Все о землетрясениях: что это такое, как происходит, зачем его изучают и как спастись? Может ли на Урале повториться сильнейшее землетрясение столетней давности.
За последние несколько дней по всей планете произошла серия мощных землетрясений. Только в апреле произошло 16 крупных землетрясений магнитудой 6 и выше ; 9 из них произошли за последние 7 дней. Два крупнейших землетрясения из этой беспрецедентной серии случились на прошлых выходных: мощнейшее землетрясение в Эквадоре магнитудой 7,8, унёсшее жизни по меньшей мере 77 человек, и землетрясение магнитудой 7,0 в Кумамото на японском острове Кюсю, где за 3 дня произошло в целом 388 толчков , в результате которых погиб как минимум 41 человек, 2000 получили ранения . За последние две недели на небольшом южно-тихоокеанском острове Вануату произошло 6 крупных землетрясений . Всего 5 дней назад мощное землетрясение магнитудой 6,9 произошло в Мьянме , жертвами которого стали два человека. После такой серии землетрясений, произошедших всего за последние несколько дней и унёсших жизни как минимум 120 человек, не только учёные, но и непрофессионалы становятся всё более озабоченными о том, что нас ждёт дальше.
25 апреля исполнится ровно год со дня смертельного землетрясения магнитудой 7,8 в Непале, число жертв которого превысило 9000 человек . 2016 год, не успев начаться, уже превзошёл прошлый год по количеству мощных землетрясений: 7 землетрясений магнитудой 7 и выше , а также 40 землетрясений магнитудой 6+. Эпицентры более половины крупных землетрясений, произошедших за последние 30 дней, находились относительно неглубоко (на глубине до 20 км от земной поверхности). К тому же почти все из 20 крупнейших землетрясений (магнитудой 6 и выше) за последние 30 дней произошли вдоль Тихоокеанского огненного кольца у берегов Южной Америки, Аляски и Азии, которая пострадала от них больше всего. Всё это указывает на катастрофические процессы, происходящие в земных недрах и земной коре, которые, возможно, являются следствием некоторых разрушительных процессов в нашей Солнечной системе, вызывающих многочисленные разломы тихоокеанских тектонических плит, находящихся под огромным давлением (об этом далее в статье).
В 1973 году в США было зафиксировано всего 24 землетрясения магнитудой более 3,0. В период между 2009 и 2015 годами их число возросло до 318. Только на центральной территории США в течение первых 3-х месяцев текущего года число землетрясений магнитудой 3+ подскочило до 226. Учёные Геологической службы США (ГСС) полагают, что этот недавний скачкообразной рост относительно слабых землетрясений может быть связан с человеческой деятельностью. Как полагает ГСС, сброс сточных вод с нефтяных и газовых скважин является основной причиной этого роста - даже в большей степени, чем использование технологии гидравлического разрыва. Из-за существенного роста сейсмической активности, вызванной использованием разрушающих окружающую среду технологий энергетической промышленности, ГСС теперь публикует две различные карты: на одной из них изображены землетрясения, вызванные антропогенными факторами, а на другой - землетрясения природного происхождения. Влияние антропогенных землетрясений на магнитуду, частоту и эпицентр землетрясений природного характера в США считается минимальным, так как они происходят в основном в центральной части США (прежде всего в штате Оклахома), в то время как зона природных землетрясений пролегает по большому счёту вдоль разлома Сан-Андреас в Калифорнии.
Связаны ли эти недавние землетрясения между собой? Возможно, что да :
Ученые пришли к выводу, что когда мощное землетрясение 2004 года произошло на Суматре, то изменилась частота и интенсивность подземных толчков вдоль всего разлома Сан-Андреас. Нечто похожее произошло и сейчас.
Энергия, выброшенная землетрясением в Японии, распространилась на Эквадор в район уже предрасположенный к мощному землетрясению, дав толчок к его началу. Уже установлено, что спусковым крючком к Японскому катаклизму стал выброс энергии из разлома Футагава, но причины и следствия взаимосвязи между этими двумя толчками в разных странах еще предстоит изучить.
Не следует также забывать, что как Япония и Эквадор, так и остров Вануату, на котором недавно произошла серия мощных землетрясений, также расположен в Тихоокеанском огненном кольце.
Уже сейчас учёные обеспокоены тем, что серия мощных землетрясений может вызвать цепную реакцию вулканической активности, как например, недавнее пробуждение вулкана Аса в Японии , произошедшее сразу после первых двух землетрясений. Уже сейчас по всей планете активно извергаются 38 вулканов .
