Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Шкала Рихтера. Магнитуда объёмных волн. Магнитуда поверхностных волн

Поиск

 

Землетрясение - особый вид тектонических движений, выражающийся во внезапных сотрясениях участка земной коры, вызванных естественными причинами. Продолжаются - несколько секунд, выражаются в подземных ударах различной силы и сопровождаются толчками и колебаниями на земной поверхности.

При сильных землетрясениях здания и сооружения частично или полностью разрушаются, гибнут люди. На поверхности Земли возникают трещины, на крутых склонах - обвалы или оползни, отдельные участки земной коры приподнимаются или опускаются, перемещаются в горизонтальном направлении. Если землетрясения достигают крупных масштабов они заметным образом изменяют конфигурацию рельефа. Сильные землетрясения по своему эффекту - катастрофические явления, приносят огромный материальный ущерб и уносят тысячи человеческих жизней.

Глубина. Землетрясения возникают на различной глубине — начиная от поверхности Земли и до нескольких сот километров вглубь в верхней части мантии.

Большая часть очагов землетрясений располагается на глубинах 10—40 км (землетрясения Крыма). Но зафиксированы землетрясения с более глубокими очагами порядка 150 км(Карпаты), 250 км (Афганистан) до 600 км и более (на Дальнем Востоке вдоль гряды Курильских островов).

В зависимости от глубины очага землетрясения обычно разделяются на три группы: мелкие (до 60 км), промежуточные (от 60 до 300 км), глубокие (более 300 км).

Если землетрясения происходят под океаном, то колебания, войдя в водную среду, распространяются со скоростью 1,5 км/с. Возникают волны - цунами. По пов-ти океана они распространяются со скоростью 400-800 км/час. Длина волны 300 км. Подходя к берегу волны растут в высоту до 30 м и обрушиваются на берег, вызывая катастрофические разрушения.

Частота землетрясений. За год на всем земном шаре с помощью сейсмических станций регистрируется несколько сот тысяч землетрясений. Более 10 в час.

По происхождению бывают:

· Обвальные – при больших обвалах или провалах г.п.

· Вулканические – предшествующие или сопровождающие извержение

· Тектонические – 95% от перемещения масс в З.к.

Место в земной коре или в верхней мантии, где возник подземный удар, называется очагом землетрясения. В центре очага расположен гипоцентр. Проекция гипоцентра на дневную поверхность называется эпицентром. Очаг занимает в толще земной коры или мантии значительный объем. Площадь, в пределах которой землетрясения достигают наибольшей интенсивности, называется эпицентральной областью. В центре этой области располагается эпицентр.

В очаге землетрясения возникают упругие колебания — сейсмические волны. Главные среди них — продольные и поперечные, расходящиеся от очага во все стороны.

Продольные волны Р представляют собой процесс колебательных движений частиц вещества вдоль сейсмического луча. Эти колебания приводят к поперечному сжатию и разрежению вещества, т. е. продольные волны - реакция среды на изменение объема вещества. Скорость до 5—7 км/с (это самые быстрые волны).

Поперечные волны S представляют процесс колебательных движений частиц вещества поперек сейсмического луча, т. е. вдоль фронта волн. Их можно интерпретировать как реакцию среды на изменение формы. В г.п. их скорость порядка 3—4 км/с.

Кроме того, на границе двух различных сред (на поверхности Земли, воды), возникают так называемые поверхностные волны L. Они распространяются с небольшой скоростью, но в эпицентре достигают значительной амплитуды и причиняют зданиям большой вред.

Изучением землетрясений занимается — сейсмология

Методы изучения землетрясений. Землетрясения изучаются на сейсмических станциях. Там устанавливаются сейсмографы которые регистрируют упругие колебания, вызванные землетрясениями. Сейсмографы способны отмечать весьма слабые колебания, приходящие от очень удаленных очагов. Запись землетрясения, получаемая с помощью сейсмографа - сейсмограмма. Она имеет форму волнистой линии, которая повторяет в увеличенном виде пришедшие на станцию сейсмические волны. Изучение сейсмограмм позволяет определить местоположение эпицентра, глубину гипоцентра и многие другие параметры. Строятся карты эпицентров и карты сейсмической активности.

Интенсивность –внешний эффект на поверхности, выражается в баллах. Изменяется от самых слабых колебаний, отмечаемых лишь приборами, до катастрофических, представляющих самые грозные и губительные явления природы. Применяются различные шкалы, но наиболее распространена 12-балльная шкала:

1 балл (незаметное) — колебания почвы отмечаются приборами.

2 балла (очень слабое) — землетрясение ощущается в отдельных случаях людьми, находящимися в спокойном состоянии.

3 балла (слабое) — колебания отмечаются немногими людьми.

4 балла (умеренное) — землетрясение отмечается многими людьми. Возможно колебание окон и дверей.

