Некоторые факты
Первый сейсмограф появился в Китае в 132 году. Знаменитый китайский ученый Чжан Хэн создал его в Сиане во времена династии Хань. В большом сосуде (диаметром 180 см) он поместил маятник, который мог качаться в восьми направлениях. Восемь драконов, каждый с шариком в пасти, были укреплены по краям сосуда. Когда толчок землетрясения заставлял маятник качнуться, шарик выпадал из пасти дракона и попадал в открытый рот сидящей внизу жабы. В этот момент прибор издавал звук, извещая наблюдателей, что произошло землетрясение. В зависимости от того, в рот какой из жаб попал шарик, можно было определить, в каком направлении оно произошло. Прибор работал так хорошо, что мог обнаруживать удаленные землетрясения, не ощущавшиеся самими наблюдателями.
Первый сейсмограф и...
Современный сейсмограф
Современные сейсмографы представляют собой сложные электронно-механические устройства. В них используется свойство инерции. Главная часть сейсмографа — инерционное тело — груз на пружине. Он подвешен к кронштейну, который жёстко закреплён в твёрдой горной породе и поэтому приходит в движение при землетрясении. Барабан с бумажной лентой также прикреплён к корпусу сейсмографа. Когда почва колеблется, груз маятника отстаёт от её движения. Сейсмические волны регистрируются пером на движущейся бумажной ленте. Запись сотрясений почвы называется сейсмограммой.
Ежедневно сейсмографы регистрируют на Земле более тысячи землетрясений. К счастью, многие из них настолько слабы, что не причиняют никакого вреда.
Записи с двух или большего количества сейсмографов помогают сейсмологам определить место, где произошло землетрясение, и измерить его силу.
4.3. Основные характеристики землетрясений
Рассмотрим основные показатели измерения силы землетрясений.
Магнитуда (условное число М) землетрясения является мерой общего количества энергии, излучаемой при сейсмическом толчке в виде упругих волн. Эта относительная энергетическая характеристика землетрясения была введена Рихтером.
Магнитуда землетрясения измеряется по максимальной амплитуде записи, полученной сейсмографом стандартного типа. Она является отражением максимальной амплитуды смещения частиц почвы.
Оценка интенсивности землетрясений производится по сейсмической шкале, которая бывает двух видов: для оценки энергии очагов землетрясений (магнитуд) и для оценки интенсивности проявления землетрясения на поверхности земли.
Энергия землетрясений оценивается в относительных единицах (от 1 до 9) по шкалам магнитуд (шкала Рихтера).
Для оценки интенсивности проявления землетрясения на поверхности земли применяется двенадцатибалльная международная сейсмическая шкала MSK-86 (шкала Меркалли).
Соотношение этих двух шкал и оценка воздействия землетрясений приведены в таблице 4.
Как видно из таблицы, сильнейшие из зарегистрированных землетрясений имели магнитуду 8,9. Похоже, что Земля не в состоянии (в физическом смысле) породить землетрясение с магнитудой больше 9,0.
Очаг землетрясения, то есть точка под землей, которая является источником землетрясения, называется гипоцентром. Глубина очага (гипоцентр) может колебаться в различных сейсмических районах от 0 до 730 км.
Прямо над гипоцентром на поверхности земли находится эпицентр землетрясения, вокруг которого располагается область, испытывающая наибольшие колебания грунта.
Размеры очага землетрясения — от нескольких десятков метров до сотни километров. Располагаются очаги в основном в земной коре, а также в верхней мантии земли.
Сейсмическая область (зона) — территория, охватывающая области известных и ожидаемых очагов землетрясений и подверженная их воздействию.
Сейсмическое районирование — деление территории на районы разной сейсмической активности, оценка и составление карт потенциальной сейсмической опасности, которую необходимо учитывать при строительстве, принятии мер по предотвращению и снижению ущерба от землетрясений и подготовке к ликвидации их последствий. На картах выделяются зоны ожидаемых землетрясений с указанием в баллах предполагаемой интенсивности, а также частоты повторения в определенное количество лет.
В нашей стране районы возможных 9-балльных землетрясений находятся в Прибайкалье, на Камчатке и Курильских островах, 8-балльных — в Южной Сибири и на Кавказе.
Интенсивность землетрясения на поверхности земли зависит от магнитуды и глубины очага. Чем больше магнитуда, тем сильнее землетрясение, чем глубже очаг — тем слабее.
Прогнозирование землетрясений — очень трудная задача. Известно более 240 инструментально зарегистрированных землетрясений. Среди них — изменения в поведении животных[2]. Незадолго до землетрясения 1835 года на побережье Чили все чайки устремились вглубь[3] материка, а собаки покинули город Такауана. Перед началом землетрясения змеи выползают из своих нор, а крысы покидают здания.
К сожалению, человек не в силах предотвратить землетрясение.
4.4. Последствия землетрясений
Последствия землетрясений чрезвычайно опасны. Если к первичным факторам поражения при землетрясениях практически можно отнести только резкие толчки и колебания земной поверхности, то вторичные факторы очень разнообразны. Условно их можно разделить на природные и связанные с человеческой деятельностью.
Типичные повреждения зданий в результате 7-8-балльного землетрясения
Художник Карл Брюллов
«Последний день Помпеи»
Уничтожающее землетрясение в Мехико (Мексика, 19 сентября 1985 г.), 7000 жертв
Землетрясение на Тайване (21 сентября 1999 г.). Дом на боку
Землетрясение на Тайване (21 сентября 1999 г.)
Землетрясение в Ленинакане (Армения, декабрь 1988 г.)
Железная дорога, разрушенная в результате землетрясения
Землетрясения вызывают опасные геологические явления — растяжение, течение и проседание грунта, широкие трещины в нем, обвалы, камнепады, большие оползни, снежные лавины, грязевые потоки, цунами и сели.
К последствиям, связанным с человеческой деятельностью, можно отнести повреждения и разрушения зданий, пожары, взрывы, выбросы вредных веществ, транспортные аварии, выход из строя систем жизнеобеспечения. В результате прорыва гидротехнических и водопроводных сооружений возможны наводнения, в том числе катастрофические.
Оценивая степень воздействия землетрясений на человека, необходимо прежде всего сказать, что сильные землетрясения влекут за собой массовую гибель людей. Так, в результате землетрясения в г. Нефтегорске из примерно 2700 жителей погибло более 1800 человек. Другими тяжелыми последствиями сильных землетрясений являются травмы (ушибы, переломы, порезы, сдавливания). Кроме того, под влиянием пережитых опасностей, потери близких, жилья и имущества многие из пострадавших испытывают сильные психические потрясения и расстройства, не могут правильно (адекватно) реагировать на происходящие события, теряют работоспособность.
Зачастую непосредственным следствием землетрясения является паника, во время которой люди в страхе совершают нелепые и опасные для них и окружающих поступки и не могут осмысленно принять меры к самоспасению и взаимопомощи. Паника особенно опасна в местах скопления людей: на предприятиях, в лечебных, учебных и детских заведениях, общежитиях, местах общего пользования.
Травмирование и гибель людей происходят в основном за счет поражения обломками разрушенных зданий, сооружений, конструкций и падающими предметами, а также в результате нахождения в завалах и из-за отсутствия своевременной помощи. Возможно также поражение при сопровождающих землетрясение опасных геологических явлениях и от вторичных факторов (цунами, пожаров, промышленных и транспортных аварий, поврежденных инженерных и энергетических сетей).
