Размещено на http://allbest.ru

Землетрясения

Землетрясения - подземные удары и колебания поверхности Земли, вызванные естеств. причинами (тектоническими процессами). В некоторых местах Земли происходят часто или иногда достигают большой силы, нарушая целостность грунта, разрушая здания и вызывая человеческие жертвы.

Причины

Физико-химические процессы, происходящие внутри Земли, вызывают изменения физического состояния Земли, объема и других свойств вещества. Это приводит к накапливанию упругих напряжений в какой-либо области земного шара. Когда упругие напряжения превысят предел прочности вещества, произойдет разрыв и перемещение больших масс земли, которое будет сопровождаться сотрясениями большой силы. Вот это и вызывает сотрясение Земли -- землетрясение.

Землетрясением так же обычно называют любое колебание земной поверхности и недр, какими бы причинами оно не вызывалось - эндогенными или антропогенными и какова бы ни была его интенсивность.

Землетрясения происходят на Земле не повсеместно. Они концентрируются в сравнительно узких поясах, приуроченных в основном к высоким горам или глубоким океаническим желобам.

Первый из них -- Тихоокеанский -- обрамляет Тихий океан; второй -- Средиземнотрансазиатский -- простирается от середины Атлантического океана через бассейн Средиземного моря, Гималаи, Восточную Азию вплоть до Тихого океана; наконец, Атланто-арктичёский пояс захватывает срединный Атлантический подводный хребет, Исландию, остров Ян-Майен и подводный хребет Ломоносова в Арктике и т. д.

Землетрясения происходят также в зоне африканских и азиатских впадин, таких, как Красное море, озера Танганьика и Ньяса в Африке, Иссык-Куль и Байкал в Азии.

Дело в том, что высочайшие горы или глубокие океанические желоба в геологическом масштабе являются молодыми образованьями, находящимися в процессе формирования. Земная кора в таких областях подвижна. Подавляющая часть землетрясений связана с процессами горообразования. Такие землетрясения называют тектоническими. Ученые составили специальную карту, на которой показано, какой силы землетрясения бывают или могут быть в разных районах нашей страны: в Карпатах, в Крыму, на Кавказе и в Закавказье, в горах Памира, Копет-Дага, Тянь-Шаня, Западной и Восточной Сибири, Прибайкалье, на Камчатке, Курильских островах и в Арктике.

Бывают еще и вулканические землетрясения. Лава и раскаленные газы, бурлящие в недрах вулканов, давят на верхние слои Земли, как пары кипящей воды на крышку чайника. Вулканические землетрясения довольно слабы, но продолжаются долго: недели и даже месяцы. Замечены случаи, когда они возникают до извержения вулканов и служат предвестниками катастрофы.

Сотрясения земли могут быть также вызваны обвалами и большими оползнями. Это местные обвальные землетрясения.

Как правило, сильные землетрясения сопровождаются повторными толчками, мощность которых постепенно уменьшается.

При тектонических землетрясениях происходят разрывы или перемещения горных пород в каком-нибудь месте в глубине Земли, называемом очагом землетрясения или гипоцентром. Глубина его обычно достигает нескольких десятков километров, а в отдельных случаях и сотен километров. Участок Земли, расположенный над очагом, где сила подземных толчков достигает наибольшей величины, называется эпицентром.

Иногда нарушения в земной коре -- трещины, сбросы -- достигают поверхности Земли. В таких случаях мосты, дороги, сооружения оказываются разорванными и разрушенными. При землетрясении в Калифорнии в 1906 г. образовалась трещина протяженностью в 450 км. Участки дороги около трещины сместились на 5--6 м. Во время Гобийского землетрясения (Монголия) 4 декабря 1957 г. возникли трещины общей протяженностью 250 км. Вдоль них образовались уступы до 10 м. Бывает, что после землетрясения большие участки земли опускаются и заливаются водой, а в местах, где уступы пересекают реки, появляются водопады.

Опасности землетрясения на примере Сан-Франциско

Сильное землетрясение, опустошившее Сан-Франциско, произошло

18 апреля 1906 года. Почувствовав первые удары стихии, жители города "золотой лихорадки", который к той поре превратился в самый процветающий город на Западном побережье, встревожились. Толчки следовали один за другим, и было весьма странно ощущать, как дрожит земля под ногами, или смотреть, как стол перед вашими глазами подпрыгивает.

