Proces zemetrasenia. Všetko o zemetraseniach: čo to je, ako sa to deje, prečo sa to študuje a ako uniknúť? Klasifikácia zemetrasení podľa pôvodu

Je to známe všetkým ľuďom a dokonca aj deťom, ale aké sú dôvody toho, že sa zrazu zem pod nohami začne hýbať a všetko okolo sa zrúti?

V prvom rade treba povedať, že zemetrasenia sa konvenčne delia na niekoľko typov: tektonické, vulkanické, zosuvné, umelé a spôsobené človekom. Na všetky sa teraz v krátkosti pozrieme. Ak to chcete vedieť, určite čítajte až do konca.

1. Tektonické príčiny zemetrasení

Najčastejšie sa zemetrasenia vyskytujú v dôsledku toho, že sú v neustálom pohybe. Vrchná vrstva litosférických dosiek sa nazýva tektonické dosky. Samotné plošiny sa pohybujú nerovnomerne a neustále na seba tlačia. Zostávajú však dlho sami.

Postupne sa zvyšuje tlak, v dôsledku čoho tektonická platňa náhle zatlačí. Práve tá vytvára v okolitej hornine vibrácie, a preto dochádza k zemetraseniu.

Zlom San Andreas

Transformačné zlomy sú obrovské trhliny na Zemi, kde sa dosky o seba trú. Mnohí čitatelia by si mali uvedomiť, že zlom San Andreas je jedným z najznámejších a najdlhších transformačných zlomov na svete. Je v .

Plošiny pohybujúce sa po nej spôsobujú ničivé zemetrasenia v mestách San Francisco a Los Angeles. Zaujímavý fakt: v roku 2015 vydal Hollywood film s názvom „San Andreas Fault“. Hovorí o zodpovedajúcej katastrofe.

1. Sopečné príčiny zemetrasení

Jednou z príčin zemetrasení je. Neprodukujú síce silné vibrácie zeme, no vydržia pomerne dlho. Príčiny otrasov súvisia s tým, že hlboko v hĺbke sopky sa zvyšuje napätie tvorené lávou a sopečnými plynmi. Vulkanické zemetrasenia spravidla trvajú týždne alebo dokonca mesiace.

História však pozná prípady tragických zemetrasení tohto typu. Príkladom je sopka Krakatoa nachádzajúca sa v Indonézii, ktorá vybuchla v roku 1883.

Sila jeho výbuchu bola najmenej 10 tisíckrát väčšia ako sila . Samotná hora bola takmer úplne zničená a ostrov sa rozdelil na tri malé časti. Dve tretiny zeme zmizli pod vodou a stúpajúca vlna cunami zničila všetkých, ktorí mali ešte šancu uniknúť. Zahynulo viac ako 36 000 ľudí.

1. Príčiny zosuvov pôdy zemetrasení

Zemetrasenia spôsobené obrovskými zosuvmi pôdy sa nazývajú zosuvy pôdy. Majú miestny charakter a ich sila je zvyčajne malá. Ale aj tu sú výnimky. Napríklad v roku 1970 sa z hory Huascaran zrútil zosuv pôdy s objemom 13 miliónov metrov kubických rýchlosťou vyše 400 km/h. Zomrelo asi 20 000 ľudí.

1. Technogénne príčiny zemetrasení

Zemetrasenia tohto typu sú spôsobené ľudskou činnosťou. Napríklad umelé nádrže na miestach, ktoré na to príroda nie je určená, vyvolávajú svojou hmotnosťou tlak na platne, čo slúži na zvýšenie počtu a sily zemetrasení.

To isté platí pre ropný a plynárenský priemysel, kde sa ťaží veľké množstvo prírodných materiálov. Jedným slovom, k zemetraseniam spôsobeným človekom dochádza vtedy, keď človek z jedného miesta zobral niečo z prírody a bez opýtania to preniesol na iné.

1. Umelé príčiny zemetrasení

Podľa názvu tohto typu zemetrasenia je ľahké uhádnuť, že vinu za to nesie výlučne človek.

Napríklad v roku 2006 testovala jadrovú bombu, ktorá spôsobila malé zemetrasenie zaznamenané v mnohých krajinách. To znamená, že akákoľvek aktivita obyvateľov Zeme, ktorá zaručene spôsobí zemetrasenie, je umelou príčinou tohto typu katastrofy.

Je možné predpovedať zemetrasenia?

Naozaj je to možné. Napríklad v roku 1975 čínski vedci predpovedali zemetrasenie a zachránili mnoho životov. To sa ale so 100% zárukou nedá urobiť ani dnes. Ultracitlivé zariadenie, ktoré zaznamenáva zemetrasenie, sa nazýva seizmograf. Otrasy zeme zaznamenáva na rotujúci bubon záznamník.

Zvieratá tiež pociťujú akútnu úzkosť pred zemetraseniami. Kone sa začnú bez zjavného dôvodu vzpínať, psy zvláštne štekajú a vyliezajú z dier na povrch.

Stupnica zemetrasenia

Zvyčajne sa sila zemetrasení meria pomocou stupnice zemetrasenia. Predstavíme vám všetkých dvanásť bodov, aby ste mali predstavu, o čo ide.

• 1 bod (neviditeľný) - zemetrasenie je zaznamenané výlučne prístrojmi;
• 2 body (veľmi slabé) - môžu si všimnúť iba domáce zvieratá;
• 3 body (slabé) - viditeľné iba v niektorých budovách. Je to ako jazda cez nerovnosti v aute;
• 4 body (stredné) - všimlo si ich veľa ľudí, môžu spôsobiť pohyb okien a dverí;
• 5 bodov (dosť silné) - hrkálky skla, visiace predmety sa kývajú, stará vápna sa môže drobiť;
• 6 bodov (silné) - pri tomto zemetrasení sú zaznamenané mierne poškodenia budov a praskliny v budovách nízkej kvality;
• 7 bodov (veľmi silné) - v tejto fáze sú budovy značne poškodené;
• 8 bodov (deštruktívne) - v budovách je pozorovaná deštrukcia, komíny a rímsy padajú, na horských svahoch sú viditeľné niekoľkocentimetrové trhliny;
• 9 bodov (ničivé) - zemetrasenia spôsobujú zrútenie niektorých budov, zrútenie starých múrov a rýchlosť šírenia trhlín dosahuje 2 centimetre za sekundu;
• 10 bodov (deštruktívne) - zrútenie v mnohých budovách, vo väčšine - vážne poškodenie. Pôda je posiata trhlinami širokými až 1 meter a všade naokolo sú zosuvy a zosuvy pôdy;
• 11 bodov (katastrofa) - veľké zosuvy pôdy v horských oblastiach, početné trhliny a obraz všeobecnej deštrukcie väčšiny budov;
• 12 bodov (ťažká katastrofa) – reliéf sa globálne mení takmer pred našimi očami. Obrovské kolapsy a totálne zničenie všetkých budov.

V zásade možno na dvanásťbodovej stupnici zemetrasenia posúdiť akúkoľvek katastrofu spôsobenú otrasmi zemského povrchu.

Na záver treba dodať, že skutočné príčiny zemetrasenia je pomerne ťažké zistiť. Deje sa tak preto, lebo prirodzené mechanizmy sú také zložité, že ešte neboli úplne preštudované.

Povedali sme vám len to, čo najviac súvisí s takou katastrofou, akou je zemetrasenie.

Môžu za zemetrasenia nádrže?

