Земные катастрофы — землетрясения. Как измеряется сила землетрясений? Баллы для оценки и последствия землетрясений
Землетрясения различаются по силе и результатам воздействия на поверхность земли. И в науке неоднократно предпринимались попытки классифицировать их по по этим показателям.
В результате таких попыток были разработаны 12 бальные шкалы , основывающиеся на оценке воздействия их на поверхность земли.
12 бальная шкала оценки интенсивности землетрясений (в дальнейшем шкала землетрясений ) оценивает интенсивность землетрясения в баллах в данной точке, вне зависимости от мощности его в эпицентре.
Шкала Рихтера имеет другой подход и оценивает величину сейсмической энергии высвобождающейся в эпицентре землетрясения. Единица измерения сейсмической энергии — магнитуда .
12 бальная шкала землетрясений.
В 1883 году 12 бальная шкала землетрясений была разработана Джузеппе Меркали. Позже она совершенствовалась самим автором, а, в последствии, также Чарльзом Рихтером, (автором шкалы Рихтера) и получила название Модифицированная шкала землетрясений Меркалли.
Эта шкала землетрясений, на сегодняшний день, используется в США.
В СССР и Европе длительное время использовалась 12 бальная шкала землетрясений — MSK-64. По ней, так-же как и по шкале землетрясений Меркалли, интенсивность их измеряется в баллах, указывающих на интенсивность, характер и масштаб воздействия на поверхность земли, сооружения, людей и животных в данном районе.
Шкала землетрясений MSK-64 очень наглядна. И если мы слышим в средствах массовой информации о том, что произошло землетрясение силой в 6 баллов, то очень просто можем себе представить, что, согласно этой шкалы землетрясений, оно было сильным, его ощутили все люди. Многие из них выбежали на улицу. Отваливались куски штукатурки, а со стен падали картины.
Или землетрясение силой в 9 баллов можно представить себе как опустошительное, при котором были повреждены и разрушены каменные дома, а деревянные дома покосились.
Все просто и понятно.
При этом надо заметить, что по шкале землетрясений интенсивность их оценивается в определенной точке. Понятно, что в эпицентре, расположенном над очагом землетрясения и в отдаленной точке интенсивность его будет различна.
В 1988 году Европейский сейсмический комитет начал обновление шкалы землетрясений MSK-64 и в 1996 году обновленная шкала землетрясений под названием EMS-98 вместе с руководством по применению была рекомендована к применению. Эта шкала землетрясений также 12 бальная и принципиальных различий с другими шкалами землетрясений не имеет.
В Японии используется шкала землетрясений Японского метеорологического агентства. Она начинается с трех баллов, когда люди начинают ощущать точки.
В ней, в отдельных колонках описывается воздействие на людей, на обстановку внутри зданий и на улице. Высший балл этой шкалы землетрясений — 7.
От других шкал она так-же принципиально не отличается.
Шкала Рихтера. Магнитуда.
Нередко, в том числе и в средствах массовой информации, можно слышать о происшедшем где-либо землетрясении силой, к примеру, в 6 баллов по шкале Рихтера.
Это неверно. Шкала Рихтера описывает не интенсивность землетрясения, выраженную в баллах, а совершенно другую характеристику, выраженную в других единицах.
Шкала Рихтера оценивает величину высвободившейся сейсмической энергии в эпицентре по измеренной приборами амплитуде колебаний почвы дошедших в точку измерения. Выражается эта величина в магнитуде.
Сам Рихтер магнитуду любого толчка определял как: «логарифм, выраженной в микронах, амплитуды записи этого толчка, сделанной стандартным короткопериодным крутильным сейсмометром на расстоянии в 100 километрах от эпицентра».
Магнитуда высчитывается после измерения амплитуды на сейсмограмме. А при расчетах необходимо внести поправки: на глубину очага землетрясения, на то, что измерения были проведены нестандартным сейсмометром. Необходимо привести вычисления к измеренным на стандартном расстоянии 100 км то эпицентра.
Это непростые вычисления. И из-за перечисленных сложностей величины магнитуд, выданных различными источниками могут незначительно отличаться.
Но в целом они дадут объективную оценку мощности землетрясения.
Поэтому правильно будет сказать, что в определенном месте произошло землетрясение с магнитудой, скажем, -5, по шкале Рихтера.
Магнитуда , вычисленная в различных точках по шкале Рихтера будет иметь одно значение. Интенсивность толчков в баллах в различных точках будет различная.
В этом и состоит различие 12 бальной шкалы землетрясений и 9,5 бальной шкалы Рихтера, выраженной в магнитуде (шкала Рихтера имеет диапазон 1 — 9,5 магнитуды).
Не стоит путать (а в СМИ это случается сплошь и рядом) понятия шкала Рихтера и 12 бальная шкала землетрясений.
Интенсивность по шкале Рихтера определяется сразу по показаниям сейсмографов. Интенсивность в баллах определяется позже, по оценке воздействия на земную поверхность. Поэтому самые первые сообщения по оценке мощности толчков приходят именно по шкале Рихтера.
Как правильно сообщить об интенсивности толчков в магнитуде по шкале Рихтера?
Верное употребление — «землетрясение магнитудой 7 по шкале Рихтера».
Ранее, по недосмотру, применялось неправильное выражение — «землетрясение 7 баллов по шкале Рихтера».
Или так-же не правильно — «землетрясение 7 магнитуд по шкале Рихтера» или «магнитудой 7 баллов по шкале Рихтера».
Шкала Рихтера описывает мощность толчков в эпицентре, вне зависимости от условий и вводит в употребление единицу измерения мощности толчков — магнитуда. Другие шкалы описывают воздействие их на поверхность в различных местах в зависимости от условий, грунтов, пород, отдаленности от эпицентра и т. д.
По этой причине шкала Рихтера является самой объективной и научно обоснованной.
