Землетрясение - Earthquake

Из Википедии, бесплатной энциклопедии

Эпицентры землетрясений возникают в основном вдоль границ тектонических плит, особенно на Тихоокеанском огненном кольце .
Глобальное тектоническое движение плит

Землетрясения (также известный как землетрясения , тремор или землетрясение ) является сотрясение поверхности Земли в результате внезапного высвобождения энергии в земной «ы литосферы , что создает сейсмические волны . Землетрясения могут варьироваться по размеру от настолько слабых, что их невозможно почувствовать, до достаточно сильных, чтобы подбрасывать объекты и людей в воздух и сеять разрушения по целым городам. Сейсмичность , или сейсмической активности , из области является частота, тип и размер землетрясений , испытываемых в течение определенного периода времени. Слово « тремор» также используется для обозначения сейсмического грохота, не связанного с землетрясениями .

На поверхности Земли землетрясения проявляются в сотрясении, смещении или разрушении земли. Когда эпицентр сильного землетрясения расположен вдали от берега, морское дно может сместиться в достаточной степени, чтобы вызвать цунами . Землетрясения также могут вызывать оползни, а иногда и вулканическую активность.

В самом общем смысле слово землетрясение используется для описания любого сейсмического события - естественного или вызванного людьми - которое генерирует сейсмические волны. Землетрясения вызываются в основном разрывом геологических разломов, но также и другими событиями, такими как вулканическая активность, оползни, взрывы мин и ядерные испытания . Точка первоначального разрыва землетрясения называется его гипоцентром или очагом. Эпицентр находится точка на уровне земли непосредственно над эпицентром.

Естественные землетрясения

Три типа разломов:
A. Сдвиговая
B. Нормальная
C. Обратная

Тектонические землетрясения происходят в любом месте земли, где накопленной энергии упругой деформации достаточно для распространения трещин вдоль плоскости разлома . Стороны разлома движутся мимо друг друга плавно и асейсмично только в том случае, если на поверхности разлома нет неровностей или неровностей, которые увеличивают сопротивление трения. Большинство поверхностей разломов действительно имеют такие неровности, что приводит к форме скачкообразного поведения . После блокировки разлома продолжающееся относительное движение между плитами приводит к увеличению напряжения и, следовательно, к накопленной энергии деформации в объеме вокруг поверхности разлома. Это продолжается до тех пор, пока напряжение не возрастет достаточно, чтобы прорвать неровность, внезапно позволяя скользить по заблокированной части разлома, высвобождая накопленную энергию . Эта энергия выделяется в виде комбинации излучаемых сейсмических волн упругой деформации , нагрева поверхности разлома трением и растрескивания породы, вызывая, таким образом, землетрясение. Этот процесс постепенного нарастания деформации и напряжения, перемежающийся случайными внезапными землетрясениями, называется теорией упругого отскока . Подсчитано, что только 10 процентов или меньше общей энергии землетрясения излучается в виде сейсмической энергии. Большая часть энергии землетрясения используется для роста трещин землетрясения или преобразуется в тепло, выделяемое трением. Следовательно, землетрясения понижают доступную упругую потенциальную энергию Земли и повышают ее температуру, хотя эти изменения незначительны по сравнению с кондуктивным и конвективным потоком тепла, исходящим из глубоких недр Земли.

Типы землетрясений

Существует три основных типа разломов, каждый из которых может вызвать межплитное землетрясение : нормальный, обратный (надвиг) и сдвиговый. Нормальные и обратные разломы являются примерами падения-скольжения, когда смещение вдоль разлома происходит в направлении падения, а движение по ним включает вертикальную составляющую. Нормальные разломы возникают в основном в областях, где кора расширяется, например, на расходящихся границах . Обратные разломы возникают в областях, где кора укорачивается, например, на сходящейся границе. Сдвиговые разломы представляют собой крутые структуры, где две стороны разлома скользят горизонтально друг за другом; Трансформные границы представляют собой особый тип сдвигового разлома. Многие землетрясения вызваны движением по разломам, которые имеют как сдвиговые, так и сдвиговые компоненты; это называется косым скольжением.

Обратные разломы, особенно вдоль границ сходящихся плит , связаны с самыми сильными землетрясениями, мегапорковыми землетрясениями , в том числе почти со всеми землетрясениями магнитудой 8 или более. Землетрясения Megathrust ответственны за около 90% всего сейсмического момента, выпущенного во всем мире. Сдвиговые разломы, особенно континентальные трансформации , могут вызывать сильные землетрясения до магнитуды 8 баллов. Землетрясения, связанные с нормальными разломами, обычно менее 7 баллов. На каждую единицу увеличения магнитуды выделяется примерно 30-кратное увеличение выделяемой энергии. Например, землетрясение магнитудой 6,0 высвобождает примерно в 32 раза больше энергии, чем землетрясение магнитудой 5,0, а землетрясение магнитудой 7,0 высвобождает в 1000 раз больше энергии, чем землетрясение магнитудой 5,0. Землетрясение магнитудой 8,6 высвобождает столько же энергии, сколько 10 000 атомных бомб, подобных тем, что использовались во Второй мировой войне .

