Что такое очаг и эпицентр землетрясения
Землетрясения
Землетрясения — это подземные толчки, сопровождающиеся колебаниями земной поверхности.
Но наибольшую опасность людям несут, конечно же, мощные землетрясения на суше. Они чреваты значительными разрушениями и многочисленными человеческими жертвами. Материальный ущерб от каждого из таких катаклизмов может составить сотни миллионов долларов.
Причины и виды
Землетрясения бывают тектоническими, вулканическими и обвальными.
Тектонические землетрясения возникают из-за резких смещений горных плит или в результате ухода океанической платформы под материк. Ведь поверхность земли состоит из материковых и океанических платформ, которые, в свою очередь, состоят из отдельных блоков. Когда блоки находят друг на друга, то они могут подняться вверх, и образуются горы, или опустятся вниз, и образуются впадины, или одна из плит уйдёт под другую. Все эти процессы сопровождаются колебаниями или сотрясениями земли.
Вулканические землетрясения происходят из-за того, что потоки раскалённой лавы и газов давят снизу на поверхность Земли и таким образом заставляют почувствовать, что земля уходит из-под ног. Вулканические землетрясения обычно не очень сильные, но могут длиться довольно долго, иногда несколько недель. Часто такие землетрясения предупреждают о скором извержении вулкана, что является даже более опасным, чем само землетрясение.
Иногда под землёй образуются пустоты, например, под воздействием грунтовых вод или подземных рек, размывающих землю. В этих местах земля не выдерживает собственной тяжести и обрушивается, вызывая небольшое сотрясение. Это называется обвальным землетрясением.
Самыми разрушительными и страшными являются тектонические землетрясения.
Сейсмические волны
Сейсмические волны, которые возникают при землетрясении, делятся на несколько типов.
Подобно звуковым, сейсмические волны распространяются во все стороны от очага землетрясения со скоростью до 8 км/с.
Глубина очага, как правило, не превышает 100 км, однако в отдельных случаях может достигать и 700 км. Временами очаг землетрясения может находиться у самой поверхности земли. По глубине расположения очага землетрясения классифицируют:
География явления
Распределение землетрясений на планете достаточно неравномерно. Определяется оно главным образом взаимодействием и перемещением литосферных плит.
Основной сейсмический пояс, где выделяется около 80% всей сейсмической энергии, находится в Тихом океане. Здесь, в районах глубоководных желобов, происходят подвижки литосферных плит под континент. Остальная часть энергии выделяется в Евроазиатском складчатом поясе. Это происходит в местах столкновения Евроазиатской плиты с Индийской и Африканской плитами, а также в районах срединно-океанических хребтов.
Сейсмология
Землетрясения изучает наука сейсмология. В разных странах мира ученые проводят наблюдения за поведением земной коры. В этом им помогают специальные приборы — сейсмографы. Они измеряют и автоматически записывают малейшие сотрясения, происходящие в любой точке земного шара. При колебаниях земной поверхности основная часть сейсмографа — подвесной груз — вследствие инерции приходит в движение относительно основания прибора, и самописец фиксирует сейсмический сигнал, передаваемый маркеру.
Важной задачей сейсмологии является прогноз землетрясений. К сожалению, современная наука еще не может точно их предвидеть. Сейсмологи могут более-менее достоверно определить район и силу землетрясения, но его начало спрогнозировать очень сложно.
Сила землетрясений
Для оценки силы землетрясения используют шкалу магнитуд и шкалу интенсивности.
Первая различает землетрясения по величине магнитуды — энергетической характеристики землетрясения (меры его энергии). Наиболее популярная шкала, оценивающая энергию землетрясения, — шкала магнитуд Рихтера.
Значение магнитуды лежит в пределах от 1 до 9. Эту шкалу нередко путают с 12-балльной шкалой интенсивности землетрясения, которая оценивает внешние проявления подземного толчка (воздействие на строения, людей, природные объекты). Когда случается землетрясение, то поначалу становится известна его магнитуда, определяемая по сейсмограммам, а интенсивность может быть выяснена лишь спустя время после получения достаточно полной информации о последствиях.
9,5 — максимальная зарегистрированная на сегодняшний день магнитуда, хотя теоретически она может быть и выше.