Шкала Рихтера (шутка)
Шкалы интенсивности землетрясений – шкалы интенсивности землетрясений в баллах
| Баллы | Проявления |
| I |
Не ощущается никем, за исключением единичных наблюдателей, находящихся в особо благоприятных условиях |
| II |
Ощущается лишь немногими лицами, находящимися в покое, особенно на верхних этажах зданий. Предметы, подвешенные на тонких шнурах, могут раскачиваться |
| III |
Заметно ощущается в помещениях, особенно на верхних этажах зданий, однако многими не идентифицируется как землетрясение. Стоящие автомобили могут слегка раскачиваться на рессорах. Вибрация – как от прошедшей поблизости грузовой автомашины. Можно оценить длительность сотрясения |
| IV | |
| V |
Ощущается почти всеми; в ночное время многие спящие просыпаются. Бьётся часть посуды, трескаются стёкла в окнах, местами появляются трещины в штукатурке, опрокидывается неустойчивая мебель. Иногда наблюдается раскачивание столбов, деревьев и других высоких предметов, могут остановиться часы с маятником |
| VI |
Ощущается всеми; многие в испуге выбегают из домов. Иногда смещается тяжёлая мебель, в некоторых местах осыпается штукатурка и опрокидываются трубы. Разрушения небольшие |
| VII |
Все жители выбегают из домов. В зданиях, возведённых по специальным проектам, повреждения незначительные, в типовых, хорошо выстроенных зданиях – от лёгких до умеренных, в плохо спроектированных или выстроенных – значительные. Опрокидывается часть труб. Толчки ощущаются в автомашинах |
| VIII |
В зданиях, возведённых по специальным проектам, – лёгкие повреждения, в типовых зданиях – значительные повреждения, иногда частичное разрушение, в плохо выстроенных – значительные разрушения. Происходит отрыв панелей от каркасов. Опрокидываются и падают печные и фабричные трубы, колонны, памятники, стены. Перемещается тяжёлая мебель. Наблюдаются выбросы небольших объёмов песка и ила. Изменяется положение уровня воды в колодцах и скважинах |
| IX |
В зданиях, возведённых по специальным проектам, значительные повреждения, наклон хорошо спроектированных и выстроенных каркасных зданий, в типовых зданиях большие повреждения, частичное разрушение. Здания смещаются относительно своих фундаментов. Значительные трещины на земной поверхности. Разрывы подземных трубопроводов |
| X |
Разрушение некоторых хорошо выстроенных деревянных зданий и большинства каменных и каркасных вместе с их фундаментами. Многочисленные трещины наземной поверхности. Искривление рельсов на железных дорогах. Значительные оползни по берегам рек и на склонах. Выбросы песка и ила. Выплеск воды и затопление берегов |
| XI |
Только немногие каменные здания сохраняют устойчивость. Обрушение мостов. Широкие трещины на поверхности земли. Подземные трубопроводы полностью выходят из строя. Сплавы и оползни в рыхлых грунтах. Значительный изгиб рельсов на железных дорогах |
| XII |
Тотальное разрушение. На поверхности земли образуются волны. Изменяются отметки поверхности и линия горизонта. Предметы подбрасываются в воздух |
Шкалы интенсивности землетрясений Меркалли
Их применяются для определения интенсивности землетрясения по внешним признакам, на основе данных о разрушениях. Может быть применена в том случае, когда отсутствуют прямые данные об интенсивности подземных толчков, например, из-за отсутствия соответствующего оборудования. В шкале Меркалли для определения степени интенсивности землетрясения используются римские цифры.
Шкала названа по имени Джузеппе Меркалли, который заложил основы её использования в 1883 и 1902 годах. Позднее Чарльзом Рихтером в шкалу были внесены изменения, после чего её стали называть модифицированной шкалой Меркалли (MM). Сейчас шкала Меркалли используется в основном в США.
Современный вид шкалы Меркалли
| I. |
Не ощущается людьми. |
| II. |
Ощущается в спокойной обстановке на верхних этажах зданий. |
| III. |
Ощущается в помещениях; кажется, будто под окнами проезжает лёгкий грузовик. Качаются висячие предметы. |
| IV. |
Кажется, будто проезжает тяжёлый грузовик; звенят оконные стёкла, посуда, скрипят двери. |
| V. |
Ощущается на улице; просыпаются люди, выплескивается из посуды жидкость. |
| VI. |
Ощущается всеми; испуганные люди выбегают на улицу; трескаются штукатурка и кирпичная кладка; сдвигается и переворачивается мебель; лопаются оконные стекла. |
| VII. |
Трудно стоять на ногах; ощущается водителями движущихся автомобилей; осыпается штукатурка, падают кирпичи, керамическая плитка и т.д.; звенят большие колокола; на поверхности водоёмов возникают волны. |
| VIII. |
Трудно вести автомобиль; падает штукатурка, рушатся некоторые кирпичные стены, дымовые трубы, башни, памятники; обламываются ветки деревьев; в сыром грунте образуются трещины. |
| IX. |
Общая паника; лопаются каркасы строений и подземные трубы; образуются значительные трещины в грунте и песчаные воронки. |
| X. |
Рушатся большинство кирпичей кладки, каркасных сооружений и фундаментов; серьезные повреждения плотин и насыпей; рушатся мосты; мощные оползни. |
| XI. |
Серьёзная деформация железнодорожных путей; полностью выходят из строя подземные трубопроводы. |
| XII. |
Практически полное разрушение; нарушение линии горизонта; взлетают в воздух отдельные предметы. |
Шкалы
интенсивности землетрясений Рихтера
Они используются в сейсмологии, чтобы описать размер землетрясения (т.е. оценки усилия для магнитуды землетрясения в стоимостном выражении). Шкалу создал в 1935 году американский сейсмолог Чарльз Фрэнсис Рихтер (26 четвёртые 1900 – 30, 9 1985). Шкала Рихтера на основе количества энергии в hypocentru землетрясения (очаг землетрясения, которое лежит на глубине до 700 км ниже поверхности). Шкала Рихтера показывает интенсивность движения Земли, измеренный на расстоянии 100 км от эпицентра землетрясения.