Это так, потому что энергия, выделяемая при землетрясении, и, следовательно, ее величина, пропорциональны площади разрыва, который разрушается, и падению напряжения. Следовательно, чем больше длина и ширина области разлома, тем больше итоговая величина. Самая верхняя, хрупкая часть земной коры и холодные плиты тектонических плит, спускающихся вниз в горячую мантию, - единственные части нашей планеты, которые могут накапливать упругую энергию и выделять ее при разломах. Породы с температурой более 300 ° C (572 ° F) текут в ответ на стресс; они не разрушаются при землетрясениях. Максимальная наблюдаемая длина разрывов и нанесенных на карту разломов (которые могут разорваться за один разрыв) составляет приблизительно 1000 км (620 миль). Примерами являются землетрясения на Аляске (1957 г.) , Чили (1960 г.) и Суматре (2004 г.) , все в зонах субдукции. Самые протяженные землетрясения на сдвиговых разломах, такие как разлом Сан-Андреас ( 1857 , 1906 ), Северо-Анатолийский разлом в Турции ( 1939 ) и разлом Денали на Аляске ( 2002 ), составляют примерно от половины до одной трети длины. длины по краям погружающихся плит и по нормальным разломам еще короче.

Аэрофотоснимок разлома Сан-Андреас на равнине Карризо , к северо-западу от Лос-Анджелеса.

Однако наиболее важным параметром, контролирующим максимальную магнитуду землетрясения при разломе, является не максимальная доступная длина, а доступная ширина, поскольку последняя изменяется в 20 раз. Вдоль краев сходящейся плиты угол падения плоскости разрыва очень велик. неглубокий, обычно около 10 градусов. Таким образом, ширина плоскости в пределах верхней хрупкой коры Земли может достигать 50–100 км (31–62 мили) ( Япония, 2011 ; Аляска, 1964 ), что делает возможными самые сильные землетрясения.

Сдвиговые разломы имеют тенденцию быть ориентированными почти вертикально, в результате чего ширина хрупкой коры составляет примерно 10 км (6,2 мили). Таким образом, землетрясения с магнитудой намного больше 8 невозможны. Максимальные величины вдоль многих нормальных разломов еще более ограничены, потому что многие из них расположены вдоль центров спрединга, как в Исландии, где толщина хрупкого слоя составляет всего около шести километров (3,7 мили).

Кроме того, существует иерархия уровней напряжений по трем типам разломов. Сдвиговые разломы генерируются наивысшими, сдвиговые - промежуточными, а нормальные - самыми низкими уровнями напряжений. Это можно легко понять, рассматривая направление наибольшего главного напряжения, направление силы, которая «толкает» горную массу во время разлома. В случае нормальных разломов горная масса сдвигается вниз в вертикальном направлении, таким образом, толкающая сила ( наибольшее главное напряжение) равна весу самой горной массы. В случае надвига горная масса «ускользает» в направлении наименьшего главного напряжения, а именно вверх, поднимая горную массу вверх, и, таким образом, перекрывающая толща равна наименьшему главному напряжению. Сдвигово-сдвиговые разломы занимают промежуточное положение между двумя другими типами, описанными выше. Эта разница в режиме напряжений в трех средах разлома может способствовать различиям в падении напряжения во время разлома, что способствует различиям в излучаемой энергии, независимо от размеров разлома.

Землетрясения вдали от границ плит

Сравнение землетрясений 1985 и 2017 годов в Мехико, Пуэбле и Мичоакане / Герреро

Там, где границы плит встречаются в континентальной литосфере , деформация распространяется на гораздо большую площадь, чем сама граница плит. В случае континентальной трансформации разлома Сан-Андреас многие землетрясения происходят вдали от границы плиты и связаны с деформациями, развивающимися в более широкой зоне деформации, вызванной крупными неровностями на трассе разлома (например, в области «Большого изгиба»). Землетрясение Northridge было связано с движением на слепой тяги в пределах такой зоны. Другой пример - сильно наклонная сходящаяся граница плит между Аравийской и Евразийской плитами, где она проходит через северо-западную часть гор Загрос . Деформация, связанная с этой границей плиты, подразделяется на почти чистые движения со сдвигом, перпендикулярные границе в широкой зоне к юго-западу, и почти чистые сдвиговые движения вдоль Главного недавнего разлома вблизи самой фактической границы плиты. Об этом свидетельствуют механизмы очагов землетрясений .

Все тектонические плиты имеют поля внутренних напряжений, вызванных их взаимодействием с соседними плитами и осадочной нагрузкой или разгрузкой (например, дегляциацией). Этих напряжений может быть достаточно, чтобы вызвать разрушение вдоль существующих плоскостей разломов, что приведет к внутриплитным землетрясениям.

Мелкофокусные и глубокофокусные землетрясения

Обрушившееся здание гранд-отеля в мегаполисе Сан-Сальвадор после землетрясения в Сан-Сальвадоре 1986 года.