V auguste 1975 zažili obyvatelia malého (asi 20-tisíc obyvateľov) mestečka Oroville v severnej Kalifornii šok s magnitúdou 7. Kalifornia zažije každý rok viac ako 300 zemetrasení a zemetrasenie v Oroville by nemalo vzbudzovať veľkú pozornosť ani obavy. Okrem toho bolo zranených iba 12 ľudí a materiálne škody nepresiahli 6 miliónov dolárov. Medzitým to znepokojilo mnohých seizmológov, inžinierov a obyvateľov mesta. Faktom je, že o sedem rokov skôr bola pri meste Oroville postavená najvyššia priehrada v USA (235 m) s objemom nádrže 4,4 km 3 . Otázka, či je zemetrasenie v Oroville prirodzené alebo vyprovokované, je predmetom výskumu a diskusií medzi odborníkmi. Skutočne, nikdy nepoznáte územia, kde došlo k zemetraseniam bez ľudského zásahu po seizmickom tichu na desiatky a dokonca stovky rokov. Epicentrum zemetrasenia sa nachádza 11 km od priehrady, zdroj bol určený v hĺbke 8 km, k samotnému zemetraseniu došlo 7,5 roka po výstavbe priehrady a 6 rokov po začatí stúpania vody v nádrži . Nakoniec zemetrasenie sprevádzalo oživenie starého zlomu na vzdialenosť 3,8 km s vertikálnym posunom pozdĺž neho asi 5 cm (až 18 cm po celej šírke zóny), ako sa to stáva pri prírodných zemetraseniach. Ale na druhej strane množstvo čisto seizmologických charakteristík, ako je pomer frekvencie a veľkosti otrasov, trvanie silných vibrácií atď., sa líši od bežných zemetrasení v Kalifornii. Slabé otrasy začali ihneď po naplnení nádrže. Práve počas štyroch mesiacov pred zemetrasením stúpala voda v nádrži väčšou rýchlosťou ako kedykoľvek predtým a do najväčšej výšky - 45 m. Maximálna hladina bola dosiahnutá 24. júna a 28. júna začali prvé otrasy.

Umiestnenie zdroja vo vzťahu k stredu zaťaženia vodnej hmoty nedáva dôvod hovoriť o priamom vplyve hmotnosti vody nahromadenej v nádrži, ale tiež nám umožňuje vylúčiť skutočnosť zmien tlaku vody. v trhlinách v dôsledku plnenia zásobníka.

Náš popis fenoménu vzrušenej seizmicity sme začali časovo najbližšou udalosťou a najkontroverznejším príkladom. Ak však hovoríme o najskoršom zistenom prípade vybudenia seizmickej aktivity počas plnenia nádrží, musíme sa vrátiť do rokov 1935-1936.

V roku 1935 bola v USA, na hranici štátov Nevada a Arizona, na rieke dokončená výstavba priehrady Hoover arch, v tom čase najväčšej. Colorado a začalo sa napúšťanie Mead Reservoir. V septembri nasledujúceho roku, teda asi rok po začatí napúšťania, keď hladina stúpla o 100 m, nastali seizmické otrasy. Aké neočakávané boli v tejto oblasti, ukazuje fakt, že s inštaláciou seizmografov sa tu ani nepočítalo. Prvé tri seizmografy boli inštalované až v roku 1937 a v rokoch 1938 a 1940. musela byť rozšírená miestna seizmologická pozorovacia sieť. Počet slabých zemetrasení v rokoch 1937-1947. merané v tisícoch, hĺbka väčšiny z nich nepresiahla 6-8 km. Do roku 1939 bola nádrž naplnená a dosiahla objem 35 miliárd m 3 . 4. mája toho istého roku oblasťou otriasol silný (5. stupeň) šok, ktorý uvoľnil toľko energie ako všetky ostatné zemetrasenia dohromady.

Výskum preukázal súlad medzi uvoľňovaním seizmickej energie a vrcholmi zaťaženia vodou v rokoch 1938-1949. Od roku 1951 sú výkyvy hladiny iba sezónne, ustupujú v dôsledku výstavby ďalších priehrad proti prúdu a korelácia medzi týmito hodnotami zmizla. V posledných rokoch boli v blízkosti priehrady pozorované len mikrozemetrasenia. Pri iných nádržiach vo výstavbe už americkí výskumníci nainštalovali seizmografy vopred. V dôsledku toho bola excitovaná seizmicita zaznamenaná v 10 zo 68 nádrží. Na druhej pologuli, na Indickom polostrove, ľudia žijúci v okolí 12 veľkých umelých nádrží žiadne otrasy nezažili. Preto, keď sa v roku 1961 začalo s napúšťaním nádrže na rieke. Koyna s projektovou výškou hrádze 103 m a objemom 2780 miliónov m 3 akoby nič neveštilo problémy. A predsa práve tu, v pokojnej plošinovej oblasti zloženej z prekambrických kryštalických hornín, došlo v decembri 1967 k zemetraseniu s magnitúdou 8 až 9, ktoré si vyžiadalo 180 ľudských životov, pričom 2,3 tisíca zranených a spôsobilo značné materiálne škody. Samotná hrádza bola značne poškodená. Zemetrasenie malo epicentrum 3-5 km južne od priehrady a zachytilo obrovskú štítovú oblasť s polomerom asi 700 km (nádrž zaberala plochu len 50 x 2-5 km). Spomedzi značného počtu následných otrasov mali niektoré magnitúdu 5 až 5,4. Takéto silné zemetrasenie bolo neočakávané, hoci slabé otrasy začali krátko po dosiahnutí 1/2 návrhovej hladiny vody v zdrži a následne sa zvýšila ich intenzita a frekvencia.

V tom čase už boli známe také silné zemetrasenia ako na priehrade Xinfengkang v Číne v roku 1962 pri nádrži Kariba na rieke. Zambezi v roku 1963, na priehrade Kremasta v Grécku v roku 1966. V 6 prípadoch excitované zemetrasenia presiahli intenzitu 5, v 12 prípadoch boli len o niečo slabšie. Početné výrazne slabšie otrasy boli zaznamenané v súvislosti s napúšťaním nádrží „v mnohých iných krajinách: vo Francúzsku, Španielsku, Švajčiarsku, Taliansku, Juhoslávii, Kanade, Brazílii, Japonsku, Austrálii atď. Francúzsky seizmológ J. Rothe, zdá sa, bol prvý pred 10 rokmi som sa snažil zovšeobecniť známe prípady a objaviť hlavné zákonitosti. Jedným z prvých boli zovšeobecnenia sovietskych vedcov I. G. Kassina a N. I. Nikolaeva.

Vzrušená seizmicita sa pozoruje nielen v pohybujúcich sa pásoch Zeme, ale prejavuje sa aj na starých stabilných platformách. Zemetrasenia sú zvyčajne miestneho a povrchového charakteru, sústredené pozdĺž existujúcich zlomov, pričom epicentrá sa nachádzajú vo vzdialenosti do 10 – 15 km od vodnej hladiny nádrží. Aktivita sa výrazne zvyšuje najmä po zvýšení hladiny nad 100 m, hoci sa môže objaviť aj pri zvýšení hladiny o 40-80 m. Frekvencia zemetrasení vo väčšine prípadov nesúvisí ani tak s výškou hladiny, ale s veľkosťou a rýchlosťou rozdielu hladín. Pri rovnakom špecifickom tlaku vodného stĺpca je pravdepodobnosť otrasov väčšia, čím väčšiu plochu nádrž zaberá a čím väčšiu plochu ovplyvňuje.

Režim vyvolaných zemetrasení má často špecifický charakter, odlišný od bežných zemetrasení. Prejavuje sa to postupným zvyšovaním frekvencie a zosilňovaním seizmických javov až na maximum, keď sa nádrž napĺňa, po ktorom v súlade so všeobecným poklesom kolísania hladiny vody alebo dokonca s pokračujúcim kolísaním je zaznamenaný útlm seizmickej aktivity. . Obdobia zosilnenia a zoslabenia excitovanej seizmicity môžu trvať niekoľko rokov (až 6-8 alebo aj 12-15 rokov).

U nás bola excitovaná seizmicita najlepšie študovaná v okolí komplexu hydroelektrární Nurek na rieke. Vakhsh v Tadžikistane. Ako viete, Tadžikistan je jednou zo seizmicky najaktívnejších oblastí v ZSSR. V tomto prípade to seizmológom poskytlo výhodu, že mohli podrobne študovať špecifiká miestnych zemetrasení a vlastnosti seizmického režimu dlho pred začiatkom napúšťania nádrže a tým spoľahlivejšie identifikovať excitovanú seizmicitu.