Шкала Рихтера логарифмическая. Шкала Рихтера не имеет верхнего предела. Для магнитуды землетрясения верна только величина, характеризующую размер землетрясения.
Шкала интенсивности землетрясений I МА была разработана в 1949 году, в Японии, 8-бальная (имеется бальность- 0, а максимальное значение – 7 баллов)
Шкалы интенсивности землетрясений MSK – 12-балльная шкала Медведева-Шпонхойера-Карника (MSK-64). Она была разработана в 1964 году и получила широкое распространение в Европе и СССР. С 1996 года в странах Европейского союза применяется более современная Европейская макросейсмическая шкала (EMS). MSK-64 лежит в основе СНиП II-7-81 «Строительство в сейсмических районах» и продолжает использоваться в России и странах СНГ. В Казахстане в настоящее время используется СНиП РК 2.03-30-2006 «Строительство в сейсмических районах».
|
Сила землетрясения |
Краткая характеристика |
|
| 1 |
Не ощущается |
Отмечается только сейсмическими приборами. |
| 2 |
Очень слабые толчки |
Отмечается сейсмическими приборами. Ощущается только отдельными людьми, находящимися в состоянии полного покоя в верхних этажах зданий, и очень чуткими домашними животными. |
| 3 | Слабое |
Ощущается только внутри некоторых зданий, как сотрясение от грузовика. |
| 4 | Интенсивное |
Распознаётся по лёгкому дребезжанию и колебанию предметов, посуды и оконных стёкол, скрипу дверей и стен. Внутри здания сотрясение ощущает большинство людей. |
| 5 |
Довольно сильное |
Под открытым небом ощущается многими, внутри домов - всеми. Общее сотрясение здания, колебание мебели. Маятники часов останавливаются. Трещины в оконных стёклах и штукатурке. Пробуждение спящих. Ощущается людьми и вне зданий, качаются тонкие ветки деревьев. Хлопают двери. |
| 6 | Сильное |
Ощущается всеми. Многие в испуге выбегают на улицу. Картины падают со стен. Отдельные куски штукатурки откалываются. |
| 7 |
Очень сильное |
Повреждения (трещины) в стенах каменных домов. Антисейсмические, а также деревянные и плетневые постройки остаются невредимыми. |
| 8 | Разрушительное |
Трещины на крутых склонах и на сырой почве. Памятники сдвигаются с места или опрокидываются. Дома сильно повреждаются. Падают фабричные трубы. |
| 9 | Опустошительное | |
| 10 | Уничтожающее |
Трещины в почве иногда до метра шириной. Оползни и обвалы со склонов. Разрушение каменных построек. Искривление железнодорожных рельсов. |
| 11 | Катастрофа |
Широкие трещины в поверхностных слоях земли. Многочисленные оползни и обвалы. Каменные дома почти полностью разрушаются. Сильное искривление и выпучивание железнодорожных рельсов. |
| 12 |
Сильная катастрофа |
Изменения в почве достигают огромных размеров. Многочисленные трещины, обвалы, оползни. Возникновение водопадов, подпруд на озёрах, отклонение течения рек. Изменяется рельеф. Ни одно сооружение не выдерживает. |
Сильнейшие землетрясения на протяжении всей истории человечества наносили колоссальный материальный ущерб и являлись причиной огромного количества жертв среди населения. Первые упоминания о подземных толчках датируются 2000 годами до нашей эры.
И не смотря на достижения современной науки и развитие технологий, никто до сих пор не может предсказать точное время, когда стихия нанесёт удар, поэтому часто становится невозможной быстрая и своевременная эвакуация людей.
Землетрясения – это стихийные бедствия, в результате которых гибнет больше всего людей, гораздо больше чем, например, при ураганах или тайфунах.
В этом рейтинге мы расскажем про 12 самых сильных и разрушительных землетрясений в истории человечества.
12. Лиссабон
1 ноября 1755 года, в столице Португалии, городе Лиссабоне произошло сильнейшее землетрясение, в последствии названное Великим лиссабонским землетрясением. Страшным стечением обстоятельств являлось то, что 1 ноября – День Всех Святых и тысячи жителей собрались на мессе в церквях Лиссабона. Эти церкви, как и другие здания по всему городу не выдержали мощных толчков и рухнули, похоронив под своими обломками тысячи несчастных.
Затем на город хлынула 6-метровая волна цунами, накрывшая оставшихся в живых людей, мечущихся в панике по улочкам разрушенного Лиссабона. Разрушения и человеческие жертвы были колоссальными! В результате землетрясения, которое длилось не более 6 минут, вызванного им цунами и многочисленных пожаров, охвативших город, погибло не менее 80.000 жителей столицы Португалии.
Многие известные деятели и философы касались этого смертоносного землетрясения в своих работах, например, Иммануил Кант, пытавшийся найти научное объяснение столь масштабной трагедии.
11. Сан – Франциско
18 апреля 1906 года, в 5:12 утра мощные подземные толчки сотрясли спящий Сан-Франциско. Сила толчков составляла 7,9 балла и в результате сильнейшего землетрясения в городе было разрушено 80% зданий.
После первых подсчетов погибших, власти сообщили о 400 жертвах, но в дальнейшем их число возросло до 3000 человек. Однако основной ущерб городу нанесло не само землетрясение, а вызванный им чудовищный пожар. В результате было уничтожено более 28.000 зданий по всему Сан-Франциско, материальный ущерб составил более 400 миллионов долларов по курсу того времени.
Многие жители сами поджигали свои полуразрушенные дома, которые были застрахованы от пожара, но не от землетрясения.
10. Мессина
Крупнейшим землетрясением в Европе стало землетрясение в Сицилии и Южной Италии, когда 28 декабря 1908 года, в результате мощнейших подземных толчков силой в 7,5 баллов по шкале Рихтера, по оценкам различных экспертов погибло от 120 до 200.000 человек.
