Чрезвычайные ситуации геологического характера.

ЧС геологического характера подразделяются на бедствия, вызванные землетря­сениями, извержениями вулканов, оползнями, селями, снежными лавинами, обвалами, просадками земной поверхности в результате карстовых явлений.

Землетрясения – это подземные удары (толчки) и колебания поверхности земли, вызванные есте­ственными процессами, происходящими в земной коре. Это одно из наиболее страшных стихийных бедствий. По данным ЮНЕСКО, землетря­сениям принадлежит первое место по причиняемому экономическому ущербу и числу человеческих жертв.

В течение года на Земле происходит свыше 100 ты­сяч землетрясений. При этом большинство толчков не ощущаются людьми, а лишь регистрируются сейсмо­графами. До 10 землетрясений ежегодно достигают разрушительной силы, а единичные – приобретают катастрофический характер. В среднем, по статисти­ке, каждый год в мире от землетрясений погибает не менее 10 тысяч человек, а количество жертв отдельных наиболее разрушительных землетрясений может до­стигать сотен тысяч. Так, например, землетрясение в провинции Синхуань в Китае в 2008 г. унесло жизни более 70 тысяч жителей и около 20 тыс. пропали без вести.

Возникают землетрясения неожиданно и, хотя продолжительность главного толчка не превышает нескольких секунд, его последствия бывают трагичес­кими. На территории России примерно 28% районов сейсмоопасны. Районы возможных 9-балльных земле­трясений находятся в Прибайкалье, на Камчатке и Курильских островах, 8-балльных – в Южной Сибири и на Северном Кавказе. В России сейсмоопасными районами являются Се­верный Кавказ, Камчатка, Курильские острова и о. Са­халин, где 27 мая 1995 г. мощнейшим подземным толчком (9,2 балла) практически полностью уничтожен г. Нефтегорск. Из 3000 жителей города тогда погибли 2159 человек. В последние годы активизировалась сейсмическая активность в Туве, Хакассии, Забайкалье и Иркутской области, где наблюдались толчки силой до 7 баллов.

Поражающими факторами землетрясения являют­ся, прежде всего, механические воздействия колебаний земной поверхности и трещины. Однако следует отме­тить, что во время землетрясений очень редко причи­ной человеческих жертв бывает движение почвы само по себе. Известен единственный случай гибели челове­ка, попавшего в трещину, образовавшуюся в грунте, во время землетрясения в 1943 г. в Японии, унесшего 5400 человеческих жизней, Главными причинами не­счастных случаев и гибели людей являются вторичные факторы землетрясения: разрушения, затопления, осы­пание битых стекол, падение разорванных электропро­водов, взрывы и пожары, связанные с утечкой газа из поврежденных труб, а также неконтролируемые дейст­вия людей, вызванные испугом и паникой.

В последние десятилетия детально разработаны методы статистического анализа землетрясений. С их помощью составляются карты сейсмической активно­сти и карты сотрясаемости (средней частоты земле­трясений того или иного энергетического класса в данном районе), а также графики их повторяемости. В Российской Федерации карта сейсмического районирования – официальный документ, который обязаны принимать в расчет проектирующие организации при проектировании капитального строительства в сейсмических районах. Землетрясения наибольший ущерб наносят каменным, кирпичным, железобетонным и земляным пост­ройкам. Вот почему так страшны они для городов и других крупных населенных пунктов.

Все землетрясения последних лет – тектоничес­кого характера, т. о. вызванные перемещением масс земной коры. По заключениям многих ученых, сейс­мическая активность Земли в ближайшие годы будет нарастать. Ущерб, наносимый землетрясением, измеряется не только числом человеческих жертв. При катастрофи­ческих землетрясениях происходят изменения релье­фа земной поверхности, образуются трещины, могут разрушаться искусственные сооружения и постройки, происходить разжижения грунта, образовываться озе­ра, возникать цунами, горные обвалы и камнепады, оползни, сели и снежные лавины.

Некоторые вторичные факторы землетрясения са­ми по себе представляют чрезвычайные ситуации, к ним относятся: лавины, оползни, обвалы, разжижение грунта, цунами и др.

