Сейсмология - изучение и предсказание землетрясений

А также исследование колебаний, связанных (в том числе) с сейсмической активностью планеты
Главная > Естественные науки > Науки о Земле > Науки о геосфере > Сейсмология

С точки зрения физики, землетрясение представляет собой быстрый (в геологических масштабах) переход потенциальной энергии, накопленной в упруго-деформированных (сжимаемых, сдвигаемых или растягиваемых) горных породах земных недр, в энергию колебаний этих пород (сейсмические волны), в энергию изменения структуры пород в очаге землетрясения. Этот переход происходит в момент превышения предела прочности пород в очаге землетрясения.

В Российской Федерации общая площадь сейсмоопасных районов составляет порядка 18,6 % территории. Районы возможных 9-балльных землетрясений находятся в Прибайкалье, на Камчатке и Курильских островах, 8-балльные - в Южной Сибири и на Северном Кавказе.

Зоны Земли, подверженные землетрясениям и извержениям

Разделы страницы о сейсмологических явлениях и их прогнозировании:

Полезные страницы, связанные с сейсмологией и землетрясениями:

Поскольку во время землетрясений, а также до и после них сейсмические очаги продолжают "шуметь", т.е. излучать электромагнитные и акустические колебания, а линеаменты Земного шара передают сейсмические колебания между материками, то на этой странице отражены сведения и об этих колебаниях, а также об их воздействии на человеческий организм, а через него - и на человеческое общество, влияя даже на отдельные народы и их взаимодействие между собою.


Причины землетрясений

Основной причиной их возникновения является движение блоков земной коры в горизонтальном и вертикальном направлениях. Блоки сталкиваются, трутся друг о друга по зонам разломов в результате воздействия многих природных факторов – 1) конвективных движений внутри ядра Земли, 2) влияния гравитационных притяжений от соседних планет, Луны, 3) изменения атмосферных явлений [грозы, влажность ??] и других процессов.

Когда блоки задевают друг за друга, накапливается энергия упругой деформации. Сначала происходит изгиб краевых частей блоков, а затем накопленная энергия скачкообразно высвобождается с резким передвижением их вверх, вниз или в сторону. При резком движении вверх в океане формируется волна, высота которой при приближении к берегу, на мелководье, увеличивается и формируется цунами.

Причиной землетрясения является быстрое смещение участка земной коры как целого в момент пластической (хрупкой) деформации упруго напряженных пород в очаге землетрясения. Большинство очагов землетрясений возникает близ поверхности Земли. Само смещение происходит под действием упругих сил в ходе процесса разрядки - уменьшения упругих деформаций в объёме всего участка плиты и смещения к положению равновесия. [Короче, крышку с кастрюли срывает.]

По причинам своего возникновения землетрясения делятся на 4 вида - тектонические, вулканические, техногенные и обвальные [оползневыми].

В каких местах развиваются землетрясения

Сейсмическое районирование России

Землетрясение – результат разрыва, нарушения «сплошности» пород в связи с создавшимися в земной коре (мантии) новыми термодинамическими условиями [а не тектоническими?]. Сейсмические области и зоны размещены на территории развития мантийных плюмов.

Очаговые зоны большинства сильных и разрушительных землетрясений (М >= 6.0) приурочены, например, на Тянь-Шане, к участкам земной коры, характеризующимися:

  1. наличием зоны частичного плавления (волновода) в нижней ее части,
  2. высокоскоростных тел в вышележащей толще
  3. и «ослабленного» канала, соединяющего нижнекоровую зону частичного плавления с низкоскоростным верхним слоем коры.

Самые крупные города, подверженные землетрясениям:

  1. Катманду, Непал.
  2. Стамбул, Турция.
  3. Дели, Индия.
  4. Кито, Эквадор.
  5. Манила. Филиппины.
  6. Исламабад, Пакистан.
  7. Сан-Сальвадор, Сальвадор.
  8. Мехико, Мексика.
  9. Измир, Турция.
  10. Джакарта, Индонезия.