Эпицентром катастрофы стал Мессинский пролив, расположенный между Аппенинским полуостровом и Сицилией, больше всего пострадал город Мессина, где практически не осталось ни одного уцелевшего здания. Много разрушений принесла и огромная волна цунами, вызванная подземными толчками и усиленная подводным оползнем.
Задокументированный факт: спасатели смогли вытащить двух истощенных, обезвоженных, но живых детей из-под обломков, спустя 18 дней после удара стихии! Многочисленные и обширные разрушения были вызваны в первую очередь низким качеством зданий в Мессине и других частях Сицилии.
Неоценимую помощь жителям Мессины оказали русские моряки императорского флота. Корабли в составе учебной группы совершали плавание по Средиземному морю и в день трагедии оказались в порту Аугуста на Сицилии. Сразу после подземных толчков, моряки организовали спасательную операцию и благодаря их отважным действиям, были спасены тысячи жителей.
9. Хайюань
Одним из самых смертоносных землетрясений в истории человечества, стало разрушительное землетрясение, ударившее 16 декабря 1920 года по уезду Хайюань, входящий в провинцию Ганьсу.
По оценкам историков, в тот день погибло не менее 230.000 человек. Сила толчков была такова, что целые селения пропадали в разломах земной коры, очень сильно пострадали такие крупные города как Сиань, Тайюань и Ланчжоу. Невероятно, но сильные волны, образовавшиеся после удара стихии были зафиксированы даже в Норвегии.
Современные исследователи полагают что количество погибших было гораздо больше и насчитывает не менее 270.000 человек. В то время это было 59 % населения уезда Хайюань. Несколько десятков тысяч человек погибли от холода, после того как их жилища были разрушены стихией.
8. Чили
Землетрясение в Чили 22 мая 1960 года, считается сильнейшим землетрясением в истории сейсмологии, сила толчков составила 9.5 баллов по шкале Рихтера. Землетрясение было настолько мощным, что вызвало волны цунами высотой более 10 метров, накрывшие не только побережье Чили, но и причинившие огромный ущерб городу Хило на Гавайях, а часть волн достигла побережья Японии и Филиппин.
Погибло более 6.000 человек, большинство из которых попали под удар цунами, разрушения были немыслимые. Без жилья и крова остались 2 миллиона человек, а сумма ущерба составила более 500 миллионов долларов. В некоторых районах Чили, удар волны цунами был настолько силён, что многие дома унесло на 3 км вглубь материка.
7. Аляска
27 марта 1964 года, на территории Аляски произошло самое сильное землетрясение в истории Америки. Сила толков составила 9,2 балла по шкале Рихтера и это землетрясение стало сильнейшим после удара стихии в Чили в 1960 году.
Погибло 129 человек, из которых жертвами подземных толчков стали 6 несчастных, остальных смыло огромной волной цунами. Наибольшие разрушения стихия вызвала в Анкоридже, а подземные толчки были зарегистрированы в 47 штатах США.
6. Кобе
Землетрясение в Кобе, в Японии, 16 января 1995 года, стало одним из самых разрушительных в истории. Подземные толчки силой в 7,3 балла начались в 05:46 утра по местному времени и продолжались несколько суток. В результате погибло более 6000 человек, 26.000 получили ранения.
Ущерб, нанесенный инфраструктуре города было просто огромен. Было разрушено более 200.000 зданий, в порту Кобе оказались уничтожены 120 причалов из 150, электроснабжения не было несколько дней. Общий ущерб от удара стихии составил около 200 миллиардов долларов, что на тот момент являлось 2,5 % от всего ВВП Японии.
На помощь пострадавшим жителям кинулись не только правительственные службы, но и японская мафия – якудза, члены которой доставляли пострадавшим от удара стихии воду и продукты.
5. Суматра
26 декабря 2004 года, сильнейшее цунами, обрушившееся на берега Таиланда, Индонезии, Шри-Ланки и другие страны, было вызвано разрушительным землетрясением силой в 9,1 балла по шкале Рихтера. Эпицентр подземных толчков находился в Индийском океане, недалеко от острова Симёлуэ, возле северо-западного побережья Суматры. Землетрясение было необычайно масштабным, произошел сдвиг земной коры на расстоянии 1200 км.
Высота волн цунами достигала 15 -30 метров и жертвами стихии по различным оценкам стали от 230 до 300.000 человек, хотя точное количество погибших подсчитать невозможно. Многих людей просто смыло в океан.
Одной из причин такого количества жертв стало отсутствие системы раннего предупреждения в Индийском океане, с помощью которого можно было сообщить местному населению о приближении цунами.
4. Кашмир
8 октября 2005 года, в регионе Кашмир, находящимся под контролем Пакистана, произошло сильнейшее землетрясение в Южной Азии за последние сто лет. Сила подземных толчков составила 7, 6 баллов по шкале Рихтера, что сопоставимо с землетрясением в Сан-Франциско, в 1906 году.
В результате удара стихии погибли по официальным данным – 84.000 человек, по неофициальным – более 200.000. Спасательные работы были затруднены в результате военного конфликта между Пакистаном и Индией в этом регионе. Многие села и деревни оказались полностью стёрты с лица земли, а также был полностью уничтожен город Балакот в Пакистане. В Индии жертвами землетрясения стали 1300 человек.
3. Гаити
12 января 2010 года на Гаити произошло землетрясение силой 7 баллов по шкале Рихтера. Основной удар пришелся на столицу государства – город Порт-о-Пренс. Последствия были ужасны: практически 3 миллиона человек остались без крова, были разрушены все больницы и тысячи жилых зданий. Количество жертв было просто огромным, по различным оценкам от 160 до 230.000 человек.
В город хлынули преступники, сбежавшие из уничтоженной стихией тюрьмы, на улицах стали нередки случаи мародерства, грабежей и разбоев . Материальный ущерб от землетрясения оценивается в 5, 6 миллиардов долларов.
