Природа землетрясений

Обвальные землетрясения.

На юго-западе территории Германии и других местностях, богатых известковыми породами, люди иногда ощущают слабые колебания почвы. Они происходят из-за того, что под землею существуют пещеры. Из-за вымывания известковых пород подземными водами образуются карсты, более тяжелые породы давят на образующиеся пустоты и они иногда обрушаются, вызывая землетрясения. В некоторых случаях, за первым ударом следует другой или несколько ударов с промежутком в несколько дней. Это объясняется тем, что первое сотрясение провоцирует обвал горной породы в других ослабленных местах. Подобные землетрясения называют еще - денудационными.

Сейсмические  колебания могут возникать при  обвалах на склонах гор, провалах и просадках грунтов. Хотя они  носят локальный характер, но могут  привести и к большим неприятностям. Сами по себе обвалы, сходы лавин, обрушение кровли пустот в недрах могут подготавливаться и возникать под воздействием различных, достаточно естественных факторов.

Обычно это  следствие недостаточного отвода воды, вызывающее размывание оснований различных  построек, или проведение земляных работ с использованием вибраций, взрывов, в результате которых образуются пустоты, изменяется плотность окружающих пород и другое. Даже в Москве, колебания от подобных явлений могут ощущаться жителями сильнее, чем сильное землетрясение где-нибудь в Румынии. Чем больше масса обвалившейся породы и высота обвала, тем сильнее кинетическая энергия явления и ощущается его сейсмический эффект. Сотрясения земли могут быть вызваны обвалами и большими оползнями несвязанными с тектоническими землетрясениями. Обрушение в силу потери устойчивости горных склонов громадных масс породы, сход снежных лавин также сопровождаются сейсмическими колебаниями, которые обычно далеко не распространяются.

На территории России подобные землетрясения неоднократно происходили в Архангельске, Вельске, и других местах.

Мегалоземлетрясения.

Эти, достаточно редкие, почти планетарного масштаба события - фавориты в череде тектонических  землетрясений. По шкале Рихтера  их магнитуда более 8.5. Сегодня, для  их классификации используется специальная энергетическая шкала японского ученого Канамори. Их энергии оказывается достаточной, что бы так "раскачать" земной шар, что чувствительной сейсмометрической аппаратурой и наклономерами начинают регистрироваться собственные колебания Земли, длящиеся десятки дней. Этих землетрясений происходит немного, но ими на масштабе сотен лет контролируется сейсмическая машина планеты. Мегалоземлетрясениям обычно предшествует активизация сейсмической активности на больших территориях и всегда, они сопровождаются сериями более слабых землетрясений. Афтершоковые последовательности - последующие после главного толчка землетрясения, продолжают возникать в течение месяцев, а иногда лет. Они бывают и достаточно опасными. Происходя далеко от эпицентра главного толчка, но вблизи от населенных пунктов они могут вызвать большой ущерб, если не от силы своих сотрясений, то, вызывая камнепады и обвалы. Однако это уже другой раздел - что понимать под разрушительным землетрясением.

Разрушительно-катострафические землетрясения.

Такими землетрясениями независимо от их природы издавна называют те, при которых рушатся города и погибают люди. Колебания от них могут ощущаться за тысячи километров от их эпицентров. Разрушительные землетрясения происходят не часто, однако по степени ущерба от них они более заметны в сообщениях средств массовой информации, показах телевидения, Интернет новостях и других источниках информации. О них еще пойдет речь ниже, однако, по статистике землетрясения начиная с магнитуды 6 по шкале Рихтера, при глубине положения очага в 5 - 15 километров может оказаться катастрофическим по последствиям, если оно возникло вблизи от города или ответственного сооружения. Поэтому не надо путать две разные вещи - магнитуду землетрясения и его эффект, в последствии измеряемый по количеству разрушений и жертв. В целом прослеживается общая закономерность - чем сильнее землетрясение, тем больше человеческие жертвы и ущерб. Однако это далеко не всегда так, здесь вступает в силу уже случайные факторы - плотность населения и степень освоения территории и даже сезон года, погодные условия в зоне максимальных сотрясений.

К вторичным, а  иногда основным поражающим факторам относятся лавины, обвалы, цунами, сели. Возможны большие человеческие жертвы, когда оползень ударяет в чашу водохранилища - вода перехлестывает через плотину в долину реки, где как правило, много поселков.

Слабые  землетрясения.