A to sa nám podarilo naplno využiť. Na začiatku plnenia nádrže mali výskumníci za sebou sériu podrobných pozorovaní trvajúcich 12 rokov a v čase intenzívneho plnenia (1972) - 17 rokov, čo nebolo v žiadnom inom regióne sveta. Počas tejto doby zostalo priestorové rozloženie zemetrasení stabilné. Zmeny v štvrťročných a ročných sumách zemetrasení od roku 1955 do roku 1975 ukázali, že počet zemetrasení v oblasti zdrže (vo vopred vybraných a trvalých hraniciach) začal narastať od roku 1967 a maximum dosiahol v roku 1972. V roku 1967 sa zdrž bola naplnená do 40 metrov a v roku 1972 do 100 metrov. Od roku 1960 do roku 1971 bolo v priemere 26 zemetrasení za štvrťrok, no od začiatku roku 1971 sa tento počet zvýšil na 40 a posledný štvrťrok roku 1972 bol poznačený 133 zemetraseniami, po ktorých došlo k poklesu počtu otrasov. Ale v širšom okolí v tých istých rokoch počet zemetrasení, okrem otrasov v okolí nádrže, dokonca o niečo klesol. V rokoch 1972-1973 ohniská zemetrasení, už väčšinou plytké, sa stali ešte plytšími, t. j. seizmická aktivita v oblasti nádrže sa zdalo byť bližšie k povrchu Zeme (95 % otrasov v hĺbke nie väčšej ako 5 km). V tomto prípade boli zemetrasenia zoskupené pod nádržou v blízkosti priehrady a ako sa rýchlo naplnila, trochu sa posunuli v súlade s pohybom ťažiska vodného stĺpca.

Druhá etapa intenzívneho plnenia sa začala v júli – auguste 1976. A počet otrasov sa opäť zvýšil. Zvýšená seizmicita v oblasti nádrže Nurek nastala v dôsledku jej naplnenia. Slabé otrasy v oblasti nádrže pretrvávajú dodnes.

Priehrada vodnej elektrárne Toktogul na rieke. Naryn v pohorí Tien Shan už stúpol na 215 m a za ním špliechajú vlny novej nádrže. Po prekročení hladiny 100 m začali prístroje zaznamenávať zvýšenú seizmickú aktivitu. Podobná situácia bola aj pri plnení nádrží hydroelektrárne Chirkey v Dagestane a hydroelektrického komplexu Charvak v Uzbekistane. Berúc na vedomie absenciu akýchkoľvek silných vzrušených zemetrasení v blízkosti nádrží Nurek a Toktogul, musíme urobiť rezerváciu: "Až doteraz." Hladina by totiž mala stúpnuť na 300 m a vyprovokované silné zemetrasenia môžu od obdobia maximálneho vzostupu hladiny deliť aj niekoľko rokov.

Ak hovoríme o silných vzrušených zemetraseniach v oblastiach krajiny s plochými plošinami, nemôžeme si nespomenúť zemetrasenie južne od Novosibirska pri meste Kamen-on-Obi v roku 1963. Toto zemetrasenie s magnitúdou až 8 bodov bolo tu neočakávane. Až oveľa neskôr ho začali spájať s výplňou v rokoch 1957-1959. Ob more s objemom 8,8 km 3.

Samozrejme, plnenie nie každej veľkej nádrže je plné seizmických udalostí. Nepoznáme napríklad zemetrasenia v okolí Kujbyševského, Cimľjanského, Krasnojarského, Bratského a iných morí. Žiadna seizmická aktivita nebola zaznamenaná po naplnení veľkých nádrží Bhakra v Indii (výška priehrady 225 m), Daniel Johnson v Kanade (214 m), Glen Canyon v USA (216 m), Grand Dixence vo Švajčiarsku (284 m), Táto nejednoznačnosť následkov však kladie na výskumníkov možno ešte väčšie nároky, keďže je potrebné naučiť sa predvídať, v akých prípadoch možno očakávať seizmické následky a aký môže byť ich maximálny účinok.

Do začiatku 70. rokov bolo vo svete známych 35 prípadov zvýšenej seizmickej aktivity v dôsledku napúšťania nádrží. A hoci je to len polovica z celkového počtu veľkých nádrží, nemožno toto konštatovanie zanedbať, pretože zemetrasenia vrátane ničivých sa objavili tam, kde sa neočakávalo. V súčasnosti sa však vo svete projektuje a stavia 135 významných nádrží. Aj keď len 15 z nich zažije seizmické problémy, treba urobiť všetko pre to, aby sme im predišli a zabránili im.

Pri oboznamovaní sa s každým novým fenoménom sa špecialisti nemôžu obmedziť na fenomenológiu, ale snažia sa pochopiť jej príčiny. A vzrušená seizmicita má niekoľko vysvetlení. Všetky z nich sú do tej či onej miery hypotetické. Pre lepšie pochopenie tejto problematiky je potrebné najskôr zvážiť ďalšie podobné prejavy revitalizácie zemskej kôry. Budeme hovoriť o umelých zemetraseniach mimo zón, kde sa vyskytujú nádrže.

Podzemné jadrové výbuchy - pôvodcovia seizmicity

V podstate samotný jadrový výbuch, uskutočnený pod zemou, je umelým zemetrasením. A jeho dopad na zemský povrch a kôru, ak sa nedotkneme konkrétnych geofyzikálnych problémov, je podobný bežnému zemetraseniu zodpovedajúcej veľkosti.

Odborníci vedia, že každý z 8 silných výbuchov na testovacom mieste v Nevade (s silou 0,1 až 1,2 Mt) zodpovedal zemetraseniu s magnitúdou 5 až 6 a bol sprevádzaný oživením existujúcich zlomov v zemskej kôre v okolí. V týchto prípadoch boli namerané posuny pozdĺž zlomov v desiatkach centimetrov (do 1,2 m) vo vertikálnej rovine a centimetroch (do 15 cm) po dĺžke zlomu. Posuny zlomových krídel mali rovnaký smer ako prirodzené posuny stanovené geologickými metódami. Dĺžka povrchových puklín obnovených v dôsledku výbuchov bola niekedy aj kilometre (maximálne 8 km). Dĺžka obnovených ruptúr priamo závisí od veľkosti explózie, rovnako ako pri prírodných zemetraseniach.

Súvisiace a následné tektonické javy boli vysledované k výbuchu 1,1 Mt uskutočnenému v Nevade koncom roku 1968. Jadrové zariadenie bolo odpálené vo vrte v hĺbke 1,4 km od povrchu zeme medzi náhornou plošinou zloženou z pliocénnych vulkanických hornín. V momente výbuchu sa na povrchu v okruhu do 450 m od epicentra objavila masa malých puklín. Oveľa dôležitejšia je však skutočnosť, že existujúce zlomy sa aktivovali vo vzdialenosti až 5,6 km od miesta výbuchu a podľa geologických údajov tieto zlomy nevykazovali za posledných niekoľko miliónov rokov badateľné posuny. Výbuch spustil desaťtisíce následných otrasov s magnitúdou až 4,2, ktoré trvali niekoľko mesiacov. Počas dvoch týždňov pred výbuchom boli zaznamenané 3 slabé otrasy a deň po výbuchu - viac ako tisíc; po ďalších dvoch týždňoch bolo zaznamenaných 15 otrasov denne, následne ich počet kolísal, až sa o tri mesiace neskôr ustálil na rovnakej úrovni ako pred výbuchom. Vzrušené zemetrasenia boli zoskupené pozdĺž niekoľkých zón v hĺbke až 6 km, vo vzdialenosti až 13 km od miesta výbuchu. Špeciálne seizmologické stanovenia, ako aj priame pozorovania na povrchu odhalili pravostranný šmyk a vertikálny pohyb pozdĺž zlomov. Trhliny na povrchu sa vyskytli väčšinou pozdĺž alebo na pokračovaní zlomov. Vedci dospeli k záveru, že umelé zemetrasenie uvoľnilo nahromadené prirodzené tektonické napätia, t. j. výbuch slúžil ako „spúšťač“ alebo „spúšťač“ na seizmické uvoľnenie nahromadených napätí. Posuny pozdĺž zlomov a vzrušené zemetrasenia boli pravidelne zaznamenané počas iných výbuchov v Nevade a maximálna známa vzdialenosť zemetrasení od miesta výbuchu dosiahla 20-40 km, otrasy migrovali z epicentier výbuchov a zemetrasenia silnejšie ako samotné výbuchy neboli nikdy zaznamenané. zaznamenané.