Интенсивность землетрясений зависит как от глубины очага, так и от магнитуды. Она тем больше, чем ближе очаг располагается к поверхности. К примеру, если очаг землетрясения с магнитудой 8,0 расположен на глубине 10 км, то на поверхности земли его интенсивность составит 11–12 баллов. А при той же магнитуде, но в очаге, находящемся на глубине 40–50 км, воздействие на поверхности будет равно 9–10 баллам.
На данный момент в мире используют несколько шкал интенсивности. В Европе с 1996 г. применяют европейскую макросейсмическую шкалу (EMS). В Японии пользуются шкалой Японского метеорологического агентства (Shindo), в России и Соединенных Штатах — модифицированной шкалой Меркалли (MM).
Так, умеренное 4-балльное землетрясение по шкале Меркалли уже отмечается многими людьми; при 6-балльном могут возникнуть незначительные повреждения зданий.
Балльная шкала интенсивности землетрясения:
Последствия землетрясений
Землетрясения являются одним из опаснейших стихийных природных явлений. Они приносят большие разрушения и бедствия, уничтожая не только материальные ценности, но и все живое, в том числе и людей.
Участки земной коры в месте разлома могут смещаться по вертикали либо даже наползать друг на друга. В тех местах, где земля опускается по одну сторону разлома прямо на пересечении речного русла, образуются водопады. Нередко после землетрясения опускаются и затапливаются водой значительные участки суши. Помимо этого, подземные толчки могут смещать со склонов рыхлые верхние слои почвы, инициируя оползни и обвалы. Резкое перемещение значительных массивов земной коры в очаге сопровождается ударом колоссальной силы. В течение года жители планеты в разных ее точках ощущают порядка 10 тыс. землетрясений, из которых около 100 в той или иной степени разрушительны.
Может ли от землетрясения закачать Землю?
В середине мая 1960 г. в Чили произошло одно из самых значительных и разрушительных землетрясений — Великое Чилийское Землетрясение. Несмотря на то, что основные колебания земли происходили в юго-западной части Южной Америки — эпицентр землетрясения располагался недалеко от г.Вальдивия — их «отголоски» достигали других территорий нашей планеты: в частности, Гавайских островов и Японии. Явление, при котором землетрясение, происшедшее в одной части земли, заставляет пульсировать и дрожать другие ее участки, даже расположенные за тысячи километров от эпицентра, называют «качанием» или «вибрацией» земли.
Землетрясение в Мессине 1908 г.
Сильнейшее в истории Европы землетрясение произошло 28 декабря 1908 г. в 5:20 в Мессинском проливе между Апеннинами и Сицилией. Несколько подземных толчков с магнитудой 7,5 вызвали огромные разрушения в более чем 20 населенных пунктах в прибрежной полосе Сицилии. После этого на побережье налетело три волны цунами, довершив содеянное землетрясением.
Количество погибших во время этой трагедии превысило 123 тыс. человек. По мнению некоторых исследователей, число жертв составило 200 тыс. человек. Наиболее сильно пострадал город Мессина, где погибло около 60 тыс. жителей при населении 150 тыс. человек.
Что такое очаг и эпицентр землетрясения?
Эпицентр землетрясения – это место на поверхности Земли над очагом, где сила толчков наиболее высокая, и из которого во все стороны расходятся сейсмические волны. Между очагом и эпицентром можно провести условную прямую, и точка эпицентра станет условной проекцией подземной точки очага стихии.
Сейсмические волны и сила землетрясений
Сейсмические волны могут распространяться на тысячи километров от эпицентра землетрясения. Они бывают продольными, поперечными, поверхностными, могут иметь разную силу и скорость. По мере того, как волна удаляется от эпицентра, ее энергия рассеивается. Схематически сейсмические волны обозначают в виде концентрических окружностей вокруг эпицентра.
Эти линии – изосейсты – соединяют на карте места, где толчки имели приблизительно одинаковую силу. На практике окружности имеют не совсем правильную форму, а выглядят скорее как эллиптические, вытянутые в одном направлении.
Для регистрации подземных толчков ученые применяют специальное оборудование – сейсмограф. Сила землетрясения измеряется в баллах, причем существует две шкалы измерения. Шкала Рихтера позволяет оценить магнитуды – силу землетрясения на основании колебаний, измеряемых сейсмографом. Эта шкала включает в себя диапазон от 1 до 9,5 баллов.
Шкала интенсивности – двенадцатибалльная – дает возможность оценить степень воздействия колебаний на окружающую обстановку: строения, людей, природные объекты. Характеристика «землетрясение силой в восемь баллов» означает, что восьмибалльные толчки были зафиксированы в эпицентре.
