel hatten die gleiche Richtung wie die mit geologischen Methoden ermittelten natürlichen Verschiebungen. Die Länge der durch Explosionen erneuerten Oberflächenbrüche betrug teilweise sogar Kilometer (bis maximal 8 km). Die Länge erneuter Brüche hängt direkt von der Stärke der Explosion ab, wie es auch bei natürlichen Erdbeben beobachtet wird.

Damit verbundene und nachfolgende tektonische Phänomene wurden auf eine 1,1 Mt schwere Explosion zurückgeführt, die Ende 1968 in Nevada stattfand. Die Atombombe wurde in einem Bohrloch in einer Tiefe von 1,4 km unter der Erdoberfläche auf einem Plateau aus pliozänem Vulkangestein gezündet. Zum Zeitpunkt der Explosion bildete sich an der Oberfläche in einem Umkreis von bis zu 450 m um das Epizentrum eine Masse kleiner Risse. Viel wichtiger ist jedoch die Tatsache, dass bestehende Verwerfungen in einer Entfernung von bis zu 5,6 km vom Explosionsort aktiviert wurden und diese Verwerfungen nach geologischen Daten in den vergangenen mehreren Millionen Jahren keine nennenswerten Verschiebungen aufwiesen. Die Explosion löste Zehntausende Folgebeben mit einer Stärke von bis zu 4,2 aus, die mehrere Monate anhielten. In den zwei Wochen vor der Explosion wurden drei schwache Erschütterungen festgestellt, am Tag nach der Explosion mehr als tausend; Nach weiteren zwei Wochen wurden 15 Erschütterungen pro Tag registriert, anschließend schwankte ihre Zahl, bis sie sich drei Monate später auf dem gleichen Niveau wie vor der Explosion einpendelte. Erregte Erdbeben gruppierten sich entlang mehrerer Zonen in einer Tiefe von bis zu 6 km und in einer Entfernung von bis zu 13 km vom Explosionsort. Spezielle seismologische Untersuchungen sowie direkte Beobachtungen an der Oberfläche zeigten rechtslaterale Scherung und vertikale Bewegung entlang der Störungen. Die Brüche an der Oberfläche traten meist entlang oder an der Fortsetzung von Verwerfungen auf. Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass das künstliche Erdbeben akkumulierte natürliche tektonische Spannungen freisetzte, die Explosion also als „Auslöser“ oder „Auslöser“ für die seismische Freisetzung akkumulierter Spannungen diente. Bei anderen Explosionen in Nevada wurden regelmäßig Verschiebungen entlang von Verwerfungen und angeregte Erdbeben beobachtet, und die maximale bekannte Entfernung von Erdbeben vom Explosionsort erreichte 20–40 km, Erschütterungen wanderten von den Epizentren der Explosionen aus und es gab nie stärkere Erdbeben als die Explosionen selbst verzeichnet.

Eine andere Art von Verschiebung, die nur oberflächennahe Schichten betrifft, wurde durch hochpräzise geodätische Messungen nachgewiesen. Über den Explosionsstellen traten regelmäßig konzentrische Vertiefungen auf, die wie „Einbrüche“ von vielen Metern aussahen. In einer Entfernung von mehr als 2 km von den Explosionsstellen maßen diese Setzungen mehrere Zentimeter. Und in mehreren Fällen ergaben wiederholte geodätische Messungen hinter solchen Senkungstrichtern äußere Hebungsausgleichsringe, allerdings nur in einer Höhe von etwa 2 cm.

Bereits an diesen Beispielen wird deutlich, wie erhebliche Störungen sowohl an der Oberfläche als auch in den oberen Teilen der Erdkruste mit unterirdischen Atomexplosionen verbunden sind. Es wäre falsch zu glauben, dass dies alles nur für Nevada gilt und mit den Besonderheiten seines Spannungszustands, der Tektonik und der potenziellen Seismizität dieses Territoriums zusammenhängt.

Es gibt eine andere Art angeregter Seismizität. Hierbei handelt es sich um Erdbeben, die durch das Pumpen und Pumpen von Flüssigkeit in Brunnen verursacht werden. Dieses Phänomen wurde zufällig entdeckt. In einem der Werke in der Nähe von Denver (Colorado, USA) beschlossen sie, Abwasser mit schädlichen Verunreinigungen tief unter die Erde durch Brunnen zu pumpen. Es wurde ein erschöpfter Brunnen mit einer Tiefe von über 3,6 km ausgewählt, der bis in den kristallinen Untergrund reichte. Im März 1962 begann man mit der Müllversenkung. Ende April tauchten Hinweise auf seismische Erschütterungen auf, die hier bisher nicht beobachtet worden waren. Die Häufigkeit der Erschütterungen nahm im April-Juni 1962 und im Februar-März des folgenden Jahres zu. In dieser Zeit wurde Wasser in den Brunnen gepumpt. Die Erschütterungen ereigneten sich in einer Tiefe von 4,5 bis 5,5 km, wobei die Epizentren nicht weiter als einige Kilometer vom Bohrloch entfernt waren; ihre Stärke erreichte die Stärke 3. Nachdem Wissenschaftler einen Zusammenhang zwischen lokaler seismischer Aktivität und der Wasserinjektion in das Bohrloch vermuteten, wurde entschieden das Zufallsexperiment unter strenger Kontrolle zu wiederholen. Ein anschließender Vergleich der gepumpten Wassermenge und der Anzahl der Stöße auf monatlicher Basis zeigte eine völlige Übereinstimmung dieser Indikatoren. Die Erschütterungen hielten an und verstärkten sich 1967 sogar noch (mit einer Stärke von bis zu 5,4), nachdem das Pumpen von Wasser in den Brunnen eingestellt wurde. Denver hatte in seiner bisherigen Geschichte nur ein einziges Erdbeben erlebt, und zwar im Jahr 1882. Die Wahrscheinlichkeit, dass 1.500 Beben zufällig in einem begrenzten Gebiet nahe dem Boden eines Brunnens auftraten, erwies sich laut einer Analyse der 100-jährigen seismischen Geschichte des Gebiets als vernachlässigbar. Und wie bei Erdbeben, die durch das Auffüllen von Reservoirs und nuklearen Explosionen ausgelöst wurden, erwiesen sich die Bewegungen in den Erdbebenherden als ähnlich wie bei gewöhnlichen tektonischen Erdbeben in der Region.