Не смотря на то, что посильную помощь в устранение последствий стихии Гаити оказали множество государств – Россия, Франция, Испания, Украина, США, Канада и десятки других, спустя более пяти лет после землетрясения, более 80.000 человек до сих пор проживают в импровизированных лагерях для беженцев.
Гаити является беднейшей страной в западном полушарии и это стихийное бедствие нанесло непоправимый удар по экономике и уровню жизни граждан.
2. Землетрясение в Японии
11 марта 2011 года в регионе Тохоку произошло сильнейшее землетрясение в истории Японии. Эпицентр находился восточнее острова Хонсю и сила подземных толчков составила 9,1 баллов по шкале Рихтера.
В результате удара стихии, была сильно повреждена АЭС в городе Фукусима и разрушены энергоблоки на реакторах 1, 2, и 3. Многие районы стали непригодными для жизни в результате радиоактивного излучения.
После подводных толчков, огромная волна цунами накрыла побережье и уничтожила тысячи административных и жилых зданий. Погибло более 16.000 человек, 2.500 до сих пор считаются пропавшими без вести.
Материальный ущерб также оказался колоссальным – более 100 миллиардов долларов. А учитывая, что на полное восстановление разрушенной инфраструктуры могут уйти годы, сумма ущерба может вырасти в несколько раз.
1. Спитак и Ленинакан
В истории СССР есть много трагических дат и одна из самых известных – землетрясение, сотрясшее Армянскую ССР 7 декабря 1988 года. Мощнейшие подземные толчки всего за полминуты практически полностью уничтожили северную часть республики, захватив территорию, на которой проживало более 1 миллиона жителей.
Последствия стихии были чудовищны: практически полностью был стёрт с лица Земли город Спитак, сильно пострадал Ленинакан, разрушены более 300 сёл и уничтожено 40% промышленных мощностей республики. Более 500 тысяч армян остались без крова, погибло по разным оценкам, от 25.000 до 170.000 жителей, инвалидами остались 17.000 граждан.
Помощь в восстановлении разрушенной Армении оказали 111 государств и все республики СССР.
Подсчитано, что ежегодно на нашей планете регистрируются миллионы землетрясений . Конечно, подавляющее большинство из них не ощущается людьми; многие не приносят серьёзного ущерба, но несколько раз в год планету "трясёт по-крупному", известие о чём сразу разлетается по новостным каналам. К сожалению, журналисты в своих репортажах нередко допускают ошибки при употреблении научных терминов. Об одной из них пойдёт речь в этой статье.
Все сообщения о сейсмических катастрофах обычно сопровождаются словами вроде «… случилось землетрясение силой 6,9 баллов по шкале Рихтера». Такая формулировка неверна. Что интересно, подобного рода ошибки можно встретить и в некоторой учебной литературе.
Обычно в научно-популярных описаниях землетрясений фигурируют два распространённых термина: бальность землетрясения и магнитуда.
Бальность землетрясения характеризует интенсивность сотрясения грунта во время землетрясения (иногда так и говорят: «интенсивность землетрясения»). Она оценивается по специальной шкале. Первая из них появилась во второй половине XIX века. В 1902 году была разработана шкала Меркалли-Канкани , долгое время считавшейся одной из лучших. Она устарела и в наши дни не используется, но именно на её основе были созданы почти все современные 12-балльные шкалы, в том числе наиболее распространённая ныне международная шкала Mедведева-Шпонхойера-Карника (MSK-64) . По ней оценивают интенсивность землетрясений в большинстве стран мира. Краткую расшифровку этой шкалы вы можете увидеть в таблице.
|
Не ощущается людьми, фиксируется приборами |
|
|
Фиксируется приборами, ощущается в отдельных случаях людьми, находящимися в спокойном состоянии, и на верхних этажах зданий |
|
|
Колебания отмечаются немногими людьми |
|
|
Колебания отмечаются многими людьми, возможно дребезжание стёкол |
|
|
Колебания отмечаются даже на улице, многие спящие просыпаются, отдельные предметы раскачиваются |
|
|
В зданиях появляются трещины |
|
|
Трещины в штукатурке и в стенах, люди в панике покидают дома. Возможно падение тяжелых предметов |
|
|
Большие трещины в стенах, падение карнизов и дымовых труб |
|
|
Обвалы в некоторых зданиях. |
|
|
Трещины в грунте (шириной до 1 м.) Обвалы во многих зданиях, полное разрушение старых построек |
|
|
Многочисленные трещины на поверхности земли, обвалы в горах. Разрушение зданий |
|
|
Полное разрушение всех сооружений, серьёзные изменения в рельефе |
|
|
Таблица 1. Краткая расшифровка шкалы MSK-64.Более подробная характеристика включает в себя три отдельных критерия: ощущения людей, воздействие на сооружения, воздействие на рельеф |
|
Существуют и другие шкалы. Например, в странах Латинской Америки применяют десятибалльную шкалу Росси-Фореля , созданную в 1883 году. В Японии используют 8-балльную шкалу Японского метеорологического агентства . Сопоставление трёх наиболее распространённых шкал см. на схеме 1.
Интенсивность землетрясения обычно уменьшается по мере удаления от эпицентра.
Магнитуда землетрясения характеризует общую энергию сейсмических колебаний земной поверхности. Магнитуда определяется как «логарифм отношения максимальных амплитуд волн данного землетрясения к амплитудам таких же волн некоторого стандартного землетрясения» (магнитуда «стандартного землетрясения» принимается за 0). Впервые шкала магнитуд была предложена в 1935 году Ч. Рихтером, поэтому до сих пор очень часто говорят о «магнитуде по шкале Рихтера» , что неточно. Шкала Рихтера приближенно соответствует современным формулам для расчёта магнитуды, но в настоящее время не используется.
Изменение магнитуды на единицу означает рост амплитуды колебаний в 10 раз и рост количества выделившейся энергии в 32 раза.