1. Незначительное снижение скорости вращения Земли оказывает механическое давление на её кору (сжатие в экваториальных широтах и расширение в полярных). Это давление деформирует кору. Такая деформация уже более выражена и способна приводить к разрывам в слабых местах коры, так называемых линиях разломов (границах между литосферными плитами), где обычно происходит сейсмическая и вулканическая активность.
Тихоокеанское Огненное Кольцо
2. Мантия обладает более высокой плотностью чем кора, и, следовательно, у мантии выше момент вращения, который не даёт ей замедляться так же быстро, как это делает кора. Различие между скоростью вращения коры и мантии называется проскальзыванием коры. Текучесть мантии приводит к проскальзыванию из-за разности моментов вращения коры, верхней мантии и ядра. Разность скоростей может вызывать трение между корой и мантией. Это трение может локально деформировать кору, что вызывает землетрясения и извержения вулканов.
[Изменение] скорости вращения Земли приведет к изменениям в потоке магмы, который будет подстраиваться под новый экватор или измененную скорость вращения. Однако такие изменения не могут быть одинаковыми на всей планете из-за фактора «торможения» глубоко в недрах самой магмы, хотя в целом они, безусловно, вызовут неимоверные нагрузки на всю литосферу.
3. Ослабление электрического поля между поверхностью и ядром уменьшает взаимные связи между литосферными плитами. В результате плиты могут свободно перемещаться относительно друг друга. Как раз это относительное движение (схождение, расхождение или проскальзывание) и является основной причиной землетрясений и вулканических извержений.
4. Последний фактор, влияющий на землетрясения и извержения вулканов - это электромагнетизм:
Некоторые учёные обратили внимание на корреляцию между солнечными пятнами и землетрясениями и хотят использовать данные о солнечных пятнах для прогноза землетрясений. Существует теория о том, что усиление магнитного поля может приводить к изменениям в геосфере [т.е. земной коре]. НАСА и Европейский союз наук о Земле уже подтвердили гипотезу солнечных пятен, которая говорит, что определенные изменения в среде Солнце-Земля влияют на магнитное поле Земли, которое может вызывать землетрясения в зонах сейсмической активности. Механизм такого воздействия пока непонятен.
Землетрясение - одна из самых разрушительных природных стихий. Непредсказуемость и опасность землетрясений порождает страх, домыслы и панику среди населения. Чтобы повысить уровень грамотности граждан, как противостоять стихийному бедствию, Сибирский региональный центр МЧС России публикует серию просветительских материалов, посвященных землетрясению. Не пропускайте актуальные материалы, повышайте культуру безопасности и чувствуйте себя уверенно.
Утверждение, что при первых же колебаниях земли нужно срочно бежать на улицу,верно лишь отчасти. Все зависит от того, где человек находится во время землетрясения.
Прежде всего, не надо пугаться каждого подземного толчка, относительно слабые землетрясения (до 5 баллов) не причиняют вреда. Более того, даже не все люди могут ощущать подвижки земной коры такой интенсивности. Человеку, конечно, сложно определить силу землетрясения, поэтому предлагаем запомнить самые основные моменты.
Сейсмологи утверждают, что после первых толчков, которые почувствовал человек, ЧЕРЕЗ 15-20 СЕКУНД могут последовать БОЛЕЕ СИЛЬНЫЕ КОЛЕБАНИЯ, которые длятся несколько десятков секунд, расшатывая здания. Затем колебания идут на убыль в течение примерно 30 секунд и более.
Повторные землетрясения (афтершоки) случаются практически всегда, такова сущность этой природной стихии. Повторные толчки также НЕ ПОДДАЮТСЯ ПРОГНОЗУ. Ученые говорят, что афтершоки могут напоминать о себе и несколько недель подряд, и несколько месяцев. Однако, есть и положительный момент. Все повторные толчки НАМНОГО СЛАБЕЕ основного землетрясения, поэтому информация о возможных повторных подвижках не должна вызывать тревоги.
Как спасаться? Если вы находитесь в здании на первом, втором (максимум, третьем) этажах – быстро, но осторожно покиньте здание и отойдите от него на открытое место. Помните, у вас есть на это всего 15-20 секунд! Не бросайтесь к лестнице или к лифту, если вы находитесь в здании выше второго этажа и понимаете, что не успеваете выбежать на улицу. Займите наиболее безопасные места в помещении. Это проемы несущих стен (необходимо заранее уточнить, какие стены в вашей квартире являются капитальными, и помнить об этом). Можно лечь в ванну (в случае падения бетонная плита задержится на стенках ванны) или укрыться под крепкими столами, кроватями, способными выдержать вес тяжёлых предметов.
