Zemětřesení. Přírodní katastrofy typické pro území Ázerbájdžánské republiky

Seismologie studuje zemětřesení. Seismické vlny generované při zemětřesení se využívají také ke studiu vnitřní struktury Země, pokroky v této oblasti posloužily jako základ pro rozvoj metod seismického průzkumu.

Zemětřesení byla pozorována od starověku. Podrobné historické popisy, které spolehlivě indikují zemětřesení od pol. 1 tisíc před naším letopočtem, daný Japonci. Velkou pozornost věnovali seismicitě i antičtí vědci – Aristoteles a další.V 2.pol. začala systematická přístrojová pozorování. 19. století, vedlo k oddělení seismologie do samostatné vědy (B.B. Golitsyn, E. Wichert, B. Gutenberg, A. Mohorovichic, F. Omori aj.).

MAGNITUDA ZEMĚTŘESENÍ (z lat. magnitudo - velikost), konvenční hodnota charakterizující celkovou energii pružných vibrací způsobených zemětřesením nebo výbuchem; umožňuje porovnat zdroje vibrací podle jejich energie.

SEISMIC SCALE, stupnice pro hodnocení intenzity zemětřesení na zemském povrchu. V Ruské federaci se používá 12bodová seismická stupnice MSK-64.

MIDDLE OCEAN RIDGE, horské stavby, které tvoří jeden systém na dně Světového oceánu, obepínající celou zeměkouli.

LITOSFÉRICKÁ DESKA, velký (několik tisíc km napříč) blok zemské kůry, zahrnující nejen kontinentální kůru, ale také související oceánskou kůru; ze všech stran ohraničené seismicky a tektonicky aktivními zlomovými zónami.

HYPOCENTRUM, bod, ve kterém začíná pohyb hmoty (ruptura) u zdroje zemětřesení. Hloubka až 700 km.

Zemětřesení způsobená člověkem

Nedávno se objevily informace, že zemětřesení může být způsobeno lidskou činností. Například v oblastech záplav při výstavbě velkých nádrží se zvyšuje tektonická aktivita - zvyšuje se frekvence zemětřesení a jejich velikost. Je to dáno tím, že masa vody nahromaděná v nádržích svou hmotností zvyšuje tlak v horninách a prosakující voda snižuje pevnost hornin v tahu. K podobným jevům dochází při odstraňování velkého množství horniny z dolů, lomů a při výstavbě velkých měst z dovážených materiálů.

Varování před zemětřesením

Moderní výzkumy ukázaly, že vyvoláním malých otřesů v poruchové zóně je možné uvolnit tlak, který může způsobit velké zemětřesení. Mnoho slabých zemětřesení je schopno uvolnit tolik energie, jako jedno destruktivní, tím, že snižuje napětí, které se v průběhu času hromadí.

Jedním ze způsobů, jak zabránit silným zemětřesením, je pumpovat vodu do studní umístěných podél zlomové linie, ve které byl zjištěn zvýšený tlak. Voda působí jako lubrikant, snižuje tření mezi horninami v zlomu a vytváří podmínky pro jejich plynulý pohyb doprovázený sérií světelných rázů.

Obsah článku

ZEMĚTŘESENÍ, vibrace Země způsobené náhlými změnami stavu nitra planety. Tyto vibrace jsou elastické vlny šířící se vysokou rychlostí v horninovém masivu. Nejsilnější zemětřesení jsou někdy pociťována ve vzdálenosti více než 1500 km od zdroje a lze je zaznamenat seismografy (speciální vysoce citlivé přístroje) i na opačné polokouli. Oblast, kde oscilace vznikají, se nazývá zdroj zemětřesení a její projekce na zemský povrch se nazývá epicentrum zemětřesení. Zdroje většiny zemětřesení leží v zemské kůře v hloubkách ne větších než 16 km, ale v některých oblastech dosahují hloubky zdrojů až 700 km. Každý den jsou tisíce zemětřesení, ale jen několik z nich pocítí lidé.

Zemětřesení jsou zmiňována v Bibli, v pojednáních starověkých vědců - Hérodota, Plinia a Livia, stejně jako ve starých čínských a japonských písemných pramenech. Až do 19. století většina zpráv o zemětřesení obsahovala popisy bohatě ochucené pověrami a teoriemi založenými na skrovných a nespolehlivých pozorováních. Sérii systematických popisů (katalogů) zemětřesení zahájil v roce 1840 A. Perry (Francie). V 50. letech 19. století sestavil R. Malle (Irsko) velký katalog zemětřesení a jeho podrobná zpráva o zemětřesení v Neapoli v roce 1857 se stala jedním z prvních přísně vědeckých popisů silných zemětřesení.

Příčiny zemětřesení.

Přestože již od starověku byly provedeny četné studie, nelze říci, že příčiny zemětřesení jsou plně pochopeny. Na základě povahy procesů u jejich zdrojů se rozlišuje několik typů zemětřesení, z nichž hlavní jsou tektonická, vulkanická a způsobená člověkem.

Tektonická zemětřesení

vznikají v důsledku náhlého uvolnění napětí např. při pohybu po zlomu v zemské kůře (výzkumy posledních let ukazují, že hluboká zemětřesení mohou být způsobena i fázovými přechody v zemském plášti, probíhajícími při určitých teplotách a tlacích). ). Někdy vyjdou na povrch hluboké zlomy. Při katastrofálním zemětřesení v San Franciscu 18. dubna 1906 byla celková délka povrchových trhlin v zlomové zóně San Andreas více než 430 km, maximální horizontální posun byl 6 m. Maximální zaznamenaná hodnota seismogenních posunů podél zlomu byla 15 m.

Sopečná zemětřesení

vznikají v důsledku náhlých pohybů magmatické taveniny v útrobách Země nebo v důsledku výskytu ruptur pod vlivem těchto pohybů.

Zemětřesení způsobená člověkem

mohou být způsobeny podzemními jadernými testy, plněním zásobníků, těžbou ropy a plynu vstřikováním kapaliny do vrtů, odstřely při těžbě apod. Méně silná zemětřesení nastávají při zřícení jeskynních kleneb nebo důlních děl.

Seismické vlny.