Этапы развития землетрясения

Землетрясение развивается по следующим этапам ( https://document.wikireading.ru/71990 ):

  1. Сначала под влиянием глобальных тектонических подвижек некоторое время накапливается упругая деформация (так называется особое воздействие тектонических сил, когда тело в состоянии восстановить форму при прекращении влияния на него). На протяжении этого периода сейсмические показатели не выходят за пределы стандартных значений.
  2. Затем в горных породах земной коры в зонах разлома развиваются трещины, которые в конце концов приводят к изменению объема материала из-за сдвиговой деформации.
  3. В процессе раскрытия трещин скорость проходящих сквозь подобную расширяющуюся область продольных волн падает, поверхность при этом приподнимается, выделяется газ, увеличивается электропроводимость, возможно увеличение количества мелких землетрясений в единицу времени.
  4. Далее в поры и микротрещины из окружающих пород проникает вода, усугубляющая неустойчивость. В ходе заполнения трещин водой первые слабые сейсмические волны начинают распространяться быстрее, грунт перестает подниматься, газ заканчивает выделяться, а электропроводимость продолжает увеличиваться.
  5. Потом происходит непосредственно землетрясение с последующими афтершоками.

Сейсмологические центры и порталы (мониторинг сейсмоактивности)

Зоны Земли, подверженные землетрясениям и извержениям

Любопытно: у Земли, как и у любого упругого тела, можно возбудить характерные для него колебания. Впервые собственные колебания Земли (СКЗ) были обнаружены в 1954 году Беньоффом при анализе сейсмограмм Камчатского землетрясения 1952 года. Он отождествил основное сфероидальное колебание Земли с периодом 57 мин. с соответствующим колебанием, выделенным при анализе сейсмограмм. [А какая амплитуда - 30 см?]

Самое интересное и пока не понятное здесь то, что этот период известен и биофизикам - кажется, это период собственных колебаний ядра клетки.

Общепланетарная карта сейсмической опасности (GSHAB, 1999)

Каталоги по землетрясениям

Взято из работы В.Е. Хаин и Э.Н. Халилов (2008). Также смотрите каталоги по вулканизму.

Исследование и прогнозирование землетрясений (статьи и новости)

Сейсмоопасные районы мира с вулканами на них

Как пишет В. И. КейлисБорок, Г. А. Гамбурцев развернул работы по проблеме прогноза землетрясений, впервые поставил её как междисциплинарную фундаментальную проблему. В её рамках он создал многие направления, которые кажутся сейчас существующими вечно: глубинное сейсмическое зондирование (ГСЗ), изучение слабых землетрясений, изучение фонового сейсмического режима и др.

Все эти направления, которые сейчас еле замечают друг друга, были основаны Григорием Александровичем как часть его общей идеи прогноза: восстановить динамику современных движений литосферы и исследовать землетрясение как её закономерное проявление. В центре внимания на полигонах сейсмичности должен быть физический объект – активная область литосферы в целом. К сказанному можно добавить: “Активная область литосферы в целом - и в её взаимодействии с энергетическим состоянием Земли (эндогенная внутренняя энергия) и Солнечной системы (экзогенная внешняя энергия)”.

Бытовое прогнозирование землетрясений

Среди признаков близкого землетрясения можно назвать:

  1. Запах газа в районах, где раньше этого не отмечалось;
  2. Вспышки в виде рассеянного света зарниц;
  3. Искрение близко расположенных (но не касающихся) электрических проводов;
  4. Голубоватое свечение внутренней поверхности домов.

О возможности землетрясения наблюдательного человека может предупредить необычное поведение животных. Например:

  1. Крысы и мыши часто покидают свои норы, собираются в стаи, в больших количествах появляются там, где раньше никогда не встречались, ведут себя очень беспокойно: бегают, кричат, могут нападать друг на друга;
  2. Ящерицы, змеи, грызуны покидают свои норы;
  3. Муравьи за несколько часов до землетрясения покидают свои муравейники, захватив куколок;
  4. Птицы становятся беспокойными, теряют ориентацию, иногда залетают в открытые окна домов;
  5. Домашние животные: свиньи, коровы, овцы, лошади, кролики - могут почувствовать землетрясение за двое суток: ведут себя очень беспокойно, мечутся в стойлах, кричат, иногда проявляют агрессивность;
  6. Собаки скулят, жмутся к хозяевам, пытаются покинуть помещение, отмечались случаи, когда они буквально вытаскивали людей на улицу, выносили грудных детей;
  7. Беспокойно могут вести себя многие насекомые, земноводные, птицы, аквариумные рыбки.