Später tauchten Berichte über einen Zusammenhang zwischen der Intensität der Ölfeldentwicklung und lokalen Erdbeben auf. Das berühmte Wilmington-Ölfeld südlich von Los Angeles in Kalifornien, das seit den späten 1920er Jahren in Produktion ist, erlebte 1947, 1949, 1951, 1954, 1955 und 1961 Erdstöße. Seismologen bringen sie mit dem Auftreten tangentialer Spannungen beim Absinken von Oberflächenschichten mit einer Geschwindigkeit von 30–70 cm/Jahr aufgrund von Ölpumpen in Verbindung. Die stärksten Erschütterungen gingen mit Schichtverschiebungen in einer Tiefe von etwa 0,5 km und Schäden an Bohranlagen in dieser Tiefe einher.

In unserem Land wurde im Mai 1971 ein Erdbeben der Stärke sieben in den Ölfeldern des Nordkaukasus in der Gegend von Grosny gemeldet. Die Quelle des Erdbebens befand sich in einer Tiefe von 2,5 km, daher verursachte es an der Oberfläche einen Effekt der Stärke sieben, das Erdbeben wurde von nachfolgenden Erschütterungen begleitet. Das Erdbeben steht im Zusammenhang mit der Förderung von Öl aus Kreidekalksteinen aus einer Tiefe von 4 km. Obwohl hier seit 80 Jahren Öl gefördert wird, fand die größte Förderung in den Jahren vor dem Ereignis statt, so dass der Druck in den Formationen innerhalb von sieben Jahren um 250 atm abfiel, davon 115 atm im Jahr 1969.

Eine besondere Gruppe künstlicher Erschütterungen sind Gesteinsschläge in Bergwerken, bei denen es sich im Wesentlichen um Mikroerdbeben handelt. Trotz ihrer im Vergleich zu echten Erdbeben unbedeutenden Intensität sind sie für die Praxis des Untertagebergbaus von großer Bedeutung, da sie mit plötzlichen Gas- und Gesteinsemissionen, Verstopfungen und Zerstörungen von Bergwerken, Störungen des normalen Betriebs von Untertagelagerstätten usw. einhergehen menschliche Opfer. Beispielsweise gab es in den USA einen Fall, bei dem ein Gesteinsschlag im Umkreis von 6 km wie ein Erdbeben empfunden wurde. Auf einem der französischen Felder kommt es seit 50 Jahren fast jedes Jahr zu Salz- und Gasemissionen.

Praxis und spezielle Studien in den Bereichen der UdSSR, der Deutschen Demokratischen Republik und Polens haben gezeigt, dass bestimmte Gebiete und Zonen gefährlich für Ausbrüche sind, die sich hauptsächlich auf Gebiete mit moderner Hebung und einer starken Änderung der Geschwindigkeit moderner Bewegungen der Erdkruste konzentrieren oder direkt zu aktiven tektonischen Zonen, d. h. den am stärksten beanspruchten Gebieten im Bereich moderner tektonischer Aktivität.

Ein spürbarer Schock und über 100 Folgeschocks wurden im Juni 1974 in der Nähe von New York in einer Tiefe von nur 0-1,5 km in Kalksteinstollen registriert. Andernorts verzeichneten in der Nähe tiefer Minen installierte Seismographen an Wochentagen eine erhöhte seismische Aktivität und am Sonntag Ruhe. Daher werden ungewöhnliche Ereignisse vernünftigerweise mit der Entladung der Erdkruste infolge der Entfernung von Gestein aus Stollen in Verbindung gebracht. Obwohl Fälle von Erdbeben, die durch den Bergbau verursacht werden, selten sind und die Erschütterungen selbst eine geringe Stärke haben, sollten sie nicht unterschätzt werden, schon allein deshalb, weil sie aufgrund ihrer geringen Tiefe die Oberfläche stärker beeinflussen, als gewöhnliche Erdbeben entsprechender Stärke dicht wirken können besiedelte Gebiete und stören die Ausbeutung der Lagerstätten.

Über die Ursachen und Mechanismen angeregter Erdbeben

Wenn wir die bekannten Fälle dieser Art von Ereignissen zusammenfassen, können wir die folgenden Hauptfaktoren menschlicher Aktivität identifizieren, die zu angeregten Bewegungen der Erdkruste und Erdbeben führen: 1) Änderungen der hydrostatischen und hydrodynamischen Bedingungen (Gleichgewicht) im Untergrund während der Prozess der Entfernung oder Einführung von Flüssigkeiten; 2) Aushub von Gesteinen in fester Phase bei verschiedenen Arten von Untertagearbeiten; 3) Umverteilung der Lasten auf der Oberfläche der Erdkruste im Zusammenhang mit der Schaffung von Stauseen, Städten, großen Deponien oder der Schaffung großer Gruben und Steinbrüche; 4) der Einfluss dynamischer Belastungen, insbesondere starker Explosionen.

Die Benennung von Faktoren bedeutet natürlich nicht, die Ursachen des Phänomens zu bestimmen. Es scheint, dass der einfachste und natürlichste Grund die Auswirkung der zusätzlichen Belastung durch Stauseen auf die Erdkruste sein könnte. Der Zusammenhang zwischen diesen beiden Phänomenen ist jedoch nicht einfach, und darüber hinaus kommt es nicht nur bei der Anlage von Stauseen zu Verschiebungen und Erdbeben, sondern auch bei anderen Arten menschlicher Aktivitäten.

Derzeit ist die Forschung zu diesem Problem so weit fortgeschritten, dass Wissenschaftler nur wenige wahrscheinliche Ursachen oder mögliche Mechanismen für angeregte Erdbeben und Verschiebungen entlang von Verwerfungen skizzieren können.