В отличие от интенсивности, магнитуда не имеет единицы измерения - она обозначается целым числом или десятичной дробью, так что сказать «магнитуда 6,9 баллов» - неправильно. Интенсивность определяется по субъективным показателям: ощущениям людей, повреждениям сооружений, изменениям рельефа, в то время как определение магнитуды основано на строгих физико-математических расчётах. Можно провести такую аналогию: бальность землетрясения - это навскидку оцененная сила взрыва (определяемая по внешним проявлениям), а магнитуда - мощность взрывного устройства. Однако следует помнить, что магнитуда не является абсолютным значением энергии землетрясения, это всего лишь относительная характеристика. Для определения действительной энергии землетрясения по значению магнитуды пользуются специальной формулой.
Подсчитано, что энергия землетрясения магнитудой 7,2 соответствуют энергии взрыва мегатонной атомной бомбы. Самое сильное землетрясение за всю историю наблюдений случилось в 1960 году в Чили, его магнитуда составила 9,5 (по данным журнала «Вокруг света» и «Википедии»). Во многих источниках можно встретить другую информацию: магнитуда крупнейшего землетрясения составляла около 8,9-9,0. Скорее всего, эти различия связаны с неточностями в расчётах (погрешность при определении магнитуды может достигать 0,25).
Ещё один интересный вопрос: а есть ли какие-либо ограничения у шкалы магнитуд? Математических - нет, однако есть некоторый физический предел энергии землетрясения на нашей планете. К сожалению, найти какие-либо упоминания о подобных исследованиях не удалось. Если Вам удастся встретить такую информацию, просим сообщить нам, отправив письмо по адресу Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. .
Что касается другого типа землетрясений, которые тоже изредка случаются - землетрясений, вызванных падением на Землю метеоритов, астероидов и иных космических тел, то здесь результаты исследований весьма неутешительны. По оценкам астрономов, магнитуда землетрясения, вызванного падением крупного астероида, может составить 13, то есть его энергия в миллион раз превысит энергию крупнейшего известного землетрясения. Но событие это пока маловероятное, так что, скорее всего, к тому времени, когда нависнет подобная угроза, человечество будет готово её предотвратить.
Таким образом, можно сделать следующие выводы. Пример типичного сообщения, помещённый в начале статьи, представляет собой классический пример мешанины терминов. Правильно же сказать так:
«Произошло землетрясение магнитудой 6,9»,
или, если речь идёт о балльности
«Произошло землетрясение интенсивностью 8 баллов (по шкале MSK-64)».
И в заключение: возможны ли землетрясения на Урале? Ответ прост: возможны. Несмотря на то, что Уральские горы старые, и их территория к сейсмическим поясам не относится, тектонические движения земной коры здесь всё же сохраняются. Сейсмологи ежегодно регистрируют на Урале до пяти землетрясений магнитудой 2-3. Самое сильное землетрясение на Урале случилось меньше века назад в 1914 г., его бальность составила около 7 баллов. Согласно карте сейсмического районирования мира (
Землетрясение – это резкие импульсные сотрясения участков земной поверхности. Эти сотрясения могут быть вызваны разными причинами, что позволяет по происхождению землетрясения разделять на следующие главные группы:
- тектонические, обусловленные высвобождением энергии, возникающей вследствие деформаций толщ горных пород;
- вулканические, связанные с движением магмы, взрывом и обрушением вулканических аппаратов;
- денудационные, связанные с поверхностными процессами (крупными обвалами, обрушением сводов карстовых полостей);
- техногенные, связанные с деятельностью человека (добыча нефти и газа, ядерные взрывы и пр.).
Наиболее частыми и мощными являются землетрясения тектонического происхождения. Напряжения, вызванные тектоническими силами, накапливаются в течение некоторого времени. Затем, когда превышается предел прочности, происходит разрыв горных пород, сопровождающийся выделением энергии и деформацией в виде упругих колебаний (сейсмических волн). Область внутри Земли, где происходит образование разломов и возникновение сейсмических волн, называют очагом землетрясения ; очаг является областью зарождения землетрясения. Как правило, главному сейсмическому удару предшествуют предварительные более слабые точки – форшоки (англ. «fore» - впереди + «shock» - удар, толчок ), связанные с началом образовании разломов. Затем происходит главный сейсмический удар и следующие за ним афтершоки. Афтершоки – это подземные толчки, следующие за главным толчком из одной с ним очаговой области. Число афтершоков и продолжительность их возникновения возрастает с ростом энергии землетрясения, уменьшением глубины его очага и может достигать нескольких тысяч. Их образование связано с возникновением новых разломов в очаге. Таким образом, землетрясение обычно проявляется в виде группы сейсмических толчков, состоящей из форшоков, главного толчок (сильнейшего землетрясение в группе) и афтерошоков. Сила землетрясения определяется объёмом его очага: чем больше объём очага, тем сильнее землетрясение.
Условный центр очага землетрясения называют гипоцентром , или фокусом землетрясения. Его объём можно очертить по расположению гипоцентров афтершоков. Проекция гипоцентра на поверхность называется эпицентром землетрясения. Вблизи эпицентра колебания земной поверхности и связанные с ними разрушения проявляются с наибольшей силой. Территория, где землетрясение проявилось с максимальной силой, называется плейстосейстовой областью . По мере удаления от эпицентра интенсивность землетрясения и степень связанных с ним разрушений уменьшается. Условные линии, соединяющие территории с одинаковой интенсивностью землетрясения называются изосейстами . От очага землетрясения изосейсты вследствие разной плотности и типа грунтов расходятся в виде эллипсов или изогнутых линий.
По глубине гипоцентров землетрясения делятся на мелкофокусные (0-70 км от поверхности), среднефокуные (70-300 км) и глубокофокусные (300-700 км). Основанная часть землетрясений зарождается в очагах на глубине 10-30 км, т.е. относится к мелкофокусным.