Ďalší typ posunu, týkajúci sa iba povrchových vrstiev, bol zistený pomocou vysoko presných geodetických meraní. Nad miestami výbuchu sa pravidelne objavovali sústredné priehlbiny, ako mnohometrové „poklesy“. Vo vzdialenosti viac ako 2 km od miest výbuchu merali tieto poklesy niekoľko centimetrov. A v niekoľkých prípadoch za takýmito poklesovými lievikmi boli opakovanými geodetickými meraniami zistené vonkajšie kompenzačné prstence zdvihu, avšak len o veľkosti 2 cm.

Už z týchto príkladov je zrejmé, aké významné poruchy na povrchu aj v horných častiach zemskej kôry sú spojené s podzemnými jadrovými výbuchmi. Bolo by mylné si myslieť, že toto všetko sa týka len Nevady a súvisí so špecifikami jej stresového stavu, tektoniky a potenciálnej seizmicity tohto územia.

Existuje ďalší typ vzrušenej seizmicity. Ide o zemetrasenia spôsobené prečerpávaním a prečerpávaním tekutiny do studní. Tento jav bol objavený náhodou. V jednom zo závodov pri Denveri (Colorado, USA) sa rozhodli prečerpávať odpadovú vodu so škodlivými nečistotami hlboko pod zem cez studne. Bola vybraná studňa s hĺbkou viac ako 3,6 km, ktorá siahala do kryštalického podložia. V marci 1962 sa začalo so vstrekovaním odpadu. Koncom apríla sa objavili informácie o seizmických otrasoch, ktoré tu doteraz neboli pozorované. Frekvencia otrasov sa zvýšila v apríli až júni 1962 a vo februári až marci nasledujúceho roku. Práve v týchto obdobiach sa čerpala voda do studne. Otrasy sa vyskytli v hĺbke 4,5-5,5 km, pričom epicentrá neboli ďalej ako niekoľko kilometrov od vrtu, ich magnitúda dosiahla 3. Po tom, čo vedci navrhli súvislosť medzi miestnou seizmickou aktivitou a vstrekovaním vody do vrtu, bolo rozhodnuté; zopakovať náhodný experiment pod prísnou kontrolou. Následné porovnanie objemu čerpanej vody a počtu otrasov na mesačnej báze ukázalo úplnú zhodu týchto ukazovateľov. Otrasy pokračovali a dokonca zosilneli v roku 1967 (s magnitúdou až 5,4) po zastavení čerpania vody do studne. Denver zažil iba jedno zemetrasenie vo svojej predchádzajúcej histórii, v roku 1882. Podľa analýzy 100-ročnej seizmickej histórie tejto oblasti sa zistilo, že pravdepodobnosť 1 500 náhodných otrasov v obmedzenej oblasti blízko dna studne je zanedbateľná. A opäť, ako v prípade zemetrasení vyvolaných napĺňaním nádrží a jadrových výbuchov, pohyby v ohniskách zemetrasenia sa ukázali ako podobné ako pri bežných tektonických zemetraseniach v oblasti.

Neskôr sa objavili správy o spojitosti medzi intenzitou rozvoja ropných polí a lokálnymi zemetraseniami. Slávne ropné pole Wilmington južne od Los Angeles v Kalifornii, ktoré sa ťaží od konca 20. rokov minulého storočia, zažilo otrasy v rokoch 1947, 1949, 1951, 1954, 1955 a 1961. Seizmológovia ich spájajú s výskytom tangenciálnych napätí pri poklese povrchových vrstiev rýchlosťou 30-70 cm/rok v dôsledku čerpania ropy. Najsilnejšie otrasy boli sprevádzané posunom vrstiev v hĺbke asi 0,5 km a poškodením vrtných jednotiek v tejto hĺbke.

V našej krajine bolo v máji 1971 hlásené zemetrasenie o sile siedmich magnitúd na ropných poliach Severného Kaukazu v oblasti Grozného. Zdroj zemetrasenia sa nachádzal v hĺbke 2,5 km, na povrchu teda vyvolal efekt siedmej magnitúdy, zemetrasenie sprevádzali následné otrasy. Zemetrasenie je spojené s čerpaním ropy z kriedových vápencov z hĺbky 4 km. Hoci ťažba ropy tu prebieha už 80 rokov, najaktívnejšie čerpanie nastalo v rokoch pred udalosťou, takže za 7 rokov klesol tlak vo formáciách o 250 atm, vrátane 115 atm v roku 1969.

Špeciálnu skupinu umelých otrasov tvoria skalné otrasy v baniach, ktoré sú v podstate mikrozemetraseniami. Napriek svojej nepatrnej intenzite v porovnaní so skutočnými zemetraseniami majú veľký význam v praxi podzemnej ťažby, pretože sú sprevádzané náhlymi emisiami plynov a hornín, blokovaním a deštrukciou banských diel, poruchami normálnej prevádzky podzemných ložísk a dokonca ľudské obete. Napríklad v USA sa vyskytol prípad, keď v okruhu 6 km pocítili prasknutie kameňa ako zemetrasenie. Na jednom z francúzskych polí sa už 50 rokov takmer každý rok vyskytujú emisie soli a plynu.

Prax a špeciálne štúdie v oblastiach ZSSR, Nemeckej demokratickej republiky a Poľska ukázali, že určité oblasti a zóny sú nebezpečné pre výbuchy, ktoré sa tiahnu najmä do oblastí moderného zdvihu a prudkej zmeny rýchlosti moderných pohybov zemskej kôry. alebo priamo do aktívnych tektonických zón, t. j. najviac namáhaných oblastí v oblasti modernej tektonickej činnosti.

Znateľný otras a viac ako 100 následných otrasov bolo zaznamenaných v júni 1974 v okolí New Yorku v hĺbke len 0-1,5 km vo vápencových štôlňach. Inde seizmografy inštalované v blízkosti hlbinných baní zaznamenali zvýšenú seizmickú aktivitu počas pracovných dní a pokojne aj v nedeľu. Preto sú nezvyčajné udalosti odôvodnene spojené s vykladaním zemskej kôry v dôsledku odstraňovania hornín zo štôlní. Hoci prípady zemetrasení vznikajúcich v dôsledku ťažby sú zriedkavé a samotné otrasy majú malý rozsah, nemali by sa podceňovať, už len preto, že sú plytké a ovplyvňujú povrch silnejšie ako bežné zemetrasenia zodpovedajúcej veľkosti, ktoré môžu husto ovplyvniť. osídlené oblasti a narúšajú ťažbu ložísk.

O príčinách a mechanizme excitovaných zemetrasení

Ak zhrnieme známe prípady tohto druhu udalostí, môžeme identifikovať tieto hlavné faktory ľudskej činnosti, ktoré vedú k excitovaným pohybom zemskej kôry a zemetraseniam: 1) zmeny hydrostatických a hydrodynamických podmienok (rovnováhy) v podpovrchovej vrstve počas tzv. proces odstraňovania alebo zavádzania tekutín; 2) ťažba hornín v pevnej fáze pri rôznych druhoch podzemných prác; 3) prerozdelenie zaťaženia na povrchu zemskej kôry v súvislosti s vytváraním nádrží, miest, veľkých skládok alebo vytváraním veľkých jám a lomov; 4) vplyv dynamických zaťažení, najmä silných výbuchov.

Pomenovanie faktorov, samozrejme, neznamená určenie príčin javu. Zdalo by sa, že za najjednoduchší a najprirodzenejší dôvod možno považovať vplyv dodatočného zaťaženia nádrží na zemskú kôru. Spojenie týchto dvoch javov ale nie je jednoduché a navyše k posunom a zemetraseniam dochádza nielen pri vytváraní nádrží, ale aj pri iných druhoch ľudskej činnosti.

V súčasnosti je výskum tohto problému v takom štádiu, že vedci môžu načrtnúť len niekoľko pravdepodobných príčin alebo možných mechanizmov excitovaných zemetrasení a posunov pozdĺž zlomov.