Nennen wir die wichtigsten.

1. Der Einfluss einer zusätzlichen konzentrierten Belastung von Wassermassen in Stauseen, also eine Verletzung des Gravitationsgleichgewichts in der Erdkruste.
2. Eine Erhöhung des Drucks von Porenbruchwässern, wodurch die Reibung (Scherwiderstand) in Bruchzonen abnimmt und das Auftreten seismischer Bewegungen erleichtert wird.
3. Verstärkte Rissbildung und Schwächung der Festigkeit der Gesteinsmasse mit zunehmendem Druck des Porenbruchwassers (insbesondere bei der Injektion von Flüssigkeiten in Gesteine).
4. Reduzierung der Gesteinsfestigkeit durch Keilwirkung oberflächenaktiver Schichten

Felsen in den kleinsten Rissen und Poren, in die Wasser eindringt.

Die meisten Forscher neigen mittlerweile dazu zuzugeben, dass es die Umverteilung und Druckänderung des Porenspaltwassers ist, die eine entscheidende Rolle beim Mechanismus angeregter Erdbeben spielt. Der sowjetische Forscher I.G. Kissin stellt die Entwicklung des Verfahrens wie folgt dar:

„In der Zone der zukünftigen Quelle gibt es tektonische Spannungen, deren Ausmaß unter natürlichen Bedingungen jedoch nicht ausreicht, um einen Bruch zu verursachen.“ Da der Druck des Porenbruchwassers aufgrund ingenieurtechnischer Maßnahmen zunimmt, nimmt der Bruchwiderstand gegen Scherverformungen in dieser Zone ab. Wenn der Druck einen bestimmten Grenzwert erreicht, beginnen hydraulische Frakturierungsvorgänge. Die Rissausbreitung wird auch durch den Einfluss von Adsorptionsschichten aus Porenflüssigkeit begünstigt.

Durch die Entstehung orientierter Risse nimmt die Schubspannung über die Fläche der verbleibenden Bindungen zu. Mit zunehmender Fläche gebrochener Bindungen (neu gebildete Risse) sollte der Widerstand gegen Scherkräfte aufgrund von Reibung zunehmen. Dies wird jedoch durch den Einfluss von Porenrissflüssigkeit verhindert, die die Reibung auf der Scherebene verringert... Mit zunehmendem Flüssigkeitsdruck nimmt auch der relative Anstieg der Scherspannung über die Fläche der verbleibenden Bindungen zu. Unter dem Einfluss des zunehmenden Flüssigkeitsdrucks kommt es zu einzelnen Brüchen und Absplitterungen, die zu einer Schwächung des Massivs führen und sich in Form von Vorbeben bemerkbar machen. In diesem Fall steigt die Scherspannung bis zur Grenze an, an der der Hauptbruch möglich wird. Die Entwicklung von Versetzungen bei Erdbeben, beginnend mit einem Anstieg des Flüssigkeitsdrucks, kann anschließend zum Aufbrechen der Quellzone bis in erhebliche Tiefen führen, wo die Flüssigkeit keinen Einfluss mehr auf Verformungsprozesse hat.“

Die Tatsache, dass erregte Erdbeben nicht in allen Fällen menschlicher Einwirkung auf die Erdkruste auftreten, unterstreicht nur das Fehlen eines ausreichenden natürlichen Spannungsniveaus an einigen Stellen der Erdkruste und sozusagen die Bereitschaft der Erdkruste für Brüche und Erdbeben in anderen. In Gebieten mit erhöhter tektonischer Aktivität oder langfristig akkumulierten tektonischen Spannungen können zusätzliche Belastungen oder Spannungsumverteilungen durch menschliche Aktivitäten als eine Art „Auslöser“ für bereits auf natürliche Weise vorbereitete Erdbeben dienen. Eine sehr günstige Voraussetzung für die Manifestation angeregter Erdbeben ist das Vorhandensein starker kristalliner Gesteine, die durch Verwerfungen gebrochen sind, oder der Kontakt von Gesteinen mit unterschiedlicher Festigkeit und anderen Eigenschaften. Andererseits kommt es selbst in Gebieten, in denen natürliche Erdbeben auftreten, aber mit homogenen, relativ plastischen Gesteinen in den oberflächennahen Teilen der Erdkruste, unter zusätzlichen Einflüssen nicht zu angeregten Erdbeben.

Es ist unmöglich, sich eine zerstörerischere und gefährlichere Naturkatastrophe als ein Erdbeben vorzustellen. Menschen, die in erdbebengefährdeten Gebieten leben, sind ihr ganzes Leben lang von einem Erdbeben betroffen. Die Bevölkerung, die in einem relativ stabilen Gebiet lebt, fürchtet sich vor den Echos von Bewegungen, wie Wellen, die vom Zentrum eines Ereignisses zu seiner Peripherie hin auseinanderlaufen.

Natürliche Ursachen von Erdbeben

In der Antike galt Katastrophe als Zorn der Götter, als Manifestation der Macht anderer magischer und mythischer Charaktere. Dank moderner Forschung und der Entwicklung der Seismologie sind die Ursachen von Vibrationen in der Lithosphäre klar definiert:

• Subduktion. Die obere Erdhülle besteht aus Platten. Aus Gründen der inneren Arbeit können sich diese Platten auseinanderbewegen oder umgekehrt aufeinander kriechen, was dazu führt;
• Plattenverformung. Bestimmte Kräfte beeinflussen die Stabilität der Plattformen selbst, wodurch ein Erdbeben nicht nur an der Peripherie, sondern auch in der Mitte der Platten auftreten kann, wie beispielsweise in China;
• vulkanische Aktivität. Auch Vulkanausbrüche tragen zu Vibrationen in der Erdkruste bei. Solche Phänomene treten häufiger auf, sind aber weniger zerstörerisch.