Прогнозирование землетрясений на шельфе

Если в недрах (в осадочном чехле или породах фундамента) присутствуют залежи углеводородов или другие скопления природных газов, то они [перед землетрясениями?] создают в придонной воде аномальные поля. Изучение этих полей на геотраверсах в Охотском море показало следующее:

  1. Над месторождениями нефти и газа в придонной воде формируются аномальные концентрации метана, превышающие фон в 10-100 раз. Иногда вместе с метаном присутствуют тяжелые углеводороды – этан, пропан и бутан с гомологами.
  2. Над полями газогидратов в зонах разломов в придонной воде формируются сверхвысокие концентрации метана, достигающие 0.2 мл/л, что превышает фон в 100000 раз. Причем, в этом случае метан из донных отложений поступает в виде пузырей, которые фиксируются на гидроакустических эхограммах как звукорассеивающие вертикальные тела.
  3. Над глубинными зонами разломов в придонной воде формируются аномальные поля углекислого газа, если они сейсмо-тектонически пассивны, а если они сейсмически активны – в газе появляются водород, метан, гелий. Эти критерии могут служить прогнозными оценками землетрясений и цунами.
  4. Изучение распределения природных газов в воде также служит оценке экологической обстановке. Во-первых, газы, чаще всего метан, поступают в воду и из воды в атмосферу. В воде нарушается баланс жизнедеятельности биоты, а в атмосфере накапливаются «тепличные» газы, ведущие к глобальным процессам потепления климата.

В донных осадках также изменяются содержания углеводородных и других газов в зависимости от геологических условий. Сверхвысокие концентрации метана (200-300 мл/л) обнаруживаются на полях газогидратов в верхних слоях донных осадков.

Таким образом, газогеохимические исследования воды и донных осадков в морях и океанах являются важным критерием 1) прогноза залежей углеводородов, 2) предсказания землетрясений и цунами, 3) оценки глобальных и региональных экологических условий.

Статистика урона от землетрясений

Человеческие жертвы в результате сейсмологических явлений

Из всех типов природных катаклизмов за период с 1947 по 1997 годы землетрясения занимают второе место (К.Я. Кондратьева и др., 2005 г.) - после всяких тайфунов и штормов.

Экономический урон от сейсмологических явлений

Сейсмические последствия в гидросфере

Цунами - последствия подводных сдвигов

Древние цунами в истории Земли

Гигантский вулкан высотой 2,8 км на острове Фогу (острова Зелёного мыса у западного берега Африки) разрушился во время извержения 73 тысячи лет тому назад, После взрыва вулкана половина его восточных стенок общим объёмом в 160 кубических километров была выброшена в море. Это обрушение породило волну высотой 300 метров [!], которая пронеслась над соседним островом Сантьяго, прокатив 770-тонные камни словно гальку. Далее цунами прокатилось на 50 километров вглубь материка и смело всё на своём пути.

Исторически засвидетельствованные цунами

Средиземноморское цунами 21 июля 365 года

Археологи Института национального наследия Туниса обнаружили подводные руины древнего римского города Неаполиса, разрушенного цунами 21 июля 365 года нашей эры. Историки считают, что часть города исчезла во время землетрясения, которое состояло из двух толчков максимальной магнитудой восемь баллов. В результате катастрофы некоторые части острова Крит сдвинулись на 10 метров.

Индоокеанское цунами 26 декабря 2004 года

В  2004 году 26 декабря произошло подводное землетрясение огромной силы, эпицентр которого находился на 10-км глубине к северу от индонезийского острова Симелуэ, расположенного у западного побережья Суматры. Землетрясение вызвало катастрофическое цунами, ударившее по побережью Индии и южной Азии.

Аномально высокие волны ("волны-убийцы")

Волна - неожиданная, одинокая, фатальная

В  мировом океане наблюдается загадочное явление природы - не менее опасное, чем цунами. Cреди опасных природных явлений немало таких, которые только предстоит изучать. В частности, в морях и океанах "живут" убийцы, природа которых ученым не вполне понятна. 2 года назад в докладах РАН была опубликована статья "Аномально высокие волны в Черном море", ставшая результатом многолетних наблюдений за плавучим буем. На общем фоне волн средней высотой около 2,5 метра был зарегистрирован 10-метровый водяной вал, возникший в течение 4 секунд и так же молниеносно исчезнувший. Позже в других морях и океанах были зафиксированы волны высотой до 25 метров и больше. В отличие от цунами они возникают стихийно и не поддаются прогнозированию. Если судно оказывается в зоне действия такого "шатуна", шансов у него нет.


Главная
Науки о геосфере : Геофизика | Геоморфология | Геотектоника | Структурная геология | Вулканология | Сейсмология | Минералогия | Полезные ископаемые (золото и др.)
Близкие по теме страницы: География | Карты | Музеи и библиотеки
На правах рекламы (см. условия):    


© «Сайт Игоря Гаршина», 2002, 2005. Пишите письма (Письмо И.Гаршину).
Страница обновлена 14.03.2020
Яндекс.Метрика