Что такое очаг землетрясения что такое 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.
Землетрясение
Каждый год на планете фиксируются многие тысячи землетрясений разной интенсивности. Большая их часть имеет слабое проявление и не выявляется без специальных приборов. Но несколько раз в году бывают серьезные подземные толчки, когда встряска земной коры достаточно интенсивна для разрушения наземных объектов. Поскольку наиболее мощные толчки происходят в пределах океанов, то при отсутствии цунами общественность не знает об их существовании. Но когда колебания охватывают сушу, явление становится катастрофическим, сопровождающимся огромными разрушениями и человеческими жертвами.
Что такое землетрясение?
Землетрясением называют толчки в земной коре. Человеком они воспринимаются тем сильнее, чем мощнее колебание поверхности земли. Данное явление природы нередкое: оно отмечается каждый день в разных частях планеты. Подавляющее большинство крупных толчков фиксируется в Мировом океане. Если бы явление было характерно больше для суши, то количество человеческих жертв и разрушенных объектов выросло бы многократно.
Землетрясение можно назвать завершением процесса движения земных пород. Движение частей земной коры ограничено силой трения. Когда достигается максимум напряжения, породы резко сдвигаются с разрывом, сила трения переходит в энергию движения, в итоге земные колебания расходятся радиально. Точка разлома называется фокус, точка на поверхности земли над фокусом – эпицентр. Удаляясь от эпицентра, колебания постепенно ослабляются. Подземная волна может двигаться со скоростью до 8 км в секунду.
Длительность колебаний примерно одинакова, она занимает около 30 секунд, не зависит от причин разрыва, особенностей пораженной местности и прочих факторов. Но бывали случаи, когда толчки продолжались до 3 минут.
Признаками землетрясения могут быть не только показания сейсмических приборов, но и специфические изменения в окружающей обстановке. Основными предвестниками землетрясений являются:
Зонами землетрясений являются не все области земного шара. Колебания земной коры возможны только в областях, называемых сейсмическими поясами. Основных пояса два: Тихоокеанский и Средиземноморский. Также выделяют Арктический, Западно-Индийский, Восточно-Африканский пояса. На последние три приходится 5% всех фиксируемых на планете толчков.
В Тихоокеанском поясе, окольцовывающем берега Тихого океана, наблюдается около 80% землетрясений. Причем через каждые 100 – 150 лет происходят катастрофические сейсмические процессы. На долю Средиземноморского пояса приходится 15% толчков, катастрофы отмечаются через каждые 250 – 300 лет.
Поскольку местами возникновения землетрясений могут быть только сейсмически активные области – зоны тектонических разломов, то население, проживающее на равнинных территориях в пределах тектонической плиты, может быть спокойным за жизнь и имущество. На платформенных равнинах землетрясения – крайняя редкость, они случаются раз в 600 – 800 лет.
Австралия – единственный континент, который не находится в зоне литосферных стыков. На материке нет гористых областей и активных вулканов, следовательно, землетрясения невозможны. Также слабая сейсмическая активность характерна для Антарктиды и Гренландии. На этих участках суши лежит толстый ледяной слой, который не дает подземным колебаниям проявляться на поверхности.
В России есть и сейсмически безопасные, и опасные области. Опасными считаются следующие горные местности:
Основные характеристики землетрясений
Разрушительные волны исходят из фокуса радиально, причем в разных плоскостях: в разные стороны, вверх и вниз. Эпицентр землетрясения характеризуется наиболее сильными колебаниями.
Большая часть толчков ввиду слабости проявления не воспринимается людьми. Уловить маломощные колебания могут только сейсмографы – приборы, характеризующиеся высокой чувствительностью. Они не только регистрируют толчки, но и фиксируют их мощность, направленность и длительность. Наука, изучающая землетрясения, называется сейсмология (это отдел геологии), исследователи – сейсмологи.
Приборы для измерения силы колебаний устанавливают в разных частях планеты для ежедневного наблюдения за активностью земной коры, которая постоянно пребывает в движении. По показаниям нескольких сейсмографов ученые определяют место нахождения эпицентра.
Чтобы определить силу толчков исследователи используют два физических понятия:
Магнитуда землетрясения – количество энергии, высвободившейся из очага и разошедшейся в виде ударных волн. По шкале магнитуды точно устанавливают точку исхода колебаний.
Интенсивность землетрясения – величина, представляющая собой соотношение магнитуды и сейсмической активности, представленной в баллах по шкале Рихтера.
Шкала магнитуд используется для оценки силы природного явления. Энергия, высвобожденная в виде сейсмических волн, определяется по шкале от 1 (минимум) до 9,5 (максимальная сила) баллов. В течение года на планете фиксируют:
Минус данной шкалы в том, что она не позволяет понять, насколько опасно и разрушительно явление. Ведь бывает, что слабое землетрясение длится дольше сильного, следовательно, приносит больший ущерб. Поэтому более показательной является шкала интенсивности. Эта шкала, выраженная в баллах, демонстрирует степень разрушительного воздействия толчков разной силы:
В категорию опасных природных явлений входят землетрясения 7 – 12 баллов. Они не только вызывают значительные разрушения, но и способны изменить планетарный рельеф. Ведется подсчет наиболее сильных подземных процессов, и ученые отмечают, что количество мощных землетрясений с каждым десятилетием увеличивается. Так, 20 лет назад ежегодно фиксировалось около 40 толчков с интенсивностью более 7 баллов. Сегодня отмечают до 400 интенсивных сейсмических процессов в год.
