Характеристика землетрясений, Землетрясение

Характеристика землетрясений. Землетрясения представляют собой колебания, сотрясения или смещения земной коры, вызванные глубинными тектоническими процессами. В недрах земли постоянно происходят сложные процессы накопления энергии, высвобождение которой и вызывает сейсмический толчок. Момент высвобождения этой энергии, которую принято называть энергией тектонических процессов, связывают с движением плит, на которые разбита земная кора. На границах между плитами могут происходить три явления: в одних случаях плиты раздвигаются, в других -- сдвигаются или скользят одна относительно другой. В месте столкновения двух плит происходит деформация земной поверхности с выделением накопленной энергии. Землетрясения подобного типа называются тектоническими. Иногда случаются землетрясения во внутренних частях плит -- так называемые внутриплитовые землетрясения. Они возникают из-за развития деформации (накопления энергии) в плитах, вызванной давлением на их краях.

Землетрясения возникают и в результате вулканической деятельности. В местах, где раздвигаются плиты, за счет тепловой конвекции возникают восходящие потоки, извергающие лаву. Данный процесс сопровождается выделением энергии и порождает вулканические землетрясения. По сравнению с тектоническими и внутриплитовыми землетрясениями сейсмические толчки, вызванные вулканической деятельностью, гораздо слабее, так как большая часть энергии разряжается в атмосферу, и, кроме того, слабые вулканические породы разрушаются раньше, чем в них успевают накопиться значительные запасы энергии. Ещё одну категорию образуют обвальные землетрясения, когда обрушение кровли шахты или подземных пустот вызывают образование упругих волн. К обвальным землетрясениям относятся и землетрясения, возникающие при развитии крупных оползней.

Землетрясения могут также вызываться и техногенной деятельностью человека (взрывы, артиллерийская стрельба, искусственное обрушение горных пород, движение тяжелого автотранспорта). Известно, что в некоторых районах мира землетрясения возникают в результате заполнения больших водохранилищ или закачки воды в скважины. Землетрясения в этом случае, как правило, слабые и происходят в непосредственной близости от скважины или водохранилища. Наиболее вероятной причиной этих землетрясений является возрастание порогового давления в породах, вызванного нагнетанием воды.

Наиболее сильны и опасны тектонические и внутриплитовыс землетрясения. Эти наиболее сильные землетрясения часто влекут за собой повторные. Область возникновения подземного толчка (очаг землетрясения) представляет собой определенный объем в толще земли, а именно в его пределах происходит процесс высвобождения накопившейся энергии. В центре очага условно выделяется точка гипоцентр, его проекция на поверхность земли называется эпицентром. Глубина гипоцентра может достигать 30 км, а в отдельных случаях -- до 750 км. Продолжительность колебаний грунта - 20--25 с (иногда до 90 с). Важнейшей характеристикой землетрясения являются сейсмическая энергия и интенсивность землетрясения. Сейсмическая энергия - это энергия, которая излучается из гипоцентра землетрясения в форме сейсмических волн. Она измеряется с помощью шкалы Рихтера, в которой за единицу измерения принимается магнитуда. Магнитуда соответствует десятичному логарифму максимальной амплитуды колебаний (в микронах) маятника специального прибора сейсмографа в 100 км от эпицентра землетрясения. Максимальная энергия землетрясений за все время наблюдений за ними составила 8,9 магнитуды; таким образом, данные измерений по шкале Рихтера могут находиться в пределах от 1 до 8,9 магнитуд. За максимальный уровень магнитуды принята энергия возможного сильнейшего землетрясения, приблизительно равная 1018 Дж и соответствующая энергии разрыва самых прочных пород земной коры. Эта энергия в миллионы раз превышает энергию взрыва атомной бомбы. Поскольку магнитуда характеризует выход сейсмической энергии только в эпицентре землетрясения, для более объективной оценки силы колебаний земной поверхности в точках, которые удалены от эпицентра введено понятие интенсивность землетрясения. Она характеризует степень ущерба, нанесенного стихией в данном конкретном месте. Факторами, которые определяют интенсивность землетрясения, помимо собственно сейсмической энергии, являются расстояние до эпицентра, свойства грунта, качество строительства и другие[1]. Интенсивность землетрясения определяется с помощью 12-балльной шкалы Меркалли. В России и странах Содружества Независимых Государств (СНГ) применяется ее модификация - шкала MSK-64(таблица 1). Таблица 1. -Краткая характеристика возможной интенсивности землетрясений по 12-балльной шкале Меркалли (MSK -б4)