Самые страшные землетрясения в истории
Мощные землетрясения могут принести много бед: разрушают дома, дороги, мосты, рвут линии электропередач и коммуникации. Но самое страшное – могут унести тысячи жизней. История знает много примеров сокрушительных землетрясений, о которых вспоминает не одно поколение.
Согласно приблизительной статистике, десять самых мощных землетрясений в истории нашей планеты в общей сложности унесли больше трех с половиной миллионов жизней. Некоторые землетрясения стирают с лица Земли целые города, погребая их жителей под обломками. Землетрясения, происходящие в толще Земли под дном океана, становятся причиной цунами – огромной волны, выходящей на берег и сметающей с поверхности все, что попадается ей на пути.
В середине XVI века землетрясение в Китае уничтожило около 60% населения этой страны на тот момент – 850 тысяч человек погибло вблизи эпицентра. Конечно, во многом усложнила ситуацию ненадежность известковых пещер, в которых жили тогда люди. Но и в прошлом, и в нынешнем веке, когда на вооружении человека стоит вся мощь современной инженерии, землетрясения продолжают разрушать целые города.
В начале 2010-го года землетрясение на Гаити унесло 150 тысяч жизней. В 2011-м году в Японии произошло землетрясение, признанное одним из самых страшных в истории человечества. Толчки силой около 9 баллов вызвали мощную волну цунами высотой в десять метров. Погибло при этом 28 тысяч человек.
В 1950-м году в Индии толчки аналогичной силы унесли жизни около 6 тысяч человек. Нонсенсом стали свидетельства ученых, которым не удалось установить точную силу толчков – приборы зашкаливали. При этом землетрясения длилось не несколько минут и даже не несколько часов, а пять суток.
Подводное землетрясение в Индийском океане в 2004-м году силой 9,3 балла по шкале Рихтера породило пятнадцатиметровую цунами, прошедшуюся через Шри-Ланку, Индонезию, Таиланд и юг Индии. Погибло около 300 тысяч человек.
За последние три десятилетия в РФ было зарегистрировано три с лишним десятка землетрясений мощностью выше семи баллов. Сильнейшим за столетие стало землетрясение 1995-го года на Сахалине. Десятибалльные толчки полностью уничтожили небольшой город Нефтегорск, погибло две тысячи человек.
§ 16. Землетрясения
Что такое землетрясения. Медленные движения земной коры для человека незаметны и безопасны. Однако земная кора может испытывать и очень быстрые подвижки — землетрясения.
Землетрясения — это быстрые колебания земной коры, вызванные подземными толчками.
Землетрясения возникают из-за смещений горных пород в глубоких недрах Земли. Эти смещения происходят в очагах землетрясений (рис. 52).
Рис. 52. Очаг и эпицентр землетрясения
Очаги землетрясений возникают чаще всего на глубине до 10 км. Однако они могут быть и более глубинными — до 700 км.
Очаг землетрясения — подземное пространство, в котором разрываются и смещаются горные породы.
От очагов через земную кору распространяются колебания, достигающие поверхности Земли. Чем больше глубина очага и сила толчка в нем, тем больше площадь землетрясения и его сила. Самые сильные землетрясения происходят в эпицентре.
Эпицентр землетрясения — место на земной поверхности, располагающееся непосредственно над очагом.
Рис. 53. Шкала силы землетрясений
Рассмотрите рисунки и опишите последствия землетрясений разной силы.
Рис. 54. Области распространения землетрясений
Сравните карты на рисунках 44 и 54 и убедитесь, что главные пояса землетрясений совпадают с границами литосферных плит.
Сотрясения поверхности ослабевают с удалением от эпицентра. В зависимости от воздействия на людей, строения и рельеф, силу землетрясений оценивают в баллах: от 1 до 12 (рис. 53).
Землетрясения быстро и сильно изменяют рельеф. На поверхности Земли образуются впадины, трещины, провалы, уступы. На склонах гор сдвигаются горные породы и возникают обвалы. Изменения рельефа бывают так значительны, что после землетрясений люди часто не узнают местность.
Землетрясения происходят не только на суше, но и на дне морей и океанов. В этом случае их называют моретрясениями.