Kmity šířící se od zdroje zemětřesení jsou elastické vlny, jejichž povaha a rychlost šíření závisí na elastických vlastnostech a hustotě hornin. Mezi elastické vlastnosti patří objemový modul, který charakterizuje odolnost vůči tlaku bez změny tvaru, a modul pružnosti ve smyku, který určuje odolnost vůči smykovým silám. Rychlost šíření elastických vln se zvyšuje přímo úměrně s druhou odmocninou hodnot parametrů pružnosti a hustoty média.

Podélné a příčné vlny.

Tyto vlny se objevují jako první na seismogramech. Jako první se zaznamenávají podélné vlny, při jejichž průchodu je každá částice média nejprve stlačena a poté znovu expandována, přičemž dochází k vratnému pohybu v podélném směru (tj. ve směru šíření vln). Tyto vlny se také nazývají R- vlny nebo primární vlny. Jejich rychlost závisí na modulu pružnosti a tuhosti horniny. Rychlost blízko zemského povrchu R-vlna je 6 km/sa ve velmi velkých hloubkách - cca. 13 km/s. Jako další budou zaznamenány příčné seismické vlny, nazývané také S-vlny nebo sekundární vlny. Když procházejí, každá částice horniny kmitá kolmo ke směru šíření vln. Jejich rychlost závisí na smykové odolnosti horniny a je přibližně 7/12 rychlosti šíření R- vlny

Povrchové vlny

rozprostírají se po zemském povrchu nebo rovnoběžně s ním a nepronikají hlouběji než 80-160 km. Tato skupina zahrnuje Rayleighovy vlny a Loveovy vlny (pojmenované po vědcích, kteří vyvinuli matematickou teorii šíření takových vln). Když Rayleighovy vlny procházejí skrz, částice hornin popisují vertikální elipsy ležící v ohniskové rovině. Ve vlnách Love oscilují částice hornin kolmo ke směru šíření vln. Povrchové vlny jsou často zkráceny jako L-vlny. Jejich rychlost šíření je 3,2-4,4 km/s. Při zemětřesení s hlubokým ohniskem jsou povrchové vlny velmi slabé.

Amplituda a perioda

charakterizují oscilační pohyby seismických vln. Amplituda je množství, o které se změní poloha částice půdy během průchodu vlny ve srovnání s předchozím klidovým stavem. Perioda kmitání je časový úsek, během kterého dojde k jednomu úplnému kmitání částice. V blízkosti zdroje zemětřesení jsou pozorovány vibrace s různými periodami - od zlomků sekundy až po několik sekund. Ve velkých vzdálenostech od středu (stovky kilometrů) jsou však krátkodobé oscilace méně výrazné: např. R-vlny jsou charakterizovány periodami od 1 do 10 s, a pro S-vlny – trochu víc. Periody povrchových vln se pohybují od několika sekund do několika set sekund. Amplitudy oscilací mohou být významné v blízkosti zdroje, ale na vzdálenosti 1500 km nebo více jsou velmi malé - méně než několik mikronů pro vlny R A S a méně než 1 cm – pro povrchové vlny.

Odraz a lom.

Setkání s vrstvami hornin s různými vlastnostmi podél své dráhy se seismické vlny odrážejí nebo lámou, stejně jako se paprsek světla odráží od zrcadlového povrchu nebo se láme při přechodu ze vzduchu do vody. Jakékoli změny elastických charakteristik nebo hustoty materiálu na dráze šíření seismických vln způsobí jejich lom a při náhlých změnách vlastností prostředí se část energie vlny odrazí ( cm. rýže.).

Dráhy seismických vln.

Podélné a příčné vlny se šíří po celé Zemi, přičemž objem média zapojeného do oscilačního procesu neustále roste. Povrch odpovídající maximálnímu postupu vln určitého typu v daném okamžiku se nazývá čelo těchto vln. Protože modul pružnosti média roste s hloubkou rychleji než jeho hustota (až do hloubky 2900 km), rychlost šíření vlny v hloubce je vyšší než v blízkosti povrchu a čelo vlny se ukazuje jako pokročilejší v hloubce. než v bočním (laterálním) směru. Trajektorie vlny je čára spojující bod umístěný v přední části vlny se zdrojem vlny. Směry šíření vln R A S jsou křivky konvexní směrem dolů (kvůli skutečnosti, že rychlost vlny je větší v hloubce). Trajektorie vln R A S se shodují, i když první se šířily rychleji.

Seismické stanice umístěné daleko od epicentra zemětřesení registrují nejen přímé vlny R A S, ale také vlny tohoto typu, které se již jednou odrážely od zemského povrchu - RR A SS(nebo PR 1 A S.R. 1) a někdy - dvakrát odráženo - RRR A SSS(nebo PR 2 a S.R. 2). Existují také odražené vlny, které cestují jedním úsekem cesty jako R-vlna, a druhá, po odrazu, - jako S-mávat. Výsledné převedené vlny jsou označeny jako PS nebo SP. Na seismogramech zemětřesení s hlubokým ohniskem jsou pozorovány i jiné typy odražených vln, například vlny, které se odrážejí od zemského povrchu před dosažením záznamové stanice. Obvykle se označují malým písmenem následovaným velkým písmenem (např. pR). Tyto vlny je velmi vhodné použít k určení hloubky zdroje zemětřesení.

V hloubce 2900 km rychlost P-vlny prudce klesají z >13 km/s na ~ 8 km/s; A S-vlny se pod touto úrovní, odpovídající hranici zemského jádra a pláště, nešíří . Oba typy vln se od tohoto povrchu částečně odrážejí a část jejich energie se vrací na povrch ve formě vln, označovaných jako R s R A S se S. R- vlny procházejí jádrem, ale jejich trajektorie je ostře vychýlena a na zemském povrchu se objevuje stínová zóna, ve které jsou zaznamenány jen velmi slabé vlny R-vlny. Tato zóna začíná ve vzdálenosti cca. 11 tisíc km od seismického zdroje a již ve vzdálenosti 16 tisíc km R-objevují se opět vlny a jejich amplituda se výrazně zvyšuje vlivem zaostřovacího vlivu jádra, kde jsou rychlosti vlnění nízké. R-označují se vlny, které prošly zemským jádrem RKR nebo Rў . Seismogramy také jasně rozlišují vlny, které se pohybují jako vlny podél cesty od zdroje k jádru S, pak procházejí jádrem jako vlny R a na výstupu jsou vlny opět převedeny na typ S. V samém středu Země, v hloubce více než 5 100 km, se nachází vnitřní jádro, které je pravděpodobně v pevném skupenství, ale jeho povaha ještě není zcela jasná. Vlny pronikající tímto vnitřním jádrem se označují jako RKIKR nebo LYŽE(cm. rýže. 1).