Большинство тектонических землетрясений возникает в огненном кольце на глубинах, не превышающих десятков километров. Землетрясения, происходящие на глубине менее 70 км (43 мили), классифицируются как «мелкофокусные» землетрясения, а землетрясения с глубиной очага от 70 до 300 км (43 и 186 миль) обычно называются «среднефокусными». или землетрясения средней глубины. В зонах субдукции , где более старая и холодная океаническая кора спускается под другую тектоническую плиту, глубокофокусные землетрясения могут происходить на гораздо больших глубинах (от 300 до 700 км (от 190 до 430 миль)). Эти сейсмически активные области субдукции известны как зоны Вадати-Бениофф . Глубокие землетрясения происходят на глубине, где субдуцированная литосфера больше не должна быть хрупкой из-за высокой температуры и давления. Возможный механизм генерации глубокофокусных землетрясений Сбойное вызвано оливина претерпевает фазовый переход в шпинели структуры.

Землетрясения и вулканическая активность

Землетрясения часто происходят в вулканических регионах и вызваны как тектоническими разломами, так и движением магмы в вулканах . Такие землетрясения могут служить ранним предупреждением об извержениях вулканов, как, например, во время извержения вулкана Сент-Хеленс в 1980 году . Рой землетрясений может служить маркером местоположения текущей магмы по вулканам. Эти рои могут регистрироваться сейсмометрами и наклономерами (устройством, измеряющим наклон грунта) и использоваться в качестве датчиков для прогнозирования надвигающихся или приближающихся извержений.

Динамика разрыва

Тектоническое землетрясение начинается с первоначального разрыва в точке на поверхности разлома, процесса, известного как зарождение. Масштаб зоны зародышеобразования является неопределенным, с некоторыми свидетельствами, такими как размеры разрыва самых маленьких землетрясений, предполагающими, что она меньше 100 м (330 футов), в то время как другие свидетельства, такие как медленный компонент, обнаруживаемый низкочастотными спектрами некоторых землетрясений предполагают, что оно больше. Возможность того, что зародышеобразование включает в себя какой-то подготовительный процесс, подтверждается наблюдением, что около 40% землетрясений предшествуют форшокам. Как только разрыв начался, он начинает распространяться по поверхности разлома. Механика этого процесса плохо изучена, отчасти потому, что трудно воссоздать высокие скорости скольжения в лаборатории. Также из-за сильных колебаний грунта очень трудно записывать информацию вблизи зоны зародышеобразования.

Распространение разрыва обычно моделируется с использованием подхода механики разрушения , при котором разрыв сравнивается с распространяющейся сдвиговой трещиной смешанного типа. Скорость разрушения является функцией энергии разрушения в объеме вокруг вершины трещины, увеличиваясь с уменьшением энергии разрушения. Скорость распространения разрыва на порядки превышает скорость смещения по разлому. Разрывы землетрясений обычно распространяются со скоростью в диапазоне 70–90% скорости поперечной волны, которая не зависит от размера землетрясения. Небольшая группа разрывов землетрясений, по-видимому, распространялась со скоростью, превышающей скорость S-волны. Все эти сверхсдвиговые землетрясения наблюдались во время крупных сдвиговых событий. Необычно широкая зона косейсмических повреждений, вызванная землетрясением Куньлунь 2001 г. , была приписана эффектам звукового удара, возникшего при таких землетрясениях. Некоторые трещины от землетрясений распространяются с необычно низкой скоростью и называются медленными землетрясениями . Особенно опасной формой медленного землетрясения является землетрясение цунами , наблюдаемое там, где относительно низкая ощущаемая интенсивность, вызванная медленной скоростью распространения некоторых сильных землетрясений, не может предупредить население соседнего побережья, как в 1896 году землетрясение Санрику .

Косейсмическое избыточное давление и влияние порового давления

Во время землетрясения в плоскости разлома могут возникать высокие температуры, что приводит к увеличению порового давления, что приводит к испарению грунтовых вод, уже содержащихся в породе. В косейсмической фазе такое увеличение может значительно повлиять на эволюцию и скорость скольжения, и, кроме того, в постсейсмической фазе оно может контролировать последовательность афтершоков, поскольку после основного события повышение порового давления медленно распространяется на окружающую сеть трещин. С точки зрения теории прочности Мора-Кулона , увеличение давления жидкости снижает нормальное напряжение, действующее на плоскость разлома, которая удерживает ее на месте, и жидкости могут оказывать смазывающий эффект. Поскольку тепловое избыточное давление может обеспечить положительную обратную связь между скольжением и падением прочности в плоскости разлома, распространено мнение, что оно может усилить нестабильность процесса разлома. После главного толчка градиент давления между плоскостью разлома и соседней породой вызывает поток жидкости, который увеличивает поровое давление в окружающих сетях трещин; такое увеличение может вызвать новые процессы разломов за счет реактивации соседних разломов, что приведет к возникновению афтершоков. Аналогичным образом искусственное повышение порового давления за счет закачки жидкости в земную кору может вызвать сейсмичность .