Technogene Ursachen von Katastrophen

Die Menschheit greift aktiv in die Natur ein und versucht, die Umwelt nach eigenem Ermessen umzugestalten, ohne an globale Veränderungen zu denken, die zu einer Zunahme von Naturkatastrophen führen. So wird die Häufigkeit von Erdbeben durch folgende Arten von Aktivitäten des „Königs der Natur“ beeinflusst:

• Schaffung großflächiger künstlicher Stauseen. Wenn sich eine riesige Wassermasse in Stauseen konzentriert, übt ihr Gewicht Druck auf poröses Untergrundgestein aus und führt zu dessen Verdichtung. Auch die Qualität des Bodenbodens verändert sich, er wird zu stark mit Feuchtigkeit gesättigt. All dies führt zu Erschütterungen, selbst in den Gebieten, die noch nie für Erdbeben bekannt waren;
• Ultratiefes Bohren und Füllen gebrauchter Brunnen mit Wasser. Eine Veränderung des inneren Zustands der Lithosphäre durch den Abbau während des Abbaus führt zu Erschütterungen unterschiedlicher Stärke – bekanntlich mag die Natur keine Leere;
• Nukleare Explosionen, sowohl im Untergrund als auch auf der Oberfläche des Planeten, erzeugen eine starke Schockwelle und erschüttern alle Schichten der oberen Erdhülle.

All dies sind die wichtigsten natürlichen und vom Menschen verursachten Ursachen für Erdbeben.

| Ursprung von Erdbeben. Wie werden Erdbeben beurteilt?

Grundlagen der Lebenssicherheit
7. Klasse

Lektion 2
Ursprung von Erdbeben. Wie werden Erdbeben beurteilt?

AUS DER GESCHICHTE DER ERDBEBEN

Im Laufe der menschlichen Existenz haben Erdbeben Millionen Menschen getötet und Hunderte Städte zerstört.

Das Erdbeben, das die italienische Stadt Messina zerstörte, ist weithin bekannt.

Messina ist seit jeher eine unglückliche Stadt. Zwei Jahrtausende lang wurde es regelmäßig durch Kriege verwüstet, und dazwischen wüteten Erdbeben.

Am 28. Dezember 1908 ereignete sich um sechs Uhr morgens ein tödliches Erdbeben. Ein paar Sekunden – und Messina war weg. Nach dem Erdbeben strömten riesige Tsunamiwellen in drei Wellen nacheinander im Abstand von 15 Minuten an die Küste.

Am Rande der Stadt fingen zerstörte Gastanks Feuer; Eine halbe Stunde nach dem Erdbeben brach ein Feuer aus.

ERDBEBEN

Auf den klaffenden Platten, auf der bebenden Erde entlang des Boulevards standen die Skelette von Palästen mit eingestürzten Säulen und rissigen Wänden. Von allen Seiten waren Stöhnen, Schreie und Hilferufe zu hören. In den Trümmern waren Leichen zu sehen. Alle Gebäude am Ufer wurden durch den Tsunami weggespült.

Am Morgen wurde die Nachricht über die Katastrophe per Telegraf in alle Länder der Welt übermittelt. Nach und nach traf von überall her Hilfe ein. Der König selbst traf in Messina ein, um den Transport der Verwundeten zu organisieren.

So geschah es am 28. Dezember 1908 vor der Ostküste der Insel. Das russische Midshipman-Geschwader befand sich in Sizilien. Nachdem die Abteilung von dem schrecklichen Erdbeben erfahren hatte, machte sie sich auf den Weg nach Messina. Als sie sich der Stadt näherten, sahen die Seeleute, dass ihre Ufer mit Menschenmassen verstopft waren, die vor Kummer und Leid verstört waren. Russische Seeleute ließen mit Rettungsteams, Ärzten und Sanitätern Boote zu Wasser. Es war wie eine Landung – eine Landung im Namen der Rettung von Menschenleben.

Auf den Straßen war den Matrosen der Weg durch massiven Schutt versperrt, doch oft riskierten sie ihr Leben, kletterten über die Trümmer der Mauern, bauten Galerien und Brunnen, um zu den Opfern zu gelangen.

Die Matrosen gingen in einer Reihe von zehn Personen im Abstand von fünf Metern voneinander, gingen vorsichtig und lauschten auf Stöhnen und Schreie. Alle fünf bis zehn Schritte blieben alle auf Befehl des Ältesten vorsichtig stehen. Derjenige, der ein Stöhnen oder einen Hilferuf hörte, hob die Hand, die anderen stürzten auf ihn zu. Der Älteste ließ zwei oder drei Leute hier, gab ihnen Anweisungen und die Schlange zog weiter. Eine Zeile löste eine andere ab und die Suche nach Personen ging weiter.

An einer Stelle sahen sie einen Mann kopfüber hängen, dessen Beine zwischen den Balken eingeklemmt waren. Die Seeleute bauten aus ihren Körpern eine Pyramide und retteten so den Unglücklichen.

Hier ist, was die Italiener sagten: „Man kann sich kaum etwas Heldenhafteres vorstellen als die Tat russischer Seeleute.“ Das furchtlose Verhalten ihrer Offiziere und Matrosen zeichnete sich durch ihre Bescheidenheit und herzliche Einfachheit noch mehr aus.“

Anhand solcher Episoden lässt sich beurteilen, wie russische Seeleute arbeiteten. Auf den Überresten des Balkons im dritten Stock hing ein sechsjähriges Mädchen kopfüber, gefangen in den Gitterstäben. Ein Stück der Mauer hielt kaum noch und war kurz vor dem Einsturz. Dann stellten die Matrosen die Leiter ohne Anschläge senkrecht auf. Zwei stützten sie und zwei gingen nach oben. Einer von ihnen stellte sich auf die Schultern seines Freundes und holte das Kind heraus.

In den Ruinen der Bank entdeckten und gruben Retter einen feuerfesten Tresor aus, der eine große Menge Gold und Wertpapiere enthielt. All dies wurde sofort zu einem italienischen Kriegsschiff transportiert, das im Hafen ankam.