5 баллов (довольно сильное) — качание висячих предметов, скрип полов, дребезжание стекол, осыпание побелки.

6 баллов (сильное) — легкое повреждение некоторых зданий: тонкие трещины в штукатурке и т. п.

7 баллов (очень сильное) — значительные повреждения некоторых зданий: трещины в штукатурке и отламывание отдельных кусков, тонкие трещины в стенах, повреждения дымовых труб. Возникают трещины в сырых грунтах.

8 баллов (разрушительное) — разрушения в зданиях: большие трещины в стенах, падение карнизов, дымовых труб. Оползни и трещины шириной до нескольких сантиметров на склонах гор.

9 баллов (опустошительное) — обвалы в некоторых зданиях: обрушение стен, перегородок, кровли. В грунтах образуются трещины шириной 10 см и более. Обвалы, осыпи и оползни в горах.

10 баллов (уничтожающее) — обвалы во многих зданиях, в других — серьезные повреждения. Трещины в грунте до 1 м шириной, обвалы, оползни. За счет завалов речных долин возникают озера.

11 баллов (катастрофа) — многочисленные трещины на поверхности земли и вертикальные перемещения по ним, большие обвалы в горах. Общее разрушение зданий.

12 баллов (сильная катастрофа) — изменение рельефа в больших размерах. Многочисленные трещины, вертикальные и горизонтальные перемещения по ним. Огромные обвалы и оползни. Изменяются русла рек, образуются водопады и озера. Общее разрушение всех зданий и сооружений.

Наибольшей силы землетрясения достигают в эпицентре. Во все стороны от эпицентра сила подземных толчков уменьшается. Пункты, в которых землетрясение проявилось с одинаковой силой, оконтуривают линией, которая называется изосейстой (греч. «изо» — равный). Изосейста наивысшего балла окружает эпицентр, остальные изосейсты более или менее концентрически окаймляют первую, отражая картину распространения упругих колебаний от эпицентра в разные стороны.

Энергия землетрясений. В недрах З. возникают и накапливаются упругие напряжения, когда они достигают предела прочности, то возникает разрыв, выделяется кинетическая энергия и происходит землетрясение. Часть напряжения снимается и выделяется энергия, которая распространяется от очага во все стороны в форме сейсмических волн. Энергию землетрясений можно вычислить, но точность полученных цифр не очень велика. Для катастрофических землетрясений энергия землетрясений во много раз превышает энергию атомных бомб.

Магнитуда, или «мощность», землетрясений.

Под магнитудой М понимается условная величина, равная логарифму отношения амплитуды А смещения частиц почвы при данном землетрясении к амплитуде А* смещения при некотором, очень слабом, эталонном землетрясении.

При определении А снимается непосредственно с сейсмограммы, но при этом вводится поправка на эпицентральное расстояние (расстояние от эпицентра до сейсмической станции). Так, магнитуда Ашхабадского землетрясения 1948 г. была равна 7,3, Ташкентского 1966 г. — 5,3.

Шкала Рихтера содержит условные единицы (от 1 до 9,5) — магнитуды, которые вычисляются по колебаниям, регистрируемым сейсмографом. Когда происходит землетрясение, то сначала становится известной именно его магнитуда, которая определяется по сейсмограммам, а не интенсивность, которая выясняется только спустя некоторое время, после получения информации о последствиях.

Шкала Рихтера

Рихтер предложил для оценки силы землетрясения (в его эпицентре) десятичный логарифм перемещения (в микрометрах) иглы стандартного сейсмографа Вуда-Андерсона, расположенного на расстоянии не более 600 км от эпицентра: где f — корректирующая функция, вычисляемая по таблице в зависимости от расстояния до эпицентра. Энергия землетрясения примерно пропорциональна то есть увеличение магнитуды на 1,0 соответствует увеличению амплитуды колебаний в 10 раз и увеличению энергии примерно в 32 раза.

Эта шкала имела несколько существенных недостатков:

· Рихтер использовал для градуировки своей шкалы малые и средние землетрясения южной Калифорнии, характеризующиеся малой глубиной очага.

· Из-за ограничений используемой аппаратуры шкала Рихтера была ограничена значением около 6,8.

· Предложенный способ измерения учитывал только поверхностные волны, в то время как при глубинных землетрясениях существенная часть энергии выделяется в форме объёмных волн.

В течение следующих нескольких десятков лет шкала Рихтера уточнялась и приводилась в соответствие с новыми наблюдениями. Сейчас существует несколько производных шкал, самыми важными из которых являются:

Магнитуда объёмных волн

где A — амплитуда колебаний земли (в микрометрах), T — период волны (в секундах), и Q — поправка, зависящая от расстояния до эпицентра D и глубины очага землетрясения h.

Эти шкалы плохо работают для самых крупных землетрясений — при M ~ 8 наступает насыщение.



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2024-06-17; просмотров: 6; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 13.58.191.60 (0.007 с.)