Приливные силы

Приливы могут вызвать некоторую сейсмичность .

Кластеры землетрясений

Большинство землетрясений являются частью последовательности, связанной друг с другом с точки зрения местоположения и времени. Большинство кластеров землетрясений состоят из небольших толчков, которые практически не причиняют никакого ущерба, но есть теория, согласно которой землетрясения могут повторяться регулярно.

Афтершоки

Магнитуда землетрясений в
Центральной Италии в августе и октябре 2016 г. и в январе 2017 г. и афтершоков (которые продолжали происходить после периода, указанного здесь)

Афтершок - это землетрясение, которое происходит после предыдущего землетрясения, главного толчка. Афтершок находится в той же области главного толчка, но всегда меньшей силы. Если афтершок больше, чем главный толчок, афтершок повторно обозначается как главный толчок, а первоначальный главный толчок переименовывается в форшок . Афтершоки образуются, когда кора вокруг смещенной плоскости разлома адаптируется к воздействию главного толчка.

Рой землетрясений

Рой землетрясений - это последовательность землетрясений, произошедших в определенной области в течение короткого периода времени. Они отличаются от землетрясений, за которыми следует серия афтершоков , тем, что ни одно землетрясение в последовательности, очевидно, не является главным толчком, поэтому ни одно из них не имеет значительно большей магнитуды, чем другое. Примером землетрясения является активность 2004 года в Йеллоустонском национальном парке . В августе 2012 года , рой землетрясений потрясла Южной Калифорнии «s Imperial Valley , показывая наиболее записанную деятельность в области с 1970 года .

Иногда серия землетрясений происходит во время так называемого штормового землетрясения , когда землетрясения поражают разлом группами, каждое из которых вызвано сотрясениями или перераспределением напряжений предыдущих землетрясений. Подобно афтершокам, но на соседних участках разлома, эти штормы происходят в течение многих лет, и некоторые из более поздних землетрясений столь же разрушительны, как и ранние. Такая закономерность наблюдалась в последовательности примерно дюжины землетрясений, поразивших Северо-Анатолийский разлом в Турции в 20-м веке, и предполагалась для более старых аномальных кластеров сильных землетрясений на Ближнем Востоке.

Интенсивность землетрясений и сила землетрясений

Сотрясение или сотрясение земли - обычное явление, несомненно известное людям с древнейших времен. До разработки акселерометров сильных движений, которые могут напрямую измерять пиковую скорость движения и ускорение, интенсивность сотрясения земли оценивалась на основе наблюдаемых эффектов, классифицированных по различным шкалам сейсмической интенсивности . Только в прошлом столетии источник такого сотрясения был идентифицирован как разрывы в земной коре, при этом интенсивность сотрясения в любой местности зависит не только от местных условий грунта, но и от силы или величины разрыва, а также от его влияния. расстояние.

Первая шкала для измерения землетрясений величины была разработана Чарльзом Ф. Рихтером в 1935 году Последующих шкал (см сейсмических амплитудных весов ) сохранила ключевую функцию, где каждый блок представляет собой десять-кратное различие в амплитуде земли встряхивания и 32 -кратная разница в энергии. Последующие шкалы также корректируются, чтобы иметь примерно такое же числовое значение в пределах шкалы.

Хотя средства массовой информации обычно называют магнитуды землетрясений как «магнитуды Рихтера» или «шкала Рихтера», стандартной практикой большинства сейсмологических авторитетов является выражение силы землетрясения в моментной шкале магнитуды , которая основана на фактической энергии, выделяемой землетрясением.

Частота появления

По оценкам, ежегодно происходит около 500 000 землетрясений, которые можно обнаружить с помощью современных приборов. Их можно почувствовать около 100 000 штук. Незначительные землетрясения почти постоянно происходят по всему миру в таких местах, как Калифорния и Аляска в США, а также в Сальвадоре , Мексике , Гватемале , Чили , Перу , Индонезии , Филиппинах , Иране , Пакистане , на Азорских островах в Португалии , Турции , Новой Зеландии. , Греция , Италия , Индия , Непал и Япония . Более сильные землетрясения случаются реже, зависимость носит экспоненциальный характер ; например, в конкретный период времени происходит примерно в десять раз больше землетрясений силой более 4 баллов, чем землетрясений силой более 5 баллов. Например, в Соединенном Королевстве (низкая сейсмичность) было подсчитано, что средние повторяемости составляют: землетрясение 3,7–4,6 каждый год, землетрясение силой 4,7–5,5 каждые 10 лет и землетрясение силой 5,6 и более каждые 100 лет. Это пример закона Гутенберга – Рихтера .

Землетрясение Мессины и цунами приняли целых 200 000 жизней 28 декабря 1908 года, в Сицилии и Калабрии .