Registrace zemětřesení.

Zařízení, které zaznamenává seismické vibrace, se nazývá seismograf a samotný záznam se nazývá seismogram. Seismograf se skládá z kyvadla zavěšeného uvnitř pouzdra pružinou a záznamového zařízení.

Jedním z prvních záznamových zařízení byl rotační buben s papírovou páskou. Jak se buben otáčí, postupně se pohybuje na jednu stranu, takže nulová čára záznamu na papíře vypadá jako spirála. Každou minutu se na grafu kreslí svislé čáry – časové značky; K tomuto účelu se používají velmi přesné hodinky, které jsou pravidelně kontrolovány podle přesné časové normy. Pro studium blízkých zemětřesení je vyžadována přesnost značení - až na sekundu nebo méně.

V mnoha seismografech se k přeměně mechanického signálu na elektrický používají indukční zařízení, u kterých se při pohybu inertní hmoty kyvadla vzhledem k tělesu mění velikost magnetického toku procházejícího závity indukční cívky. Výsledný slabý elektrický proud pohání galvanometr spojený se zrcadlem, které vrhá paprsek světla na fotocitlivý papír záznamového zařízení. V moderních seismografech jsou vibrace zaznamenávány digitálně pomocí počítačů.

Velikost zemětřesení

obvykle se stanovuje na stupnici na základě seismografických záznamů. Tato stupnice je známá jako magnitudová stupnice nebo Richterova stupnice (pojmenovaná po americkém seismologovi C. F. Richterovi, který ji navrhl v roce 1935). Velikost zemětřesení je bezrozměrná veličina úměrná logaritmu poměru maximálních amplitud určitého typu vln daného zemětřesení a nějakého standardního zemětřesení. Existují rozdíly v metodách určování velikosti blízkých, vzdálených, mělkých (mělkých) a hlubokých zemětřesení. Velikosti určené z různých typů vln se liší velikostí. Zemětřesení různé síly (na Richterově stupnici) se projevují takto:

2 - nejslabší pociťované otřesy;

4 1/2 - nejslabší otřesy, vedoucí k menšímu poškození;

6 - mírné ničení;

8 1/2 - nejsilnější známá zemětřesení.

Intenzita zemětřesení

se při průzkumu území hodnotí bodově na základě velikosti destrukce zemních staveb nebo jimi způsobených deformací zemského povrchu. Pro zpětné posouzení intenzity historických nebo starověkých zemětřesení se používají některé empiricky získané vztahy. Ve Spojených státech se hodnocení intenzity obvykle provádí pomocí upravené 12bodové Mercalliho stupnice.

1 bod. Pociťuje to několik zvláště citlivých lidí za zvláště příznivých okolností.

3 body. Lidé to cítí jako vibrace z projíždějícího kamionu.

4 body. Nádobí a okenní sklo chrastí, dveře a stěny vrzají.

5 bodů. Cítil téměř každý; mnoho spáčů se probouzí. Uvolněné předměty padají.

6 bodů. Cítí to každý. Menší poškození.

8 bodů. Padají komíny a pomníky, padají zdi. Hladina vody ve studních se mění. Hlavní budovy jsou vážně poškozeny.

10 bodů. Cihlové budovy a rámové konstrukce jsou zničeny. Kolejnice se deformují a dochází k sesuvům půdy.

12 bodů. Úplné zničení. Na zemském povrchu jsou vidět vlny.

V Rusku a některých sousedních zemích je obvyklé hodnotit intenzitu kolísání v bodech MSK (12bodová stupnice Medveděv-Sponheuer-Karnik), v Japonsku - v bodech JMA (9bodová stupnice Japonské meteorologické agentury).

Intenzita v bodech (vyjádřená jako celá čísla bez zlomků) je určena průzkumem oblasti, ve které došlo k zemětřesení, nebo dotazováním obyvatel na jejich pocity v nepřítomnosti ničení, nebo výpočty pomocí empiricky získaných a přijatých vzorců pro tuto oblast. Mezi prvními informacemi o zemětřesení, ke kterému došlo, je jeho velikost, nikoli intenzita, která je známa. Velikost se určuje ze seismogramů i ve velkých vzdálenostech od epicentra.

Následky zemětřesení.

Silná zemětřesení zanechávají zejména v oblasti epicentra mnoho stop: nejčastější jsou sesuvy půdy a suťoviny sypké půdy a trhliny na zemském povrchu. Charakter takových poruch je do značné míry dán geologickou stavbou oblasti. Ve volné a vodou nasycené půdě na strmých svazích často dochází k sesuvům a sesuvům půdy a silná vrstva vodou nasycených naplavenin v údolích se deformuje snadněji než pevné skály. Na povrchu naplavenin se tvoří poklesové prohlubně, které jsou vyplněny vodou. A i nepříliš silná zemětřesení se odrážejí v terénu.

Posuny podél zlomů nebo výskyt povrchových trhlin mohou změnit půdorys a výškovou polohu jednotlivých bodů zemského povrchu podél zlomové linie, jako se to stalo při zemětřesení v San Franciscu v roce 1906. Při zemětřesení v říjnu 1915 v Pleasant Valley v Nevadě se na zlomu vytvořila římsa dlouhá 35 km a vysoká až 4,5 m. Při zemětřesení v květnu 1940 v Imperial Valley v Kalifornii došlo k pohybům podél 55kilometrového úseku řeky. zlomu a byly pozorovány horizontální posuny až o 0,5 m. V důsledku zemětřesení v Assam (Indie) v červnu 1897 v epicentrální oblasti se výška oblasti změnila ne méně než o 3 m.

Výrazné povrchové deformace lze vysledovat nejen v blízkosti zlomů a vedou ke změně směru toku řeky, přehrazení nebo protržení vodních toků, narušení režimu vodních zdrojů a některé z nich dočasně nebo trvale přestanou fungovat, ale při zároveň se mohou objevit nové. Studny a vrty jsou naplněné bahnem a hladina vody v nich se znatelně mění. Při silných zemětřesení může být ze země ve fontánách vyvrhována voda, tekuté bahno nebo písek.

