Причины и последствия землетрясения

Автор: Пользователь скрыл имя, 04 Февраля 2013 в 13:16, реферат

Краткое описание

Землетрясения представляют собой подземные колебания и толчки земной поверхности, возникающие в результате внезапных смещений и разрывов в земных недрах. Землетрясения относятся к числу наиболее опасных сейсмических процессов и по своим разрушительным последствиям не имеют себе равных среди стихийных бедствий. Внезапность и огромная разрушительная сила землетрясений часто приводят к большому числу человеческих жертв и уничтожению огромных материальных ценностей.

Оглавление

Содержание:
Введение______________________________________________________3
Основные понятия о землетрясении_______________________________3
Причины возникновения землетрясения и их параметры_____________5
Последствия___________________________________________________9
Прогнозирование______________________________________________10
Поведение человека____________________________________________12
Заключение___________________________________________________14
Список литературы_____________________________________________14

Файлы: 1 файл

Землетрясения причины,последствия,прогнозирование,поведение человека.docx

— 1,000.23 Кб (Скачать)

Содержание:

Введение______________________________________________________3

Основные понятия о землетрясении_______________________________3

Причины возникновения землетрясения и их параметры_____________5

Последствия___________________________________________________9

Прогнозирование______________________________________________10

Поведение человека____________________________________________12

Заключение___________________________________________________14

Список литературы_____________________________________________14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

   Землетрясения - это одни из наиболее страшных природных катастроф, уносящие десятки и сотни тысяч человеческих жизней и вызывающие опустошительные разрушения на огромных пространствах. 7 декабря 1988 года в Армении произошло мощное землетрясение, названное Спитакским по наименованию города, полностью стертого с лица Земли. Тогда за несколько секунд погибло более 25 тыс. человек, а несколько сот тысяч получили ранения. Ашхабадское землетрясение в ночь с 5 на 6 октября 1948 года унесло более 100 тыс. жизней. В Китае в 1920 году погибли 200 тыс. человек, в 1923 году в Японии - более 100 тыс. Примеров катастрофических землетрясений, повлекших за собой большие жертвы, очень много. Например, в 1755 году в Лиссабоне, в 1906 году в Сан-Франциско, в 1908 году в Сицилии, в 1950 году в Гималаях, в 1957 году в Западной Монголии и в 1960 году в Чили. В 1976 году 250 тыс. человек стали жертвами очень сильного Таншаньского землетрясения в Китае. 3100 человек погибли при землетрясении в 1980 году в Италии, 2500 - в 1981 году в Иране. В 1993 году сильное землетрясение обрушилось на японский город Кобе, вызвав пожары, опустошившие целые кварталы и повлекшие человеческие жертвы. В 1994 году мощные подземные толчки сотрясали Сан-Франциско, обрушив автомобильные эстакады. Трагедией обернулось землетрясение на севере Сахалина в 1995 году в Нефтегорске, когда рухнули несколько зданий, под обломками которых погибли 2 тыс. человек. Зимой 1998 года мощное землетрясение обрушилось на Афганистан. Этот список можно продолжать бесконечно, так как землетрясения разной силы и в разных районах земного шара происходят постоянно, нанося огромный материальный ущерб и приводя к многочисленным жертвам. Именно поэтому ученые различных стран предпринимают большие усилия в изучении природы землетрясений и их прогноза. К сожалению, предсказать место и время землетрясения, за исключением нескольких случаев, до сих пор еще не удается.

Основные понятия о землетрясении

Землетрясения представляют собой  подземные колебания и толчки земной поверхности, возникающие в  результате внезапных смещений и разрывов в земных недрах.    Землетрясения относятся к числу наиболее опасных сейсмических процессов и по своим разрушительным последствиям не имеют себе равных среди стихийных бедствий. Внезапность и огромная разрушительная сила землетрясений часто приводят к большому числу человеческих жертв и уничтожению огромных материальных ценностей.                       Вся поверхность земного шара делится на несколько огромных частей земной коры, которые называются тектоническими литосферными плитами - североамериканская, евроазиатская, африканская, южно-американская, тихоокеанская и атлантическая. Районы, расположенные вблизи границ тектонических литосферных плит в наибольшей степени подвержены землетрясениям.                                                                                                         В результате медленных течений горячего пластичного вещества в недрах, тектонические литосферные плиты находятся в постоянном движении - раздвигаются, сдвигаются или скользят одна относительно другой.                                                                                                     Такие перемещения плит составляют несколько сантиметров в год.                                                                                                                                                   В результате процесса движения плиты сталкиваются друг с другом. В зонах столкновения происходят изменения поверхности Земли – образуются складки, трещины и т. д., происходят землетрясения.                                                                                                                          Для измерения силы землетрясения используются две шкалы: одна для измерения интенсивности, другая для измерения магнитуды.                                                          Интенсивность землетрясения (сейсмических колебаний грунта) – это степень сотрясения грунта на поверхности Земли, ощущаемого в различных точках зоны воздействия землетрясения. Величина интенсивности определяется на основании оценки фактических разрушений, воздействия на объекты, здания и почву, последствий для людей.          Интенсивность сейсмических колебаний грунта на поверхности Земли измеряется в баллах. В России используется 12-бальная шкала интенсивности Медведева-Шпонхойера-Карника (MSK-64). Согласно этой шкале принята следующая градация интенсивности землетрясений:

1-3 балла – слабые колебания  (к разрушениям не приводят);

4-5 балла – ощутимые колебания  (ощущаются населением и приводят  к появлению отдельных трещин  в постройках);

6-7 баллов – сильные колебания  (приводят к разрушениям, как правило, ветхих построек);

8 баллов – разрушительные колебания  (частично разрушаются прочные  здания, падают фабричные трубы);

9 баллов – опустошительные колебания  (разрушается большинство зданий);

10 баллов – уничтожающие колебания  (разрушаются мосты, возникают  оползни, обвалы);

11 баллов – катастрофические  колебания (разрушаются все сооружения, изменяется ландшафт);

12 баллов – губительные колебания  (вызывают изменения рельефа местности  на обширной территории).                                                                                                                                       Магнитуда землетрясения (М) – это величина пропорциональная энергии, выделяемой в очаге землетрясения. Она определяется с помощью прибора, называемого сейсмографом.                                                                                                                                                   Показания прибора (амплитуда и период сейсмических волн) указывают на количество энергии упругой деформации, выделяемой в процессе землетрясения, которая может составлять до сотен тысяч миллионов КВт/час (1020).                                                                                     Шкала амплитуд была разработана американским сейсмологом Чарльзом Френсисом Рихтером (1900-1985) в 1935 году.                                                                                                              Рихтер для характеристики энергии землетрясения в качестве эталона (точки отсчёта) предложил принять такую энергию, при которой на расстоянии 100 км от эпицентра стрелка сейсмографа стандартного типа отклоняется на 1 мкм, т. е. энергия землетрясения определяется как десятичный логарифм отношения амплитуды сейсмических волн замеренных на каком-либо расстоянии от эпицентра, к эталону. Изменение отношения на 10 соответствует изменению значения интенсивности колебания грунта на поверхности земли на 1 единицу. Например, амплитуда землетрясения равна 300 000, эталон равен 10. По шкале Рихтера амплитуда землетрясения составит: 300 000 : 10 = log 30 000 = 4,48.

Причины возникновения землетрясения  и их параметры

    Любое землетрясение - это мгновенное высвобождение энергии за счет образования разрыва горных пород, возникающего в некотором объеме, называемом очагом землетрясения, границы которого не могут быть определены достаточно строго и зависят от структуры и напряженно-деформированного состояния горных пород в данном конкретном месте. Деформация, происходящая скачкообразно, излучает упругие волны. Объем деформируемых пород играет важную роль, определяя силу сейсмического толчка и выделившуюся энергию.                                                                                                                     Большие пространства земной коры или верхней мантии Земли, в которых происходят разрывы и возникают неупругие тектонические деформации, порождают сильные землетрясения: чем меньше объем очага, тем слабее сейсмические толчки. Гипоцентром, или фокусом, землетрясения называют условный центр очага на глубине, а эпицентром - проекцию гипоцентра на поверхность Земли. Зона сильных колебаний и значительных разрушений на поверхности при землетрясении называется плейстосейстовой областью.