Основными критериями, определяющими харак­тер землетрясения, являются глубина очага, продол­жительность сотрясений грунта, сейсмическая энер­гия и интенсивность сейсмических толчков. Глубина очага (гипоцентра) большинства землетря­сений не превышает 20-30 км, однако для отдельных из них гипоцентр может находиться и на глубине 300-700 км. Проекция центра очага землетрясения на поверх­ности земли называется эпицентром. Здесь концентрируются наибольшие разрушения. Зо­на, располагающаяся вокруг эпицентра, называется эпицентральной зоной, размеры которой обычно колеблются в пределах от не­скольких десятков метров до сотен километров. Часто нарушается целостность грунта, разрушаются здания и сооружения, выходят из строя водопровод, канализа­ция, линии связи, электро- и газоснабжения, имеются человеческие жертвы.

Продолжительность сотрясения грунта во время землетрясения обычно составляет от нескольких до 40-50 секунд и лишь наиболее разрушительные зем­летрясения могут продолжаться до 1-1,5 минут. При этом одновременно распространяется три вида сейсмических волн: продольные и поперечные объем­ные и поверхностные. Скорость их распространения зависит от свойств грунта и может составлять: для про­дольных волн – 3-8 км/с, поперечных – 2-5 км/с и поверхностных – до 1,4 км/с. Разница в скорости движения различных видов сейсмических волн, а сле­довательно, и во время их прихода в определенную точ­ку, удаленную от очага землетрясения, приводит к воз­никновению серии толчков и колебаний грунта во вре­мя землетрясения.

Интенсив­ность землетрясений по их проявлению на земной поверхности согласно международной сейсмической шкале МSК-64 (шкала Меркалли) классифицируется по 12-балльной сис­теме, где каждому баллу соответствуют определенные ощущения и наблюдаемые эффекты, а при сильных толчках – разрушения.

Сейсмическая энергия оценивается по школе Рих­тера, в качестве единицы измерения в которой ис­пользуется особая величина – магнитуда. Магнитуда– это полученная из сейсмограммы мера смеще­ния грунта. Рихтер определял ее как десятичный логарифм, выраженный в микронах, максимальной амплитуды записи толчка, сделанной стандартным крутильным сейсмографом на расстоянии 100 км от эпицентра. Практически запись колебаний грунта осуществляется сейсмографами стационарных сейс­мических станций, расположенных на разном удале­нии от эпицентра, а затем данные приводятся к магнитуде, которая могла бы быть получена в 100-километ­ровой эпицентральной зоне. Таким образом, шкала Рихтера дает оценку выхода сейсмической энергии в эпицентре землетрясения, а поэтому любому землетрясению соответствует одна единственная магнитуда. Шкала Рихтера – математи­ческая, а поэтому верхнего предела не имеет, однако сильнейшие из зарегистрированных землетрясений имели магнитуду не более 8,9. Поскольку шкала Рих­тера логарифмическая, возрастание силы толчка на одну магнитуду приводит к увеличению амплитуды колебаний почвы в 10 раз, а сила толчка возрастает в 35-48 раз.

Таблица 3

Магнитуды	≤ 2.0	3.0	4.0	5.0	6.0	7.0	≥ 8
Баллы	I-II	III	IV-V	VI-VII	VII-VIII	IX- X	XI- XII

Максимальные разрушения при землетрясении претерпевают сооружения, построенные на слабых, рыхлых грунтах. Особенно опасны водонасыщенные пески (лессы), разжижающиеся под действием вибра­ций, что приводит к просадкам грунта, вызывающим разрушение зданий. Наибольшей устойчивостью об­ладают здания, построенные на твердом скальном ос­новании. По конструктивным особенностям самыми прочными являются здания, имеющие металлический или железобетонный каркас либо связанные жестки­ми поясами и балками, что придает им определенную гибкость, а также сложенные из массивных монолитов и блоков; хорошей устойчивостью обладают также де­ревянные дома, прошитые гвоздями и скрепленные болтами. Наибольшие разрушения претерпевают до­ма, сложенные из некачественного кирпича, на слабом растворе, без усиливающих конструкций. Воздействие землетрясения на население зависит от его балльности и характера вторичных факторов и может выражаться в травмах и ожогах различной степени тяжести, отравлениях продуктами сгорания и бытовым газом, а также приводить к гибели людей.

Вулканическая деятельность. Она возникает в ре­зультате постоянных активных процессов, проис­ходящих в глубинах Земли, внутренняя часть кото­рой постоянно находится в разогретом состоянии. На глубине от 10 до 30 км накапливаются расплав­ленные горные породы или магма. При тектоничес­ких процессах в земной коре образуются трещины. Магма устремляется по ним к поверхности. Про­цесс сопровождается выделением паров воды и газов, которые создают огромное давление, устра­няя преграды на своем пути, при выходе на повер­хность часть магмы превращается в шлак, а другая изливается в виде лавы. Из выброшенных в атмос­феру паров и газов на землю выпадают осадки вул­канической породы, именуемые тефрой. Вулканические шлаки, пемза, пепел, горные породы нагромождаются вокруг, образуя гору преимущественно конусообразной формы, которая и называется вулканом. В верхней части находится кратер, имеющий форму во­ронки, связанной каналом с источником магмы.