Při pohybu podél poruch dochází k poškození silnic a železnic, budov, mostů a dalších inženýrských staveb. Dobře postavené budovy se však jen zřídka zcela zhroutí. Typicky je stupeň destrukce přímo závislý na typu stavby a geologické stavbě oblasti. Při zemětřesení střední síly může dojít k částečnému poškození budov, a pokud jsou špatně navrženy nebo špatně postaveny, je možné jejich úplné zničení.

Při velmi silných otřesech se konstrukce postavené bez zohlednění seismického nebezpečí mohou zřítit a utrpět vážné poškození. Jedno- a dvoupatrové budovy se obvykle nezřítí, pokud nemají velmi těžké střechy. Stává se však, že jsou vytlačeny ze základů a často jim praská a opadává omítka.

Diferencované pohyby mohou způsobit, že se mosty posunou ze svých podpěr a inženýrské sítě a vodovodní potrubí prasknou. Při intenzivních vibracích se trubky uložené v zemi mohou „skládat“, slepovat jedna do druhé nebo se ohýbat, vystupovat na povrch a deformovat železniční koleje. V seismicky nebezpečných oblastech by měly být stavby navrženy a postaveny v souladu se stavebními předpisy přijatými pro danou oblast v souladu se seismickou zónovou mapou.

Téměř větší škody než samotná zemětřesení způsobují v hustě obydlených oblastech požáry vzniklé při prasknutí plynovodů a elektrického vedení, převrácení kamen, kamen a různých topných zařízení. Boj s požáry je obtížný, protože je poškozen vodovod a ulice jsou neprůjezdné kvůli ucpáním.

Související jevy.

Někdy jsou otřesy doprovázeny jasně rozlišitelným nízkým duněním, kdy frekvence seismických vibrací leží v rozsahu vnímaném lidským uchem, někdy jsou takové zvuky slyšet i bez otřesů. V některých oblastech jsou poměrně běžné, ačkoli hmatatelná zemětřesení jsou velmi vzácná. Existují také četné zprávy o výskytu záře během silných zemětřesení. Pro takové jevy zatím neexistuje žádné obecně přijímané vysvětlení. Tsunami (velké mořské vlny) vznikají, když při podvodních zemětřesení dochází k rychlým vertikálním deformacím mořského dna. Tsunami se šíří v hlubokých oceánech rychlostí 400–800 km/h a mohou způsobit zkázu na pobřeží tisíce kilometrů od epicentra. Na březích v blízkosti epicentra tyto vlny někdy dosahují výšky 30 m.

Při mnoha silných otřesech jsou kromě hlavních otřesů zaznamenány předtřesy (předcházející zemětřesení) a četné následné otřesy (zemětřesení následující po hlavním otřesu). Následné otřesy jsou obvykle slabší než hlavní otřesy a mohou se opakovat týdny nebo dokonce roky a jsou stále méně časté.

Geografické rozložení zemětřesení.

Většina zemětřesení je soustředěna do dvou dlouhých úzkých zón. Jeden z nich obklopuje Tichý oceán a druhý se táhne od Azor na východ do jihovýchodní Asie.

Tichomořská seismická zóna probíhá podél západního pobřeží Jižní Ameriky. Ve Střední Americe se dělí na dvě větve, z nichž jedna sleduje ostrovní oblouk Západní Indie a druhá pokračuje na sever, rozšiřující se v rámci Spojených států, k západním pásmům Skalistých hor. Dále tato zóna prochází přes Aleutské ostrovy na Kamčatku a dále přes Japonské ostrovy, Filipíny, Novou Guineu a ostrovy jihozápadního Tichého oceánu na Nový Zéland a Antarktidu.

Druhá zóna od Azor se táhne na východ přes Alpy a Turecko. V jižní Asii se rozšiřuje a následně zužuje a mění směr na poledník, prochází územím Myanmaru, ostrovů Sumatra a Jáva a spojuje se s cirkumacifikační zónou v oblasti Nové Guineje.

Tam je také menší zóna v centrální části Atlantského oceánu, následovat podél Mid-Atlantic hřeben.

Existuje řada oblastí, kde se zemětřesení vyskytují poměrně často. Patří mezi ně východní Afrika, Indický oceán a v Severní Americe údolí řeky sv. Lawrence a severovýchod USA.

Ve srovnání se zemětřeseními s mělkým ohniskem mají zemětřesení s hlubokým ohniskem omezenější distribuci. Nebyly zaznamenány v tichomořské zóně od jižního Mexika po Aleutské ostrovy a ve středomořské zóně - západně od Karpat. Zemětřesení s hlubokým ohniskem jsou charakteristická pro západní okraj Tichého oceánu, jihovýchodní Asii a západní pobřeží Jižní Ameriky. Zóna se zdroji hlubokého ohniska se obvykle nachází podél zóny zemětřesení s mělkým ohniskem na kontinentální straně.

Předpověď zemětřesení.

Pro zlepšení přesnosti předpovědi zemětřesení je nutné lépe porozumět mechanismům akumulace napětí v zemské kůře, dotvarování a deformacím na zlomech, identifikovat vztah mezi tepelným tokem z nitra Země a prostorovým rozložením zemětřesení a dále je třeba lépe porozumět mechanismům akumulace napětí v zemské kůře, dotvarování a deformacím na zlomech. také stanovit vzorce opakování zemětřesení v závislosti na jejich velikosti.

V mnoha oblastech zeměkoule, kde existuje možnost silných zemětřesení, se provádějí geodynamická pozorování za účelem odhalení prekurzorů zemětřesení, mezi které patří změny v seismické aktivitě, deformace zemské kůry, anomálie v geomagnetických polích a tepelném toku, prudké změny ve vlastnostech hornin (elektrické, seismické aj.), geochemických anomáliích, poruchách vodního režimu, atmosférických jevech, ale i abnormálním chování hmyzu a jiných živočichů (biologické prekurzory). Tento druh výzkumu se provádí na speciálních geodynamických testovacích místech (například Parkfield v Kalifornii, Garm v Tádžikistánu atd.). Od roku 1960 funguje mnoho seismických stanic vybavených vysoce citlivým záznamovým zařízením a výkonnými počítači, které umožňují rychlé zpracování dat a určení polohy zdrojů zemětřesení.