Количество сейсмических станций увеличилось с 350 в 1931 году до многих тысяч сегодня. В результате сообщается о гораздо большем количестве землетрясений, чем в прошлом, но это происходит из-за значительного улучшения инструментальных средств, а не из-за увеличения числа землетрясений. По оценкам Геологической службы США, с 1900 года в год происходило в среднем 18 крупных землетрясений (магнитудой 7,0–7,9) и одно сильное землетрясение (магнитудой 8,0 или более), и это среднее значение было относительно стабильным. В последние годы количество крупных землетрясений в год уменьшилось, хотя это, вероятно, статистические колебания, а не систематическая тенденция. Более подробные статистические данные о величине и частоте землетрясений доступны в Геологической службе США (USGS). Отмечено недавнее увеличение числа сильных землетрясений, которое можно объяснить циклическим характером периодов интенсивной тектонической активности, перемежающихся более длительными периодами низкой интенсивности. Однако точная регистрация землетрясений началась только в начале 1900-х годов, поэтому пока рано категорически утверждать, что это так.

Большинство землетрясений в мире (90% и 81% из крупнейших) имеет место в 40 000-километровая (25 000 миль), подковообразные зонах , называемых циркум-Тихоокеанский сейсмический пояс, известных как Тихоокеанское огненное кольцо , которая большей частью ограничивает Тихоокеанскую плиту . Сильные землетрясения, как правило, происходят и вдоль других границ плит, например, вдоль Гималайских гор .

В связи с быстрым ростом мегаполисов, таких как Мехико , Токио и Тегеран, в районах с высоким сейсмическим риском , некоторые сейсмологи предупреждают, что одно землетрясение может унести жизни до трех миллионов человек.

Наведенная сейсмичность

Хотя большинство землетрясений вызвано движением тектонических плит Земли , деятельность человека также может вызывать землетрясения. Действия как над землей, так и под землей могут изменить напряжения и деформации в коре, включая строительство резервуаров , добычу таких ресурсов, как уголь или нефть , и закачку жидкостей под землю для захоронения отходов или гидроразрыва пласта . Большинство этих землетрясений имеют небольшую магнитуду. Землетрясение в Оклахоме магнитудой 5,7 балла в 2011 году, как полагают, было вызвано сбросом сточных вод от добычи нефти в нагнетательные скважины , и исследования указывают на нефтяную промышленность штата как на причину других землетрясений в прошлом веке. В документе Колумбийского университета предполагается, что землетрясение в провинции Сычуань магнитудой 8,0 в 2008 г. было вызвано нагрузкой от плотины Цзипинпу , хотя эта связь не была окончательно доказана.

Измерение и определение местоположения землетрясений

Инструментальные шкалы, используемые для описания силы землетрясения, начались с шкалы магнитуд Рихтера в 1930-х годах. Это относительно простое измерение амплитуды события, и в 21 веке его использование стало минимальным. Сейсмические волны проходят через недра Земли и могут быть зарегистрированы сейсмометрами на больших расстояниях. Поверхностные волны величина была разработана в 1950 - х годах в качестве средства для измерения удаленных землетрясений и для повышения точности для больших событий. Шкала моментной магнитуды не только измеряет амплитуду скачка, но также учитывает сейсмический момент (общая площадь разрыва, среднее скольжение разлома и жесткость породы). Шкала Японского метеорологического агентства сейсмической интенсивности , то шкала Медведева-Sponheuer-Karnik и масштаб интенсивности Меркалли основаны на наблюдаемых эффектов и связаны с интенсивностью сотрясений.

Каждый толчок порождает разные типы сейсмических волн, которые проходят через скалу с разной скоростью:

Скорость распространения сейсмических волн через твердые породы колеблется от прибл. От 3 км / с (1,9 миль / с) до 13 км / с (8,1 миль / с), в зависимости от плотности и эластичности среды. Внутри Земли ударные или продольные волны распространяются намного быстрее, чем поперечные волны (приблизительное соотношение 1,7: 1). Разница во времени прохождения от эпицентра до обсерватории является мерой расстояния и может использоваться для получения изображений как источников землетрясений, так и структур на Земле. Кроме того, можно приблизительно рассчитать глубину гипоцентра .

В верхней коре продольные волны распространяются в диапазоне 2–3 км (1,2–1,9 миль) в секунду (или ниже) в почвах и рыхлых отложениях, увеличиваясь до 3–6 км (1,9–3,7 миль) в секунду в твердых телах. рок. В нижней части земной коры они движутся со скоростью примерно 6–7 км (3,7–4,3 мили) в секунду; скорость увеличивается в глубокой мантии примерно до 13 км (8,1 мили) в секунду. Скорость поперечных волн колеблется от 2–3 км (1,2–1,9 мили) в секунду в легких отложениях и 4–5 км (2,5–3,1 мили) в секунду в земной коре до 7 км (4,3 мили) в секунду. в глубокой мантии. Как следствие, первые волны далекого землетрясения достигают обсерватории через мантию Земли.

В среднем километр расстояния до землетрясения - это количество секунд между P- и S-волнами, умноженное на 8 . Незначительные отклонения вызваны неоднородностями подповерхностной структуры. С помощью такого анализа сейсмограмм ядро ​​Земли было обнаружено в 1913 году Бено Гутенбергом .