По глубине расположения гипоцентров  землетрясения делятся на три  типа: 1) мелкофокусные (0-70 км), 2) среднефокусные (70-300 км), 3) глубокофокусные (300-700 км). Чаще всего очаги землетрясений сосредоточены  в земной коре на глубине 10-30 км. Как  правило, главному подземному сейсмическому  удару предшествуют локальные толчки - форшоки. Сейсмические толчки, возникающие  после главного удара, называются афтершоками. Происходящие в течение значительного  времени афтершоки способствуют разрядке напряжений в очаге и  возникновению новых разрывов в  толще горных пород, окружающих очаг.Очаг землетрясения характеризуется интенсивностью сейсмического эффекта, выражаемого в баллах и магнитуде. В России используется 12-балльная шкала интенсивности Медведева-Шпонхойера-Карника (МSК-64). Согласно этой шкале, принята следующая градация интенсивности землетрясений: I-III балла - слабые, IV-V - ощутимые, VI-VII - сильные (разрушаются ветхие постройки), VIII - разрушительные (частично разрушаются прочные здания, падают фабричные трубы), IХ - опустошительные (разрушается большинство зданий), Х - уничтожающие (разрушаются мосты, возникают оползни и обвалы), ХI - катастрофические (разрушаются все сооружения, изменяется ландшафт), ХII - губительные катастрофы (вызывают изменения рельефа местности на обширной территории). Магнитуда землетрясения по Чарльзу Ф. Рихтеру определяется как десятичный логарифм отношения максимальных амплитуд сейсмических волн данного землетрясения (А) к амплитуде таких же волн некоторого стандартного землетрясения (Ах). Чем больше размах волны, тем соответственно больше смещение грунта:                                                                                                                                                            Магнитуда 0 означает землетрясение с максимальной амплитудой 1 мкм на эпицентральном расстоянии в 100 км. При магнитуде, равной 5, отмечаются небольшие разрушения зданий. Опустошительный толчок имеет магнитуду 7. Самые сильные из зарегистрированных землетрясений достигают величины 8,5-8,9 по шкале Рихтера. В настоящее время оценка землетрясений в магнитудах применяется чаще, чем в баллах.   Между интенсивностью (I0) землетрясения в эпицентре, которое выражается в баллах, и магнитудой (М ) существует соотношение

I0 = 1,7 " М - 2,2; М = 0,6 " I0 + 1,2.

Более сложное уравнение характеризует  связь между интенсивностью колебания I0 , магнитудой М и глубиной очага  Н :

I0 = аМ - b log Н + с,

где а, b, с - коэффициенты, определяемые эмпирически для конкретного  района землетрясения.                                                                                                                                                 Линии, соединяющие пункты с одинаковой интенсивностью колебаний, называются изосейстами. В эпицентре землетрясения поверхность Земли испытывает в основном вертикальные колебания. При удалении от эпицентра возрастает роль горизонтальной составляющей колебаний.

 

Энергия, выделяющаяся при землетрясениях, Е = = p2rV (а / Т ), где V - скорость распространения  сейсмических волн, r - плотность верхних  слоев Земли, а - амплитуда смещения, Т - период колебаний. Исходным материалом для расчета энергии служат данные сейсмограмм. Б. Гутенберг, как и  Ч. Рихтер, работавший в Калифорнийском технологическом институте, предложил  связь между энергией землетрясения  и его магнитудой по шкале Рихтера:

log E = 9,9 + 1,9М - 0,024М 2.

Данная формула показывает колоссальное возрастание энергии при увеличении магнитуды землетрясения.

Энергия землетрясений в несколько  миллионов раз превышает энергию  стандартной атомной бомбы в 100 кт (1000 " 1018 эрг). Например, при Ашхабадском  землетрясении 1948 году выделилось энергии 1023 эрг, при Хаитском в Таджикистане в 1949 году - 5 " 1024 эрг, в 1960 году в Чили - 1025 эрг. По всему земному шару в  среднем за год за счет землетрясений  выделяется около 0,5 " 1026 эрг энергии.

Важным понятием в сейсмологии  является удельная сейсмическая мощность, то есть количество энергии, выделившейся в единице объема, например в 1 м3, за единицу времени 1 с. Сейсмические волны, образующиеся при мгновенной деформации в очагах землетрясений, производят основную разрушающую работу на поверхности Земли. Известны три  главных типа упругих волн, создающих  такие сейсмические колебания, которые  ощущаются людьми и вызывают разрушения: объемные продольные (Р-волны) и поперечные (S-волны), а также поверхностные  волны (рис. 3).