Почти ежедневно, где-то в мире происходят слабые землетрясения  при которых здания дают трещины, но не разрушаются, звенит и разбивается посуда и другое. Они вызывают местный интерес, не занимают главного места в сводках мировых новостей и быстро забываются. Их энергии не достаточно для возбуждения опасных сейсмических колебаний на дневной поверхности, хотя они способны вызвать обвалы, оползни и сели. Особенную опасность слабые толчки представляют в горах, где могут оказаться неустойчивые горные склоны. Тогда, даже при незначительном сейсмическом колебании, произойдет их обрушение. Могут возникнуть каменные и ледовые лавины и начаться оползень. Если на их пути окажется населенный пункт или сооружение, то последствия могут оказаться непредсказуемыми.

Слабые землетрясения  опасны тем, что могут возникнуть на территориях казалось бы спокойных  в сейсмическом отношении, и на очень  небольшой глубине. В отличие от сильных, их не ждут с той же напряженностью. Если по сильным землетрясениям чаще всего удается обнаружить признаки их возникновения при геологическом изучении местности или по историческим источникам, то по более слабым такой информации практически никогда не бывает.

Микроземлетрясения.

Эти землетрясения  регистрируются только в пределах локальных  территорий высокочувствительными  приборами. Их энергии недостаточно, что бы возбудить интенсивные  сейсмические волны способные распространятся  на большие расстояния. Можно сказать, происходят почти непрерывно, вызывая интерес только у ученых. Но интерес весьма большой.

Считается, что  микроземлетрясения не только свидетельствуют  о сейсмической опасности территорий, но служат и важным предвестником момента возникновения более сильного землетрясения. Их изучение, особенно в местах, где нет достаточных сведений о сейсмической активности в прошлом, дает возможность не дожидаясь десятки лет сильного землетрясения рассчитать потенциальную опасность территорий. На исследовании микроземлетрясений построены многие методы оценки сейсмических свойств грунтов при застройке территорий.

Сейсмический  шум и микросеймы.

Еще более слабые толчки и трески - сейсмический шум  и микросейсмы практически непрерывен. Он порождается целым комплексом явлений - от более сильных землетрясений до атмосферных явлений на поверхности земли и уже относиться к микросейсмическим явлениям. На сейсмограммах чутких датчиков постоянно присутствуют слабые колебания - создавая впечатление, что Земля действительно дышит. Сейсмические шумы порождаются городами, транспортом - всем тем, что так или иначе связано с деятельностью человека. Если посмотреть на записи подобных колебаний, то в них отчетливо заметны "антропогенные циклы" - начало и конец рабочего дня, воскресные дни и даже - перерывы на обеденное время. Шумы большого города связаны с одновременным действием большого количества источников и именно поэтому современные сейсмические станции для регистрации землетрясений стараются выносить за пределы городских территорий, размещая в удаленных, горных местностях. В зависимости от природы возникновения сейсмический шум может оказаться, полезен для задач прогноза сильных землетрясений. Появились и используются эффективные методы по данным регистрации микросейсм для определения частотного спектра грунтов или собственных колебаний уже построенного сооружения. Сейсмический шум от самых различных источников "несет" в себе характеристики места где он регистрируется - сведения о характерных частотах колебаний грунтов, их, как называют ученные, динамических свойствах - способности усиливать амплитуды колебаний, или, наоборот, уменьшать и многое другое. В самом деле, наблюдая микросейсмы можно заблаговременно оценить свойства грунтов, на которых предполагается проведение строительных работ. Однако, регистрация шумов может оказаться полезной и для оценки сейсмической устойчивости уже построенных зданий - они отражают характерные периоды сотрясений всего комплекса, т.е. грунтов, фундамента и самого здания. Зная диапазон периодов наиболее опасных колебаний от землетрясений, и сравнивая его с выявленными собственными микроколебаниями сооружения, можно заблаговременно принять меры к увеличению сейсмической сопротивляемости здания. 
 
 
 

1.3. Влияние Солнца  и Луны на Землю.

Подземные катаклизмы во многом еще загадочны. И не удивительно, ведь в "подготовке" землетрясений  участвуют различные силы и факторы. В последнее время уделяют  много вниманию изучению влияния, которое  оказывает на Землю наше дневное  светило. Накоплено уже немало фактов, говорящих о том, что некоторые процессы, происходящие на Солнце, оказывают явное воздействие на природные явления на Земле. Интересно, что в годы, когда на Солнце возрастает количество солнечных пятен (что связано со вспышками на Солнце), на Земле усиливается тектоническая деятельность. Американский геофизик Д.Симпсон, изучавший этот вопрос, пишет, что "если число солнечных пятен достигает 150, то вероятность возникновения землетрясений приблизительно на 31% выше, чем когда число солнечных пятен составляет 50, а если разница в числе солнечных пятен по сравнению с предыдущим днем равняется +20, то вероятность возникновения землетрясений приблизительно на 26% выше, чем когда такого резкого перепада нет". К такому выводу ученый пришел, проанализировав 22 000 землетрясений, происходивших между 1950 и 1963 г. На составленной им диаграмме видно, что землетрясения чаще происходят тогда, когда уровень солнечной активности быстро и резко меняется. Больше всего сильных вспышек на Солнце происходит, как известно, в период, когда солнечная активность (в период 11-летнего цикла) идет на убыль. И в это же время у Земли чаще возникают судороги. Еще одна космическая связь. Ученые, изучив исторические записи различных природных явлений почти за 900 лет, обнаружили, что самые сильные и разрушительные землетрясения связаны с полнолунием. Между тектоническими процессами на Луне и на Земле существует такая тесная связь, словно луна не самостоятельное небесное тело, а один из материков Земли. Например, происходит землетрясение в Японии или Египте, а день спустя в одном из кратеров Луны наблюдается свечение газов. Случайность? Многолетние наблюдения показывают, что чуть ли не каждое землетрясение отзывается необычными явлениями на поверхности Луны. Предположить, что эти события никак между собой не связаны, было бы совершенно неправдоподобно. Число лунных явлений (извержений вулканов, колебаний грунта) резко возрастает как накануне, так и сразу же после землетрясений. А это означает ,что наблюдения за Луной могут предсказывать землетрясения. Максимум лунных явлений, который наступает примерно через два дня после сильного землетрясения, показывает, что процессы в коре Земли отзываются каким-то изменениями в наружных слоях Луны. 
 
 
 

     1.4. Статистика землетрясений

Какова статистика землетрясений?

Ответить на этот вопрос точно довольно сложно, поскольку из-за несовершенства техники  и отсутствия в некоторых отдаленных районах сейсмических станций зарегистрировать удается далеко не все подземные  толчки. Тем не менее в среднем за год их фиксируется около 100 тысяч. Подавляющее их большинство настолько слабо, что попросту не ощущается людьми. Сильных же землетрясений в течение года согласно статистике происходит порядка 100. К счастью, лишь некоторые из них поражают густонаселенные регионы и приводят к серьезным разрушениям и человеческим жертвам. Катастрофические землетрясения с магнитудой 7, 8 случаются на Земле раз в 10 лет. Подобные катаклизмы поражают местность на огромной площади в радиусе сотен километров от эпицентра и могут ощущаться на расстоянии более 700 км.

Землетрясения ежегодно уносят жизни около 10 тысяч  человек. При этом время от времени  выпадают особенно трагические годы, когда число жертв этой стихии доходит до 100 и даже до 200 тысяч  человек. В XX веке подобные катастрофы происходили: в 1908 году — в Италии, в 1920-х — в Китае и в Японии, в 1976-м — в Китае. К сожалению, несмотря на достижения современной науки, совершенствование антисейсмических материалов и технологий, возросшую оперативность спасательных служб, число жертв землетрясений не снижается. Связано это отнюдь не с усилением сейсмической активности земных недр, а с тем, что основная масса населения живет в беднейших странах мира, которым не по карману строительство сейсмоустойчивых зданий.

Эта карта создана на основе широкомасштабных исследований 1992—1999 годов, которые проводились под эгидой ООН в рамках Международной программы оценки глобальной сейсмической опасности. На карте она отображена не в баллах сейсмической интенсивности, а в максимальных ускорениях колебания грунта (м/с2), которые могут быть превышены с вероятностью 10% в течение ближайших 50 лет. Данная карта позволяет давать сверхдолгосрочный прогноз сейсмического эффекта для самых неспокойных участков земной коры и смежных с ними регионов. В холодные тона окрашены области низкой сейсмической опасности, занимающие свыше 70% суши. Красные и коричневые цвета свидетельствуют о зонах более высокой степени опасности, на долю таких регионов приходится около 8% земной поверхности. Нетрудно заметить, что эти участки прилегают к границам крупных литосферных плит Тихоокеанского кольца, Средиземноморья, Ближнего и Среднего Востока, Центральной Азии, Гималаев и Трансазиатского сейсмоактивного пояса. И хотя площадь зоны высокой сейсмической опасности относительно невелика, в ней расположены многие крупнейшие города планеты.