Na základě důvodů, které způsobují zemětřesení, se dělí na tektonické, vulkanické, denudační a člověkem způsobené.

Tektonická zemětřesení jsou výsledkem tektonických procesů probíhajících v zemské kůře a plášti. Tvoří drtivou většinu zemětřesení, rozprostírají se na rozsáhlých územích a vyznačují se nejničivějšími následky. Když se uvolní tektonická napětí, když překročí pevnost hornin v tahu, „roztrhne se tektonická trhlina“, která se šíří vysokou rychlostí až 3-4 km/s. Seismické vlny, dopadající na zemský povrch, způsobují vznik různých seismických dislokací, které se při silných zemětřesení rozprostírají na území desítek a stovek tisíc kilometrů čtverečních. Lze je vyjádřit v horizontálních posunech (obr. 10.6) o desítkách centimetrů a několika metrech, ve vertikálních posunech s amplitudou až několik metrů a desítkách metrů vznik trhlin bez posunu (obr. 10.7), poruchy atd. Vertikální posuny při katastrofálním zemětřesení Kanto (Japonsko) v roce 1923, kdy zemřelo 143 tisíc lidí, dosáhly 250 m - dno zálivu Sagami jižně od Tokia kleslo do této hloubky a na poloostrově Boso stoupá do výšky 1,9 m.

Dochází k zemětřesením, kterým se podle terminologie amerického seismologa R. Steina říká skrytých tektonických zemětřesení kdy dochází ke zmírnění napětí v důsledku vzniku tektonických deformací, které nedosahují zemského povrchu, nebo se projeví tvorbou vrás (obr. 10.8). K takovému zemětřesení o síle 7,3 stupně došlo v roce 1980 v El Sam (Alžírsko) a vyžádalo si životy 3,5 tisíce lidí. Zemětřesení o síle 6,5 „pod vrásami“ se vyskytlo v USA v Coalinga v roce 1983, kdy bylo zničeno až 75 % neopevněných budov. Existence takových zemětřesení představuje skrytou hrozbu při rozvoji nových území. Pohřebiště a pohřebiště toxického odpadu se tak často nacházejí na zdánlivě opuštěných a bezpečných místech (například v oblasti Kaolinga v USA) a seismický šok může narušit jejich celistvost a způsobit hrozivé následky.

Mezi tektonická zemětřesení patří také zemětřesení, která se vyskytují na dně moře nebo oceánu a nazývají se „mořská zemětřesení“. Prudký posun hornin podél velké mezery procházející pod oceánským dnem, v důsledku čehož mohou vznikat zdvihy a prohlubně, způsobuje generování vln v oblasti pleistoseist, které na otevřeném oceánu díky své délce až 200 km, jsou téměř neviditelné. Šíří se rychlostí až 800 km/h a v mělké vodě se zpomalují, prudce zvyšují svou výšku na 15-20-25 m a padají na břeh s kolosální silou, smetají a ničí vše, co jim stojí v cestě. Takové vlny se nazývají tsunami. Tsunami jsou obzvláště časté a ničivé v Tichém oceánu. Jedna z nejsilnějších katastrofických tsunami zasáhla východní pobřeží ostrova. Honšú v roce 1896 v důsledku zemětřesení, jehož epicentrum bylo na moři. Výška vlny byla 25-32 m nad maximální hladinou přílivu a celé vesnice byly pod vodou. Zemřelo 26 tisíc lidí.

Sopečná zemětřesení předcházejí nebo doprovázejí sopečné erupce a jsou výsledkem hlubokých výbuchů plynů uvolněných z magmatu, hydraulických rázů magmatu nebo výbušných (výbušných) sopečných erupcí. Sopečné erupce mají někdy kolosální sílu (erupce sopky Krakatoa v roce 1883), ale mají místní distribuci. Zemětřesení doprovázející výbuch sopky Bandaisan v Japonsku v roce 1988, kdy silný výbuch sopečných plynů zničil 670 m vysokou andezitovou horu, lze klasifikovat jako sopečné.Vulkány Evropy - Etna - neustále zažívají četná mikrotřesení.

Pozorování seizmicity ve vulkanických oblastech je jedním z parametrů pro sledování jejich stavu. Často jsou silná zemětřesení doprovázena aktivací sopek (jako tomu bylo v Chile a Japonsku) a nástup velké erupce může být doprovázen silným zemětřesením (erupce Vesuvu).

Denudační zemětřesení(sesuvy a poruchy) jsou spojeny s rozpadem horninových masivů nebo poruchami v oblastech vzniku krasu. Otřesy mohou být způsobeny sesuvy půdy a velkými sesuvy, které nejsou spojeny s tektonickými zemětřeseními. Zřícení obrovských mas kamenů, když horské svahy ztrácejí stabilitu, a sněhové laviny jsou navíc doprovázeny seismickými vibracemi, které se většinou nedostanou daleko. V roce 1974 spadlo ze svahu hřebene Vikunaek v peruánských Andách do údolí řeky Mantaro z výšky téměř 2 km 1,6 miliardy m3 hornin, které pohřbily 450 lidí. Seismické vlny odtud po dně a protilehlém svahu údolí byly zaznamenány ve vzdálenosti téměř 3000 km a magnituda zemětřesení dosáhla 5 stupňů Richterovy škály.

Někdy zemětřesení vyvolávají sesuvy půdy a sesuvy půdy. Během zemětřesení v roce 1958 se dno zálivů Crichlon a Gilbert na Aljašce prudce posunulo podél tektonické poruchy o 6,4 m a zvedlo se o více než 6 m. O několik hodin později spadlo více než 36 milionů m3 horniny. Při zemětřesení v roce 1964 na Aljašce došlo k obrovskému sesuvu půdy Sherman o objemu 30 milionů m3. Pouze nevýznamná populace těchto míst snížila na minimum možné ztráty z geologických jevů grandiózního rozsahu. Slabé zemní otřesy jsou pozorovány při kolapsu podzemních dutin v oblastech vývoje krasu. Denudační zemětřesení jsou převážně lokálního charakteru a mají relativně nízkou magnitudu.