Продольные волны представляют собой чередование зон сжатия и растяжения горных пород, и они  проходят через твердые, жидкие и  газообразные вещества. При своем  распространении продольные волны  как бы попеременно сжимают горные породы или растягивают их. Часть  энергии Р-волн, выходя из недр Земли  на ее поверхность, передается в атмосферу  в виде звуковых волн, которые воспринимаются людьми при частоте более 15 Гц. Р-волны  являются самыми быстрыми из объемных волн. Скорость распространения Р-волн , где m - модуль сдвига, r - плотность  среды, в которой распространяется волна, и l - коэффициент, связанный с  модулем всестороннего сжатия К,                Поперечные волны при своем распространении сдвигают частицы вещества под прямым углом к направлению своего пути. Они не распространяются в жидкой среде, так как модуль сдвига в жидкости равен нулю. Скорость поперечных волн меньше продольных. Эти сейсмические волны раскачивают и смещают поверхность грунта как по вертикали, так и по горизонтали:                                                                                                                                                 Ко второму типу относятся поверхностные сейсмические волны, распространение которых ограничено зоной, близкой к поверхности Земли. Они подобно ряби, расходящейся по глади озера. Различают поверхностные волны Лава и волны Рэлея.                                          Волны Лава (L) заставляют частицы грунта колебаться из стороны в сторону в горизонтальной плоскости, параллельной земной поверхности под прямым углом к направлению своего распространения. Волны Рэлея (R) возникают на границе раздела двух сред и воздействуют на частицы среды, заставляя их двигаться по вертикали и горизонтали в вертикальной плоскости, ориентированной по направлению распространения волн. Скорость волн Рэлея меньше, чем волн Лава, и обе они распространяются медленнее, чем продольные и поперечные сейсмические волны и довольно быстро затухают с глубиной, а также с удалением от эпицентра землетрясения.

Последствия

Сильные землетрясения оставляют  множество следов, особенно в районе эпицентра: наибольшее распространение  имеют оползни и осыпи рыхлого  грунта и трещины на земной поверхности. Характер таких нарушений в значительной степени определяется геологическим  строением местности. В рыхлом и  водонасыщенном грунте на крутых склонах  часто происходят оползни и обвалы, а мощная толща водонасыщенного  аллювия в долинах деформируется  легче, чем твердые породы. На поверхности  аллювия образуются просадочные  котловины, заполняющиеся водой. И  даже не очень сильные землетрясения  получают отражение в рельефе местности.                                                      Смещения по разломам или возникновение поверхностных разрывов могут изменить плановое и высотное положение отдельных точек земной поверхности вдоль линии разлома, как это произошло во время землетрясения 1906 в Сан-Франциско. При землетрясении в октябре 1915 в долине Плезант в Неваде на разломе образовался уступ длиной 35 км и высотой до 4,5 м. При землетрясении в мае 1940 в долине Импириал в Калифорнии подвижки произошли на 55-километровом участке разлома, причем наблюдались горизонтальные смещения до 4,5 м. В результате Ассамского землетрясения (Индия) в июне 1897 в эпицентральной области высота местности изменилась не менее, чем на 3 м.                                                                                                                                      Значительные поверхностные деформации прослеживаются не только вблизи разломов и приводят к изменению направления речного стока, подпруживанию или разрывам водотоков, нарушению режима источников воды, причем некоторые из них временно или навсегда перестают функционировать, но в то же время могут появиться новые. Колодцы и скважины заплывают грязью, а уровень воды в них ощутимо меняется. При сильных землетрясениях вода, жидкая грязь или песок могут фонтанами выбрасываться из грунта.          При смещении по разломам происходят повреждения автомобильных и железных дорог, зданий, мостов и прочих инженерных сооружений. Однако качественно построенные здания редко разрушаются полностью. Обычно степень разрушений находится в прямой зависимости от типа сооружения и геологического строения местности. При землетрясениях умеренной силы могут происходить частичные повреждения зданий, а если они неудачно спроектированы или некачественно построены, то возможно и их полное разрушение.                                                                                                                                   При очень сильных толчках могут обрушиться и сильно пострадать сооружения, построенные без учета сейсмической опасности. Обычно не обрушиваются одно- и двухэтажные постройки, если у них не очень тяжелые крыши. Однако бывает, что они смещаются с фундаментов и часто у них растрескивается и отваливается штукатурка.     Дифференцированные движения могут приводить к тому, что мосты сдвигаются со своих опор, а инженерные коммуникации и водопроводные трубы разрываются. При интенсивных колебаниях уложенные в грунт трубы могут «складываться», всовываясь одна в другую, или выгибаться, выходя на поверхность, а железнодорожные рельсы деформироваться. В сейсмоопасных районах сооружения должны проектироваться и строиться с соблюдением строительных норм, принятых для данного района в соответствии с картой сейсмического районирования.                                                                         В густонаселенных районах едва ли не больший ущерб, чем сами землетрясения, наносят пожары, возникающие в результате разрыва газопроводов и линий электропередач, опрокидывания печей, плит и разных нагревательных приборов. Борьба с пожарами затрудняется из-за того, что водопровод оказывается поврежденным, а улицы непроезжими вследствие образовавшихся завалов.

Информация о работе Причины и последствия землетрясения