S-волны и более поздние поверхностные волны наносят наибольший ущерб по сравнению с P-волнами. P-волны сжимают и расширяют материал в том же направлении, в котором они движутся, тогда как S-волны сотрясают землю вверх и вниз, вперед и назад.

Землетрясения классифицируются не только по их силе, но и по месту их возникновения. Мир разделен на 754 региона Флинн-Энгдаль (FE-регионы), которые основаны на политических и географических границах, а также на сейсмической активности. Более активные зоны делятся на меньшие FE-области, тогда как менее активные зоны относятся к более крупным FE-областям.

Стандартные отчеты о землетрясениях включают в себя его магнитуду , дату и время возникновения, географические координаты его эпицентра , глубину эпицентра, географический регион, расстояния до населенных пунктов, неопределенность местоположения, ряд параметров, которые включаются в отчеты о землетрясениях Геологической службы США (количество отчеты станций, количество наблюдений и т. д.), а также уникальный идентификатор события.

Хотя относительно медленные сейсмические волны традиционно использовались для обнаружения землетрясений, в 2016 году ученые поняли, что гравитационные измерения могут обеспечить мгновенное обнаружение землетрясений, и подтвердили это, проанализировав гравитационные записи, связанные с землетрясением 2011 года в Тохоку-Оки («Фукусима»).

Последствия землетрясений

Гравюра на меди 1755 года, изображающая Лиссабон в руинах и в огне после землетрясения в Лиссабоне 1755 года , в результате которого погибло около 60 000 человек. Цунами переполняют корабли в гавани.

Последствия землетрясений включают, помимо прочего, следующее:

Сотрясение и разрыв земли

Поврежденные здания в Порт-о-Пренсе , Гаити , январь 2010 г.

Сотрясение и разрыв грунта - основные эффекты землетрясений, которые в основном приводят к более или менее серьезным повреждениям зданий и других жестких конструкций. Серьезность местных эффектов зависит от сложной комбинации магнитуды землетрясения , расстояния от эпицентра и местных геологических и геоморфологических условий, которые могут усиливать или уменьшать распространение волн . Сотрясение земли измеряется ускорением грунта .

Специфические местные геологические, геоморфологические и геоструктурные особенности могут вызывать сильные сотрясения на поверхности земли даже при землетрясениях низкой интенсивности. Этот эффект называется локальным усилением. Это происходит главным образом из-за передачи сейсмического движения от твердых глубоких грунтов к мягким поверхностным грунтам и эффектам фокусировки сейсмической энергии из-за типичного геометрического расположения отложений.

Разрыв грунта - это видимый разрыв и смещение поверхности Земли по следу разлома, которое в случае сильных землетрясений может достигать нескольких метров. Разрыв грунта представляет собой серьезную опасность для крупных инженерных сооружений, таких как плотины , мосты и атомные электростанции, и требует тщательного картирования существующих разломов для выявления тех, которые могут разрушить поверхность земли в течение срока службы конструкции.

Разжижение почвы

Разжижение почвы происходит, когда из-за встряхивания насыщенный водой гранулированный материал (например, песок) временно теряет свою прочность и превращается из твердого в жидкость . Разжижение почвы может привести к тому, что жесткие конструкции, такие как здания и мосты, наклонятся или погрузятся в разжиженные отложения. Например, во время землетрясения на Аляске в 1964 году разжижение почвы привело к тому, что многие здания провалились в землю и в конечном итоге рухнули сами на себя.

Человеческие воздействия

Руины башни Гейн Шадид , обрушившейся в результате землетрясения 1856 года.

Землетрясение может вызвать травмы и гибель людей, повреждение дорог и мостов, общий материальный ущерб , а также обрушение или дестабилизацию (что потенциально может привести к обрушению в будущем) зданий. Последствия могут принести болезнь , нехватку предметов первой необходимости, психические последствия, такие как панические атаки, депрессия, у выживших и более высокие страховые взносы.

Оползни

Землетрясения могут вызвать нестабильность склонов, ведущую к оползням, которые представляют собой серьезную геологическую опасность. Опасность оползня может сохраняться, пока аварийный персонал пытается спастись.

Пожары

Землетрясения могут вызвать возгорание из- за повреждения линий электропередач или газа. В случае разрыва водопровода и потери давления также может оказаться трудным остановить распространение огня после его возникновения. Например, в результате землетрясения в Сан-Франциско в 1906 году больше людей погибло от пожара, чем от самого землетрясения.

Цунами

Цунами землетрясения в Индийском океане 2004 г.

Цунами - это длинноволновые, долгопериодические морские волны, возникающие в результате внезапного или резкого движения больших объемов воды, в том числе при землетрясении в море . В открытом океане расстояние между гребнями волн может превышать 100 километров (62 мили), а периоды волн могут варьироваться от пяти минут до одного часа. Такие цунами распространяются на 600–800 километров в час (373–497 миль в час), в зависимости от глубины воды. Большие волны, вызванные землетрясением или подводным оползнем, могут за считанные минуты захватить близлежащие прибрежные районы. Цунами также могут распространяться на тысячи километров по открытому океану и вызывать разрушения на дальних берегах через несколько часов после вызвавшего их землетрясения.