Sechs Tage lang arbeiteten russische Seeleute als Retter in Messina. Sie verschonten sich nicht, viele von ihnen wurden selbst verwundet und mehrere Menschen starben unter den eingestürzten Mauern.

Nach offiziellen Angaben haben unsere Seeleute 2.000 Menschen aus den Ruinen gerettet, 1.800 von ihnen wurden evakuiert. Der Kreuzer Admiral Makarov und das Schlachtschiff Slava transportierten etwa 1.000 verletzte Messinier nach Neapel.

Aus geologischer Sicht war das Erdbeben von Messina nicht bedeutsam und nur die Zahl der Opfer machte es so bekannt.

Warum starben beim Erdbeben von Messina im Jahr 1908 schließlich 100.000 oder sogar 160.000 Menschen? Dies ist vor allem auf die hohe Bevölkerungsdichte in Kalabrien und Sizilien zurückzuführen. Darüber hinaus ließen sich die Sizilianer überwiegend an der Küste nieder, in heruntergekommenen Gebäuden und Häusern...

Den Chroniken zufolge gilt das Erdbeben von 1201 (nach einigen Quellen - 1202) im Nahen Osten als das zerstörerischste Erdbeben in der gesamten Geschichte der Menschheit. Ägypten, Syrien, Kleinasien, Sizilien, Armenien und Aserbaidschan litten darunter.

Die Gesamtfläche der betroffenen Gebiete betrug 2 Millionen km2. Die Zahl der Todesopfer war unglaublich hoch, mehr als 1 Million Menschen.

In Russland im XI-XIX Jahrhundert. Etwa 40 Erdbeben wurden registriert, vier davon zerstörten Kirchen und beschädigten Häuser (1124 in der Region Nowgorod, 1474 in Moskau, 1595 in Nischni Nowgorod, 1807 in der Wolga-Region, von Nischni Nowgorod bis Ufa). In den Chroniken wird ein starkes Erdbeben erwähnt, das sich 1230 in Susdal ereignete. Es gab Erdbeben in Kiew, Perejaslawl, Wladimir und Nowgorod. In der Kiewer Höhlenkloster zerfiel die Kirche der Heiligen Mutter Gottes in vier Teile. Gleichzeitig stürzte das Refektorium ein. In Perejaslawl spaltete sich die St.-Michael-Kirche in zwei Teile.

Das Erdbeben in der Stadt Neftegorsk (Insel Sachalin) im Jahr 1995 zerstörte diese kleine Stadt fast vollständig. Es gibt nur noch wenige Häuser, Kindergärten und ein Krankenhaus. Infolge dieser Katastrophe starben mehr als 2.000 Menschen und die Stadt hörte auf zu existieren.

Ursprung von Erdbeben

Erdbeben - Dabei handelt es sich um Erschütterungen und Schwingungen der Erdoberfläche, die durch plötzliche Verschiebungen und Brüche der Erdkruste bzw. des oberen Teils des Erdmantels entstehen und sich in Form elastischer Schwingungen über weite Strecken übertragen.

Die oberste Hülle der Erde, Erdkruste genannt, hat unter den Kontinenten eine Dicke von etwa 30 – 70 km und besteht aus gehärtetem Gestein. Allerdings ist die Erdkruste keine monolithische Hülle. Die Hauptplatten, in die die Erdkruste unterteilt ist, sowie die darauf befindlichen Kontinente und Ozeane sind Afrikaner, Inder, Amerikaner, Antarktis, Eurasien und Pazifik.

Erinnern Sie sich aus dem Geographiekurs in den Klassen 6 und 7 daran, was Sie über die Bewegung von Lithosphärenplatten wissen.

Platten bewegen sich sowohl horizontal als auch vertikal und führen zur Bildung der Topographie der Erde – Berge, Vulkane, Senken. Ihre Bewegungen gehen mit der Ansammlung enormer Energie im Erdinneren einher, die, freigesetzt in Form seismischer Wellen, zu Schwingungen der Erdkruste führt. Seismische Wellen werden oft als starke Bewegungen der Erdoberfläche wahrgenommen. Wir nehmen sie als Erdbeben wahr.

So beschreibt ein Augenzeuge das Erdbeben: „Die Erde bebte, ihr erster Krampf dauerte fast 10 Sekunden: Das Knacken und Knarren von Fensterrahmen, das Klirren von Glas, das Dröhnen fallender Treppen weckte die Schlafenden … Die Decke war zerrissen wie Papier ... in der Dunkelheit schien alles zu fallen ...

Die Erde summte dumpf. Zitternd und schwankend neigten sich die Gebäude, Risse schlängelten sich wie Blitze entlang ihrer weißen Wände, und die Mauern stürzten ein und bedeckten die Straßen und die Menschen darin mit schweren Haufen scharfer Steinstücke …“

Schwere Erdbeben erschüttern den Planeten etwa alle 10 Jahre und sind oft katastrophal. Solche Erdbeben können Gebiete in einem Umkreis von Hunderten von Kilometern betreffen und sind in einem Umkreis von 500–700 km oder mehr auf einer Fläche von bis zu mehreren Millionen Quadratkilometern zu spüren.

Die schrecklichste und zerstörerischste Tragödie unseres Jahrhunderts, die mehr als eine halbe Million Menschen das Leben kostete, war das Erdbeben in China im Jahr 1976. Es ereignete sich in der Nacht des 28. Juli in der Nähe von Tianyui, einer Stadt mit eineinhalb Millionen Einwohnern eine halbe Million. Das Ausmaß der Zerstörung und die Zahl der Toten waren unglaublich groß. Wohngebäude und Fabriken wurden zu Ruinen; die Stadt hörte praktisch auf zu existieren. Im Boden entstanden riesige Risse. Einer der Risse verschluckte ein Krankenhaus und einen mit Passagieren überfüllten Zug. Brücken stürzten ein, Eisenbahnstrecken wurden beschädigt, Pipelines gerissen und Dämme zerstört. Nach Angaben einer Hongkonger Zeitung starben mehr als 655.000 Menschen.

