Землетрясения

1.

Землетрясения
Сейсмическая ситуация на Земле online. IRIS Seismic Monitor. 8 марта 2016 г.
http://ds.iris.edu/seismon/

2.

1 марта 2016 г. в возрасте 79 лет ушел из жизни Адам Дзевонский -

3.

10 последних землетрясений в районе Байкала
http://www.seis-bykl.ru/index.php?ma=1

4. Содержание лекции

Что представляет собой землетрясение?
Катастрофические землетрясения 2010-2014 гг
Катастрофические землетрясения последних 50 лет
Классификация землетрясений по происхождению
Механизм землетрясения
Типы объемных сейсмических волн
Методы изучения землетрясений (полевые и инструментальные)
Географическое распределение и тектонические режимы
землетрясений
• Прогноз землетрясений, сейсмоопасные районы России
• Предвестники землетрясений, которые можно использовать для
среднесрочного (в пределах года, месяцев) и краткосрочного (дни) прогноза
• Цунами

5. Содержание лекции

Что представляет собой землетрясение?
Катастрофические землетрясения 2010-2014 гг.
Катастрофические землетрясения последних 50 лет
Классификация землетрясений по происхождению
Механизм землетрясения
Типы объемных сейсмических волн
Методы изучения землетрясений (полевые и инструментальные)
Географическое распределение и тектонические режимы
землетрясений
• Прогноз землетрясений, сейсмоопасные районы России
• Предвестники землетрясений, которые можно использовать для
среднесрочного (в пределах года, месяцев) и краткосрочного (дни) прогноза
• Цунами

6.

Землетрясения – колебания земной коры и
подземные удары –
стоят в ряду самых разрушительных явлений природы.
Проявляются в виде подземных ударов,
волнообразных колебаний почвы, заметных изменений
рельефа, образования трещин и разрушения зданий,
дорог, нередко многочисленных человеческих жертвах.
Играют заметную роль в жизни нашей планеты.
В год на Земле регистрируется свыше 1 млн подземных
ударов
В среднем два землетрясения в минуту.

7.

Нефтегорск, 28 мая 1995 года

8.

Япония, 2008 год

9.

Новая Зеландия, 2009 г.

10.

Гоби-Алтайское зелетрясение, 1957 г.

11.

Япония, 2008 год

12.

Сарезское озеро на Памире
← Усойский оползень
Образовалось 6 (18) февраля 1911, после землетрясения, когда река
Мургаб была запружена в результате оползня, похоронившего кишлак
Усой. При этом возникла естественная плотина высотой 567 метров.
Наполнившаяся котловина в том же году затопила кишлак Сарез

13.

Усойский оползень

14.

р. Мургаб ниже плотины Усойского оползня

15.

Суматра, 2004 г.

16. Содержание лекции

Что представляет собой землетрясение?
Катастрофические землетрясения 2010-2014 гг
Катастрофические землетрясения последних 50 лет
Классификация землетрясений по происхождению
Механизм землетрясения
Типы объемных сейсмических волн
Методы изучения землетрясений (полевые и инструментальные)
Географическое распределение и тектонические режимы
землетрясений
• Прогноз землетрясений, сейсмоопасные районы России
• Предвестники землетрясений, которые можно использовать для
среднесрочного (в пределах года, месяцев) и краткосрочного (дни) прогноза
• Цунами

17.

Самые заметные землетрясения 2010-2014
года
Дата
Место
Магнитуда
Жертвы
12.01.2010
Гаити
7,0
222 570
27.02.2010
Чили
8,8
686
14.04.2010
Китай, Цинхай
7,1
> 2000
22.02.2011
Новая Зеландия
6,3
288
11.03.2011
Япония
9,0 – 9,1
15870 (2846
пропавших без
вести)
11.06.2012
Афганистан
5,7
> 70
11.08.2012
СЗ Ирана
6,4
308
20.04.2013
Китай, Сычуань
7,0
> 200
03.08.2014
Китай, Юньнань
6,5
617

18.

Гаити 12 января 2010 года 16 часов 53 минуты 09 сек
M = 7, h = 13 км
Порт-о-Пренс
Президентский дворец.
222 570 человек

19.

Чили 27.02. 2010 года, время — 06:34:14
M = 8,8
h = 35 км
686 человек

20.

14 апреля 2010 года в Китае, в провинции Цинхай в
07:49:00
М = 7,1; h = 33 км
> 2000 человек

21.

11 марта 2011 г. в 14:46 по местному времени (8:46 по
московскому) у восточного побережья острова Хонсю в
Японии
М = 9,0 - 9,1; h = 32 км
Цунами высотой до 7,3 м

22.

Погибло 15870 (2846 пропавших без вести)

23. Содержание лекции

Что представляет собой землетрясение?
Катастрофические землетрясения 2010-2014 гг
Катастрофические землетрясения последних 50 лет
Классификация землетрясений по происхождению
Механизм землетрясения
Типы объемных сейсмических волн
Методы изучения землетрясений (полевые и инструментальные)
Географическое распределение и тектонические режимы
землетрясений
• Прогноз землетрясений, сейсмоопасные районы России
• Предвестники землетрясений, которые можно использовать для
среднесрочного (в пределах года, месяцев) и краткосрочного (дни) прогноза
• Цунами

24.

Катастрофические землетрясения последних 50 лет
1948 год – Ашхабад (Туркмения) – 110 000 погибших
1949 год – Эквадор – 10 000 погибших
1960 год – Агадир (Марокко) – 15 000
1960 год – Чили – 10 000
1963 год – Скопье (Югославия) – 2000
1970 год – Чимботе (Перу) – 70 000
1976 год – Гватемала – 23 000
1976 год – Таньшань (Китай) – 255 000
1985 год – Мехико (Мексика) – 75 000
1988 год – Спитак (Армения) – 25 000
1990 год – Иран – 40 000 – 50 000

25.

1995 год – Нефтегорск (Россия) – 1841
1999 год – Измир (Турция) – 17 118
2003 год – Бам (Иран) – 31 000
2004 год – Суматра (Индонезия) – 227 898
2005 год – Кашмир (Пакистан) – 86 000
2008 год – Сычуань (Китай) – 87 587
2009 год – Аквила (Италия) – 293
Суматра (Индонезия) – 1100
2010 год – Гаити – 222 570
Чили – 686
Цинхай (Китай) > 2000
2011 год – Япония > 15870 (2846 пропавших без вести)

26.

В 20 веке произошло 82 землетрясения, в
каждом из которых погибло более 1000
человек. Всего в 20 веке более 1 700 000 жертв
С начала 21 века в результате
землетрясений уже погибло более 660
000 человек!
Землетрясения жизненно необходимо
изучать!

27. Содержание лекции

Что представляет собой землетрясение?
Катастрофические землетрясения 2010-2014 гг
Катастрофические землетрясения последних 50 лет
Классификация землетрясений по происхождению
Механизм землетрясения
Типы объемных сейсмических волн
Методы изучения землетрясений (полевые и инструментальные)
Географическое распределение и тектонические режимы
землетрясений
• Прогноз землетрясений, сейсмоопасные районы России
• Предвестники землетрясений, которые можно использовать для
среднесрочного (в пределах года, месяцев) и краткосрочного (дни) прогноза
• Цунами

28.

Причины землетрясений
До конца не ясны
В самом общем виде землетрясения связывают с
выделением энергии (тепла) в недрах Земли
Внутренние (глубинные) источники тепла Земли
1). Распад радиоактивных изотопов урана, тория калия
и других радиоактивных элементов, рассеянных в
горных породах
2). Гравитационная (плотностная) дифференциация
вещества, благодаря которой Земля разделяется на
оболочки
3). Деформации за счёт приливного взаимодействия
Земли и Луны
Значение других источников мало

29.

Непосредственные причины
землетрясений:
1) образование тектонических разрывов
2) вулканизм
3) искусственное возбуждение (ядерные и
иные взрывы)
4) суммарное воздействие различных
факторов

30.

По происхождению землетрясения
делят на:
1) Природные (тектонические,
вулканические, экзогенные)
2) Техногенные (связанные с
деятельностью человека)
3) Природно-техногенные

31.

Техногенные
Газли, посёлок в
пустыне
Кызылкум, в 106
км к СЗ от Бухары.
7,8 тыс. жителей
(1970). В районе
Газли разведано
(1958) крупное
месторождение
природного газа,
запасы газа около 500 млрд. м³
8 апреля и 17 мая 1976 г. в Бухарской области Западного
Узбекистана, в пустыне Центральный Кызылкум, считавшейся до
того слабо активной в сейсмическом отношении, произошли
сильнейшие Газлийские землетрясения (магнитуда М=7.0 и М=7.3)

32.

Сейсмический эффект в эпицентре достиг 9-10 баллов по 12-балльной
шкале сейсмической интенсивности. Очаг землетрясения
располагался на глубине 20-25 км
Следующее землетрясение с магнитудой М=7.2 произошло 20 марта
1984 г. в том же очаге, сместившись немного к западу
Интенсивная откачка газа из Газлийского
месторождения явилась "спусковым
механизмом" для сброса накопившихся к
этому времени гигантских тектонических
напряжений в земной коре этого района

33.

Природно-техногенные землетрясения
Могут быть вызваны заполнением водохранилищ в сейсмически
активных районах
Чиркейская ГЭС
на р. Сулак,
Дагестан
Строительство
началось в
1964,
закончилось в
1976

34.

Арочная
бетонная
плотина
Чиркейской
ГЭС
Высота 232,5
м, длина по
гребню 338 м,
толщина от 6
до 30 м
Образует Чиркейское водохранилище площадью 42,4 км²,
полной емкостью 2,78 км³

35.

Природные землетрясения
Выделяют несколько типов землетрясений, основными из
которых являются тектонические, вулканические и экзогенные
Вулканические землетрясения происходят вследствие
резких перемещений магматического расплава в недрах
Земли или в результате возникновения разрывов под
влиянием этих перемещений
Извержение
Извержение
Изменение частоты землетрясений на Гавайях с 1943 по 1949 гг. ( по
Макдональду и Орру, 1950).

36.

Изменение глубины гипоцентров землетрясений под
Ключевским вулканом перед извержением 1987 года
Мониторинг сейсмической активности вулкана
позволяет предсказать его извержение

37.

Экзогенные землетрясения связаны с карстовыми
явлениями – провалами, обрушением сводов пещер или
горных выработок, обвалами или крупными оползнями в
горах и т.д.
Карстовый провал. г. Березники

38.

Карстовый провал. Гватемала 23.02.2007

39.

Обвал в горах
Обрушение свода пещеры
Экзогенные землетрясения
характеризуются небольшой
силой и небольшой
площадью воздействия

40.

Тектонические землетрясения
~ 95% всех землетрясений на Земле
Связаны с мгновенными разгрузками механических
напряжений, возникающих при тектонических движениях
и деформациях отдельных блоков литосферы

41. Содержание лекции

Что представляет собой землетрясение?
Катастрофические землетрясения 2010-2014 гг
Катастрофические землетрясения последних 50 лет
Классификация землетрясений по происхождению
Механизм землетрясения
Типы объемных сейсмических волн
Методы изучения землетрясений (полевые и инструментальные)
Географическое распределение и тектонические режимы
землетрясений
• Прогноз землетрясений, сейсмоопасные районы России
• Предвестники землетрясений, которые можно использовать для
среднесрочного (в пределах года, месяцев) и краткосрочного (дни) прогноза
• Цунами

42.

Механизм землетрясения
1) Блоки пород, испытывающие
нагрузку, способны накапливать
упругую деформацию
1)
разрыв
2)
3)
Сила трения до некоторого
времени препятствует
перемещению блоков вдоль
разлома
2) Идет накопление упругой энергии
противодействия и рост
напряжений в отдельных местах
(концентраторах напряжений)
Рост напряжений ограничен
пределом прочности породного
массива

43.

Механизм землетрясения
1)
разрыв
2)
3)
3) При достижении предела
прочности породного
массива происходит его
разрушение, образуется
магистральный разрыв,
смещение по которому
сбрасывает напряжение и
высвобождает
накопленную упругую
энергию в виде
сейсмических волн.
Сейсмические волны
вызывают колебания
поверхности Земли.

44.

Схема процесса землетрясения
1). Фаза регулярного состояния
2). Фаза подготовки разрушения
Форшоки – толчки, предшествующие главному удару. Отмечают
начало разрушения среды (образование трещин и подвижек по ним),
подготавливающее формирование главного магистрального разрыва

45.

3). Главный сейсмический удар – образование главного
магистрального разрыва
4). Фаза разрушения
Афтершоки – слабые толчки после главного удара. Отмечают
подвижки, сбрасывающие напряжения, оставшееся в очаге после
основного смещения по магистральному разрыву

46.

Очаг землетрясения - некоторый объем пород в толще
земной коры или верхней мантии, в котором происходит
разрушение пород, т.е. возникновение трещин и
основного разрыва
← гипоцентр
Предполагаемое место начала разрушения внутри очага
называют фокусом или гипоцентром

47.

Проекция гипоцентра на земную
поверхность – эпицентр землетрясения

48.

Иногда основные разрывы выходят на поверхность
Горно-Алтайское землетрясение 2003 г

49.

Горно-Алтайское землетрясение 2003 г
Фото В.С. Имаева

50.

Во время землетрясения в СанФранциско 18.04.1906 года общая
протяженность поверхностных разрывов
в зоне разлома Сан-Андреас составила
более 430 км, максимальное
горизонтальное смещение – 6 м
Аляскинское
землетрясение 1964 –
горизонтальное
смещение 21 метр

51. Содержание лекции

Что представляет собой землетрясение?
Катастрофические землетрясения 2010-2014 гг
Катастрофические землетрясения последних 50 лет
Классификация землетрясений по происхождению
Механизм землетрясения
Типы объемных сейсмических волн
Методы изучения землетрясений (полевые и инструментальные)
Географическое распределение и тектонические режимы
землетрясений
• Прогноз землетрясений, сейсмоопасные районы России
• Предвестники землетрясений, которые можно использовать для
среднесрочного (в пределах года, месяцев) и краткосрочного (дни) прогноза
• Цунами

52.

Землетрясения (сотрясения земной поверхности) - следствие
превращения потенциальной упругой энергии очага в
кинетическую энергию сейсмических волн, возникающих при
разрушении и смещении блоков по магистральному разрыву
Возникающие в очаге
сейсмические волны
называются объемными,
т.к. они проходят через
весь объем Земли
Объемные волны
непрерывно разбегаются
от источника, образуя
сферический волновой
фронт

53.

Различают два типа объемных волн –
продольные (Р-волны) и поперечные (S-волны)
Волны Р представляют собой
процесс колебания частиц
вещества вдоль направления
распространения волны
Такие колебания приводят к
сжатию и растяжению вещества
под действием нормальных
напряжений
Они отвечают за изменения
объема вещества при
деформациях
www.indiana.edu
Скорости распространения Рволн 5-13 км/с
Поскольку изменению объема
сопротивляются любые
вещества, продольные волны
проходят через любые среды

54.

Волны S – это процесс
колебаний частиц вещества
поперек направления
распространения волны,
т.е. вдоль фронта волны
Такие движения
происходят под действием
касательных напряжений,
отвечающих за изменение
формы вещества
www.indiana.edu
Скорость распространения S - волн
3.2-7.3 км/с
Поскольку жидкости и газы
изменению формы не
сопротивляются,
поперечные волны через
такие среды не проходят

55.

С помощью объёмных сейсмических изучают
внутреннее строение Земли
Схема и график
прохождения объёмных
сейсмических волн
через геосферы
255º
220º

56.

Поверхностные сейсмические волны
Распространяются вдоль земной поверхности или параллельно ей и не
проникают глубже 80-160 км
Во многих случаях разрушительные движения почвы при землетрясениях
вызываются этими волнами
Различают поверхностные волны Лява и волны Релея (названны по
именам ученых, разработавших математическую теорию распространения
таких волн)
Волны Лява (L-волны)
заставляют колебаться
частицы почвы из стороны
в сторону параллельно
земной поверхности под
прямым углом к
направлению своего
распространения

57.

Волны Релея (R – волны)
При прохождении волн
Рэлея частицы породы
описывают эллипсы в
вертикальной
плоскости,
ориентированной по
направлению
распространения
волны
Скорость распространения
поверхностных волн составляет 3,24,4 км/с
При глубокофокусных
землетрясениях поверхностные
волны очень слабые
Движения почвы при землетрясениях – результат
наложения волн разных типов

58. Содержание лекции

Что представляет собой землетрясение?
Катастрофические землетрясения 2010-2014 гг
Катастрофические землетрясения последних 50 лет
Классификация землетрясений по происхождению
Механизм землетрясения
Типы объемных сейсмических волн
Методы изучения землетрясений (полевые и инструментальные)
Географическое распределение и тектонические режимы
землетрясений
• Прогноз землетрясений, сейсмоопасные районы России
• Предвестники землетрясений, которые можно использовать для
среднесрочного (в пределах года, месяцев) и краткосрочного (дни) прогноза
• Цунами

59.

Методы изучения землетрясений
(полевые и инструментальные)
Полевые методы
В основе – качественная оценка последствий землетрясения
по его воздействию на людей, животных, рельеф, здания и
другие объекты и сооружения
Для этого разработаны и приняты в различных районах
мира шкалы интенсивности (внешнего эффекта)
землетрясений (J), которая выражается в баллах
:В
США — Модифицированная шкала Меркалли (MM), в
Европе — Европейская макросейсмическая шкала (EMS),
в Японии — шкала Шиндо (Shindo). В России и
сопредельных странах - 12-бальная шкала МедведеваШпонхойера-Карника, которая была разработана в 1964
году (MSK-64)

60.

Шкала интенсивности MSK-64
1-3 балла – слабые,
4-5 баллов – ощутимые,
6-7 баллов – сильные
(разрушают ветхие
постройки),
далее по шкале…
Лежит в основе СНиП II7-81 «Строительство в
сейсмических районах»

61.

На основании качественной оценки бальности строят
карту интенсивности землетрясения (J)
Изосейсты – линии одинаковой
интенсивности землетрясения окружают
эпицентр и ограничивают площади с
одинаковым внешним сейсмическим
эффектом
Плейстосейстовая область – область
наибольших разрушений, прилегает к
эпицентру
Карта изосейст землетрясения в Неваде 16
декабря 1954 г.
Плейстосейстовая область отмечена красным
Цифры – баллы интенсивности

62.

Карта изосейст землетрясения в зоне Вранча (Румыния) 1977 года

63.

Инструментальные методы изучения
землетрясении
Сейсмографы – приборы, регистрирующие колебания земной
поверхности появились в конце 19 века
Первый прибор, способный улавливать
колебания земной поверхности, был изобретен
в 132 г. китайским астрономом Чжан Хэном
Прибор улавливал подземные толчки на
расстоянии 600 км
Князь Б.Б. Голицын (1862-1916)
Сейсмолог, академик,
изобретатель электромагнитного
сейсмографа (1906)

64.

Действие сейсмографа
основывается на принципе
свободно подвешенного
маятника, остающегося
при землетрясениях почти
неподвижным

65.

СЕЙСМОГРАММА - непрерывная запись (с помощью
сейсмографов) упругих колебаний Земли, вызванных
землетрясением или взрывом
По сейсмограмме определяют моменты прихода упругих
волн, координаты эпицентра, глубину очага, его
динамические параметры, энергию землетрясения

66.

Фокальное и эпицентральное
расстояния

67.

Определение эпицентра землетрясения
Расстояние между источником сейсмических волн и станциями
(эпицентральное расстояние) вычисляется по промежуткам
времени прихода Р и S волн
На каждой
сейсмостанции есть
графики или
таблицы
(годографы),
выражающие
зависимость между
временем пробега S
и P сейсмических
волн и
эпицентральным
расстоянием

68.

Радиусы
окружностей
вычисляются
по
сейсмограммам,
полученным на
трех станциях

69.

Определение глубины гипоцентра по
Г.П. Горшкову
где h – глубина гипоцентра, t – время прихода
продольных волн на станцию, Vp – средняя
скорость продольных волн, Δ –
эпицентральное расстояние

70. Содержание лекции

Что представляет собой землетрясение?
Катастрофические землетрясения 2010-2014 гг
Катастрофические землетрясения последних 50 лет
Классификация землетрясений по происхождению
Механизм землетрясения
Типы объемных сейсмических волн
Методы изучения землетрясений (полевые и инструментальные)
Географическое распределение и тектонические режимы
землетрясений
• Прогноз землетрясений, сейсмоопасные районы России
• Предвестники землетрясений, которые можно использовать для
среднесрочного (в пределах года, месяцев) и краткосрочного (дни) прогноза
• Цунами

71.

По глубине гипоцентра (фокуса) землетрясения делят на:
1) Мелкофокусные < 70 км
2) Промежуточные 70 – 300 км
3) Глубокофокусные > 300 км

72.

Глубина гипоцентров землетрясений
Гипоцентры большинства землетрясений расположены на
глубине 10-30 км

73.

Географическое распределение и режимы
землетрясений
Схема размещения эпицентров 358 214 землетрясений на поверхности
Земли (1963-1998гг).
1). Тихоокеанское кольцо (75%), 2) Средиземноморско-Индонезийский пояс (15%).
3). Срединно-океанские хребты (5%), 4) Сейсмогенные разрывы (трансформные
разломы срединно-океанских хребтов, крупные сдвиги на континентах, рифтовые
зоны континентов и 5) Вулканические области (5%).

74.

Эпицентры 95%
землетрясений
расположены на
границах
литосферных
плит
Внутри плит –
5%

75.

Режимы землетрясений
Режимы сжатия (90%)
Землетрясения Тихоокеанского кольца и СредиземноморскоГималайского пояса (90%)
Поддвиг (субдукция)
Тихоокеанской
литосферной плиты под
окраины континентов

76.

Магнитуда 9,0 у восточного побережья о. Хонсю, Япония
пятница 11 марта 2011 года 5:46:23 UTC (Universal Time Coordinated)
Землетрясение произошло в
результате подвижки по
разлому вдоль или около
конвергентной границы, по
которой Тихоокеанская плита
погружается (субдуцирует) под
Японскую островную дугу.
Карта показывает скорость и
направление движения
Тихоокеанской плиты по
отношению к Евразийской.
Скорость сближения плит
составляет около 83 мм/год.
Высокая скорость определяет и
высокую сейсмическую
активность этой зоны.
Japan Trench

77.

Распределение по глубине
гипоцентров землетрясений
Курильских и Японских островов
Многочисленные
землетрясения глубиной до 70
км
Редкие промежуточные и все
глубокие землетрясения более
300 км
Строение
сейсмофокальной зоны
Беньофа под Японскими
островами

78.

Средиземноморский пояс – место столкновения (коллизии)
Евразийской и Африканской континентальных плит

79.

Режимы растяжения (5%)
1. Срединно-океанические хребты (СОХ)
Все землетрясения
мелкофокусные (в
пределах коры) и
небольшой магнитуды
В рифтовых долинах СОХ идет
растяжение (спрединг)
океанской литосферы

80.

2. Рифтовые системы континентов
Восточно-Африканская
Впадина оз.
Байкал

81.

Режимы горизонтальных сколов
Трансформные разломы в океанах
Трансформные разломы идут
перпендикулярно срединноокеаническим хребтам (СОХ) и
разбивают их на сегменты шириной
в среднем 400 км
Между сегментами хребта
находится активная часть
трансформного разлома
На этом участке постоянно
происходят землетрясения

82.

Крупные сдвиги континентов
Сан-Андреас
Северо-Анатолийский сдвиг

83. Содержание лекции

Что представляет собой землетрясение?
Катастрофические землетрясения 2010-2014 гг
Катастрофические землетрясения последних 50 лет
Классификация землетрясений по происхождению
Механизм землетрясения
Типы объемных сейсмических волн
Методы изучения землетрясений (полевые и инструментальные)
Географическое распределение и тектонические режимы
землетрясений
• Магнитуда (М) и сейсмическая энергия землетрясений (Е)
• Прогноз землетрясений, сейсмоопасные районы России
• Предвестники землетрясений, которые можно использовать для
среднесрочного (в пределах года, месяцев) и краткосрочного (дни) прогноза
• Цунами

84.

Магнитуда (М) и сейсмическая энергия (Е)
В 1935 году Ч. Рихтер предложил способ
измерения энергии землетрясения, который
не зависит от субъективных оценок
Сейсмограмма – запись упругих колебаний
почвы при землетрясениях в виде пиков
разной амплитуды
Чарльз Френсис Рихтер
(1900-1985)
Если принять за эталон (стандарт) какое-то очень слабое
землетрясение с амплитудой смещения А0, то все другие
землетрясения с амплитудой А можно с ним сравнивать
(отношение А/А0)

85.

На практике удобнее пользоваться логарифмом
этого отношения, который и называется магнитудой:
0
Магнитуда землетрясения, по Ч.Ф. Рихтеру,
определяется как десятичный логарифм отношения
максимальных амплитуд волн данного
землетрясения (А) к амплитуде таких же волн
некоторого стандартного землетрясения (А0)
Магнитуда — безразмерная величина, она не
измеряется в баллах !!!

86.

Чем больше размах волны, тем больше смещение
почвы и больше пик на сейсмограмме
Магнитуда 0 означает землетрясение с максимальной
амплитудой 1 мкм на эпицентральном расстоянии 100 км
Магнитуда землетрясения - величина, характеризующая
энергию, выделившуюся при землетрясении в виде
сейсмических волн

87.

Номограмма для определения магнитуды землетрясения
по записи на сейсмограмме
1). Фиксируется разница во
времени прихода на
сейсмоприемник P и S волн,
ставится точка 1
•
2). Измеряется максимальная
амплитуда S волны на
сейсмограмме, ставится точка 2
3). Точки 1 и 2 соединяются
прямой линией, которая в месте
пересечения со шкалой
магнитуд даст искомое значение

88.

Магнитуда не является прямым показателем
интенсивности (J) землетрясения на поверхности
Интенсивность землетрясения в эпицентре (J0) зависит не
только от магнитуды (М), но и от глубины очага (h)
.
Интенсивность (J0), магнитуда (М) и
глубина очага (h) связаны
соотношением
J0 = аМ – b lgh + c (по Н.В. Шебалину),
где a, b и с – коэффициенты
определенные эмпирически для
конкретного района

89.

На поверхности интенсивность землетрясений с
одинаковой магнитудой может различаться на
несколько баллов

90.

Частота землетрясений (М > 4) в год (по Н.В. Шебалину)

91.

Энергия землетрясений
Анализ сейсмограмм позволяет оценить и величину
упругой энергии землетрясения
Энергия исчисляется в эргах и джоулях (1 эрг = 1дина/см;
1 дж = 10 7 эрг)
(по Б.Б. Голицыну)
где ρ – плотность верхних слоев Земли, V – скорость
распространения сейсмических волн, а – амплитуда
смещений почвы, Т – период колебаний
Для Аляскинского землетрясения 1964 г. с магнитудой 8,5
энергия равнялась 1018 Дж т.е. была эквивалентна, по Н.И.
Николаеву, силе взрыва 100 ядерных бомб по 100 мегатонн
каждая

92.

Часть выделившейся энергии, помимо
формирования сейсмических волн, расходуется на
преодоление сил трения в очаге, на пластические
деформации, на выделение тепла
Эмпирически было получено соотношение между
энергией землетрясения (Е) и его магнитудой (М):
lg E = α + βM
Коэффициенты α и β у различных авторов
отличаются.
Лучший вариант lg E = 11 + 1,6M (по Г.П. Горшкову)

93.

Соотношение между энергией землетрясения (Е) и
магнитудой (М)

94. Содержание лекции

Что представляет собой землетрясение?
Катастрофические землетрясения 2010-2014 гг
Катастрофические землетрясения последних 50 лет
Классификация землетрясений по происхождению
Механизм землетрясения
Типы объемных сейсмических волн
Методы изучения землетрясений (полевые и инструментальные)
Географическое распределение и тектонические режимы
землетрясений
• Магнитуда (М) и сейсмическая энергия землетрясений (Е)
• Прогноз землетрясений, сейсмоопасные районы России
• Предвестники землетрясений, которые можно использовать для
среднесрочного (в пределах года, месяцев) и краткосрочного (дни) прогноза
• Цунами

95.

Прогноз землетрясений
Заблаговременное предсказание: 1) места,
2) интенсивности, 3) времени сейсмического события
Ответ на первые два вопроса дает сейсмическое
районирование

96.

Сейсмическое районирование позволяет
прогнозировать, какой максимальной интенсивности
могут достичь землетрясения в том или ином районе в
будущем
Карта
современных
землетрясений
Для создания карт сейсмического районирования используют не только
инструментальные данные по современным землетрясениям

97.

Собираются исторические и геологические сведения по всем
землетрясениям, когда-либо происходившим в данном районе.
Карта общего сейсмического районирования России (ОСР)
15% территории находится в зоне разрушительных землетрясений
силой 8-10 баллов

98.

Детальное сейсмическое районирование
Для отдельных
регионов детально
изучаются геологогеофизические
условия
возникновения
землетрясений

99.

Карты ОСР постоянно
обновляются и
уточняются
Карта 1980 года
Карта 1997 года
Карты сейсмического
районирования служат
для максимального
снижения ущерба от
землетрясений

100.

101.

Самые сейсмически небезопасные страны

102.

103. Содержание лекции

Что представляет собой землетрясение?
Катастрофические землетрясения 2010-2014 гг
Катастрофические землетрясения последних 50 лет
Классификация землетрясений по происхождению
Механизм землетрясения
Типы объемных сейсмических волн
Методы изучения землетрясений (полевые и инструментальные)
Географическое распределение и тектонические режимы
землетрясений
• Магнитуда (М) и сейсмическая энергия землетрясений (Е)
• Прогноз землетрясений, сейсмоопасные районы России
• Предвестники землетрясений, которые можно использовать для
среднесрочного (в пределах года, месяцев) и краткосрочного (дни) прогноза
• Цунами

104.

Предвестники землетрясений, которые можно использовать для
среднесрочного (в пределах года, месяцев) и краткосрочного (дни)
прогноза
Физические признаки,
используемые при прогнозе
землетрясений (по Б. Болту).
Пессимизм в прогнозе землетрясений:
Короновский Н.В.

105. Содержание лекции

Что представляет собой землетрясение?
Катастрофические землетрясения 2010-2014 гг
Катастрофические землетрясения последних 50 лет
Классификация землетрясений по происхождению
Механизм землетрясения
Типы объемных сейсмических волн
Методы изучения землетрясений (полевые и инструментальные)
Географическое распределение и тектонические режимы
землетрясений
• Магнитуда (М) и сейсмическая энергия землетрясений (Е)
• Прогноз землетрясений, сейсмоопасные районы России
• Предвестники землетрясений, которые можно использовать для
среднесрочного (в пределах года, месяцев) и краткосрочного (дни) прогноза
• Цунами

106.

Поражающие факторы землетрясения.
Землетрясения характеризуются наличием первичных
и вторичных поражающих факторов.
К первичным относятся:
- разрушения строений
- нарушение рельефа земной поверхности.
К вторичным
- пожары
- нарушения систем жизнеобеспечения
- наводнения
- аварии на предприятиях
- лавины
- сели
- обвалы
- оползни
- цунами

107.

Цунами
Цунами (яп. — «порт, залив», «волна») — это длинные волны, порождаемые
мощным воздействием на всю толщу воды в океане или другом водоёме

108.

Наиболее значительные цунами современности
Дата
Причины
Высота
Место
Жертвы
01.11. 1755
Землетрясение
10 м
Лиссабон
30 000
21.05. 1792
Лахар
10 м
Япония (Унзен)
>14 000
11.04. 1815
Извержение вулкана
10 м
Индонезия, Тамбора
>10 000
27.08. 1883
Извержение вулкана
35 м
Индонезия, Кракатау
36 000
15.06. 1896
Землетрясение
29 м
Япония
27 000
11.10. 1918
Оползень
6м
Пуэрто-Рико
116
02.03. 1933
Землетрясение
20 м
Япония
3 000
01.04. 1946
Землетрясение
15 м
Аляска
175
22.05. 1960
Землетрясение
10 м
Чили
>1 250
27.03. 1964
Землетрясение
6м
Аляска
125
01.09. 1992
Землетрясение
26 м
Индонезия
>1 000
12.07. 1993
Землетрясение
31 м
Япония
239
02.06. 1994
Землетрясение
14 м
Индонезия
238
17.07. 1998
Оползень
15 м
Папуа Новая Гвинея
>2 200
26.12. 2004
Землетрясение
10 м
Индонезия, ШриЛанка, Индия.
227 898
17.07. 2006
Землетрясение
7м
Индонезия
>600

109.

Дата
Причины
Высота
Место
Жертвы
11. 03. 2011
Землетрясение
7,3 м
Япония
> 15 000

110.

111.

Схема образования цунами в результате землетрясения
Статистика.
Тихий океан – за последние 10 лет
более 70 цунами
Россия (Тихоокеанское побережье)
за 300 лет – 70 цунами. Самое
разрушительное 4 ноября 1952
года (волна высотой 10-14 м).
Разрушен г. Северо-Курильск (о.
Парамушир)
Индийский океан за последние 125
лет -2 разрушительных. 27 августа
1883 г. (Кракатау), 26 декабря 2004
г. (Суматранское землетрясение)

112.

Магнитуда 9,0 у восточного побережья о. Хонсю, Япония
пятница 11 марта 2011 года 5:46:23 UTC (Universal Time Coordinated)
Время
распространения
цунами в
Тихоокеанском
регионе
Вблизи эпицентра на
эвакуацию остается
лишь несколько
минут
В других местах,
такой прогноз
позволяет
предупредить
опасность

113.

Станции слежения за цунами
Locations of NOAA’s National Data Buoy Center (NDBC) DART stations comprising the operational network.
Расположены в местах, где цунами были когда-либо зафиксированы.
Постоянное слежение за изменением высоты волн при их приближении к берегу
позволяет предвидеть опасное изменение ситуации.

114.

Карта — схема пороговых значений магнитуд для объявления
тревоги цунами на российском побережье Тихого океана

115. Заключение

• Землетрясение – разрушительное колебание земной коры и
подземный удар.
• Наиболее тяжелые последствия среди катастрофических
землетрясений 2010-2014 гг повлекло за собой землетрясение в
Японии в 2011 г., вызвавшее цунами
• Землетрясения могут быть результатом естественных
тектонических процессов или могут быть вызваны
деятельностью человека
• В изучение землетрясений важнейшее значение имеют
объемные сейсмические волны P- и S-типа
• Распределение землетрясений подчинено границам
литосферных плит и блоков. Байкальская сейсмическая зона –
самый сейсмоопасный район России
• Для среднесрочного и краткосрочного прогноза землетрясений
используются предвестники