Zemětřesení způsobená člověkem spojené s vlivem člověka na přírodu. Prováděním podzemních jaderných výbuchů, čerpáním nebo těžbou velkého množství vody, ropy a plynu do hlubin, vytvářením velkých rezervoárů, které tlačí svou vahou na útroby země, způsobuje člověk podzemní otřesy. Zvýšení hydrostatického tlaku způsobené vstřikováním vody do hlubokých horizontů zemské kůry vyvolává otřesy. Docela kontroverzními příklady takových zemětřesení (superpozice antropogenní aktivity na tektonický faktor) jsou zemětřesení Gazli v roce 1976 v Uzbekistánu a zemětřesení v Neftejugansku na Sachalinu.

„Indukovaná“ zemětřesení mohou nastat, když jsou velké nádrže naplněny. Hromadění vodní hmoty vede ke zvýšení hydrostatického tlaku a zvýšení napětí, jehož výboj se projevuje otřesy dosahujícími síly 4-5 bodů. Podobná seismicita byla pozorována při plnění nádrže Nurek v Tádžikistánu, v oblasti vodní elektrárny Toktogul v Kyrgyzstánu, vodní elektrárny Charvak v Uzbekistánu a dalších.

S nepříznivou kombinací umělých faktorů a přírodních vlastností oblastí s vysokou tektonickou aktivitou se zvyšuje pravděpodobnost umělých zemětřesení, která mohou vést ke katastrofickým situacím. Na závěr je třeba poznamenat, že tektonická zemětřesení tvoří 95 % z celkového počtu zemětřesení a jejich magnituda (M) dosahuje 9; vulkanický - 5 % (M až 8); obnažení< 1 % (M - не более 5); техногенные - менее 0,1 % (М до 5).

Zemská nebeská klenba byla vždy symbolem bezpečí. A dnes se člověk, který se bojí létání v letadle, cítí chráněn pouze tehdy, když pod nohama cítí rovnou plochu. Nejhorší proto je, když vám doslova mizí zem pod nohama. Zemětřesení, a to i ta nejslabší, podkopávají pocit bezpečí natolik, že mnohé z následků nejsou spojeny se zničením, ale s panikou a jsou spíše psychického než fyzického charakteru. Navíc se jedná o jednu z těch katastrof, kterým lidstvo nedokáže zabránit, a proto mnoho vědců zkoumá příčiny zemětřesení, vyvíjí metody pro záznam otřesů, předpovídá a varuje. Množství znalostí, které lidstvo o této problematice již nashromáždilo, nám v některých případech umožňuje minimalizovat ztráty. Příklady zemětřesení z posledních let přitom jasně naznačují, že je stále co se učit a dělat.

Podstata jevu

Srdcem každého zemětřesení je seismická vlna, která k němu vede a vzniká jako výsledek mocných procesů různé hloubky. Docela menší zemětřesení se vyskytují v důsledku povrchového posunu, často podél zlomů. Příčiny zemětřesení, které se nacházejí hlouběji, mají často ničivé následky. Proudí v zónách podél okrajů posuvných desek, které se noří do pláště. Zde probíhající procesy vedou k nejnápadnějším důsledkům.

K zemětřesení dochází každý den, ale většina z nich si lidé nevšimnou. Nahrávají se pouze speciálními zařízeními. V tomto případě se největší síla otřesů a maximální destrukce vyskytuje v epicentrální zóně, v místě nad ohniskem, které generovalo seismické vlny.

Váhy

Dnes existuje několik způsobů, jak určit sílu jevu. Jsou založeny na pojmech, jako je intenzita zemětřesení, jeho energetická třída a velikost. Poslední z nich je hodnota, která charakterizuje množství energie uvolněné ve formě seismických vln. Tento způsob měření síly jevu navrhl v roce 1935 Richter a proto se lidově nazývá Richterova stupnice. Používá se dodnes, ale na rozdíl od všeobecného přesvědčení není každému zemětřesení přiřazeny body, ale určitá velikost.

Hodnoty zemětřesení, které jsou vždy uvedeny v popisu následků, odkazují na jinou stupnici. Vychází ze změny amplitudy vlny neboli velikosti kolísání v epicentru. Hodnoty na této stupnici také popisují intenzitu zemětřesení:

1-2 body: dosti slabé třesy, zaznamenané pouze přístroji;
3-4 body: patrné ve výškových budovách, často patrné houpáním lustru a posunem malých předmětů, člověku se může točit hlava;
5-7 bodů: otřesy jsou cítit již na zemi, mohou se objevit praskliny na stěnách budov, opadávání omítky;
8 bodů: silné otřesy vedou ke vzniku hlubokých trhlin v zemi, znatelnému poškození budov;
9 bodů: zdi domů, často podzemní stavby, jsou zničeny;
10-11 bodů: takové zemětřesení vede ke kolapsům a sesuvům půdy, zřícení budov a mostů;
12 bodů: vede k nejkatastrofičtějším důsledkům, včetně závažných změn v krajině a dokonce i směru pohybu vody v řekách.

Skóre zemětřesení, které jsou uváděny v různých zdrojích, se určují přesně na této stupnici.

Klasifikace

Schopnost předvídat jakoukoli katastrofu vychází z jasného pochopení toho, co ji způsobuje. Hlavní příčiny zemětřesení lze rozdělit do dvou velkých skupin: přirozené a umělé. První jsou spojeny se změnami v podloží, stejně jako s vlivem některých kosmických procesů, ty druhé jsou způsobeny lidskou činností. Klasifikace zemětřesení je založena na příčině, která je způsobila. Mezi přírodními se rozlišují tektonické, sesuvné, vulkanické a další. Pojďme se na ně podívat podrobněji.

Tektonická zemětřesení

Kůra naší planety je neustále v pohybu. To je základ většiny zemětřesení. Tektonické desky, které tvoří kůru, se vzájemně pohybují, narážejí, rozbíhají a sbíhají. V místech zlomů, kde procházejí hranice desek a vzniká tlaková nebo tahová síla, se hromadí tektonické napětí. Jak roste, dříve nebo později vede k ničení a přemísťování hornin, v důsledku čehož se rodí seismické vlny.

Vertikální pohyby vedou ke vzniku poruch nebo zvedání hornin. Kromě toho může být posun desek nepatrný a může činit pouze několik centimetrů, ale množství uvolněné energie v tomto případě stačí k vážnému zničení povrchu. Stopy takových procesů na Zemi jsou velmi patrné. Mohou to být například posuny jedné části pole vůči druhé, hluboké trhliny a poruchy.