Главная опасность во время разрушительных землетрясений исходит от падения внутренних стен, потолков, люстр. Держитесь подальше от окон и тяжёлых предметов. Не выходите на балкон.
Если вы оказались в завале, не отчаивайтесь. Есть силы – найдите возможность подать знак. Нет сил – наберитесь терпения и ждите помощи спасателей. Она обязательно придет!
Помните, для человека опасны землетрясения только разрушительной силы. Но даже при таковых ЕСТЬ ШАНСЫ спасти свою жизнь. Главное и неизменное правило – не терять самообладания, сохранять присутствие духа, поддерживать присутствие духа у других и не поддаваться панике.
Землетрясения могут сопровождаться предшествующими и последующими толчками, получившими соответственно название форшоков и афтершоков. Форшоки можно было бы рассматривать в качестве предвестников землетрясений. Однако в среднем они отмечаются для очень небольшого количества сильных землетрясений. Так, например, по районам Японии только пятая часть крупных землетрясений предваряется наличием форшоков. При этом они чаще всего начинаются за несколько суток до основного события, а количество их и интенсивность возрастают по мере приближения к главному толчку. В некоторых работах приводятся данные о том, что перед сильным землетрясением отмечается дефицит сейсмической активности. В целом сведения о форшоках тектонических землетрясений весьма противоречивы, так как в большинстве случаев даже постфактум очень трудно решить относится ли данное событие к форшоку или оно представляет собой флуктуацию фоновых землетрясений. Отметим, что форшоки, как правило, сопровождают относительно сильное техногенное землетрясение, проявляющееся в процессе заполнения искусственных водохранилищ.
Приведенный пример техногенных форшоков дает некоторую возможность высказать по аналогии предположение, что форшоки тектонических землетрясений могут появиться при определенных структурных особенностях среды в том случае, когда существует режим регулярного увеличения напряжений в некоторой области, совпадающей с гипоцентральной зоной главного толчка, либо в зоне прилегающей к ней.
К значительно более устойчивым явлениям следует отнести афтершоки. Детальные инструментальные наблюдения показывают, что афтершоковый процесс имеет место практически при всех достаточно сильных землетрясениях. К настоящему времени специалисты приходят к выводу, что в случае большой глубины афтершоки появляются значительно реже, чем при нормальных землетрясениях.
Обычно предполагается, что афтершоковый процесс может быть при любой величине землетрясения, хотя доказать это с полной определенностью трудно, в том числе из-за ограниченной чувствительности аппаратуры. Попутно отметим, что достаточно сильные афтершоки порождают афтершоки второго порядка. Как и при обычном (фоновом) процессе, афтершоки могут быть различной силы, т. е. распределяться в соответствии с законом повторяемости. Чаще всего афтершоки большой интенсивности появляются, через относительно короткие интервалы после главного толчка. Вместе с тем даже наиболее сильные афтершоки всегда меньше по энергии, чем порождающее их землетрясение.
Важным вопросом в проблеме афтершоков является связь место положения гипоцентров афтершоков с фокальной областью главного толчка. Многие авторы, анализируя имеющиеся экспериментальные данные, приходят к выводу, что большая часть очагов афтершоков располагается либо в пределах зоны главного толчка, либо в непосредственной близости от нее. Если очаг основного землетрясения сильно вытянут вдоль разлома, то нередко гипоцентры афтершоков концентрируются на концах тектонического шва. Вместе с тем нельзя не согласиться с некоторыми авторами, что гипоцентры афтершоков могут располагаться на значительном удалении от очаговой зоны. Это вытекает из того, что афтершоки относятся к категории возбужденных землетрясений и сфера влияния сильного события в сейсмоактивной области может быть достаточно большой, если поле напряжений в среде было близко к критическому.
Незначительные толчки бывают часто, но об этом знают только очень чуткие приборы. Но не так часто случаются и сильные толчки, которые не так просто остановить. Это значит, что землетрясения редко происходят в одиночку, гораздо чаще - парами, группами, роями, в особенности сильные. За сильными обычно следует множество толчков постепенно убывающей силы, хотя некоторые из них могут быть лишь немного слабее основного. Такие последующие толчки называют афтершока-ми (от англ. after - «после» и shock - «удар», «толчок»). После сильного землетрясения афтершоки дают целый «концерт» с меняющимися ритмом, частотой и силой ударов. Подобные «концерты» могут длиться несколько суток, недель и месяцев. Бывает, что земля не может успокоиться по нескольку лет.