Erdbeben treten nicht in allen Teilen der Welt auf. Sie kommen nur in bestimmten Gebieten vor, die als seismische Gürtel bezeichnet werden.

Derzeit ist alles bekannt zwei Hauptgürtel: Pazifik und Mittelmeer (Transasien).

Pazifischer Gürtel umgibt die Küste des Pazifischen Ozeans. Bis zu 80 % aller Erdbeben ereignen sich hier. Darüber hinaus kommt es durchschnittlich alle 150 Jahre erneut zu verheerenden Erdbeben.

Mittelmeergürtel (Transasien). erstreckt sich über Süd-Eurasien von der Iberischen Halbinsel im Westen bis zum Malaiischen Archipel im Osten. Bis zu 15 % aller Erdbeben ereignen sich in der Zone dieses Gürtels. Alle 200–300 Jahre kommt es zu zerstörerischen Erdbeben.

Gürtel werden außerdem unterschieden: Arktis, Westlicher Indischer Ozean und Ostafrika. Bis zu 5 % aller Erdbeben ereignen sich in diesen Zonen.

Am seltensten kommt es auf Plattformebenen zu zerstörerischen Erdbeben (alle 500-700 Jahre), weshalb sie manchmal einfach vergessen werden.

Gebiete, in denen Erdbeben besonders häufig auftreten, werden als seismisch aktiv bezeichnet.

Zu den seismisch gefährlichen (aktiven) Regionen Russlands gehören der Kaukasus (Republiken Kabardino-Balkarien, Nordossetien und Tschetschenien), Altai (Gebiete Altai, Gebiete Nowosibirsk und Kemerowo), die Berge Ostsibiriens und der Ferne Osten (Gebiet Krasnojarsk, Republiken). Burjatien, Tuwa, Sacha (Jakutien), Irkutsk, Tschita, Amur und Magadan-Regionen), Commander- und Kurilen-Inseln, o. Sachalin.

Der Ort, an dem sich das Gestein bewegt, wird als Erdbebenquelle bezeichnet. Die Quelle eines Erdbebens liegt meist in einer Tiefe von mehr als 10 km. Darüber auf der Erdoberfläche befindet sich der Ort der größten Manifestation des Erdbebens. Es wird Epizentrum genannt.

Ursache des Erdbebens Normalerweise kommt es in den Gesteinen der Erdkruste zu einer Verschiebung, einer Verwerfung, entlang derer eine Gesteinsmasse mit enormer Kraft an einer anderen reibt. Gleichzeitig verursacht gigantische Energie Vibrationen in Gesteinen, die sich über Dutzende und Hunderte von Kilometern in alle Richtungen ausbreiten können. Mit zunehmender Entfernung nimmt ihre Stärke ab.

Wellenschwingungen während eines Erdbebens gibt es hauptsächlich in drei Arten und werden mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten durch die Gesteine ​​der Erdkruste übertragen. Primärwellen schwingen in Längsrichtung, Sekundärwellen in Querrichtung, lange Wellen werden entlang der Erdoberfläche übertragen. Sie bewegen sich langsamer und werden oft als starke Bewegung der Erdoberfläche wahrgenommen. Diese Wellen haben eine große Reichweite und sind die Ursache aller sichtbaren Zerstörungen.

Aus weltweiter Erfahrung ist bekannt, dass ein Erdbeben manchmal durch zusätzliche Belastung von Gesteinen nach dem Bau großer Stauseen in tektonischen Störungszonen verursacht werden kann. In solchen Fällen beginnt eine der Platten unter dem Gewicht riesiger Wassermassen eine große Kraft auf die andere auszuüben.

Ein solches Erdbeben ereignete sich im Gebiet der Stadt Koinanagar (Indien). Ursache war der Bau eines Stausees mit einem Volumen von 2,78 km3 und einer Dammhöhe von 103 m. In der Nacht vom 10. auf den 11. Dezember 1967 zerstörte eine seismische Erschütterung der Stärke 8 im Epizentrum 80 % der Häuser in Koinanarape. 200 Menschen starben, mehr als 1,5 Tausend Menschen wurden obdachlos.

Epizentrum und Quelle eines Erdbebens mit davon abweichenden Wellen

Manchmal gibt es Erdwellen im wahrsten Sinne des Wortes. Sie bewegen sich auf dem Boden wie auf einem See. In Kalifornien wurden während des Erdbebens von 1906 mancherorts solche Wellen mit einer Höhe von bis zu 1 m festgestellt. Erdwellen sind besonders gefährlich, da sie Gebäude erschüttern und die stärksten Mauern zerstören. Manchmal vibrieren Gebäude so stark, dass sie einstürzen.

Erdbeben werden in tektonische, vulkanische, erdrutschartige, induzierte, mit Einschlägen kosmischer Körper auf der Erde verbundene und Seebeben unterteilt (Tabelle 1).

Die meisten Erdbeben bemerken wir nicht: Sie werden nur von speziellen Geräten – Seismographen – registriert.

Seismograph ist ein empfindliches Gerät, das Erschütterungen erkennt und registriert sowie deren Stärke, Richtung und Dauer notiert.

Seismographen werden an verschiedenen Orten auf der Welt eingesetzt, um täglich die Bewegungen der Erdkruste aufzuzeichnen, da diese nie in Ruhe ist. Die Messwerte von zwei oder mehr Seismographen helfen Seismologen dabei, den Ort eines Erdbebens zu lokalisieren.

Tabelle 1

KLASSIFIZIERUNG VON ERDBEBEN NACH URSPRUNG

Wie werden Erdbeben beurteilt?

Die Stärke und Stärke eines Erdbebens wird durch die Stärke des Erdbebens charakterisiert. Darunter versteht man einen konventionellen Wert, der die Gesamtenergie elastischer Schwingungen charakterisiert, die durch Erdbeben verursacht werden. Die Größe wird auf der Richterskala gemessen (von 1 bis 9 Punkten).