Регистрация и измерение интенсивности землетрясений
Ежегодно на Земле регистрируется несколько сотен тысяч землетрясений, часть из них оказываются разрушительными, часть вообще не ощущается людьми. Интенсивность землетрясений может быть оценена с двух позиций: 1) внешнего эффекта землетрясения и 2) измерения физического параметра землетрясения – магнитуды.
Определение внешнего эффекта землетрясения основано на определении его интенсивности , представляющей собой меру величины сотрясения грунта. Она определяется степенью разрушения построек, характером изменения земной поверхности и ощущениями, которые испытывают люди во время землетрясений. Интенсивность землетрясений измеряется в баллах.
Разработано несколько шкал для определения интенсивности землетрясений. Первая из них была предложена в 1883-1884 гг. М. Росси и Ф. Форелем, интенсивность в соответствии с этой шкалой измерялась в интервале от 1 до 10 баллов. Позднее, в 1902 г. в США была разработана более совершенная 12-балльная шкала, получившая название шкалы Меркалли (по имени итальянского вулканолога). Этой шкалой, несколько видоизменённой, и в настоящее время широко пользуются сейсмологи США и ряда других стран. В нашей стране и некоторых европейских странах используется 12-балльная международная шкала интенсивности землетрясений (MSK-64), получившая название по первым буквам её авторов (Медведев –Шионхойер - Карник).
| Баллы | Критерии |
| ОДИН БАЛЛ | Людьми такое землетрясение не ощущается, за исключением единичных наблюдателей, находящихся в особо чувствительных местах и занимающих определенные положения. Толчки регистрируются только специальными сейсмографами. |
| ДВА БАЛЛА | Землетрясение очень слабое. Колебание почвы ощущается немногими людьми, находящимися в покое, главным образом в самых верхних этажах зданий, расположенных в непосредственной близости от эпицентра. |
| ТРИ БАЛЛА | Землетрясение слабое. Колебания ощущаются в помещениях, главным образом в верхних этажах высотных зданий. Во время этого землетрясения раскачиваются подвешенные предметы, особенно люстры, скрипят и приходят в движение раскрытые двери. Стоящие автомобили начинают слегка раскачиваться на рессорах. Некоторые люди способны оценить длительность сотрясения. |
| ЧЕТЫРЕ БАЛЛА | Умеренное землетрясение. Оно ощущается многими людьми и особенно теми, кто находится в помещении. Лишь немногие люди могут почувствовать такое землетрясение на открытом воздухе, и только те, кто в данное время находится в покое. Некоторые люди ночью от такого землетрясения пробуждаются. В момент землетрясения раскачиваются подвешенные предметы, дребезжат стекла, хлопают двери, звенит посуда, трещат деревянные стены, карнизы и перекрытия. Заметно покачиваются на рессорах стоящие автомашины. |
| ПЯТЬ БАЛЛОВ | Ощутимое землетрясение. Оно чувствуется всеми людьми, где бы они ни находились. Просыпаются все спящие. Двери раскачиваются на петлях и открываются самопроизвольно, стучат ставни, захлопываются и открываются окна. Жидкость в сосудах раскачивается и иногда переливается через край. Бьется часть посуды, трескаются оконные стекла, местами в штукатурке появляются трещины, опрокидывается мебель. Маятниковые часы останавливаются. Иногда раскачиваются телеграфные столбы, опорные мачты, деревья и все высокие предметы. |
| ШЕСТЬ БАЛЛОВ | Сильное землетрясение. Ощущается всеми людьми. Многие люди в испуге покидают помещение. В момент колебания почвы и после них походка становится неустойчивой. Бьются окна и стеклянная посуда. Отдельные предметы падают со стола. Падают картины. Приходит в движение и опрокидывается мебель. Появляются трещины на стенах в кирпичной кладке. Заметно сотрясаются деревья и кусты. |
| СЕМЬ БАЛЛОВ | Очень сильное землетрясение. Люди с трудом удерживаются на ногах. В испуге инстинктивно выбегают из помещений. Дрожат подвешенные предметы. Ломается мебель. Многие здания получают сильные повреждения. Печные трубы обламываются на уровне крыш. Обваливается штукатурка, плохо уложенные кирпичи, камни, черепица, карнизы и неукрепленные специально парапеты. Появляются значительные трещины в грунте. Происходят оползни и обвалы на каменистых и глинистых склонах. Самопроизвольно звонят колокола. В реках и открытых водоемах мутнеет вода. Из бассейнов вода выплескивается. Повреждаются бетонные оросительные каналы. |
| ВОСЕМЬ БАЛЛОВ | Разрушительное землетрясение. Типовые здания получают значительные повреждения. Иногда частично разрушаются. Ветхие постройки разрушаются. Происходит отрыв панелей от каркасов. Покачиваются и падают печные и фабричные трубы, памятники, башни, колонны, водонапорные башни. Ломаются сваи. Обламываются ветви на деревьях, возникают трещины во влажном грунте и на крутых склонах. |
| ДЕВЯТЬ БАЛЛОВ | Опустошительное землетрясение. От действия такого землетрясения возникает паника. Дома разрушаются. Серьезно повреждаются плотины и борта водохранилищ. Рвутся подземные трубопроводы. На земной поверхности появляются значительные трещины. |
| ДЕСЯТЬ БАЛЛОВ | Уничтожающее землетрясение. Большая часть построек разрушается до основания. Обрушиваются некоторые хорошо построенные деревянные здания и мосты. Серьезные повреждения получают дамбы, насыпи и плотины. На земной поверхности появляются многочисленные трещины, некоторые из них имеют ширину около 1 м. Возникают большие провалы и крупные оползни. Вода выплескивается из каналов, русел рек и из озер. Приходят в движение песчаные и глинистые грунты на пляжах и низменных участках. Слегка изгибаются рельсы на железных дорогах. Ломаются крупные ветви и стволы деревьев. |
| ОДИННАДЦАТЬ БАЛЛОВ | Катастрофическое землетрясение. Сохраняются только немногие, особо прочные каменные здания. Разрушаются плотины, насыпи, мосты. На поверхности земли появляются широкие трещины, уходящие глубоко в недра. Подземные трубопроводы полностью выходят из строя. Сильно вспучиваются рельсы на железных дорогах. На склонах возникают крупные оползни. |
| ДВЕНАДЦАТЬ БАЛЛОВ | Сильное катастрофическое землетрясение. Полное разрушение зданий и сооружений. До неузнаваемости изменяется ландшафт, смещаются скальные массивы, оползают склоны, возникают крупные провалы. Поверхность земли становится волнообразной. Образуются водопады, возникают новые озера, изменяются русла рек. Растительность и животные погибают под обвалами и осыпями. Обломки камней и предметов взметаются высоко в воздух. |
В соответствии с этой шкалой землетрясения подразделяются на слабые - от 1 до 4 баллов, сильные - от 5 до 7 баллов и сильнейшие - более 8 баллов.