Обычно субдукционные землетрясения магнитудой 7,5 не вызывают цунами, хотя некоторые случаи этого были зарегистрированы. Наиболее разрушительные цунами вызываются землетрясениями магнитудой 7,5 и более.

Наводнения

Наводнения могут быть вторичными последствиями землетрясений, если дамбы повреждены. Землетрясения могут вызвать оползни на плотинах рек, которые обрушатся и вызовут наводнения.

Рельеф ниже Сарезского озера в Таджикистане находится под угрозой катастрофического затопления, если оползневая плотина, образовавшаяся в результате землетрясения, известная как Усойская плотина , выйдет из строя во время будущего землетрясения. Прогнозы воздействия предполагают, что наводнение может затронуть примерно 5 миллионов человек.

Сильные землетрясения

Землетрясения (M6.0 +) с 1900 по 2017 год
Землетрясения магнитудой 8,0 и более в период с 1900 по 2018 год. Видимые трехмерные объемы пузырей линейно пропорциональны их соответствующим жертвам.

Одним из самых разрушительных землетрясений в истории человечества было землетрясение 1556 года в провинции Шэньси , которое произошло 23 января 1556 года в провинции Шэньси , Китай. Погибло более 830 000 человек. Большинство домов в этом районе были яодонами - жилищами, вырезанными из лессовых холмов, - и многие жертвы были убиты, когда эти постройки обрушились. 1976 Таншань землетрясение , в результате которого погибли между 240 000 и 655.000 человек, был самым смертоносным из 20 - го века.

1960 Чилийское землетрясение является крупнейшим землетрясение , которое было измерено на сейсмограф, достигнув 9,5 величины на 22 мая 1960 г. Его эпицентр находился недалеко от Cañete, Чили. Выделенная энергия была примерно вдвое больше, чем при следующем по силе землетрясении, землетрясении Страстной пятницы (27 марта 1964 г.), которое произошло в проливе Принца Уильяма на Аляске. Все десять самых крупных зарегистрированных землетрясений были мегатрастными землетрясениями ; однако из этих десяти только землетрясение 2004 года в Индийском океане одновременно является одним из самых смертоносных землетрясений в истории.

Землетрясения, которые привели к самым большим человеческим жертвам, хотя и были мощными, были смертельными из-за их близости либо к густонаселенным районам, либо к океану, где землетрясения часто вызывают цунами, которые могут разрушить общины за тысячи километров. Регионы, наиболее подверженные риску гибели людей, включают те, где землетрясения относительно редки, но сильны, а также бедные регионы с нестрогими, невыполненными или несуществующими сейсмическими строительными нормами.

Прогноз

Прогнозирование землетрясений - это раздел сейсмологии, связанный с указанием времени, местоположения и силы будущих землетрясений в установленных пределах. Было разработано множество методов для прогнозирования времени и места землетрясений. Несмотря на значительные исследовательские усилия сейсмологов , научно воспроизводимые прогнозы еще не могут быть сделаны для конкретного дня или месяца.

Прогнозирование

Хотя прогнозирование обычно считается одним из видов прогнозов , прогноз землетрясений часто отличается от прогноза землетрясений . Прогнозирование землетрясений связано с вероятностной оценкой общей опасности землетрясений, включая частоту и силу разрушительных землетрясений в данной области в течение многих лет или десятилетий. Для хорошо изученных неисправностей можно оценить вероятность разрыва сегмента в течение следующих нескольких десятилетий.

Были разработаны системы предупреждения о землетрясениях , которые могут обеспечивать региональное уведомление о землетрясении, которое происходит, но до того, как поверхность земли начнет двигаться, потенциально позволяя людям в пределах досягаемости системы искать убежище до того, как землетрясение почувствует влияние.

Готовность

Задача сейсмической инженерии - предвидеть воздействие землетрясений на здания и другие конструкции и спроектировать такие конструкции, чтобы минимизировать риск повреждения. Существующие конструкции можно модифицировать с помощью сейсмической переоборудования для повышения их устойчивости к землетрясениям. Страхование от землетрясений может предоставить владельцам зданий финансовую защиту от убытков в результате землетрясений. Стратегии управления в чрезвычайных ситуациях могут использоваться правительством или организацией для снижения рисков и подготовки к последствиям.

Искусственный интеллект может помочь в оценке зданий и планировании мер предосторожности: экспертная система Igor является частью мобильной лаборатории, которая поддерживает процедуры, ведущие к сейсмической оценке каменных зданий и планированию операций по их модернизации. Его успешно применяли для оценки зданий в Лиссабоне , Родосе , Неаполе .