В этот фатальный день, когда слуги разбудили газетного магната Уильяма Рэндольфа Херста, отдыхавшего в своих роскошных нью-йоркских апартаментах, и сказали, что его родной и любимый Сан-Франциско разрушен подземными толчками и пожарами, он ответил: "Не переигрывайте - в Калифорнии часто происходят землетрясения".

К сожалению, землетрясение в Сан-Франциско намного превосходило все допустимые предположения. Это был один из самых больших катаклизмов века. Подсчитано, что сила этого землетрясения составляла 8,3 балла по шкале Рихтера. Тогда это была единственная шкала для сейсмических измерений. По мощности землетрясение превосходило силу тридцати ядерных бомб, одновременно взорванных под землей. Под разрушенными зданиями и в пожарах, которые охватили деревянные строения в первые же минуты после подземных толчков, погибли восемьсот человек.

Мери Монти, теперь ей девяносто четыре года, вспоминает события того зловещего дня: "Меня выбросило из кровати. Стены дома, в котором мы жили, начали дрожать и покрываться трещинами. Затем с шумом отвалилась штукатурка. Она оборвала паутину, сотканную большим пауком. Мы выбежали на улицу - дорога покрылась буграми, они двигались, вспучиваясь, словно в кипящем котле. Моя мама собрала всех детей, и мы поехали из города на повозке в горы. Повсюду полыхали пожары. Внезапно возник новый пожар - это лопнул бензопровод, и бензин начал выливаться на улицу".

Мери Монти стала одной из трехсот тысяч бездомных, потерявших жилье в результате опустошительного стихийного бедствия, которое разрушило около двадцати девяти тысяч строений.

Землетрясение разрушило водопровод, поэтому пожарные не могли как следует взяться за дело. В районе Телеграф Хилл самые богатые в городе семьи итальянских иммигрантов пытались тушить пожары десятками тысяч литров вина. Банды грабителей носились по улицам, опустошая разрушенные магазины и подчищая карманы мертвецов, лежавших вдоль водосточных канав. Захватив мародеров на месте преступления, разъяренные жители вешали их без суда и следствия на уцелевших фонарных столбах.

Писатель Джек Лондон, писавший репортажи о землетрясении для еженедельного журнала, сообщал: "Сан-Франциско умер!..

В среду в 5.15 утра произошло землетрясение. Через минуту в небо взметнулись языки пламени. Пожары возникли в десятке кварталов южнее Маркет-стрит, в рабочих гетто и на фабриках. Никто не гасил огонь, люди не были организованы, отсутствовала связь... Словом, все хитроумные сис темы защиты человека были уничтожены тридцатисекундным движением земной коры". К тому времени, когда вспыхнули пожары, более 75 процентов Сан-Франциско уже было разрушено, четыреста городских кварталов лежали в руинах. Все это позже вынудило правительство вложить деньги в изучение мощного разлома земной коры и в разработку мер, которые позволят предсказать следующее стихийное бедствие.

Классификация землетрясений по шкале Рихтера

Правила поведения

В случае оповещения об угрозе землетрясения или появления признаков его необходимо действовать быстро, но спокойно без паники.

При заблаговременном оповещении об угрозе землетрясения. Прежде чем покинуть квартиру, необходимо выключить нагревательные приборы и газ, если топилась печь - затушить её; затем нужно одеться, взять необходимые вещи, небольшой запас продуктов питания, медикаменты и документы и выйти на улицу. На улице следовать как можно быстрее отойти от зданий и сооружений в направлении скверов, широких улиц, спортплощадок, незастроенных участков строго соблюдая установленный порядок. Если землетрясение началось неожиданно, когда собраться и выйти из квартиры не представляется возможным, необходимо стать в дверном или оконном проёме и как только стихнут первые толчки быстро выйти на улицу.

На предприятиях и в учреждениях во время землетрясений все работы прекращаются, производственное и технологическое оборудование останавливается, принимаются меры к отключению тока, снижению давления воздуха, воды, пара и т. п.; рабочие и служащие, состоящие в формированиях Г. О., немедленно отправляются в районы их сбора, остальные люди занимают безопасные места. Если по условиям производства остановить агрегат, печь, турбину и т. п, в короткое время нельзя то их переводят на щадящий режим работы.