Die Menschen interessieren sich jedoch nicht für die Stärke der Erschütterungen, sondern für das Ausmaß der Zerstörung und dementsprechend für das Ausmaß der benötigten Hilfe.

Die Intensität eines Erdbebens, also seine Auswirkungen auf die Umwelt, wird auf der Mercalli-Skala gemessen(benannt nach dem italienischen Wissenschaftler Giuseppe Mercalli) und werden durch die Zerstörung und die Empfindungen der vom Erdbeben betroffenen Menschen bestimmt.

Die ungefähre Beziehung zwischen der Erdbebenstärke auf der Richterskala und der Erdbebenintensität auf der Mercalli-Skala ist in der Tabelle angegeben. 2.

Die Mercalli-Skala hat Abstufungen von I bis XII.

Mit der Stärke III spüren viele Menschen das Erdbeben auch im Inneren von Gebäuden. Hört sich an wie Vibrationen von einem kleinen Lastwagen, der in der Nähe vorbeifährt. Hängende Gegenstände schwanken.

Mit V-Punkten spüren die meisten Menschen das Erdbeben, sowohl innerhalb als auch außerhalb von Gebäuden, und diejenigen, die schlafen, wachen auf. Die Flüssigkeit in den Gefäßen spritzt teilweise. Die Türen schwingen auf. Kleine Gegenstände bewegen sich oder fallen um. Manchmal schwanken Bäume und Pfähle.

Mit VII-Punkten verspüren die Menschen Angst und es fällt ihnen schwer, still zu stehen. Beim Autofahren kommt es während der Fahrt zu spürbaren Stößen. Hängende Gegenstände schwanken. Möbel gehen kaputt. Große Glocken läuten. An Sand- und Kiesufern kommt es zu Erdrutschen. Es kommt zu Schäden an Betonbewässerungskanälen.

An den IX-Punkten beginnt allgemeine Panik. Es kommt zu Schäden an massiv gebauten Gebäuden, zu großen Zerstörungen im Inneren von Gebäuden und zu Schäden an Fundamenten. Risse im Boden sind erkennbar. Unterirdische Rohrleitungen platzen und Stauseen werden schwer beschädigt.

An XI-Punkten stürzen die meisten Ziegel-, Stein- und Holzgebäude ein. Einige Brücken werden zerstört. Im Boden bilden sich große Risse. Die Schienen sind stark verbogen.

An den Punkten XII kommt es zu einer allgemeinen Zerstörung. Große Gesteinsmassen werden verschoben. Auf der Erdoberfläche sind Erdwellen sichtbar. Gegenstände werden in die Luft geschleudert.

Um die Stärke von Schocks zu bestimmen, ist es unzuverlässig, sich nur auf die Geschichten einzelner Menschen über ihre Empfindungen zu verlassen. Augenzeugen, insbesondere unerfahrene, übertreiben die Stärke eines Erdbebens meist. Daher befragen Seismologen viele Menschen und versuchen, ein objektives Bild des Erdbebens zu erstellen.

Und doch reichen Beurteilungen manchmal nicht aus. Der Hauptnachteil dieser Intensitätsskala besteht darin, dass Ingenieure und Bauherren sie nicht verwenden können. Sie benötigen physikalische Daten über Schwingungen – über Beschleunigung, Schwingungsdauer, Amplitude, Spektrum. Daher werden Skalen entwickelt, bei denen es möglich ist, Scores mit instrumentell ermittelten physikalischen Größen zu kombinieren.

Jedes Jahr spüren die Menschen auf der Erde 300-350.000 Erdbeben. Die Hälfte der Weltbevölkerung lebt in Gebieten, in denen Erdbeben mit einer Intensität von 7 oder mehr sehr wahrscheinlich sind, und etwa 40 % der Städte liegen.

Tabelle 2

Ungefähre Beziehung zwischen der Richter-Größe und der maximalen Mercalli-Intensität

Gemessen an der durchschnittlichen jährlichen Zahl der von ihnen verursachten Naturkatastrophen (ca. 15 %) stehen Erdbeben nach Hurrikanen und Überschwemmungen an dritter Stelle und in Bezug auf die Zahl der Opfer in verschiedenen Jahrzehnten an zweiter oder dritter Stelle. Bezogen auf den direkten wirtschaftlichen Schaden gehören sie zu den ersten Ursachen.

Einführung

Erdbeben sind Erschütterungen und Vibrationen der Erdoberfläche, die durch natürliche Ursachen (hauptsächlich tektonische Prozesse) oder künstliche Prozesse (Explosionen, Auffüllung von Stauseen, Einsturz unterirdischer Hohlräume in Bergwerken) verursacht werden. Kleinere Erschütterungen können auch durch das Aufsteigen von Lava bei Vulkanausbrüchen verursacht werden. Nur wenige der gewaltigen Naturphänomene können in ihrer Zerstörungskraft und Gefahr mit Erdbeben verglichen werden. Ihre Chronik zählt Millionen Opfer, Hunderte verlorener Städte. Jeder auf der Erde lebende Mensch ist es gewohnt, das Firmament der Erde als etwas Starkes und Verlässliches zu betrachten. Wenn es anfängt zu zittern, zu explodieren, sich zu beruhigen und unter den Füßen wegzurutschen, wird ein Mensch von Entsetzen erfasst.

In den Tiefen unseres Planeten finden ständig innere Prozesse statt, die das Gesicht der Erde verändern. Meistens erfolgen diese Veränderungen langsam und schrittweise. Genaue Messungen zeigen, dass einige Teile der Erdoberfläche steigen, andere sinken. Auch die Abstände zwischen den Kontinenten bleiben nicht konstant. Manchmal verlaufen interne Prozesse heftig, und die gewaltigen Elemente von Erdbeben verwandeln Städte in Ruinen und verwüsten ganze Gebiete.