Значительно реже перед сильным землетрясением возникают предшествующие толчки - форшоки (от англ. foreshock - «предварительный толчок»). Они как бы предупреждают, что Сейсмос проснулся. Известно немало случаев, когда именно после первых слабых толчков люди покидали дома и тем самым спасались от последующего, более сильного сотрясения. Например, во время катастрофического землетрясения в Армении в 1988 г. в Спитаке и Ленинакане (сейчас город Гюмри) некоторым жителям с хорошей реакцией удалось спастись, выбежав из квартир и спустившись по лестницам ещё до главного толчка, разрушившего многие дома.
Cтраница 1
Повторяемость землетрясений: землетрясения могут повторяться в тех местах, где они уже были. Потому зарегистрированные землетрясения задают нижнюю границу максимальных магнитуд землетрясений. Однако выделение областей только по максимальным зарегистрированным землетрясениям дает заниженную оценку из-за короткого интервала наблюдений. Следовательно, вблизи очаговых зон зарегистрированных землетрясений возможны землетрясения с такими же магнитудами в будущем.
Хотя повторяемость землетрясений быстро увеличивается с уменьшением магнитуды, энергия, высвобождаемая при каждом землетрясении и подсчитанная с помощью любой из формул предыдущего раздела, уменьшается еще быстрее. Поэтому, если рассмотреть землетрясения за ограниченный промежуток времени в любой определенной области или на всем земном шаре, то вообще найдем, что высвобождение энергии в основном имеет место при сравнительно немногих землетрясениях самой большой магнитуды. Это имеет прямое отношение к известной идее о том, что слабые землетрясения могут служить в качестве предохранительного клапана, безопасно освобождая энергию, которая в противном случае могла бы проявиться в виде сильных землетрясений.
От категории повторяемости землетрясений зависит также и значение коэффициента сочетания усилий от различных нагрузок.
Для зданий, возводимых в сейсмических районах с повторяемостью землетрясений 1, 2, 3, значения Y следует умножать на 0 85; 1 или 1 15 соответственно.
Для зданий, возводимых в сейсмических районах с повторяемостью землетрясений 1 2 3, значения i следует умножать на 0 85; 1 или 1 15 соответственно.
Методика оценки закономерностей динамики сейсмического режима изучает вариации углового коэффициента наклона графика повторяемости землетрясений и моделирует форшоковые последовательности с помощью уравнения саморазвивающихся процессов.
Землетрясения расчетной интенсивности, измеряемые в баллах, подразделены на три категории в зависимости от их средней повторяемости: I категория - раз в 100 лет; II категория - раз в 1ООО лет; III категория - раз в 10ООО лет. Причем нормы обращают внимание на то, что районы строительства с I категорией повторяемости землетрясений являются наиболее опасными для прочности и устойчивости проектируемых сооружений.
Подсистема генерирования сеточных признаков позволяет преобразовать исходные данные в признаки, адекватные модели прогнозируемого явления. Подсистема позволяет создавать сеточные модели, выявляющие пространственные свойства точечных и линейных объектов, такие как, например, поле сейсмической активности, поле наклона графика повторяемости землетрясений, поля плотности и взвешенной по атрибутивным значениям плотности точек, поля расстояний до точечных или линейных объектов, поля суммарной длины линий в скользящем окне произвольного радиуса, производить нелинейную фильтрацию растровых полей, вычислять произвольные функции нескольких исходных сеточных полей, конструируемых из элементарных функций с использованием алгебраических и логических операций.
Здесь, следуя A.M. Яглому и Е.А. Новикову , на примере локально однородной и локально изотропной турбулентности мы изложим основные моменты описания таких систем. Известные законы турбулентности будут получены путем рассмотрения поведения лагранжевых жидких частиц. Таким образом объясняется закон Гутенберга-Рихтера повторяемости землетрясений в зависимости от их интенсивности.
Этот подход не дает ожидаемого времени будущих землетрясений, пока не используются иные признаки. Моги и Келлер с сотрудниками предположили, что главные землетрясения могут мигрировать вдоль основных сейсмических поясов. Более объективный метод состоит в оценке степени повторяемости землетрясений по степени напряжений или путем анализа прежних данных. По-видимому, между gN и М имеется линейная связь (N - число землетрясений с магниту - дой, большей, чем М), и это соотношение применимо во всех пространственных масштабах - от местных до глобальных. Значение Ъ меняется также со временем в данном районе, и это может быть использовано для предсказания будущего землетрясения.