По степени активности вулканы классифицируют­ся на: действующие, дремлющие и потухшие. Из всех существующих вулканов около 900 считалось активны­ми, но поскольку их деятельность сменяется периода­ми длительного покоя, классификация носит несколь­ко условный характер. К действующим относят те, что извергались в историческое время. Потухшие, наобо­рот, не извергались. Дремлющие характеризуются тем, что они периодически проявляют себя, но до изверже­ния дело не доходит.

По данным ЮНЕСКО, за последние 500 лет число жертв от вулканических извержений составляет свы­ше 200 тысяч человек. В России деятельность вулканов наблюдается лишь в малонаселенных и труднодоступ­ных районах Камчатки и Курильских островов. Наиболее опасные явления, сопровождающие из­вержения вулканов, – это лавовые потоки, выпадение тефры, вулканические грязевые потоки, вулканические наводнения, палящая вулканическая туча и вулкани­ческие газы. Лавовые потоки – это расплавленные горные по­роды с температурой 900-1000°С. Скорость пото­ка зависит от уклона конуса вулкана, степени вяз­кости лавы и ее количества. В отдельных и наиболее опасных случаях она доходит до 100 км, но чаще всего не превышает 1 км/ч. Тефра состоит из обломков застывшей лавы. Ее выпадение приводит к уничтожению животных, рас­тений, а в отдельных случаях и к гибели людей. Грязевые потоки – это мощные слои пепла на склонах вулкана, которые находятся в неустойчи­вом положении. Когда на них ложатся новые пор­ции пепла, они соскальзывают по склону. В не­которых случаях пепел пропитывается водой, в результате чего образуется вулканические грязе­вые потоки. Их скорость может достигать несколь­ких десятков километров в час. Из-за большой скорости движения затрудняется проведение спа­сательных работ и эвакуация населения. Вулканические наводнения. При таянии ледников во время извержений вулканов может очень быстро образоваться огромное количество воды, что и при­водит к наводнениям. Палящая вулканическая туча. Представляет собой смесь раскаленных газов и тефры. Поражающее действие ее обусловлено возникновением ударной волны (сильным ветром), распространяющейся со скоростью до 40 км/ч, и валом жара с температу­рой до 1000°С. Вулканические газы. Извержения всегда сопро­вождаются выделением газов в смеси с водяными парами – смесью сернистого и серного окислов, сероводорода, хлористоводородной и фтористово­дородной кислот в газообразном состоянии, а так­же углекислого и угарного газа в больших кон­центрациях, смертельно опасных для человека. Выделение этих газов может продолжаться очень долго даже после того, как вулкан перестал выб­расывать лаву и пепел.

На земном шаре в настоящее время известно не­сколько сотен действующих вулканов. Большая часть их расположена по берегам Тихого океана, в том числе и наши вулканы на Камчатке и Курильских островах. Среди действующих вулканов на Камчатке выде­ляется Ключевская сопка. Около Ключевской сопки располагается группа потухших вулканов. Один из них – вулкан Безымян­ный – пробудился 30 марта 1956 г.: произошел гигантский взрыв; туча пепла взметнулась почти на 40 км в высоту; значительная часть конуса вулкана была взорвана; на расстоянии 25-30 км от него силой взры­ва были сломаны и обожжены деревья; образовался огромный раскаленный лавовый поток мощностью в 20-30 м и длиной в 18 км.; на площади около 500 км² выпал раскаленный пепел, под покровом которого снег моментально растаял, образовав грязевые потоки дли­ной до 90 км.; пепел, выброшенный в высокие слои ат­мосферы, через два дня был замечен в районе Север­ного полюса, а через четыре дня – над Англией.

Среди вулканов Исландии широко известен дей­ствующий вулкан Гекла. В Средиземном море с давних времен не успокаиваются вулканы Этна, Везувий, Стромбли, Вулькано. Сильное извержение Везувия в 79 г. уничтожило три города – Помпею, Геркуланум и Стабию. Только через семнадцать столетий, когда люди забыли уже об исчезнувших городах, случайно, при рытье колодца, были найдены мраморные статуи греческих богов. Вскоре начались раскопки, и археологи обнаружили по­гребенный город Помпею, а затем и два других. С тех пор Везувий извергался много раз и подробно иссле­дован учеными.