При нахождении во время землетрясения вне квартиры или места работы, например в магазине, театре или на улице, не следует спешить домой, надо спокойно выслушать указания соответствующих должностных лиц в создавшейся ситуации и поступать по их указанию. В случае нахождения в общественном транспорте не следует покидать его на ходу, нужно дождаться полной остановки транспорта и выходить из него спокойно, пропуская вперёд детей, инвалидов, стариков.

Землетрясения может длиться от нескольких мгновений до нескольких суток. Примерная периодичность толчков и время их возникновения, возможно, будут сообщаться по радио и другими доступными способами. Следует свои действия сообразовывать с этими сообщениями.

Действия спасательной службы

Как это происходит? При землетрясении перемещаются, колеблются частицы горных пород. Они толкают, колеблют соседние частицы, которые пере дают колебания еще дальше в виде упругой волны.

Таким образом, сотрясение как бы передается по цепочке и расходится в виде упругих волн во все стороны. Постепенно, по мере удаления от очага землетрясения, волна ослабевает.

Известно, например, что упругие волны передаются по рельсам далеко вперед от мчащегося поезда, наполняя их ровным, чуть слышным гулом. Упругие волны, которые возникают при землетрясении, называются сейсмическими. Они регистрируются сейсмографами на сейсмических станциях всего земного шара. Сейсмические волны, идущие от очага землетрясения к сейсмическим станциям, проходят через толщи Земли, которые недоступны для прямого наблюдения. Характеристики зарегистрированных сейсмических волн -- время их появления, амплитуда, период колебаний и другие параметры -- позволяют определять положение эпицентра землетрясения, его магнитуду, возможную силу в баллах. Сейсмические волны несут и информацию о строении Земли. Расшифровать сейсмограмму -- все равно что прочитать рассказ сейсмических волн о том, что они встретили в глубине Земли. Это сложная, но увлекательная задача. При землетрясении вдоль поверхности Земли, как и вдоль океанов, распространяются очень длинные поверхностные сейсмические волны с периодами от нескольких секунд до нескольких минут. Эти волны по нескольку раз обегают вокруг Земли. Распространяясь от эпицентра навстречу друг другу, они заставляют колебаться весь земной шар в целом. Земной шар начинает «звучать», как гигантский колокол, когда по нему ударят, и таким ударом для Земли служит сильное землетрясение. В последние годы установлено, что основной тон такого «звучания (колебания) имеет период около одного часа и регистрируется особо чувствительной аппаратурой. Эти данные путем сложных расчетов на электронно-вычислительной машине позволяют делать выводы о физических свойствах нашей планеты. определять строение оболочки или мантии Земли на глубине в сотни километров.

В особом приборе -- сейсмографе, отмечающем землетрясения, используется свойство инерции. Главная часть сейсмографа -- маятник -- представляет собой груз, подвешенный на пружине к штативу. Когда почва колеблется, маятник сейсмографа отстает от ее движения. Если к маятнику прикрепить иглу и к ней прижать закопченное стекло так, чтобы игла лишь соприкасалась с его поверхностью, получится наиболее простой сейсмограф, которым пользовались раньше. Почва, а вместе с ней штатив и стеклянная пластинка колеблются, маятник и игла вследствие инерции остаются неподвижными. На закопченной поверхности игла прочертит кривую колебания поверхности Земли в данной точке.

Если вместо иглы к маятнику прикрепить зеркало и направить на него луч света, то отраженный луч -- «зайчик» -- будет воспроизводить колебания почвы в увеличенном виде. Такой «зайчик» направляют на равномерно движущуюся ленту фотобумаги; после проявления на этой ленте можно видеть записанные колебания -- кривую колебаний Земли во времени -- сейсмограмму.

Сейсмологи во всем мире пользуются одинаковыми определениями в сейсмологии:

Сейсмическая опасность - возможность (вероятность) сейсмических воздействий определённой силы на поверхности земли (в баллах шкалы сейсмической интенсивности, амплитудах колебаний или ускорениях) на заданной площади в течение рассматриваемого интервала времени.

