Глава 3. Современные знания о землетрясениях

3.1 Понятие, сущность, причины

Землетрясение - заметные колебания земной коры, происходящие от действия внутренних сил. Различают медленные, слабо заметные колебания и быстрые разрушительные перемещения пластов земной коры. Последние известны под землёй в тесном смысле, причины землетрясения: смещение, оседание пластов земной коры, провалы вследствие размывов и вообще действия воды и вулканические явления. Последние сопровождаются выделением водяных паров, газов, шлака, грязи.

Землетрясения представляет собой процесс растрескивания, идущий с некоторой конечной скоростью, а не мгновенно. Он предполагает образование и обновление множества разномасштабных взрывов, со вспарыванием каждого из них не только с высвобождением, но и перераспределением энергии в некотором объёме. Когда мы говорим о том, что сила внешнего воздействия на горные породы превысила их прочность, то следует иметь в виду, что в геомеханике четко различают прочность горных пород как материала, которая относительно высока, и прочность горного массива, включающего помимо материала горных пород ещё и структурные ослабленные зоны. Благодаря последним прочность породного массива существенно ниже, чем прочность собственно горных пород.

Скорость распространения разрывов составляет несколько километров в секунду, и этот процесс разрушения охватывает некоторый объем горных пород, называемый очагом землетрясения. Гипоцентр - центр очага, условно точечный источник короткопериодных колебаний. Проекция гипоцентра на земную поверхность называется эпицентром землетрясения. Интенсивность землетрясения эпицентра изображается линиями равной интенсивности колебаний - изосейстами. Область максимальных баллов вокруг эпицентра называется плейстосейстовой.

По глубине гипоцентров (фокусов) землетрясения подразделяются на 3 группы:

1. мелкофокусные 0 - 60 км

2. среднефокусные 60 - 150 км

3. глубокофокусные 150 - 700 км.

Но чаще всего гипоцентры землетрясений сосредоточены в верхней части земной коры на глубинах 10 - 30 км, где кора характеризуется наибольшей жесткостью и хрупкостью.

В одних случаях пласты земли по сторонам разлома надвигаются друг на друга. В других - земля по одну сторону разлома опускается, а по другую - поднимается, образуя сбросы. В местах, где сбросы пересекают речные русла, появляются водопады. Своды подземных пещер растрескиваются и обрушиваются. Бывает, что после землетрясения большие участки земли опускаются и заливаются водой. Подземные толчки вызывают на горных склонах обвалы и оползни. В 1906 г. в Калифорнии во время землетрясения на поверхности образовалась глубокая трещина. Она протянулась на 450 км. Вдоль нее произошли горизонтальные смещения. Около трещины дороги сместились на расстояние до 7 м. Во время Гобийского землетрясения (Монголия) 4 декабря 1957 г. возникли трещины общей протяженностью 250 км. Вдоль них возникли уступы до 12 м высотой.

Понятно, что резкое перемещение больших масс земли в очаге землетрясения должно сопровождаться ударом колоссальной силы. Удар вызывает сотрясение слоев горных пород вокруг очага, распространяющееся в виде волн так же, как расходятся волны от брошенного в воду камня. От очень сильных сотрясений поверхность земли может изгибаться, растрескиваться, вспучиваться. Большие разрушения от землетрясений обычно происходят в рыхлых и неустойчивых горных породах, на крутых склонах.

Постройки при сильных подземных толчках разрушаются за несколько секунд. Катастрофические землетрясения бывают в виде двух-трех коротких сильных толчков. Только слабые, уже неопасные повторные толчки еще долго тревожат перепуганных жителей. Конечно, чем дальше от эпицентра, тем слабее сотрясение почвы. На, больших расстояниях они вообще незаметны.

За год люди ощущают около 10 тыс. землетрясений. Из них примерно 100 бывают разрушительными. Современные точные приборы фиксируют ежегодно более 100 тыс. землетрясений на нашей планете.

Нередко очаг землетрясения скрывается под морским дном, и на море возникают огромные волны - цунами. Так, во время Лиссабонского землетрясения в 1755 г. на берег Португалии обрушилась волна высотой в 12 м, а сильное волнение наблюдалось даже у берегов Южной Америки, по другую сторону Атлантического океана.

В ночь с 4 на 5 ноября 1952 г. у берегов Камчатки от сильного землетрясения также образовались большие морские волны высотой 7-8 м. От Чилийского землетрясения 22 мая 1960 г. тоже возникли огромные морские волны.

На протяжении более суток они распространились через Тихий океан и достигли противоположных его берегов. В Японии высота волн достигала 10 м. Прибрежная полоса была затоплена. Большинство же подземных толчков очень слабы, и о них знают лишь сейсмологи - ученые, специально изучающие сотрясения Земли. Катастрофы вроде Мессинской, Калифорнийской или Чилийской случаются довольно редко. Летом 1964 г. произошло сильное землетрясение в Японии. [1, 3]

Силу землетрясений определяют баллами. Ученые составили специальную таблицу для определения силы землетрясений в баллах.

Таблица 1. Шкала Медведева-Шпонхойера-Карника (MSK-64)

Рис. 1 Схема землетрясения (http://www.yandex.ru)