Люди также могут предпринять меры по обеспечению готовности, например, закрепить водонагреватели и тяжелые предметы, которые могут кого-то травмировать, установить перекрытия для коммунальных служб и получить информацию о том, что делать, когда начинается тряска. Для районов вблизи больших водоемов готовность к землетрясениям включает в себя возможность цунами, вызванного сильным землетрясением.

Исторические виды

Изображение из книги 1557 года, изображающее землетрясение в Италии в IV веке до нашей эры.

Со времени жизни греческого философа Анаксагора в V веке до нашей эры до XIV века нашей эры землетрясения обычно приписывались «воздуху (парам) в полостях Земли». Фалес Милетский (625–547 до н.э.) был единственным задокументированным человеком, который считал, что землетрясения вызываются напряжением между землей и водой. Существовали и другие теории, в том числе убеждения греческого философа Анаксамина (585–526 гг. До н.э.) о том, что короткие эпизоды засухи и влажности вызывают сейсмическую активность. Греческий философ Демокрит (460–371 гг. До н. Э.) Обвинял воду в целом в землетрясениях. Плиний Старший называл землетрясения «подземными грозами».

Последние исследования

В недавних исследованиях геологи утверждают, что глобальное потепление является одной из причин повышенной сейсмической активности. Согласно этим исследованиям, таяние ледников и повышение уровня моря нарушают баланс давления на тектонические плиты Земли, вызывая увеличение частоты и интенсивности землетрясений.

В культуре

Мифология и религия

В скандинавской мифологии землетрясения объяснялись как жестокая борьба бога Локи . Когда Локи, бог озорства и раздоров, убил Бальдра , бога красоты и света, он был наказан, будучи привязанным в пещере с ядовитой змеей, помещенной над его головой, из которой капал яд. Жена Локи, Сигюн, стояла рядом с ним с чашей, чтобы уловить яд, но всякий раз, когда ей приходилось опорожнять чашу, яд капал на лицо Локи, заставляя его отталкивать голову и биться о его оковы, что заставляло землю дрожать.

В греческой мифологии , Посейдон был причиной и бог землетрясений. Когда он был в плохом настроении, он ударил трезубцем по земле , вызвав землетрясения и другие бедствия. Он также использовал землетрясения, чтобы наказать и вселить страх в людей в качестве мести.

В японской мифологии , онамадз (鯰) представляет собой гигантский сом , который вызывает землетрясения. Намазу живет в грязи под землей, и его охраняет бог Кашима, который удерживает рыбу камнем. Когда Кашима ослабляет бдительность, Намазу начинает метаться, вызывая сильные землетрясения.

В популярной культуре

В современной массовой культуре изображение землетрясений формируется воспоминаниями об опустошенных великих городах, таких как Кобе в 1995 году или Сан-Франциско в 1906 году . Вымышленные землетрясения, как правило, возникают внезапно и без предупреждения. По этой причине рассказы о землетрясениях обычно начинаются с катастрофы и сосредотачиваются на ее непосредственных последствиях, как, например, в « Коротком пути до дневного света» (1972 г.), «Рваный край» (1968 г.) или « Афтершок: землетрясение в Нью-Йорке» (1999 г.). Ярким примером является классическая новелла Генриха фон Клейста « Землетрясение в Чили» , в которой описывается разрушение Сантьяго в 1647 году. В коротком сборнике художественной литературы Харуки Мураками « После землетрясения» описываются последствия землетрясения в Кобе в 1995 году.

Самый популярный сингл землетрясения в художественной литературе является гипотетическим "Big One" ожидается в Калифорнии «s San Andreas Fault когда - нибудь, как это показано в романах Рихтера 10 (1996), до свидания Калифорнии (1977), 2012 (2009) и San Andreas (2015 ) среди других работ. В широко антологизированном рассказе Джейкоба М. Аппеля « Сравнительная сейсмология» рассказывается о мошеннике, который убеждает пожилую женщину в неизбежности апокалиптического землетрясения.

Современные изображения землетрясений в фильмах различаются по способу отражения психологических реакций человека на реальную травму, которая может быть нанесена непосредственно пострадавшим семьям и их близким. В исследованиях реагирования на стихийные бедствия в области психического здоровья подчеркивается необходимость осознавать различные роли потери семьи и ключевых членов сообщества, потери дома и привычного окружения, потери основных предметов снабжения и услуг для поддержания выживания. В частности, для детей очевидная доступность взрослых, обеспечивающих уход, которые могут защитить, накормить и одеть их после землетрясения, а также помочь им разобраться в том, что с ними произошло, оказалась еще более важной для их эмоционального и физического состояния. здоровья, чем простая раздача провизии. Как наблюдалось после других бедствий, связанных с разрушениями и гибелью людей, и их изображений в средствах массовой информации, недавно наблюдаемых во время землетрясения на Гаити в 2010 году , также важно не патологизировать реакции на потерю, перемещение или нарушение государственного управления и служб, а скорее подтвердить эти реакции, чтобы поддержать конструктивное решение проблем и размышления о том, как можно улучшить условия пострадавших.

Смотрите также

Рекомендации

Источники

Внешние ссылки