Оползни – это скользящее смещение земляных масс под действием собственного веса. Происхо­дят чаще всего по берегам рек и водоемов, на гор­ных склонах. Основная причина их возникнове­ния – избыточное насыщение подземными водами глинистых пород. Сходят они в любое время года, но большей частью в весенне-летний период. Оползни наносят существенный ущерб народному хозяйству. Они угрожают движению поездов, автомобильному транспорту, жилым домам и другим построй­кам. При оползнях интенсивно идет процесс выбыва­ния земель из сельскохозяйственного оборота. Нередко они приводят и к человеческим жертвам. В 1984 г. оползень в Гиссарском районе Таджикистана шириной 400 м и длиной 4,5 км накрыл поселок Шарара. Под огромными массами земли оказались погре­бенными 500 домов, погибли 207 человек. Жертвами оползня стал актёр и режиссер Бодров-младший со своей съёмочной группой. Можно ли предсказать начало оползня? Да, мож­но. Оползень никогда не является внезапным. Внача­ле появляются трещины в грунте, разрывы дорог и береговых укреплений, смещаются здания, сооруже­ния, деревья, телеграфные столбы, разрушаются под­земные коммуникации. Очень важно заметить эти первые признаки и составить правильный прогноз. Движется оползень с максимальной скоростью толь­ко в начальный период, далее она постепенно снижа­ется.

Сель (селевой поток от арабского сайль – бур­ный поток) – бурный грязевый или грязе-каменный поток, состоящий из смеси воды и обломков горных пород, внезапно возникающий в бассей­нах небольших горных рек. Причина его возник­новения – интенсивные и продолжительные ливни, быстрое таяние снега или ледников, про­рыв водоемов, реже землетрясения, извержения вулканов. В отличие от обычных потоков сель движется, как правило, отдельными волнами, а не непрерывным по­током. Одновременно выносится огромное количе­ство вязкой магмы. Крутой передний фронт селевой волны высотой от 5 до 15 м образует «голову» селя. Максимальная высота вала водогрязевого потока иног­да достигает 25 м. При встрече с препятствием сель переходит через них, продолжая наращивать свою энергию. Обладая большой массой и высокой скоростью передвижения (до 15 км/час), сели разрушают здания, дороги, гидротехнические и другие сооружения, выво­дят из строя линии связи, электропередачи, приводят к гибели людей и животных. Все это продолжается очень недолго – 1-3 часа. Время от начала возникновения в горах и до момента выхода его в равнинную часть исчисляется 20-30 минут. В России до 20% территории находится в селеопасных зонах. Особенно активно селевые потоки фор­мируются в Кабардино-Балкарии, Северной Осетии, Дагестане, в районе Новороссийска, Саяно-Байкальс­кой области, зоне трассы Байкало-Амурской магистра­ли, на Камчатке, в пределах Станового и Верхоянского хребтов. Они также происходят в некоторых районах Приморья, Кольского полуострова и на Урале.

Снежные лавины – низвергающиеся со склонов гор под воздействием силы тяжести снежные массы. Снег, накаливающийся на склонах гор, под влиянием тяжести и ослабления структурных связей внут­ри снежной толщи, соскальзывает или осыпается со склона. Начав свое движение, он быстро набирает скорость, захватывая по пути все новые снежные мас­сы, камни и другие предметы. Движение продолжает­ся до более пологих участков или дна долины, где тор­мозится и останавливается. Снежные лавины очень часто угрожают населен­ным пунктам, спортивным и санаторно-курортным комплексам, железным и автомобильным дорогам, ли­ниям электропередачи, объектам горнодобывающей промышленности и другим хозяйственным сооружени­ям. Поражающая способность лавин различна. Лавина в 10 м³ уже представляет опасность для человека и легкой техники. Крупные – в состоянии разрушить капитальные инженерные сооружения, образовать трудно- или непреодолимые завалы на транспортных трассах. Скорость является одной из основных характери­стик движущейся лавины. В отдельных случаях она может достигать 100 м/с. В России чаще всего такие стихийные бедствия случаются на Кольском полуострове, Урале, Северном Кавказе, на юге Западной и Восточной Сибири, Даль­нем Востоке. В подавляющем большинстве в горных районах лавины сходят ежегодно, а иногда и несколько раз в год.