Pod vodním sloupcem

Příčiny zemětřesení na dně oceánu jsou stejné jako na pevnině – pohyby litosférických desek. Jejich důsledky pro lidi jsou poněkud odlišné. Posun oceánských desek velmi často způsobuje tsunami. Poté, co vznikla nad epicentrem, vlna postupně nabírá výšku a často dosahuje deseti metrů a někdy padesáti u pobřeží.

Podle statistik přes 80 % tsunami zasáhlo břehy Tichého oceánu. Dnes existuje v seismických zónách mnoho služeb, které se snaží předpovídat výskyt a šíření ničivých vln a upozorňovat obyvatelstvo na nebezpečí. Lidé jsou však před takovými přírodními katastrofami stále málo chráněni. Příklady zemětřesení a tsunami na začátku našeho století jsou toho dalším potvrzením.

Sopky

Když přijde řeč na zemětřesení, nevyhnutelně se vám v hlavě objeví obrazy erupce žhavého magmatu, které jste kdysi viděli. A to není překvapivé: tyto dva přírodní jevy jsou vzájemně propojeny. Příčinou zemětřesení může být vulkanická činnost. Obsah ohnivých hor vyvíjí tlak na povrch země. Během někdy poměrně dlouhé doby přípravy na erupci dochází k periodickým výbuchům plynu a páry, které generují seismické vlny. Tlakem na povrch vzniká tzv. sopečný třes (třes). Skládá se ze série malých zemních otřesů.

Zemětřesení jsou způsobena procesy probíhajícími v hlubinách aktivních i vyhaslých sopek. V druhém případě jsou znamením, že zmrzlá hora ohně se může ještě probudit. Sopeční výzkumníci často používají mikrozemětřesení k předpovědi erupcí.

V mnoha případech může být obtížné jednoznačně klasifikovat zemětřesení jako tektonické nebo vulkanické. Známky toho druhého jsou umístění epicentra v těsné blízkosti sopky a relativně malá velikost.

kolaps

Zemětřesení může způsobit i zřícení horniny. v horách vznikají v důsledku jak různých procesů v podloží a přírodních jevů, tak lidské činnosti. Prázdné prostory a jeskyně v zemi se mohou zhroutit a vytvořit seismické vlny. Pády kamení jsou způsobeny nedostatečným odtokem vody, která ničí zdánlivě pevné stavby. Kolaps mohlo způsobit i tektonické zemětřesení. Kolaps impozantní hmoty způsobuje menší seismickou aktivitu.

Taková zemětřesení se vyznačují nízkou silou. Objem zřícené horniny obvykle není dostatečný k tomu, aby způsobil výrazné kolísání. Někdy však zemětřesení tohoto typu vedou ke znatelným škodám.

Klasifikace podle hloubky výskytu

Hlavní příčiny zemětřesení jsou spojeny, jak již bylo zmíněno, s různými procesy v útrobách planety. Jedna z možností klasifikace takových jevů je založena na hloubce jejich vzniku. Zemětřesení se dělí na tři typy:

Povrch - zdroj se nachází v hloubce ne více než 100 km, k tomuto typu patří přibližně 51% zemětřesení.
Střední - hloubka se pohybuje v rozmezí 100 až 300 km, v tomto segmentu se nacházejí zdroje 36 % zemětřesení.
Deep-focus – pod 300 km, tento typ představuje asi 13 % takových katastrof.

Nejvýznamnější pobřežní zemětřesení třetího typu se odehrálo v Indonésii v roce 1996. Jeho zdroj se nacházel v hloubce přes 600 km. Tato událost umožnila vědcům „osvítit“ nitro planety do značné hloubky. Za účelem studia struktury podloží se využívají téměř všechna hluboká zemětřesení, která nejsou pro člověka nebezpečná. Velká část údajů o struktuře Země byla získána studiem takzvané Wadati-Benioffovy zóny, kterou lze znázornit jako zakřivenou nakloněnou čáru označující místo, kde jedna tektonická deska zapadá pod druhou.

Antropogenní faktor

Povaha zemětřesení se od počátku rozvoje technického poznání člověka poněkud změnila. Kromě přirozených příčin, které způsobují otřesy a seismické vlny, se objevily i umělé. Člověk, ovládnutí přírody a jejích zdrojů, stejně jako zvyšování technické síly, může svou činností vyvolat přírodní katastrofu. Příčinou zemětřesení jsou podzemní exploze, vytváření velkých rezervoárů a produkce velkých objemů ropy a plynu, což má za následek vznik dutin v podzemí.

Jedním z poměrně vážných problémů v tomto ohledu jsou zemětřesení, ke kterým dochází v důsledku vytváření a plnění nádrží. Obrovské objemy a masy vody vyvíjejí tlak na podloží a vedou ke změnám hydrostatické rovnováhy v horninách. Navíc čím výše je přehrada vytvořena, tím větší je pravděpodobnost výskytu tzv. indukované seismické aktivity.

V místech, kde dochází k zemětřesení z přírodních důvodů, se často lidská činnost překrývá s tektonickými procesy a vyvolává výskyt přírodních katastrof. Takové údaje ukládají společnostem zapojeným do rozvoje ropných a plynových polí určitou odpovědnost.

Důsledky

Silná zemětřesení způsobují velké škody na rozsáhlých oblastech. Katastrofický charakter následků klesá se vzdáleností od epicentra. Nejnebezpečnější důsledky ničení jsou různé. Kolaps nebo deformace průmyslových odvětví spojených s nebezpečnými chemikáliemi vede k jejich uvolnění do životního prostředí. Totéž lze říci o pohřebištích a skládkách jaderného odpadu. Seismická aktivita může způsobit kontaminaci rozsáhlých oblastí.

Kromě četných ničení ve městech mají zemětřesení následky jiné povahy. Seismické vlny, jak již bylo uvedeno, mohou způsobit kolapsy, bahenní proudy, záplavy a tsunami. Zóny zemětřesení po přírodní katastrofě se často změní k nepoznání. Hluboké trhliny a závrty, eroze půdy – tyto a další „přeměny“ krajiny vedou k výrazným změnám životního prostředí. Mohou vést k smrti flóry a fauny oblasti. To je usnadněno různými plyny a sloučeninami kovů pocházejícími z hlubokých zlomů a jednoduše zničením celých částí zóny stanoviště.