Сейсмический риск - рассчитанная вероятность социального и экономического ущерба от землетрясений на заданной территории в заданный интервал времени.

Новый шаг в мировой сейсмологии сделал еще в 1902 г. академик Б. Б. Голицын, который предложил способ преобразования механических колебаний сейсмографа в электрические и регистрацию их с помощью зеркальных гальванометров.

Такой принцип в дальнейшем был заложен во все системы сейсмографов, как в СССР, так и за рубежом. Это позволило создать очень чувствительные приборы, с помощью которых можно регистрировать землетрясения в любой точке земного шара.

Оказание помощи пострадавшим: При крупных землетрясениях люди могут оказаться в завалах. В условиях длительного сдавливания мягких тканей отдельных частей тела, нижних или верхних конечностей может развиться очень тяжелое поражение, получившее название синдрома длительного сдавливания конечностей или травматического токсикоза. Оно обусловлено всасыванием в кровь токсических веществ, являющихся продуктами распада размноженных мягких тканей.

Пораженные с травматическим токсикозом жалуются на боли в повреждённой части тела, тошноту, головную боль, жажду. На повреждённой части видны ссадины и вмятины, повторяющие очертание выступающих частей давивших предметов. Кожа бледная местами синюшная, холодная на ощупь. Повреждённая конечность через 30-40 минут после освобождения её начинает быстро отекать.

Социальные последствия ,то есть воздействие сейсмических явлений на население, включает как прямой социальный ущерб (гибель людей, их травматизм физический или психический, потеря крова в условиях нарушения систем жизнедеятельности и т.п.), так и косвенный социальный ущерб, тяжесть которого зависит от размеров прямого и обусловлена резким, на фоне материальных потерь, изменением морально-психологической обстановки, спешным перемещением больших масс людей, нарушением социальных связей и социального статуса, сокращением трудоспособности и падением эффективности труда оставшихся в живых, частью отвлечённых от привычной индивидуальной и общественной деятельности. Сильное землетрясение, особенно в больших городах и в густонаселённых районах, неизбежно ведёт к дезорганизации жизнедеятельности на тот или иной срок. Нарушения социального поведения могут возникать даже в отсутствии самого события, а лишь в связи со слухами о землетрясении, сколь бы ни были эти ожидания нелепы и ничем не обоснованы. Применительно к последнему десятилетию такого рода примеры известны для ряда городов бывшего Советского Союза. Последствия же сейсмических катастроф, тем более в периоды общего ослабления хозяйственно-экономического состояния и политической нестабильности и долговременной социальной дезориентированности населения, могут сказываться на протяжении десятилетий.

В рамках экологических проблем среди нередко провоцируемых сильными землетрясениями, то есть вторичных, последствий следует отметить (на фоне повреждения и гибели ландшафтных и культурных памятников и нарушения среды обитания как таковой) такие, как возникновение эпидемий и эпизоотий, рост заболеваний и нарушение воспроизводства населения, сокращение пищевой базы (гибель запасов, потеря скота, вывод из строя или ухудшение качества сельскохозяйственных угодий), неблагоприятные изменения ландшафтных условий (например, оголение горных склонов, заваливание долин, гидрологические и гидрогеологические изменения), ухудшение качества атмосферного воздуха из-за туч поднятой пыли и появления аэрозольных частиц в результате возникающих при землетрясении пожаров, снижение качества воды, а также качества и ёмкости рекреационно-оздоровительных ресурсов.

Воздействие сильных землетрясений на природную среду (геологическую среду, ландшафтную оболочку) может быть весьма разнообразным и значительным, хотя в большинстве случаев ареал (зона) изменений не превышает 100-200км.

Среди прямых, наиболее выразительных и значимых воздействий выделим следующие:

Геологические, гидрологические и гидрогеологические, геофизические, геохимические, атмосферные, биологические..

Природно-техногенные последствия землетрясений сказываются на природной среде охваченного землетрясением района в результате нарушения (разрушения) искусственно созданных сооружения (объектов). Сюда можно отнести, в первую очередь, следующие:

Пожары на объектах антропогенной среды, ведущие к экологическим последствиям.

Прорыв водохранилищ с образованием водяного вала ниже плотин.