Где происходят землетрясения. Землетрясения повторяются в одних и тех же районах, которые образуют несколько поясов (рис. 54). Эти пояса протягиваются вдоль границ литосферных плит. На материках это два гигантских пояса — Тихоокеанский и Средиземноморско-Азиатский. Здесь из-за столкновения литосферных плит образуются горы и происходят сильные землетрясения.
На Земле ежегодно происходит где-то около 100 сильных землетрясений (силой 6 и более баллов). Небольших, сравнительно безвредных для людей подземных толчков регистрируется очень много — более 100 000 в год. Можно сказать, что Земля постоянно дрожит.
Как и зачем изучают землетрясения. Сильные землетрясения представляют угрозу для жизни людей, их имущества и построек. Землетрясения большой силы происходили во все века и эпохи. За последние 4 тыс. лет от них погибло не меньше 13 млн человек. И сейчас от сильных землетрясений ежегодно гибнут десятки тысяч человек. Для изучения землетрясений служат специальные приборы — сейсмографы (от греч. «сейсмос» — землетрясение, «графо» — пишу). Они измеряют и автоматически записывают малейшие сотрясения Земли. Расшифровка записей сейсмографов позволяет определять эпицентры землетрясений, глубину и размер их очагов.
Главная задача изучения землетрясений — их предсказание. Однако землетрясения «рождаются» в глубоких недрах Земли, и ученые до сих пор не могут заблаговременно определять место, время и силу вероятного землетрясения.
Результаты изучения землетрясений нужны для архитекторов и строителей. В районах землетрясений здания должны выдерживать подземные толчки. Известно, что при землетрясениях люди гибнут в основном под развалинами разрушенных домов.
Описание землетрясений и как они возникают
Что такое землетрясение
Землетрясение — это природное явление, представляющее собой подземные толчки и колебания земной поверхности, вызванные геологическими изменениями в литосфере Земли.
Причиной возникновения землетрясений является столкновение тектонических плит.
Разновидности стихии
Краткое описание различных видов землетрясений.
Вулканические
Они возникают при извержении вулканов. Процесс образования: потоки раскаленной лавы и газов давят на верхние слои Земли. Могут продолжаться недели, месяцы, но при этом они достаточно слабые и особой опасности для людей не представляют.
Тектонические
Происходят в результате тектонических процессов: резкого смещения горных плит или ухода океанической платформы под материковую, образуя при этом горы, впадины и колебания поверхности. Все катастрофические землетрясения, занимающие большие площади, относят к данному виду.
Обвальные
Причиной их возникновения является образование обвалов и больших оползней. То есть под воздействием грунтовых вод или подземных рек верхний слой Земли обрушивается, образуя пустоты. Такие землетрясения имеют локальный характер, по мощности являются небольшими.
Искусственные
Землетрясения в зависимости от глубины очага принято подразделять на:
Измерение силы и воздействий
Для оценки и сравнения землетрясений во всем мире используется шкала магнитуд (шкала Рихтера) и шкала интенсивности.
Шкала Рихтера
Шкала Рихтера (другое обозначение «ML») была разработана в 1935 году Чарльзом Френсисом Рихтером и Бено Гутенбергом в Калифорнийском технологическом институте.
Данная шкала предназначена для того, чтобы измерять и характеризовать силу и скорость сотрясений земной коры при начале сейсмической активности.
В ее основе лежит измерение энергии, выделяемой при перемещении коры в эпицентре. Единица, характеризующая энергию — магнитуда.
Ученые полагают, что на Земле землетрясений больше 9.0 магнитуд произойти не может.
Таблица последствий землетрясений в зависимости от величины магнитуд.
| Магнитуда | Характеристика последствий |
| 0 | Может быть зафиксировано только датчиками. |
| 1 | Люди не ощущают. |
| 2 | Могут чувствовать люди, находящиеся на верхних этажах зданий. |
| 2.5-3.0 | Ощущают немногие люди, подвешенные предметы раскачиваются. |
| 3.5 | Ощущается всеми, дребезжит стекло, трескаются потолки, окна и двери раскрываются. |
| 4.0-4.5 | Ощущается вне помещений, люди, которые спали, просыпаются. Раскачиваются висящие предметы, появляются ряби на лужах и водоемах, вблизи эпицентра возможны повреждения. |
| 5 | Ощущается всеми, возможно чувство потери равновесия, стекла разбиваются, штукатурка трескается. |
| 6 | Все люди чувствуют, трудно устоять на ногах, здания с плохой сейсмоустойчивостью начинают разрушаться. |
| 6.5 | Появляются трещины на поверхности Земли, картины падают со стен. |
| 7.0 | Возникает всеобщая паника, происходит разрыв трубопроводов, трещины на Земле становятся значительными. |
| 7.5 | Разрушается большая часть зданий, появляются оползни. |
| 8.0 | Железнодорожные, трамвайные колеи отклоняются в значительной степени, трубопроводы под землей полностью выходят из строя. |
| 8.5 | Всеобщее разрушение. Поверхность Земли покрыта значительными трещинами. |
| 8.9-9.0 | Тотальное разрушение, движение больших масс и скальных пород, в воздухе летают различные объекты. |
Шкала интенсивности
Интенсивность — величина, характеризующая сотрясения земной поверхности на охваченной землетрясением территории (измеряется в баллах).