Silné i slabé

Nejpůsobivější zkáza zůstává po megazemětřesení. Vyznačují se magnitudou větší než 8,5. Takové katastrofy jsou naštěstí extrémně vzácné. V důsledku takových zemětřesení vznikla v dávné minulosti některá jezera a koryta řek. Malebným příkladem „aktivity“ přírodní katastrofy je jezero Gek-Gol v Ázerbájdžánu.

Slabá zemětřesení jsou skrytou hrozbou. Pravděpodobnost jejich výskytu na zemi je zpravidla velmi obtížné zjistit, zatímco jevy působivějších rozměrů vždy zanechávají identifikační stopy. V ohrožení jsou proto všechna průmyslová a obytná zařízení v blízkosti seismicky aktivních zón. Mezi takové budovy patří například mnoho jaderných elektráren a elektráren ve Spojených státech, stejně jako úložiště radioaktivního a toxického odpadu.

Oblasti zemětřesení

S nerovnoměrným rozložením seismicky nebezpečných zón na mapě světa souvisí i zvláštnosti příčin přírodních katastrof. V Tichém oceánu se nachází seismický pás, se kterým je tak či onak spojena působivá část zemětřesení. Zahrnuje Indonésii, západní pobřeží Střední a Jižní Ameriky, Japonsko, Island, Kamčatku, Havaj, Filipíny, Kurilské ostrovy a Aljašku. Druhým nejaktivnějším pásem je euroasijský: Pyreneje, Kavkaz, Tibet, Apeniny, Himaláje, Altaj, Pamír a Balkán.

Mapa zemětřesení je plná dalších potenciálních nebezpečných zón. Všechny jsou spojeny s místy tektonické aktivity, kde je vysoká pravděpodobnost srážky litosférických desek, nebo se sopkami.

Ruská mapa zemětřesení je také plná dostatečného množství potenciálních a aktivních zdrojů. Nejnebezpečnějšími zónami v tomto smyslu jsou Kamčatka, východní Sibiř, Kavkaz, Altaj, Sachalin a Kurilské ostrovy. Nejničivější zemětřesení za poslední roky u nás nastalo na ostrově Sachalin v roce 1995. Tehdy byla intenzita přírodní katastrofy téměř osm bodů. Katastrofa vedla ke zničení velké části Neftegorsku.

Obrovské nebezpečí přírodní katastrofy a nemožnost jí zabránit nutí vědce na celém světě podrobně studovat zemětřesení: příčiny a následky, „identifikovat“ příznaky a předpovídat možnosti. Je zajímavé, že technický pokrok na jedné straně pomáhá přesněji předpovídat ohrožující události, odhalovat sebemenší změny ve vnitřních procesech Země a na druhé straně se stává také zdrojem dalšího nebezpečí: nehod u vodní a jaderné elektrárny v těžebních lokalitách se přidávají k povrchovým poruchám požáry při práci, které jsou strašlivého rozsahu. Zemětřesení samo o sobě je fenoménem stejně kontroverzním jako vědecký a technologický pokrok: je destruktivní a nebezpečné, ale naznačuje, že planeta žije. Úplné zastavení vulkanické činnosti a zemětřesení budou podle vědců znamenat z geologického hlediska smrt planety. Dokončí se diferenciace nitra, dojde palivo, které vnitřek Země ohřívalo několik milionů let. A stále není jasné, zda bude na planetě místo pro lidi bez zemětřesení.

Sesuvy zemětřesení

Zemětřesení mohou způsobit i sesuvy půdy a velké sesuvy půdy. Takovým zemětřesením se říká sesuvy půdy, mají lokální charakter a malou sílu.

Zemětřesení umělé přírody

Zemětřesení může být způsobeno i uměle: například výbuchem velkého množství výbušnin nebo podzemním jaderným výbuchem (tektonická zbraň). Taková zemětřesení závisí na množství explodovaného materiálu. Když například Severní Korea v roce 2006 testovala jadernou bombu, došlo k mírnému zemětřesení, které bylo zaznamenáno v mnoha zemích.

Katastrofální zemětřesení

Z obrovského počtu zemětřesení, které se ročně vyskytují, má pouze jedno magnitudo rovné nebo větší než 8, deset má magnitudo 7-7,9 a sto má magnitudo 6-6,9. Jakékoli zemětřesení o síle St. 7 by mohla být velká katastrofa. Může však zůstat bez povšimnutí, pokud se vyskytne v pouštní oblasti. Obrovská přírodní katastrofa - zemětřesení Gobi-Altaj (1957; magnitudo 8,5, intenzita 11-12 bodů) - tedy zůstává téměř neprozkoumaná, i když kvůli obrovské síle, malé hloubce zdroje a nedostatku vegetačního krytu toto zemětřesení zanechalo povrch úplný a rozmanitý obraz (objevila se 2 jezera, okamžitě se vytvořil obrovský tah v podobě kamenné vlny vysoké až 10 m, maximální posun podél zlomu dosáhl 300 m atd.). Oblast 50-100 km široká a 500 km dlouhá (jako Dánsko nebo Holandsko) byla zcela zničena. Pokud by k tomuto zemětřesení došlo v hustě obydlené oblasti, počet obětí by mohl být v milionech. Následky jednoho z nejsilnějších zemětřesení (velikost mohla být 9), k němuž došlo v nejstarší oblasti Evropy – Lisabonu – v roce 1755 a zabíralo plochu přes 2,5 milionu km 2 , byly tak obrovské (50 tis. Zemřelo 230 tisíc občanů, v přístavu vyrostla skála, pobřežní dno se stalo suchou zemí, změnil se obrys portugalského pobřeží) a Evropany tak ohromilo, že na to Voltaire odpověděl „Básní o smrti Lisabonu“ (1756 , ruský překlad 1763). Dojem z této katastrofy byl zřejmě tak silný, že Voltaire ve své básni zpochybnil doktrínu předem stanovené světové harmonie. Silná zemětřesení, bez ohledu na to, jak vzácná jsou, nikdy nenechají současníky lhostejnými. Tak v tragédii W. Shakespeara „Romeo a Julie“ (1595) sestra vzpomíná na zemětřesení z roku 1580, které zřejmě přežil sám autor.