Параметры землетрясения

Землетрясения

Стихийные бедствия, характерные для территории России

Россия, занимая огромную территорию, которая охватывает почти все физико-географические зоны, периодически подвергается воздействию тех или иных стихийных бедствий. Основными из них являются: землетрясения, наводнения, оползни, сели, обвалы, ураганы, цунами, лесные пожары и др.

Наиболее разрушительными и часто встречаемыми являются
землетрясения и наводнения.

 

Землетрясения представляют собой подземные толчки и колебания земной поверхности, возникающие в результате внезапных смещений, разрыва земной коры или верхней части мантии, передающиеся на большие расстояния в виде упругих колебаний.

Механизм тектонических землетрясений: под действием глубинных тектонических сил возникают напряжения, слои земных пород деформируются, сжимаются в складки и с наступлением критических перегрузок смещаются и рвутся, образую разломы земной коры. Разрыв совершается мгновенно толчком или серией толчков, имеющих характер удара. При землетрясении по разлому происходит разрядка энергии, накопившейся в недрах; энергия, выделившаяся на глубине в точке разрыва – гипоцентре или очаге землетрясения, предается посредством упругих волн в толще земной коры и достигает поверхности земли, где производит разрушения.

Территорию, охватывающую область известных и ожидаемых очагов землетрясений и подверженную их воздействию, называют сейсмической областью (зоной). Она представляет собой линейно вытянутые зоны-пояса в областях наиболее интенсивных современных тектонических движений. Известны два главных сейсмических пояса: Средиземноморско-Азиатский, простирающийся через юг Евразии от берегов Португалии на запад до Малайского архипелага на восток, и Тихоокеанский, охватывающий кольцом берега Тихого океана.

В пределах стран СНГ сейсмоопасные районы составляют 28,6 % территории, районы землетрясений с интенсивностью 9 баллов находятся в странах средней Азии, в районах Прибайкалья, на Камчатке и Курильских островах, с интенсивностью 8 балов - в Молдавии, Крыму, Южной Сибири и на Кавказе:

 

Основными параметрами, характеризующими землетрясение, являются: магнитуда, интенсивности, проявления землетрясения, радиус района, охваченного разрушительным воздействием (достигает 80-160 км), длительность сильных сотрясений грунта (может колебаться в пределах 30-90 с), глубина залегания грунта (достигает 10-30 и более км).

Магнитуда землетрясения (М) - условная величина, характеризующая количество энергии, выделившейся в очаге землетрясения. Численно она пропорциональна десятичному логарифму амплитуды, выраженной в микро-метрах, зафиксированной сейсмографом на расстоянии 100 км от эпицентра землетрясения. На каждой сейсмической станции имеются сложные поправочные формулы, учитывающие расстояние до эпицентра и направление на него, глубину очага и местные геологические условия. Шкала магнитуды Рихтера шкала эмпирическая и неточная (по выражению самого Рихтера, этот метод является грубым, на разных сейсмических станциях при одном и том же землетрясении магнитуда может различаться на несколько десятых долей единицы, например, она может быть на одной станции 6,3, на другой — 6,8, на третьей - 6,5.

Пример. На одной из сейсмических станций, расположенной в 300 км от эпицентра, записана сейсмограмма с максимальной амплитудой 20 мм (20000 мкм). С помощью номограммы, приведенной на рис. 1. определить значение магнитуды Рихтера.

Рис. 1. Номограмма для определения магнитуды Рихтера

Чтобы определить магнитуду Рихтера, следует вначале определить эпицентральное расстояние этого землетрясения (например, 300 км). Далее действовать так:

1) измерить амплитуду на сейсмограмме (например, 20мм);

2) провести прямую пинию, соединяющую значения амплитуды и эпицентрального расстояния;

3) значение магнитуды будет на средней шкале (в нашем случае 5.3).

Примечание. Эта номограмма построена для определенной сейсмической станции; на каждой станции используется своя номограмма.

 

Так как шкала магнитуды логарифмическая, увеличение магнитуды на единицу означает десятикратное возрастание амплитуды смещения грунта. Нулевая магнитуда не означает, что землетрясения нет, т.к. нуль - это логарифм единицы, хотя это очень слабое, совершенно неощутимое для людей землетрясение. Магнитуда может быть равной 1, т.е. амплитуда равна 0,1 мкм.

Для получения по магнитуде (М) величины энергии (Е), эрг, можно воспользоваться следующим соотношением:

 

lg E = 9,9 + 1,9 M – 0, 024 M²

1Дж = 10⁷ эрг.

 

На земле еще не было зарегистрировано землетрясения с магнитудой 9, что соответствует энергии в 10¹⁸ Джоулей.

Интенсивность проявления землетрясения на поверхности земли (сила землетрясения) — это мера величины состояния грунта и определяется она степенью разрушения зданий, характером изменений поверхности по субъективным ощущениям людей. Интенсивность максимального расчетного землетрясения (МРЗ) оценивается по международной сейсмической шкале Медведева-Шпонхойера-Карника (М8К-64), имеющей 12 условных градаций -баллов.

Интенсивность землетрясения зависит от магнитуды и глубины гипоцентра: чем больше магнитуда, тем интенсивность больше, чем глубже гипоцентр - тем слабее.

Так, например, при глубине гипоцентра 10 км магнитуде 6 баллов соответствует интенсивность 7 баллов, магнитуде 8 баллов соответствует интенсивность 11-12 баллов.