Разрывы нефте-, газо- и водопроводов, разлитие нефтепродуктов, утечка газа и воды.

Выбросы вредных химических и радиоактивных веществ в окружающую среду, вследствие повреждения производственных объектов, коммуникаций, хранилищ.

Нарушение надёжности и безопасного функционирования военно-промышленных и военно-оборонительных систем, спровоцированные взрывы боеприпасов.

Приведённый выше список последствий землетрясений, скорее всего, не полон, особенно в отношении отдалённых последствий, част которых нам ещё неизвестна. Но и среди перечисленных некоторые не имеют пока достаточно определённых количественных характеристик и соответственно не могут быть оценены по степени опасности и объёму причиняемого ущерба с необходимой полнотой и надёжностью.

Лучше других известны геологические признаки, для которых в настоящее время можно привести количественные характеристики в соотношении с силой землетрясений. Представление о размерах очагов (в проекции на земную поверхность) для землетрясений различной силы даёт таблица. (в данном случае таблица №2)

Таблица№2

Эти величины примерно определяют и ареалы разрушительных последствий. Как видно из таблицы(№2), эти ареалы могут охватывать площади в сотни и тысячи, а при самых сильных землетрясениях -в десятки тысяч квадратных километров.

Ясно, что столь многочисленные и существенные нарушения ландшафтной среды (и, конечно, биосферы) не могут не повлечь за собой нарушения экологических условий на этих и прилегающих площадях. Наиболее значимые и легко выявляемые выражаются в уничтожении растительного покрова, местообитания животных (а подчас и их самих, равно как и людей), в нарушениях традиционных местообитаний и наземных миграционных путей, изменении водного режима, перераспределении водных запасов, ухудшении качества кормовых угодий и т.д.

Можно ли ослабить вредные последствия землетрясений? На карте сейсмического районирования СССР указаны зоны и возможная в них сила будущих сотрясений. Предсказать же, когда произойдут они, ученые пока еще не могут. Это трудно, потому что землетрясения зарождаются в недоступных глубинах Земли, а силы, вызывающие их, накапливаются очень медленно. Несомненно, в будущем ученые научатся предсказывать время наступления землетрясений. Сейчас можно только ослабить последствия землетрясений. Для этой цели в районах, которым они угрожают, строительство ведется по специально разработанным правилам. Применяются особые строительные материалы и конструкции. Возводятся устойчивые, прочные здания, рассчитанные на возможную балльность землетрясения в данной зоне. Так, Ташкент по сейсмическому районированию находится в 8-балльной зоне, и сейсмические здания, построенные с учетом этого, во время землетрясений 1966 г. почти не пострадали.

В настоящее время на земном шаре постоянно действует около 1000 сейсмических станций, оборудованных различными системами сейсмографов и непрерывно регистрирующих землетрясения.

На центральной сейсмической станции «Москва» при Институте физики Земли АН СССР создана специальная Служба срочных донесений о сильных землетрясениях. Она сообщает о месте, времени и силе случившегося землетрясения.

На Камчатке и Курильских островах в 1960 г. была организована Служба предупреждения цунами, которая работает в контакте с такими же службами Японии и США.

Население, предупрежденное заранее о приближающемся. цунами, уходит в безопасные места, а суда выводятся в открытое море, где волны цунами большой длины им не опасны.

Примеры: Вот что рассказала домохозяйка Аннета Генри, находившаяся на одной из самых оживленных улиц Сан-Франциско, когда в октябре 1989 года произошел подземный удар; "Это выглядело так, словно Бог хлопнул в ладоши и под землей прошла волна. Автомобили на шоссе прыгали вверх и вниз, как в диснеевском мультфильме. Каждый раз, когда в Калифорнии происходит землетрясение, мы хихикаем, мы спокойны и самоуверенны. Но теперь все было по-другому. Нас преследовала мысль, что шуточки закончились. Мне казалось, что началось то, Большое землетрясение".

Скалы в разломе Святого Андреаса больше не могли сдерживать давление земной коры, начавшей энергичную подвижку. Волны давления, расходясь от эпицентра землетрясения, распространялись со скоростью 5 миль в секунду на юго-восток от Сан-Франциско через скальное ложе под горами Санта-Крус. 17 октября, в вечерний "час пик", оно нанесло удар Сан-Франциско и в течение 15 секунд превратило многие здания в развалины, уничтожило секцию моста Бэй Бридж, разворотило целую милю шоссе-эстакады и ввергло в пожарище исторический район Марина.