Существует еще одна 12-бальная шкала оценки землетрясений по интенсивности воздействия на наземные объекты. По классификации Меркалли приводится ряд следующих особенностей землетрясений в зависимости от силы действия:
Существует деление землетрясений по глубине залегания фокуса:
Виды землетрясений
Факторами, раскрывающими, почему происходят землетрясения, могут быть тектонические явления (перемещение или деформация земной коры, процессы в планетарной мантии), вулканическая активность, оползни и прочие сдвиги горных пород, инженерная и военная деятельность на территории. Причины землетрясений имеют как природный, так и искусственный характер.
Ниже подробнее рассказывается, какие бывают землетрясения по происхождению.
Тектонические
В эту категорию входит наибольшая часть фиксируемых подземных процессов. Тектонические землетрясения возникают, когда из-за движения тектонических плит резко смещаются горные породы. Речь идет либо о столкновении толстых материковых плит, либо о подныривании тонкой океанической плиты под толстую материковую.
Движение литосферных плит незначительное, обычно не превышает пары сантиметров, но оно провоцирует сдвигание находящихся над фокусом горных пород, в результате чего выделяется много энергии. Перемещение пород приводит к появлению трещин в земле. Блоки земли, примыкающие к этим трещинам, разваливаются, деформируются, а расположенные на их поверхности объекты разрушаются.
Техногенные
Из-за активной человеческой деятельности возникают техногенные землетрясения, и число их с каждым годом увеличивается вслед за усилением разрушающего воздействия человека на планету. Сейсмологи отмечают, что увеличивается число толчков на территориях, окружающих крупные водохранилища, зоны добычи природных ископаемых, действующие и выработанные шахты и карьеры и другие инженерные конструкции.
Частое возникновение подземных процессов в области расположения водохранилищ связано с тем, что значительная масса воды давит на земную кору, размывает породы.
Вулканические
Такой тип землетрясений отличается слабостью проявления, но длительностью существования. Особых разрушений земные колебания не вызывают, катастрофические последствия – редкость.
Мощнейший сдвиг земной коры в результате вулканической активности случился в 19 веке в Индонезии. Извергающийся вулкан Кракатау расколол на три части одноименный индонезийский остров. Толчки были такие мощные, что вулкан наполовину разрушился, а две части острова ушли в воду. Далее на побережье обрушилось цунами, уничтожило все население, не успевшее вовремя покинуть злосчастный остров.
Обвальные
Причинами подземных колебаний могут стать крупные обвалы склонов и оползни. Такие землетрясения тоже неинтенсивные, но опасность заключается в сходе огромных грунтовых пластов.
Самым страшным обвальным землетрясением считается произошедшее в Перу в январе 1062 года. Гигантская лавина, состоящая из грязи и растаявшего снега, сошла с горы Уаскаран, спровоцировала колебания земной коры, снесла с лица земли несколько поселений. Погибло более 18 тысяч человек.
Подводные
При столкновении тектонических плит, образующих океаническое ложе, возникают подводные землетрясения. При неглубоком расположении фокуса, и при магнитуде выше 7 баллов сейсмический процесс крайне опасен, поскольку является провокатором цунами. При сдвигании океанической коры одни части дна поднимаются, другие – опускаются, в итоге водная масса, пытающаяся вернуться в изначальное положение, начинает вертикально двигаться. Так рождаются гигантские, направленные в сторону побережья волны – цунами.
Землетрясения, отягощенные цунами, часто имеют катастрофические последствия. Так, несколько лет назад в Индийском океане произошел сдвиг тектонической плиты, приведший к образованию огромной волны. Цунами обрушилось на индийский и индонезийский берега, погибло более 200 тысяч местных жителей.
Искусственные
Речь идет о сейсмических процессах, спровоцированных инженерной и военной деятельностью человека. Искусственные землетрясения бывают следствием запуска ракет, бурения скважин, разработки нефтеносных и газоносных подземных пластов. Так, во время демонстрационного запуска ядерных ракет КНДР в разных частях планеты сейсмографы зафиксировали толчки умеренной интенсивности.
От удара космических тел
Когда крупный космический объект, преодолев земную атмосферу, врезается в поверхность планеты, он взрывается, из-за чего формируется ударная волна, распространяющаяся и в земле, и в воздухе на значительные расстояния.
Последствия землетрясений
Последствия землетрясений делят на 2 категории: влияющие на природу, влияющие на деятельность человека. К последствиям первой категории относят:
Последствиями второй категории называют:
Ученые подсчитали примерное число погибших от землетрясений за последние 500 лет – более 5 миллионов человек. Наибольшее число жертв в Китае, поскольку густонаселенная страна находится в сейсмически активной области. Только в 50-е годы 20 века погибло почти 250 тысяч китайцев.
Самыми страшными землетрясениями 20 века считаются:
Многие люди, проживающие или пребывающие в сейсмически активных регионах, понятия не имеют, как вести себя в чрезвычайной ситуации, как спасаться при появлении мощных подземных колебаний. Действия должны быть следующими:
Землетрясение – одно из самых страшных и разрушительных природных явлений. Подземные процессы могут быть настолько интенсивными, что на поверхности земли разрушения достигают катастрофического масштаба. Но сегодня, благодаря достижениям науки, удается предупредить катастрофу за несколько дней, даже месяцев до ее появления.