Vymenujme tie hlavné.

1. Vplyv dodatočného sústredeného zaťaženia vodných hmôt v nádržiach alebo, inými slovami, porušenie gravitačnej rovnováhy v zemskej kôre.
2. Zvýšenie tlaku vôd porušujúcich póry, v dôsledku čoho sa znižuje trenie (odolnosť v šmyku) v zónach prietrže a uľahčuje sa výskyt seizmických pohybov.
3. Zvýšené lámanie a zoslabovanie pevnosti horninového masívu so zvyšujúcim sa tlakom pórovo-lomových vôd (najmä v prípade vstrekovania tekutín do hornín).
4. Zníženie pevnosti horniny v dôsledku klinového efektu povrchovo aktívnych vrstiev

skaly v najmenších trhlinách a póroch, kadiaľ vstupuje voda.

Väčšina výskumníkov sa dnes prikláňa k priznaniu, že rozhodujúcu úlohu v mechanizme excitovaných zemetrasení zohráva prerozdelenie a zmena tlaku vôd z pórových puklín. Sovietsky výskumník I.G. Kissin predstavuje vývoj procesu takto:

„V zóne budúceho zdroja sú tektonické napätia, ale ich veľkosť v prírodných podmienkach nie je dostatočná na to, aby spôsobili prasknutie. So zvyšujúcim sa tlakom póro-lomovej vody v dôsledku inžinierskej činnosti klesá zlomková odolnosť proti šmykovým deformáciám v tejto zóne. Keď tlak dosiahne určitú hranicu, začne sa hydraulické štiepenie. Šírenie trhlín je uľahčené aj vplyvom adsorpčných vrstiev pórovej tekutiny.

V dôsledku vývoja orientovaných trhlín sa zvyšuje šmykové napätie na ploche zostávajúcich väzieb. So zväčšovaním plochy prerušených väzieb (novo vytvorených trhlín) by sa mala zvyšovať odolnosť voči šmykovým silám v dôsledku trenia. Tomu sa však bráni vplyvom kvapaliny na praskanie pórov, ktorá znižuje trenie na šmykovej rovine... so zvyšujúcim sa tlakom kvapaliny sa zvýši aj relatívne zvýšenie šmykového napätia na ploche zostávajúcich spojov. Pod vplyvom zvyšujúceho sa tlaku tekutiny dochádza k jednotlivým prasknutiam a trieskam, čo vedie k oslabeniu masívu a zaznamenáva sa vo forme predpätí. V tomto prípade sa šmykové napätie zvyšuje na hranicu, kedy je možné hlavné pretrhnutie. Rozvoj dislokácií pri zemetraseniach, počnúc zvýšením tlaku tekutiny, môže následne viesť k pretrhnutiu zdrojovej zóny do značnej hĺbky, kde tekutina už neovplyvňuje deformačné procesy.“

Skutočnosť, že excitované zemetrasenia sa nevyskytujú vo všetkých prípadoch ľudského vplyvu na zemskú kôru, len zvýrazňuje nedostatočnú prirodzenú úroveň napätia na niektorých miestach zemskej kôry a akoby pripravenosť zemskej kôry na trhliny. a zemetrasenia v iných. Pre oblasti so zvýšenou tektonickou aktivitou alebo dlhodobo nahromadenými tektonickými napätiami môžu dodatočné zaťaženia alebo redistribúcia napätí v dôsledku ľudskej činnosti slúžiť ako akýsi „spúšťač“ zemetrasení už pripravených prirodzene. Veľmi priaznivou podmienkou pre prejav excitovaných zemetrasení je prítomnosť silných kryštalických hornín rozbitých zlomami, prípadne kontaktmi hornín s rôznou silou a inými vlastnosťami. Na druhej strane, dokonca aj v oblastiach, kde sa vyskytujú prirodzené zemetrasenia, ale s homogénnymi, relatívne plastickými horninami v blízkych častiach zemskej kôry, nevznikajú excitované zemetrasenia pod dodatočnými vplyvmi.

Nemožno si predstaviť ničivejšiu a nebezpečnejšiu prírodnú katastrofu ako zemetrasenie. Ľudia žijúci v oblastiach náchylných na zemetrasenia sú vystavení riziku, že ich zemetrasenie zastihne počas celého života. Obyvateľstvo žijúce v relatívne stabilnej oblasti sa bojí ozveny pohybu, ako sú vlny, ktoré sa rozchádzajú z centra udalosti na jej perifériu.

Prirodzené príčiny zemetrasení

V dávnych dobách bola katastrofa považovaná za hnev bohov, za prejav sily iných magických a mýtických postáv. Vďaka modernému výskumu a rozvoju seizmológie sú príčiny vibrácií v litosfére jasne definované:

• subdukcia. Horný plášť zeme pozostáva z dosiek. Z dôvodov vnútornej práce vyskytujúcej sa v sa tieto dosky môžu od seba oddialiť alebo naopak na seba naliať, čo vedie k;
• deformácia dosky. Určité sily ovplyvňujú stabilitu samotných platforiem, v dôsledku čoho môže dôjsť k zemetraseniu nielen na periférii, ale aj v strede platní, ako napríklad v Číne;
• vulkanickej činnosti. K vibráciám v zemskej kôre prispievajú aj sopečné erupcie. Takéto javy sa vyskytujú častejšie, ale sú menej deštruktívne.

Technogénne príčiny katastrof

Ľudstvo aktívne zasahuje do prírody, snaží sa pretvárať životné prostredie podľa vlastného uváženia, bez toho, aby premýšľalo o globálnych zmenách vedúcich k nárastu počtu prírodných katastrof. Frekvencia zemetrasení je teda ovplyvnená nasledujúcimi typmi aktivít „kráľa prírody“:

• vytváranie umelých nádrží na veľkých plochách. Keď sa obrovská masa vody sústredí v nádržiach, jej hmotnosť začne vyvíjať tlak na pórovité podpovrchové horniny, čo spôsobí ich zhutnenie. Kvalita spodnej pôdy sa tiež mení, je príliš nasýtená vlhkosťou. To všetko vedie k otrasom aj v tých oblastiach, ktoré zemetraseniami nikdy nepreslávili;
• ultrahlboké vŕtanie a plnenie použitých studní vodou. Zmena vnútorného stavu litosféry v dôsledku ťažby počas ťažby vedie k otrasom rôznej sily – ako viete, príroda nemá rada prázdnotu;
• jadrové výbuchy v podzemí aj na povrchu planéty, ktoré vytvárajú silnú rázovú vlnu a otriasajú všetkými vrstvami vrchného plášťa Zeme.

Toto všetko sú hlavné prírodné a človekom spôsobené príčiny zemetrasení.

| Pôvod zemetrasení. Ako sa hodnotia zemetrasenia?

Základy bezpečnosti života
7. trieda

Lekcia 2
Pôvod zemetrasení. Ako sa hodnotia zemetrasenia?

Z HISTÓRIE ZEMEtrasení

V priebehu ľudskej existencie zemetrasenia zabili milióny ľudí a zničili stovky miest.

Zemetrasenie, ktoré zničilo talianske mesto Messina, je všeobecne známe.

Messina bola od nepamäti nešťastným mestom. Dve tisícročia ho pravidelne ničili vojny a medzitým zúrili zemetrasenia.

28. decembra 1908 o šiestej hodine ráno došlo k smrteľnému zemetraseniu. Pár sekúnd - a Messina bola preč. Po zemetrasení sa na pobrežie rútili obrovské vlny cunami v troch vlnách, jedna po druhej v intervaloch 15 minút.

Na okraji mesta začali horieť zničené plynové nádrže; Pol hodiny po zemetrasení vypukol požiar.

ZEMEtrasenia

Na rozľahlých doskách, na chvejúcej sa zemi pozdĺž bulváru, stáli kostry palácov so zrútenými stĺpmi a popraskanými stenami. Zo všetkých strán bolo počuť stonanie, krik a prosby o pomoc. Medzi troskami bolo vidieť uviaznuté telá. Všetky budovy na brehu boli odplavené cunami.

Ráno bola správa o katastrofe odovzdaná telegraficky do všetkých krajín sveta. Postupne začala prichádzať pomoc odvšadiaľ. Do Messiny pricestoval sám kráľ, aby zorganizoval prevoz ranených.

Tak sa stalo, že 28. decembra 1908 pri východnom pobreží ostrova. Ruská eskadra midshipmanov sa nachádzala na Sicílii. Keď sa oddelenie dozvedelo o strašnom zemetrasení, zamierilo do Messiny. Keď sa námorníci blížili k mestu, videli, že jeho nábrežia sú zanesené davmi ľudí rozrušených žiaľom a utrpením. Ruskí námorníci spúšťali člny so záchrannými tímami, lekármi a zdravotníkmi. Bolo to ako obojživelné pristátie – pristátie v mene záchrany ľudských životov.

Cestu námorníkov na uliciach blokovali pevné sutiny, no oni, často riskujúc svoje životy, liezli na sutiny múrov, stavali galérie a studne, aby sa dostali k obetiam.

Námorníci kráčali v rade desiatich ľudí vo vzdialenosti päť metrov od seba, opatrne kráčali a počúvali stonanie a výkriky. Každých päť až desať krokov sa na príkaz staršieho všetci ostražito zastavili. Ten, kto počul ston alebo volanie o pomoc, zdvihol ruku, ostatní sa k nemu vrhli. Starší tu nechal dvoch-troch ľudí, dal im pokyny a rad sa pohol ďalej. Jeden riadok vystriedal druhý a pokračovalo sa v pátraní po ľuďoch.

Na jednom mieste videli muža visiaceho dolu hlavou s nohami privretými medzi trámy. Námorníci si z ich tiel postavili pyramídu a nešťastníka tak zachránili.

Taliani povedali: „Je ťažké si predstaviť niečo hrdinskejšie ako čin ruských námorníkov. Nebojácne správanie ich dôstojníkov a námorníkov ešte viac vyniklo ich skromnosťou a úprimnou jednoduchosťou.“

Ako pracovali ruskí námorníci, možno posúdiť z takýchto epizód. Na zvyškoch balkóna z tretieho poschodia viselo dolu hlavou šesťročné dievčatko prichytené v mrežiach. Kus steny sa ledva držal a bol pripravený zrútiť sa. Potom námorníci umiestnili rebrík vertikálne bez akýchkoľvek zastávok. Dvaja ju podopreli a dvaja vyšli hore. Jeden z nich sa postavil na ramená svojho priateľa a vytiahol dieťa.

V ruinách banky záchranári objavili a vykopali ohňovzdorný trezor, v ktorom sa nachádzalo veľké množstvo zlata a cenných papierov. To všetko bolo okamžite prevezené na taliansku vojnovú loď, ktorá dorazila do prístavu.

Ruskí námorníci pracovali ako záchranári šesť dní v Messine. Nešetrili sa, mnohí z nich sa sami zranili a pod zrútenými múrmi zahynulo niekoľko ľudí.

Podľa oficiálnych údajov naši námorníci zachránili z ruín 2000 ľudí a 1800 z nich bolo evakuovaných. Krížnik Admirál Makarov a bojová loď Slava dopravili do Neapola asi 1000 zranených Messinčanov.

Z geologického hľadiska nebolo zemetrasenie v Messine významné a len počet obetí mu dodal takú slávu.

Prečo napokon pri zemetrasení v Messine v roku 1908 zomrelo 100-tisíc alebo dokonca 160-tisíc ľudí? Je to predovšetkým kvôli vysokej hustote obyvateľstva v Kalábrii a na Sicílii. Navyše, Sicílčania sa väčšinou usadili pozdĺž pobrežia, v rozpadnutých budovách a domoch...

Podľa kroník sa za najničivejšie zemetrasenie v celej histórii ľudstva považuje zemetrasenie z roku 1201 (podľa niektorých zdrojov - 1202) na Blízkom východe. Trpel ňou Egypt, Sýria, Malá Ázia, Sicília, Arménsko a Azerbajdžan.

Celková plocha postihnutých oblastí bola 2 milióny km2. Počet obetí bol neuveriteľne vysoký, viac ako 1 milión ľudí.

V Rusku v XI-XIX storočí. Zaznamenaných bolo asi 40 zemetrasení, z toho štyri zničili kostoly a poškodili domy (v roku 1124 v Novgorodskej oblasti, v roku 1474 v Moskve, v roku 1595 v Nižnom Novgorode, v roku 1807 v Povolží, od Nižného Novgorodu po Ufu). Kroniky obsahujú zmienku o silnom zemetrasení, ku ktorému došlo v roku 1230 v Suzdale. Zemetrasenia boli v Kyjeve, Pereyaslavli, Vladimire a Novgorode. V Kyjevskopečerskej lavre sa kostol Presvätej Bohorodičky rozpadol na štyri časti. Zároveň sa zrútil aj refektár. V Pereyaslavli sa kostol sv. Michala rozdelil na dve časti.

Zemetrasenie v meste Neftegorsk (ostrov Sachalin) v roku 1995 takmer úplne zničilo toto malé mesto. Zostalo len pár domov, škôlky a nemocnica. V dôsledku tejto katastrofy zomrelo viac ako 2000 ľudí a mesto prestalo existovať.

Pôvod zemetrasení

zemetrasenie - Ide o otrasy a vibrácie zemského povrchu, ktoré vznikajú v dôsledku náhlych posunov a prasklín v zemskej kôre alebo hornej časti zemského plášťa a prenášajú sa na veľké vzdialenosti vo forme elastických vibrácií.

Najvyššia škrupina Zeme, nazývaná zemská kôra, má hrúbku asi 30 - 70 km pod kontinentmi a je tvorená stvrdnutými horninami. Zemská kôra však nie je monolitická škrupina. Hlavné dosky, na ktoré je rozdelená zemská kôra, spolu s kontinentmi a oceánmi, ktoré sa na nej nachádzajú, sú Africké, indické, americké, antarktické, euroázijské a tichomorské.

Zapamätajte si z kurzu zemepisu v 6. a 7. ročníku, čo viete o pohybe litosférických dosiek.

Dosky sa pohybujú horizontálne aj vertikálne, čo vedie k vytvoreniu topografie Zeme - hory, sopky, depresie. Ich pohyby sú sprevádzané akumuláciou kolosálnej energie v útrobách zeme, ktorá, uvoľnená vo forme seizmických vĺn, vedie k vibráciám zemskej kôry. Seizmické vlny sú často pociťované ako silné pohyby zemského povrchu. Vnímame ich ako zemetrasenie.

Takto opisuje zemetrasenie očitý svedok: „Zem sa triasla, jej prvý kŕč trval takmer 10 sekúnd: praskanie a vŕzganie okenných rámov, cinkanie skla, dunenie padajúcich schodov prebudilo spiacich... Strop bol roztrhané ako papier... v tme sa zdalo, že všetko padá...

Zem tupo bzučala. Budovy sa chvejúc a potácali, nakláňali sa, pozdĺž ich bielych múrov sa ako blesky tvorili trhliny a múry sa rozpadali a pokrývali ulice a ľudí medzi nimi ťažkými hromadami ostrých kúskov kameňa...“

Veľké zemetrasenia otrasú planétou približne raz za 10 rokov a sú často katastrofálne. Takéto zemetrasenia môžu postihnúť oblasti v okruhu stoviek kilometrov, ale sú pociťované v okruhu 500-700 km alebo viac, na ploche až niekoľkých miliónov štvorcových kilometrov.

Najstrašnejšou a najničivejšou tragédiou nášho storočia, ktorá si vyžiadala životy viac ako pol milióna ľudí, bolo zemetrasenie v Číne v roku 1976. Došlo k nemu v noci 28. júla priamo pri meste Tianyui s jedným obyvateľom pol milióna. Rozsah ničenia a počet úmrtí boli neuveriteľne veľké. Obytné budovy a továrne sa zmenili na ruiny; mesto prakticky prestalo existovať. V zemi sa objavili obrovské trhliny. Jedna z trhlín pohltila nemocnicu a vlak bol preplnený cestujúcimi. Zrútili sa mosty, poškodili železničné trate, roztrhli potrubia a zničili hrádze. Podľa hongkonských novín zomrelo viac ako 655-tisíc ľudí.