Из анализа эмпирических данных следует, что и водохранилищные, и нагнетательные землетрясения ассоциированы с системой имеющихся в данном регионе земной коры разломов. Это имеет место, в частности, и для Ромашкинского региона. Это в соответствии с теоретическим анализом природы закона повторяемости означает, что воздействие на массив, передаваемое от водохранилища или при нагнетании жидкости в скважины, активизирует больше разломов в массиве (активизирует объем массива), чем это происходит в случае естественных землетрясений, очаги которых распределяются лишь по системе активных разломов, порождая нормальный наклон кривой повторяемости землетрясений.
Сначала рассматриваются непрерывные, случайные процессы. Их примерами в работе является локально однородная и изотропная турбулентность Колмогорова-Обухова, описанная в 1941 г. в основном соображениями подобия и размерности, частотный спектр морского волнения, полученный Захаровым в 1966 г., статистическая структура рельефа поверхности планеты. Затем 0 рассматривается статистика потока событий. Основной в работе формуле (4) дается теоретико-вероятностная интерпретация, с помощью которой объяснены многие эмпирические кумулятивные распределения частота - размер, типа закона Гутенберга-Рихтера для повторяемости землетрясений. С помощью практически важной простой формулы (13) оценивается скорость генерации энергии, высвобождаемой при событиях. С ее помощью для примера найдено, что скорость генерации энергии, высвобождаемой при землетрясениях, порядка 0 1 % от мощности полного геотермического потока.
Глава II посвящена результатам исследований различных волновых процессов в атмосфере. В главе III дается анализ динамики планетных атмосфер с использованием теории подобия. Результаты исследований по теории климата и его изменений представлены в главе IV. В этой главе, в том числе, отмечены экстремальные свойства климатической системы, проблемы ядерной зимы, моделирования уровня Каспия, сезонных вариаций температуры мезосферы, изменений состава атмосферы над Россией. Глава V посвящена исследованиям конвекции в мантии, в атмосфере Земли и в океане. Конвекция с учетом вращения изучается теоретически и в лабораторных экспериментах с приложениями к глубокой конвекции в океане, в жидком ядре Земли, для описания энергетических режимов ураганов. В главе VI проведен анализ статистики и энергетики разнообразных природных процессов и явлений. Приведены результаты исследований по общей теории статистики природных процессов и явлений как случайных блужданий в пространстве импульсов, позволяющие единым образом вывести их закономерности. Исследованы Колмогоровская турбулентность, морское волнение, закон повторяемости землетрясений. Особое место занимает глава VII, характеризующая широту интересов автора.
Нарушение условий равновесия внутренних слоев земли, происходящее в результате землетрясений, сопровождается возникновением упругих колебаний (сейсмических волн) в горных породах. Место внутри земной коры, где произошло нарушение равновесия ее слоев, называется гипоцентром, или очагом землетрясения; точка же земной поверхности, ближайшая к гипоцентру, называется эпицентром. Гипоцентр и эпицентр землетрясения-не точки, но области, имеющие известное протяжение и весьма растянутые. От гипоцентра землетрясения расходятся во все стороны сейсмич. Наиболее сильные и разрушительные сотрясения наблюдаются в эпицентре. Они возникают только среди рыхлых отложений, амплитуда их весьма велика, скорость всего 4 м / ск, им не могут сопротивляться ни почва ни здания. Продолжительность и число сотрясений, а также промежутки между отдельными ударами, весьма разнообразны при каждом землетрясении. Повторяемость землетрясений, выражающаяся в частом проявлении их в какой-либо области, и наибольшая степень их напряженности определяют понятие сейсмичности страны. На карте земли можно выделить области сейсмичны е-потрясаемые часто и разрушительно, пенесейсмичные - потрясаемые часто и сильно и асейсмичны е - потрясаемые редко и слабо или вовсе не потрясаемые. Для обозначения силы землетрясений руководствуются интенсивностью разрушительных последствий их; в этом отношении почти во всеобщее употребление вошла шкала Росс и - Ф о р е л я, разделяющая землетрясения на 10 классов: от незаметных непосредственному наблюдению и обнаруживаемых лишь чувствительными сейсмографами микроеейс-мич. Шкала Росси-Фореля, давая очень подробные подразделения для слабых ударов, недостаточна для ударов более сильных. Поэтому в практике итальянских сейсмологов принята шкала Меркалли с 12 классами.