Благодаря мировой телевизионной сети, показывавшей бейсбольный матч, зрители в Англии и других странах увидели, как начал качаться стадион "Кэндлстик парк" и огромные трещины появились в бетонных стенах.

Когда на протяжении мили рухнула эстакада и упала на дорогу, проходившую под ней, погибли более ста человек. Десятки людей были погребены в своих автомобилях под многотонной тяжестью обрушившегося бетона. "Бетон расплющил их, - сказал Генри Реньера, руководитель чрезвычайной службы Окленда. - Это было похоже на поле боя. Верхнее шоссе, словно молот, ударило по нижнему, засыпая водителей внизу огромными булыжниками и автомобилями. Жертвы, оказавшиеся в ловушке под тоннами камней, отчаянно сигналили, и мы бросили туда огромное количество подъемного оборудования и кранов, надеясь спасти их. Слабеющие звуки автомобильных сирен постепенно умирали, так как разряжались аккумуляторы, но мы знали, что там находятся люди. Это была страшная картина".

Первые спасательные работы начались под упавшей секцией шоссе. Возле расплющенных автомобилей одним из первых появился рабочий бумажной фабрики. Он услышал вопли детей, доносившиеся из раздавленного красного автомобиля. Вместе с другими спасателями рабочий помог вызволить из ловушки восьмилетнюю девочку Кейти, но ее шестилетний брат Джулио оказался прижатым телом своей погибшей матери. Рискуя стать жертвой последующих толчков, доктор Дэн Аллен протиснулся сквозь щель и дал Джулио успокоительное лекарство. В это время детский врач Томас Беттс добирался до мальчика по автомобильной пожарной лестнице.

Позже он сказал: "Я не был готов к тому, что там увидел. Мальчик был в шоке. Он только плакал и гладил лицо матери своими ручками".

Два часа напряженной работы медиков не приблизили спасение Джулио. Его правая нога была раздроблена. Врачи попытались вытащить мальчика из машины, чтобы оказать медицинскую помощь, но не смогли. Они ввели ему обезболивающее лекарство, затем с огромным трудом извлекли из машины тело погибшей матери. Только после этого врачам удалось ампутировать Джулио ногу и отправить его в больницу.

Ночью развалины освещались огнями пожаров, из раскачивающихся небоскребов, построенных без учета эффекта землетрясения, сыпались стекла и раздавались жуткие звуки сирен. Через некоторое время разрушения были локализованы. Они коснулись главным образом старых построек, которые не могли противостоять стихии. Разрушенной секции шоссе, например, повлекшей самые многочисленные жертвы, было тридцать лет.

Эксперты сошлись во мнении, что разрушения в Сан-Франциско были бы еще большими, если бы не калифорнийский строительный кодекс, введенный после 1906 года с целью свести к минимуму ущерб от будущих катастроф и действующий до настоящего времени. Этот кодекс, дополненный уроками землетрясений 1971 года в Сан-Фернандо и 1985 года в Мехико, вынудил строителей обратить особое внимание на антисейсмическую устойчивость домов и сооружений.

Жители Сан-Франциско предпочитают не думать о том, что новое землетрясение может достигнуть 8,3 балла по шкале Рихтера, как это было в 1906 году. Никого не занимает исследование, проведенное Национальной океанической и атмосферной комиссией после катастрофы 1989 года. А ведь в нем утверждается, что будущее землетрясение будет в сорок раз мощнее и приведет к десяткам тысяч смертей.

Прошли годы, но в Сан-Франциско все еще ликвидируются последствия землетрясения. Вряд ли их удастся завершить в десятилетний срок. Однако жители города горды тем, что пережили бедствие, и щеголяют фаталистическим отношением к будущей возможной агрессии природы. Репортер "Сан-Франциско кроникл" Херб Коэн суммировал мнение горожан, написав после землетрясения: "Мы живем на разломе, мы живем под дамокловым мечом. И это захватывает".

Размещено на Allbest.ru