Zemetrasenia sa nevyskytujú vo všetkých častiach sveta. Vyskytujú sa len v určitých oblastiach, ktoré sa nazývajú seizmické pásy.

V súčasnosti je všetko známe dva hlavné pásy: Tichomorský a Stredozemný (Transázijský).

Tichomorský pás obopína pobrežie Tichého oceánu. Vzniká tu až 80 % všetkých zemetrasení. Ničivé zemetrasenia sa navyše opakujú v priemere každých 150 rokov.

Stredomorský (transázijský) pás sa rozprestiera cez južnú Euráziu od Pyrenejského polostrova na západe po Malajské súostrovie na východe. V zóne tohto pásu sa vyskytuje až 15 % všetkých zemetrasení. Ničivé zemetrasenia sa vyskytujú každých 200-300 rokov.

Rozlišujú sa aj pásy: Arktída, západný Indický oceán a východná Afrika. V týchto zónach sa vyskytuje až 5 % všetkých zemetrasení.

Najvzácnejšie sa ničivé zemetrasenia vyskytujú na plošinách (každých 500-700 rokov), a preto sa na ne niekedy jednoducho zabúda.

Oblasti, kde sa zemetrasenia vyskytujú obzvlášť často, sa nazývajú seizmicky aktívne.

Medzi seizmicky nebezpečné (aktívne) oblasti Ruska patria Kaukaz (Kabardino-Balkarská, Severoosetská a Čečenská republika), Altaj (územie Altaj, Novosibirsk a Kemerovo), pohoria východnej Sibíri a Ďalekého východu (Krasnojarské územie, republiky Burjatsko, Tuva, Sakha (Jakutsko), Irkutsk, Čita, Amur a Magadan regióny), Veliteľské a Kurilské ostrovy, o. Sachalin.

Miesto, kde sa horniny posúvajú, sa nazýva zdroj zemetrasenia. Zdroj zemetrasenia sa zvyčajne nachádza v hĺbke viac ako 10 km. Nad ním na zemskom povrchu je miesto najväčšieho prejavu zemetrasenia. Nazýva sa epicentrum.

Príčina zemetrasenia Obyčajne dochádza k posunu hornín zemskej kôry, zlomu, pozdĺž ktorého sa jeden skalný masív trie o druhý obrovskou silou. Gigantická energia zároveň spôsobuje vibrácie v horninách, ktoré sa môžu šíriť na desiatky a stovky kilometrov všetkými smermi. So vzdialenosťou ich sila klesá.

Vibrácie vĺn pri zemetrasení sú prevažne troch typov a prenášajú sa cez horniny zemskej kôry rôznou rýchlosťou. Primárne vlny kmitajú pozdĺžne, sekundárne vlny – priečne sa dlhé vlny prenášajú po povrchu Zeme. Pohybujú sa pomalšie a často sú pociťované ako silný pohyb zemského povrchu. Tieto vlny majú veľký rozsah a sú príčinou všetkého viditeľného zničenia.

Zo svetových skúseností je známe, že niekedy môže byť zemetrasenie spôsobené dodatočným zaťažením hornín po výstavbe veľkých nádrží v zónach tektonických porúch. V takýchto prípadoch pod váhou obrovských más vody začne jedna z platní vyvíjať veľkú silu na druhú.

K takémuto zemetraseniu došlo v oblasti mesta Koinanagar (India). Spôsobila to výstavba nádrže s objemom 2,78 km3 s výškou hrádze 103 m V noci z 10. na 11. decembra 1967 zničil seizmický otras v epicentre 80% domov v r. Koinanarape. Zomrelo 200 ľudí, viac ako 1,5 tisíca ľudí zostalo bez domova.

Epicentrum a zdroj zemetrasenia, z ktorého sa odchyľujú vlny

Niekedy existujú zemské vlny v doslovnom zmysle slova. Pohybujú sa po zemi ako na jazere. V Kalifornii boli počas zemetrasenia v roku 1906 na niektorých miestach zaznamenané také vlny s výškou až 1 m, ktoré sú obzvlášť nebezpečné, pretože otriasajú budovami a ničia najsilnejšie steny. Niekedy budovy vibrujú natoľko, že sa rozpadnú.

Zemetrasenia sa delia na tektonické, vulkanické, zosuvné, indukované, spojené s dopadmi kozmických telies na Zem a morské otrasy (tab. 1).

Väčšinu zemetrasení nezaznamenávame: detegujú ich len špeciálne prístroje – seizmografy.

Seizmograf je citlivé zariadenie, ktoré detekuje a registruje otrasy, zaznamenáva ich silu, smer a trvanie.

Seizmografy sa používajú na rôznych miestach po celom svete na zaznamenávanie pohybov zemskej kôry každý deň, pretože nikdy nie je v pokoji. Údaje z dvoch alebo viacerých seizmografov pomáhajú seizmológom lokalizovať, kde došlo k zemetraseniu.

stôl 1

KLASIFIKÁCIA ZEMESTRASENÍ PODĽA PÔVODU

Ako sa hodnotia zemetrasenia?

Veľkosť a sila zemetrasenia je charakterizovaná veľkosťou zemetrasenia. Chápe sa ako konvenčná hodnota charakterizujúca celkovú energiu elastických vibrácií spôsobených zemetraseniami. Veľkosť sa meria na Richterovej stupnici (od 1 do 9 bodov).

Ľudia sa však viac nezaujímajú o silu otrasov, ale o úroveň zničenia a podľa toho aj o množstvo potrebnej pomoci.

Intenzita zemetrasenia, teda jeho vplyv na životné prostredie, sa meria na Mercalliho stupnici(pomenované podľa talianskeho vedca Giuseppe Mercalliho) a sú určené ničením a pocitmi ľudí postihnutých zemetrasením.

Približný vzťah medzi magnitúdou zemetrasenia na Richterovej stupnici a intenzitou zemetrasenia na Mercalliho stupnici je uvedený v tabuľke. 2.

Mercalliho stupnica má stupne od I do XII.

Zemetrasenie s magnitúdou III cíti veľa ľudí vo vnútri budov. Znie to ako vibrácie z malého nákladného auta, ktoré prechádza neďaleko. Závesné predmety sa kývajú.

S bodmi V zemetrasenie pociťuje väčšina ľudí vo vnútri aj mimo budov a spiaci sa prebúdzajú. Kvapalina v nádobách čiastočne strieka. Dvere sa otvárajú. Malé predmety sa pohybujú alebo prevracajú. Niekedy sa kývajú stromy a stĺpy.

S bodmi VII ľudia zažívajú strach a je pre nich ťažké stáť na mieste. Pri jazde v aute sú počas jazdy citeľné otrasy. Závesné predmety sa kývajú. Nábytok sa zlomí. Zvonia veľké zvony. Na piesočnatých a kamienkových brehoch dochádza k zosuvom pôdy. Dochádza k poškodeniu betónových zavlažovacích kanálov.

V bodoch IX začína všeobecná panika. Dochádza k poškodeniu pevne postavených budov, veľkému zničeniu vo vnútri budov a poškodeniu základov. Trhliny v zemi sú viditeľné. Podzemné potrubia praskli a nádrže sú vážne poškodené.

V bodoch XI sa väčšina tehlových, kamenných a drevených budov zrúti. Niektoré mosty sú zničené. V pôde sa tvoria veľké trhliny. Koľajnice sú silne ohnuté.

V bodoch XII nastáva všeobecná deštrukcia. Veľké masy hornín sú premiestnené. Na zemskom povrchu sú viditeľné zemské vlny. Predmety sú vyhadzované do vzduchu.

Na určenie sily otrasov je nespoľahlivé spoliehať sa len na príbehy jednotlivých ľudí o ich pocitoch. Očití svedkovia, najmä tí neskúsení, zvyčajne zveličujú silu zemetrasenia. Seizmológovia preto robia rozhovory s mnohými ľuďmi a snažia sa vytvoriť objektívny obraz zemetrasenia.