Riesige Gebiete, viele dicht besiedelte Gebiete und sogar ganze Länder wie Japan sind von Erdbeben bedroht. Die größte Gefahr von Erdbeben liegt in ihrer Unerwartetheit und Unvermeidlichkeit. Allerdings haben die wissenschaftlichen Fortschritte der letzten Jahre echte Möglichkeiten eröffnet, Erdbeben nicht nur vorherzusagen, sondern auch ihren Verlauf zu beeinflussen.

Erdbeben zählen hinsichtlich ihrer zerstörerischen Folgen, der Zahl der Opfer und der zerstörerischen Auswirkungen auf die menschliche Umwelt zu den ersten Naturkatastrophen. Sie werden durch die globale Entwicklung der Lithosphäre unseres Planeten verursacht, die Hunderte Millionen Jahre andauert. Es ist unmöglich, Erdbeben zu verhindern, aber ihre zerstörerischen Folgen und die Zahl der Opfer können durch die Erstellung zuverlässiger seismischer Zonenkarten, die Anwendung angemessener erdbebensicherer Baustandards und die Umsetzung langfristiger Richtlinien in seismisch aktiven Gebieten auf der Grundlage einer Erhöhung des Bewusstseins verringert werden der Bevölkerung und der Bundesbehörden über die Erdbebengefahr und die Widerstandsfähigkeit gegenüber unterirdischen Elementen.

Der Zweck dieses Aufsatzes besteht darin, das Konzept eines Erdbebens als eine vom Menschen verursachte Notsituation aufzuzeigen. Dazu müssen folgende Aufgaben erledigt werden: Neben der Beschreibung des eigentlichen Konzepts eines Erdbebens müssen die Verhaltensregeln von Menschen in dieser Situation, die Folgen der Katastrophe sowie Maßnahmen zur Vorbeugung und Beseitigung aufgezeigt werden Folgen.

Frühe Erklärungen zu den Ursachen des Erdbebens.

Auf der Suche nach den Ursachen von Erdbeben wandte sich Aristoteles dem Erdinneren zu. Er glaubte, dass atmosphärische Wirbel durch Risse und Hohlräume in den Boden eindringen, der viele Hohlräume aufweist. Die Wirbelstürme, dachte er, werden durch Feuer verstärkt und suchen einen Ausweg, was zu Erdbeben und manchmal zu Vulkanausbrüchen führt. Diese Ideen hielten sich über viele Jahrhunderte, auch wenn er keine Argumente für seine Hypothesen anführte, sondern einfach seiner wilden Fantasie freien Lauf ließ. Aristoteles ist auch „verantwortlich“ für die heute bestehende Vorstellung von besonderem „seismischem Wetter“. Er sagte, wenn vor einem Erdbeben Luft in den Boden gesogen wird, werde die verbleibende Luft über dem Boden ruhiger und dünner, was das Atmen erschwere. Vier Jahrhunderte später schrieb Plinius: „Erdbeben treten nur dann auf, wenn das Meer ruhig und der Himmel so still ist, dass Vögel nicht aufsteigen können, weil ihnen der Atem fehlt.“ Da diese Bedingungen bei heißem, feuchtem Wetter auftreten, wird dieses Wetter „seismisches Wetter“ genannt, in der Annahme, dass es das Herannahen von Erdbeben signalisiert.

Erdbeben wurden oft als Strafe wütender Götter angesehen. In der griechischen Mythologie werden Erdbeben durch den wütenden Poseidon, den Herrscher der Meere, verursacht. Neptun, sein Analogon in den römischen Mythen, konnte den Menschen nicht nur Angst einflößen, indem er ein Erdbeben auslöste, sondern auch Überschwemmungen auf die Erde und riesige Wellen an die Küsten schicken. In Europa im 18. Jahrhundert. Der Klerus versuchte, den Menschen eine moralische Sicht auf Erdbeben zu vermitteln. Das berühmte Erdbeben von Lissabon im Jahr 1755 geschah an Allerheiligen, als die Leute in der Kirche waren. Die große Zahl an Opfern wurde durch eine Reihe von Nachbeben und einen riesigen Tsunami verursacht, der die Böschung traf. Die Situation wurde durch Brände verschärft, die in der ganzen Stadt wüteten. Diejenigen, die an Gottes Strafe für Sünden glaubten, betrachteten dies als Vergeltung.

Moderne Erklärungen zu den Ursachen des Erdbebens

Durch die Bemühungen mehrerer Generationen von Forschern haben Experten heute eine gute Vorstellung davon, was bei einem Erdbeben passiert und wie es sich auf der Erdoberfläche manifestiert. Aber Oberflächenphänomene sind das Ergebnis dessen, was in der Tiefe passiert. Und das Hauptaugenmerk der Spezialisten liegt nun auf dem Verständnis der tiefen Prozesse im Erdinneren, der Prozesse, die zu einem Erdbeben führen, die es begleiten und die darauf folgen.

Es gibt zwei Hauptursachen für Erdbeben.

Der erste sind Oberflächenprozesse, die leichte Erdbeben verursachen. Die Bedeutung dieser Prozesse ist wie folgt: Driftende Platten wirken ähnlich wie Scheren und brechen sich gegenseitig an den Kanten. Diese Platten driften entlang großer Verwerfungen wie der San-Andreas-Verwerfung in Kalifornien oder der Alpenverwerfung in Neuseeland.

Der zweite Grund sind die tieferen Prozesse, die in Zonen entlang der Kante der Verschiebungsplatten stattfinden. Die Ränder dieser Platten versinken im Erdmantel und werden dort in einer Tiefe von etwa 500 Kilometern wieder aufgesaugt. Aus diesem Grund kommt es zu Erdbeben größerer Stärke.

Die Erdkruste besteht in ihrem oberen Teil aus riesigen Blöcken (von denen es nur etwa zehn gibt), den sogenannten tektonischen Platten. Unter dem Einfluss von Konvektionsbewegungen, die vom Hochtemperatur-Erdmantel ausgehen, bewegen sie sich. An der Bruchstelle kommt es aufgrund des Widerstands des Gesteins zu Spannungen.