Перечислим общепринятые шкалы интенсивности:
2. В Европейском союзе: европейская макросейсмическая шкала (EMS) (12-балльная).
3. В Японии: шкала Японского метеорологического агентства (Shindo) (7-балльная).
4. В США: модифицированная шкала Меркалли (MM) (12-балльная).
Подробнее рассмотрим шкалу Медведева–Шпонхойера–Карника (MSK-64), которую используют на территории Российской Федерации.
Данная шкала, разработанная в 1964 году, получила широкое распространение во всем мире.
Измерение происходит по 12-балльной системе.
Шкала Медведева–Шпонхойера–Карника:
| Балл | Характеристика |
| 1 | Люди не ощущают. Может быть зафиксировано только приборами. |
| 2 | Толчки очень слабые. Ощущается специализированными приборами и людьми, находящимися в состоянии покоя или на верхних этажах. |
| 3 | Толчки слабые. Ощущается внутри некоторых зданий, немногие люди замечают. |
| 4 | Интенсивные толчки. Дребезжат в легкой степени стекла и посуда, ощущается большинством людей внутри здания. |
| 5 | Довольно сильное землетрясение. Ощущается многими даже на улице, некоторые предметы внутри зданий раскачиваются. |
| 6 | Сильные толчки. Образуются трещины на зданиях, картины падают со стен. |
| 7 | Очень сильное землетрясение. Появляются трещины в стенах каменных домов, паника. |
| 8 | Разрушительное землетрясение. Образуются трещины на крутых склонах и на сырой почве, значительные повреждения зданий, падение фабричных труб. |
| 9 | Опустошительное землетрясение. Происходит повреждение и обвал зданий. |
| 10 | Уничтожающее землетрясение. Образуются трещины в земле шириной до метра, происходят оползни и обвалы со склонов, каменные здания разрушаются, железнодорожные рельсы искривляются. |
| 11 | Катастрофа. Появление огромного количества широких трещин на поверхности Земли, многочисленные оползни и обвалы, каменные здания практически полностью разрушаются, сильное искривление железнодорожных рельсов, разрушение мостов. |
| 12 | Сильная катастрофа. Разрушается все на поверхности, сильные изменения в рельефе. |
Прогнозирование землетрясения
Прогноз — самая тяжелая из задач современной сейсмологии.
Выделяют три основные цели прогнозирования: предсказание силы толчка, установление времени, а также места возможного землетрясения.
Существует три категории прогноза:
1. Долгосрочный прогноз составляют на ближайшие 10–15 лет. Он основывается на:
2. Среднесрочный прогноз дается на 1–5 лет. Основан на выявлении предвестников землетрясений, а именно:
3. Краткосрочный прогноз составляют на ближайшие дни. Он опирается на:
Краткосрочные предвестники, по сравнению с долгосрочными, являются менее вероятными.
Сейсмограф — прибор, с помощью которого осуществляется обнаружение и регистрирование сейсмических волн.
Этот прибор используют для анализа сейсмоактивности.
На данный момент не существует достаточно надежного метода прогнозирования землетрясений и их последствий.
Меры предупреждения и защиты
Комплекс необходимых мероприятий по защите населения от последствий землетрясений:
Ваши действия, если вы получили предупреждение о возможном землетрясении (оповещение населения происходит путем передачи сообщения по сетям радиовещания и телевидения):
1. Непосредственно при землетрясении, если вы находитесь дома:
2. Если вы в дороге:
3. Если вы в машине:
4. Если вы в общественном месте:
5. По возвращении домой:
6. Если вы погребены под обломками: