Землетрясения. Шкала магнитуд

1. Землетрясения

2. Землетрясение - быстрые смещения, колебания земной поверхности в результате подземных толчков.

Ежегодно на всей Земле происходит около
миллиона землетрясений, но большинство из них так
незначительны, что они остаются незамеченными.
Действительно сильные землетрясения, способные
вызвать обширные разрушения, случаются на планете
примерно раз в две недели. К счастью, большая их
часть приходится на дно океанов, и поэтому не
сопровождается катастрофическими последствиями
(если землетрясение под океаном обходится без
цунами).

3.

• Участок внутри Земли, где происходит разрыв или
относительное перемещение пород, называется
очагом (или гипоцентром) землетрясения. Очаги
большинства землетрясений располагаются в толще
Земли, где происходит трение плит друг о друга;
место на земной поверхности непосредственно над
гипоцентром называется эпицентром землетрясения.
Если очаг находится на поверхности Земли, то
гипоцентр и эпицентр совпадают.
• Если очаг расположен на глубине от 0 до 60
километров, землетрясение считается неглубоким.
Если очаг расположен на глубине от 60 до 300
километров, землетрясение имеет среднюю глубину
очага. Если очаг на глубине от 300 до 700
километров, то это глубокофокусное землетрясение.

4. Почему происходят землетрясения?

• Чаще всего землетрясения (а сильные
землетрясения всегда) обусловлены
быстрым смещением участка земной коры
как целого в момент пластической
(хрупкой) деформации упруго
напряженных пород в очаге землетрясения.
• Другими словами, землетрясение представляет собой
быстрый переход потенциальной энергии, накопленной в
упруго-деформированных (сжимаемых, сдвигаемых или
растягиваемых) горных породах земных недр, в энергию
колебаний этих самых недр (сейсмические волны), в
энергию изменения структуры пород в очаге
землетрясения. Этот переход происходит в момент
превышения предела прочности пород в очаге
землетрясения.

5.

6. Предел прочности пород земной коры превышается в результате роста суммы сил, действующих на нее:

Силы вязкого трения мантийных
конвекционных потоков о земную кору;
• Архимедовой силы, действующая на
легкую кору со стороны более тяжелой
пластичной мантии;
• Лунно-солнечных приливов;
• Изменяющегося атмосферного
давления.

7. Другие виды землетрясений

Вулканические землетрясения
Техногенные землетрясения
Обвальные землетрясения
Землетрясения искусственного
характера

8. Измерение силы землетрясений

• Для измерения силы землетрясения
используются две шкалы: одна для
измерения интенсивности и другая для
измерения магнитуды.

9. Шкала магнитуд

• Шкала магнитуд различает землетрясения по
величине магнитуды, которая является
относительной энергетической характеристикой
землетрясения. Существует несколько магнитуд и
соответственно магнитудных шкал: локальная
магнитуда (ML); магнитуда, определяемая по
поверхностным волнам (Ms); магнитуда,
определяемая по объемным волнам (mb); моментная
магнитуда (Mw).
• Магнитуда землетрясения - 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. Чем больше амплитуда волны, тем
сильнее землетрясение.

10. Магнитуда

• Наиболее популярной шкалой для оценки
энергии землетрясений является локальная
шкала магнитуд Рихтера, разработанная в 1935 г.
В ней используются арабские цифры. Шкала
Рихтера логарифмическая и открытая, т.е. нет
пределов для магнитуд Рихтера.
• По этой шкале возрастанию магнитуды на
единицу соответствует 30-кратное увеличение
освобождённой сейсмической энергии.
Землетрясение с магнитудой 2 едва ощутимо,
тогда, как магнитуда 7 отвечает нижней границе
разрушительных землетрясений, охватывающих
большие территории.

11. Магнитуда

• Шкала магнитуд дает значение силы
землетрясения в широком диапазоне от 0 и выше, причем верхний предел
магнитуды не предусмотрен, т.к. это его
расчетная величина. Инструментально
зарегистрированные землетрясения
имели максимальные значения
магнитуды не более 9. Магнитуда не
зависит от расстояния и является
характеристикой очага землетрясения.

12. Интенсивность землетрясения

• Интенсивность землетрясения - это степень
сотрясения грунта на поверхности Земли,
ощущаемого в различных точках зоны воздействия
землетрясения. Величина интенсивности
определяется на основании оценки фактических
разрушений, воздействия на предметы, здания и
почву, последствий для людей. Значение
интенсивности определяется в соответствии с
разработанной шкалой интенсивности, которая
может быть различной в разных странах.
Интенсивность часто связывают с величиной
скорости колебания грунта при прохождении
сейсмической волны.

13. Интенсивность

• В мире используется несколько шкал интенсивности:
в США — Модифицированная шкала Меркалли (MM),
в Европе — Европейская макросейсмическая шкала
(EMS), в Японии — шкала Шиндо (Shindo).
• В большинстве стран используется
Модифицированная шкала интенсивности
землетрясений Меркалли, которая имеет XII уровней
интенсивности (баллов).
• Шкала Медведева-Шпонхойера-Карника (МСК-64)
была разработана в 1964 году и получила широкое
распространение в Европе и СССР. С 1996 года в
странах Европейского Союза применяется более
современная Европейская макросейсмическая шкала
(EMS). МСК-64 лежит в основе СниП-11-7-81
«Строительство в сейсмических районах» и
продолжает использоваться в России и странах СНГ.

14. I

• Не ощущается
никем, за
исключением
некоторых людей
при благоприятных
условиях.

15. II

• Ощущается
отдельными
людьми,
находящимися в
состоянии покоя,
особенно на верхних
этажах зданий.

16. III

• Ощущается
довольно явно в
помещении,
особенно на верхних
этажах зданий, но
многие люди не
воспринимают такие
толчки как
землетрясение.

17. IV

• В дневное время
ощущается многими
людьми, находящимися
в помещении.
Наблюдается легкое
дребезжание посуды,
окон, скрип дверей;
потрескивание стен;
выплескивается
жидкость из открытых
сосудов.

18. V

• Ощущается почти
всеми. Бьется
посуда, окна и т.д.
Опрокидываются
неустойчивые
предметы.

19. VI

• Ощущается всеми.
Перемещаются
некоторые тяжелые
предметы мебели.
Откалываются куски
штукатурки,
разрушаются
дымоходы.

20. VII - VIII

• Все испуганы. Много
опрокинутой мебели. Много
облетевшей листвы с
деревьев и кустарников.
Ощущается водителями в
автомобилях. Смещаются с
места карнизы, кирпичная
кладка, плиты и камни.
• Легкое повреждение
капитальных зданий.
Большие разрушения ветхих
строений. Разрушаются
дымоходы, фабричные
трубы, падают колонны,
памятники и стены.

21. IX - X

• Повреждение и частичное
разрушение всех зданий.
Заметны трещины в почве.
Разрывы подземных
трубопроводов.
Наблюдаются отдельные
оползни.
• Разрушаются некоторые
крепкие деревянные
постройки. Большинство
кирпичных и каркасных
конструкций разрушены
вместе с фундаментом.

22. XI - XII

• Почти все здания
разрушены. Разрушены
мосты. Сильно повреждены
дамбы, плотины и
набережные. Сильное
искривление
железнодорожных рельсов.
• Разрушено почти все.
Предметы поднимаются в
воздух. Почва движется
волнообразно. Возможно
перемещение больших
объемов скальных пород.

23.

24.

Сеть сейсмических станций Геофизической службы России по
состоянию на 2004 г.
Оконтурены регионы, за которые ответственны указанные на карте
обрабатывающие центры.
Как видно, в Калининградской области к моменту землетрясения не было ни
одной сейсмической станции.
После Калининградского землетрясения при местном Госуниверситете была
открыта первая местная сейсмостанция .

25. Измерительные приборы

• Для обнаружения и регистрации всех типов
сейсмических волн используются специальные
приборы — сейсмографы. В большинстве случаев
сейсмограф имеет груз с пружинным прикреплением,
который при землетрясении остаётся неподвижным,
тогда как остальная часть прибора (корпус, опора)
приходит в движение и смещается относительно
груза. Одни сейсмографы чувствительны к
горизонтальным движениям, другие — к
вертикальным. Волны регистрируются вибрирующим
пером на движущейся бумажной ленте. Существуют
и электронные сейсмографы (без бумажной ленты).

26. Сейсмограф

27. Сейсмограф, запись сейсмографа

28. РЕГИСТРАЦИЯ СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЛН

29. Глобальное распределение землетрясений

30.

31.

Япония
• Японию часто
называют "страной
землетрясений". И
это вполне
оправдано. В районе
Японских островов
активность земных
недр настолько
высока, что в
среднем в год здесь
случается 1500
ощутимых
подземных толчков.

32.

• В Японии (в районе
острова Хонсю) 11 марта
произошла серия
землетрясений,
магнитуда наиболее
сильного составила 9,0.
Мощные подземные
толчки на северо-востоке
Японии вызвали
десятиметровое цунами,
которое уничтожило
многие портовые города.
• Почти 25 повторных
землетрясений
магнитудой более 5,0
произошли 14 марта у
восточного побережья
Японии