Оценка интенсивности землетрясений, хотя и опирается на качественную оценку эффекта землетрясения (воздействие землетрясения на поверхность), но не позволяет проводить математически точное определение параметров землетрясения.
В 1935 г. американским сейсмологом Ч. Рихтером была предложена более объективная шкала, основанная на измерении магнитуды (эта шкала впоследствии стала широко известна как шкала Рихтера). Магнитуда (от лат. «magnitudo» – величина ), согласно определению Ч. Рихтера и Б. Гуттенберга, это величина, представляющая собой десятичный логарифм максимальной амплитуды сейсмической волны (в тысячных долях миллиметра), записанной стандартным сейсмографом на расстоянии 100 км от эпицентра землетрясения .
Хотя в этом определении не уточняется, какие из существующих волн надо принимать в расчет, стало общепринятым измерять максимальную амплитуду продольных волн (для землетрясений, очаг которых располагается вблизи поверхности, обычно измеряется амплитуда поверхностных волн). В целом, магнитуда характеризует степень смещения частиц грунта при землетрясениях: чем больше амплитуда, тем значительнее смещение частиц.
Шкала Рихтера теоретически не имеет верхнего предела. Чувствительные приборы регистрируют толчки с магнитудой 1,2, в то время как люди начинают ощущать толчки только с магнитудой 3 или 4. Наиболее сильные землетрясения, происшедшие в историческое время, достигали магнитуды 8,9 (печально знаменитое землетрясение в Лиссабоне в 1755 г.).
Между интенсивностью землетрясения в эпицентре (I 0), которая выражается в баллах, и величиной магнитуды (М) существует зависимость, описываемая формулами
I 0 = 1,7М-2,2 и М = 0,6I 0 +1,2 .
Соотношение между балльностью и магнитудой зависит от расстояния между очагом и точкой регистрации на поверхности земли. Чем меньше глубина очага, тем больше интенсивность сотрясения на поверхности при одной и той же магнитуде.
Следовательно, землетрясения с одинаковой магнитудой могут вызывать разные разрушения на поверхности в зависимости от глубины очага.
Регистрация землетрясений проводится на сейсмических станциях с помощью специальных приборов – сейсмографов, записывающих даже малейшие колебания грунта. Запись колебаний называют сейсмограммой. Сейсмограммы должны регистрировать колебания грунта в двух взаимоперпендикулярных направлениях в горизонтальной плоскости и колебания в вертикальной плоскости, для чего в состав сейсмографов включены три записывающих устройства (сейсмометра). На основании определения разницы во времени регистрации разных типов сейсмических волн, и зная скорость их распространения, можно определить положение гипоцентра землетрясения. Точность таких определений достаточно высока, особенно с учётом того, что к сегодняшнему дню действует развитая международная сеть сейсмических станций.
Для характеристики землетрясений важное значение имеют также их энергия и ускорение при сотрясении грунта.
Энергия, выделяемая при землетрясении, может быть рассчитана исходя из значения магнитуды по формуле
log Е = 11,5 M , где Е – энергия, М – магнитуда.
Величина ускорения показывает, с какой скоростью происходит сотрясение грунта. Ускорения, получаемые грунтом, передаются сооружениям, которые начинают раскачиваться и разрушаться. Для измерения ускорения пользуются показаниями специальных приборов - акселерографов, которыми оснащены современные сейсмографы. Ускорения в горизонтальном направлении всегда больше, чем в вертикальном. Так, максимально высокие из зарегистрированных горизонтальных ускорений составляют 1,15g, а максимально высокие вертикальные - до 0,7g. Именно поэтому наиболее опасными считаются горизонтальные толчки.
Размещение сейсмически активных зон
Подавляющее большинство землетрясений приурочены к тектонически активным зонам земной коры, связанным с границами литосферных плит. Так высокосейсмичным районом является обрамление Тихого океана, где океаническая литосферная плита поддвигается под континентальные или более древние океанические плиты (процесс поддвига океанической плиты называют субдукцией). Зоны поддвига плиты и её погружения в мантию трассируется положением очагов землетрясений, фиксируемых до поверхности нижней мантии (граница 670 км, связанная с возрастанием плотности вещества) и иногда глубже. Эти зоны получили название сейсмофокальных зон Беньофа. Ещё одна область активной сейсмичности связана с Альпийско-Гималайским поясом, протягивающимся от Гибралтара до Бирмы. Этот грандиозный складчатый пояс образован в результате столкновения континентальных литосферных плит. В пределах этого пояса очаги землетрясений приурочены главным образом к земной коре (глубинам до 40-50 км) и не образуют выраженных сейсофокальных зон. Их образование связано с процессами скучивания и раскалывания на надвигающиеся друг на друга пластины толщ континентальной литосферы. Очаги землетрясений приурочены и к зонам раздвижения и раскалывания плит. Процесс раздвижения литосферных, сопровождающийся формированием новой океанической коры за счёт мантийных расплавов, активно протекает в зонах срединно-океанических хребтов. Растяжение континентальных литосферных плит (происходящее, например, в Восточной Африке или в районе озера Байкал).
