Краткая характеристика, основные критерии, поражающие факторы землетрясения

Землетрясением называют подземные толчки и колебания земной поверхности, вызываемые в основном тектоническими причинами. Известны также обвальные, вулканические землетрясения и землетрясения, возникающие вследствие падения на землю метеоритов. В течение года происходит свыше 100 тысяч землетрясений. Большинство толчков не ощущаются людьми, а лишь регистрируются сейсмографами. Ежегодно около 10 землетрясений достигают разрушительной силы, а единичные – носят катастрофический характер. В среднем, по статистике, в мире от землетрясений погибает ежегодно около 10 тысяч человек.

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, образовываться озера и т.п. Землетрясения часто являются причиной других стихийных бедствий, таких как цунами, горные обвалы и камнепады, оползни, сели, снежные лавины.

Землетрясения сопровождаются высвобождением огромного количества энергии – до тысячи джоулей (или энергией взрыва 12,5 бомб, сопоставимых с той, что уничтожила Хиросиму). Большая часть выделяющейся энергии расходуется на разламывание и дробление пород, образование тепла. Часть энергии излучается из очага землетрясения (гипоцентра) во всех направлениях в виде сейсмических волн, которые распространяются в земной коре и, достигая ее поверхности, порождают ощутимое нами движение грунта (колебания почвы) и вызывают повреждения зданий и сооружений.

Краткая характеристика возможной интенсивности

землетрясений по 12-бальной шкале Меркалли (MKS-64). Таблица 1

Окончание таблицы 1

Примечание. Характеристика землетрясений дается в сокращении

Существуют два вида сейсмоопасных волн: объемные, распространяющиеся в глубине Земли концентрически, подобно звуковым колебаниям, и поверхностные, идущие по земной поверхности подобно морским волнам. В свою очередь объемные волны также имеют две разновидности: продольные, распространяющиеся со скоростью 3-8 км/c (11000-29000 км/ч), и поперечные – 2-5 км/c (7000-18000 км/ч). Скорость поверхностных волн может достигать 1,4 км/с (5000 км/ч). Разница в скорости движения различных типов сейсмических волн, а следовательно, и во времени их прихода в определенную точку, удаленную от гипоцентра, приводит к возникновению серии толчков и колебаний волн во время землетрясения.

Основными критериями землетрясения являются глубина очага и интенсивность выхода энергии на поверхность земли. Глубина очага землетрясения может быть в пределах 5-30 км. Однако в ряде районов Земли могут происходить землетрясения и на глубине до 750 км. Проекция гипоцентра на поверхность земли называется эпицентром землетрясения. Для определения интенсивности выхода энергии как в эпицентре, так и в точках поверхности, удаленных от него, используется 12-бальная шкала Меркалли.

Как показывает таблица, шкала Меркалли основана на субъективных ощущениях людей. Каждому баллу соответствуют определенные ощущения и наблюдаемые эффекты, а при сильных толчках – разрушения. По этой шкале землетрясения ниже 6 баллов считаются слабыми, свыше 6 баллов – сильными, 8-9 баллов – разрушительными и 10-12 баллов – катастрофическими.

Для получения объективного (с помощью сейсмографа) представления о силе землетрясения в зоне эпицентра и возможности сравнения толчков между собой применяется шкала Рихтера (шкала магнитуд). Магнитуда – это единица, представляющая собой десятичный логарифм максимальной амплитуды колебаний сейсмографа (в тысячных долях мм), записанных в 100 км от эпицентра землетрясения. Практически запись колебаний осуществляется сейсмографами стационарных сейсмических станций, расположенных на разном удалении от эпицентра, а затем по таблицам осуществляется приведение их к магнитуде, которая могла бы быть получена в 100-километровой зоне, поэтому, в отличие от шкалы Меркалли, по шкале Рихтера любому землетрясению соответствует одна единственная магнитуда. В шкале Рихтера верхний предел не предусмотрен, но на земле не наблюдалось землетрясения сильнее 8,9 магнитуд. 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.

Соотношение между шкалой Рихтера и 12-бальной шкалой. Таблица 2

Примечание. Магнитуды принято обозначать арабскими цифрами, баллы – римскими

Поражающими факторами землетрясения являются механические воздействия колебаний земной поверхности. 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 земли во время землетрясения 1948 г. в Японии, унесшего 5400 человеческих жизней. Главными причинами несчастных случаев и гибели людей являются вторичные факторы землетрясения: разрушения, затопления, осыпания битых стекол, падение разорванных электропроводов на проезжую часть улицы, взрывы и пожары, вызванные утечкой газа из поврежденных труб, а также паника, т.е. неконтролируемые действия людей, вызванные испугом.