A predsa hodnotenia niekedy nestačia. Hlavnou nevýhodou tejto stupnice intenzity je, že ju inžinieri a stavitelia nemôžu používať. Potrebujú fyzikálne údaje o kmitoch – o zrýchlení, perióde kmitania, amplitúde, spektre. Preto sa vyvíjajú škály, v ktorých je možné kombinovať skóre s fyzikálnymi veličinami určenými pomocou prístrojov.

Každý rok ľudia na Zemi pocítia 300-350 tisíc zemetrasení. Polovica svetovej populácie žije v oblastiach, kde sú zemetrasenia s intenzitou 7 a viac veľmi pravdepodobné a nachádza sa tu asi 40 % miest.

tabuľka 2

PRIBLIŽNÝ VZŤAH MEDZI RICHTEROVOU VEĽKOSŤOU A MAXIMÁLNOU INTENZITOU MERCALLI

Z hľadiska priemerného ročného počtu prírodných katastrof, ktoré spôsobujú (asi 15 %), sú zemetrasenia na treťom mieste po hurikánoch a povodniach a z hľadiska počtu obetí na druhom alebo treťom mieste v rôznych desaťročiach. Z hľadiska priamych ekonomických škôd patria medzi prvé príčiny.

Úvod

Zemetrasenia sú otrasy a vibrácie zemského povrchu spôsobené prírodnými príčinami (hlavne tektonickými procesmi) alebo umelými procesmi (výbuchy, napĺňanie nádrží, prepady podzemných dutín v banských dielach). Malé otrasy môže spôsobiť aj stúpanie lávy pri sopečných erupciách. Len málo z impozantných prírodných javov sa dá v ničivej sile a nebezpečenstve prirovnať k zemetraseniam. Ich kronika počíta milióny obetí, stovky stratených miest. Každý človek žijúci na Zemi je zvyknutý považovať zemskú klenbu za niečo silné a spoľahlivé. Keď sa začne triasť, explodovať, usadzovať sa a vykĺznuť spod nôh, človeka zachváti hrôza.

V hlbinách našej planéty neustále prebiehajú vnútorné procesy, ktoré menia tvár Zeme. Najčastejšie sú tieto zmeny pomalé a postupné. Presné merania ukazujú, že niektoré časti zemského povrchu stúpajú, iné klesajú. Ani vzdialenosti medzi kontinentmi nezostávajú konštantné. Niekedy vnútorné procesy prebiehajú násilne a hrozivé prvky zemetrasení menia mestá na ruiny a devastujú celé regióny.

Obrovské územia, mnohé husto obývané oblasti a dokonca celé krajiny, ako napríklad Japonsko, sú ohrozené zemetraseniami. Najväčšie nebezpečenstvo zemetrasení spočíva v ich neočakávanosti a nevyhnutnosti. Vedecký pokrok v posledných rokoch však otvoril skutočné možnosti zemetrasenia nielen predpovedať, ale aj ovplyvňovať ich priebeh.

Zemetrasenia patria medzi prvé prírodné katastrofy z hľadiska ich ničivých následkov, počtu obetí a ničivého vplyvu na životné prostredie človeka. Sú spôsobené globálnym vývojom litosféry našej planéty, ktorý trvá stovky miliónov rokov. Nie je možné zabrániť zemetraseniam, ale ich deštruktívne následky a počet obetí možno znížiť vytvorením spoľahlivých máp seizmického zónovania, uplatnením primeraných stavebných noriem odolných voči zemetraseniam a zavedením dlhodobých politík v seizmicky aktívnych oblastiach na základe zvyšovania úrovne informovanosti. obyvateľov a federálnych orgánov o hrozbe zemetrasení a schopnosti odolávať podzemným živlom.

Účelom tejto eseje je odhaliť pojem zemetrasenie ako človekom spôsobenú núdzovú situáciu. Na to je potrebné splniť nasledujúce úlohy: okrem popisu samotného pojmu zemetrasenie ukázať pravidlá správania sa ľudí v tejto situácii, následky katastrofy, ako aj opatrenia na predchádzanie a elimináciu zemetrasenia. dôsledky.

Včasné vysvetlenia príčin zemetrasenia.

Pri hľadaní príčin zemetrasení sa Aristoteles obrátil do útrob Zeme. Veril, že atmosférické víry prenikajú do zeme, ktorá má veľa dutín a cez trhliny. Víchrice, pomyslel si, sú zosilnené ohňom a hľadajú cestu von, čím spôsobujú zemetrasenia a niekedy aj sopečné erupcie. Tieto myšlienky pretrvali mnoho storočí, aj keď neuviedol žiadne argumenty v prospech svojich hypotéz, ale jednoducho dal voľný priechod svojej bujnej fantázii. Aristoteles je tiež „zodpovedný“ za myšlienku, ktorá dnes existuje o špeciálnom „seizmickom počasí“. Povedal, že keď je vzduch vtiahnutý do zeme pred zemetrasením, zostávajúci vzduch nad zemou sa stáva pokojnejším a redším, čo sťažuje dýchanie. O štyri storočia neskôr Plínius napísal: „K otrasom zeme dochádza len vtedy, keď je more pokojné a obloha taká tichá, že vtáky nemôžu stúpať, pretože nemajú dych, ktorý by ich podporil. Pretože sa tieto podmienky vyskytujú počas horúceho a vlhkého počasia, takéto počasie sa začalo nazývať „seizmické počasie“ vo viere, že signalizuje blížiace sa zemetrasenia.

Zemetrasenia boli často vnímané ako trest zoslaný nahnevanými bohmi. V gréckej mytológii zemetrasenia spôsobuje nahnevaný Poseidon, vládca morí. Neptún, jeho analóg v rímskych mýtoch, dokázal nielen vyvolať v ľuďoch strach tým, že spôsobil zemetrasenie, ale aj zoslal na zem záplavy a k brehom obrovské vlny. V Európe v 18. storočí. Klérus sa snažil ľuďom vštepiť moralistický pohľad na zemetrasenia. Slávne lisabonské zemetrasenie z roku 1755 sa stalo na Sviatok všetkých svätých, keď boli ľudia v kostole. Obrovský počet obetí spôsobila séria následných otrasov a obrovská vlna cunami, ktorá zasiahla nábrežie. Situáciu zhoršili požiare, ktoré zúrili po celom meste. Tí, ktorí verili v Boží trest za hriechy, to považovali za odplatu.

Moderné vysvetlenia príčin zemetrasenia

Vďaka úsiliu niekoľkých generácií výskumníkov majú teraz odborníci dobrú predstavu o tom, čo sa deje počas zemetrasenia a ako sa prejavuje na povrchu Zeme. Ale povrchové javy sú výsledkom toho, čo sa deje v hĺbke. A hlavná pozornosť špecialistov sa teraz sústreďuje na pochopenie hlbokých procesov v útrobách Zeme, procesov, ktoré vedú k zemetraseniu, tých, ktoré ho sprevádzajú a ktoré nasledujú.

Existujú dve hlavné príčiny zemetrasení.

Prvým sú povrchové procesy, ktoré spôsobujú mierne zemetrasenia. Význam týchto procesov je nasledovný: unášacie platne pôsobia podobne ako nožnice, pričom si navzájom lámu hrany. Tieto dosky sa unášajú pozdĺž veľkých zlomov, ako je zlom San Andreas v Kalifornii alebo alpský zlom na Novom Zélande.

Druhým dôvodom sú hlbšie procesy, ktoré prebiehajú v zónach umiestnených pozdĺž okraja posuvných dosiek. Okraje týchto platní sa ponoria do zemského plášťa a znovu sa absorbujú, pričom sú nasávané v hĺbke asi 500 kilometrov. Z tohto dôvodu sa vyskytujú zemetrasenia väčšieho rozsahu.

Zemskú kôru v jej hornej časti tvoria obrovské bloky (ktorých je len asi desať) nazývané tektonické dosky. Pod vplyvom konvekčných pohybov, ktoré vychádzajú z vysokoteplotného zemského plášťa, sa pohybujú. V mieste zlomu sa vplyvom odolnosti hornín hromadí napätie.