Wstęp

Trzęsienia ziemi to wstrząsy i wibracje powierzchni Ziemi spowodowane przyczynami naturalnymi (głównie procesami tektonicznymi) lub (czasami) procesami sztucznymi (wybuchy, zapełnienie zbiorników, zapadnięcie się podziemnych wyrobisk w wyrobiskach górniczych). Małe wstrząsy mogą być również spowodowane podnoszeniem się lawy podczas erupcji wulkanów. Inaczej mówiąc, drgania Ziemi spowodowane nagłymi zmianami stanu wnętrza planety. Drgania te to fale sprężyste rozchodzące się z dużą prędkością w górotworze. Najsilniejsze trzęsienia ziemi są czasami odczuwalne w odległości większej niż 1500 km od źródła i można je zarejestrować za pomocą sejsmografów (specjalnych, bardzo czułych instrumentów). Obszar, z którego powstają drgania, nazywany jest źródłem trzęsienia ziemi, a jego rzut na powierzchnię Ziemi epicentrum trzęsienia ziemi. Źródła większości trzęsień ziemi leżą w skorupie ziemskiej na głębokościach nie większych niż 16 km, ale w niektórych obszarach głębokości źródeł sięgają 700 km.

Każdego roku na Ziemi zdarza się około miliona trzęsień ziemi, ale większość z nich jest tak mała, że ​​pozostaje niezauważona. Naprawdę silne trzęsienia ziemi, mogące spowodować rozległe zniszczenia, zdarzają się na planecie mniej więcej raz na dwa tygodnie. Większość z nich spada na dno oceanów i dlatego nie towarzyszą im katastrofalne skutki (jeśli trzęsienie ziemi pod oceanem nie nastąpi bez tsunami).

Rodzaje trzęsień ziemi

Trzęsienia tektoniczne powstają w wyniku nagłego uwolnienia naprężeń, np. podczas ruchu wzdłuż uskoku w skorupie ziemskiej (badania ostatnich lat pokazują, że głębokie trzęsienia ziemi mogą być także spowodowane przejściami fazowymi w płaszczu Ziemi zachodzącymi w określonych temperaturach i ciśnienia). Czasem na powierzchnię wychodzą głębokie wady. Podczas katastrofalnego trzęsienia ziemi w San Francisco 18 kwietnia 1906 roku łączna długość pęknięć powierzchni w strefie uskoku San Andreas wyniosła ponad 430 km, maksymalne przemieszczenie poziome wyniosło 6 m. Maksymalna zarejestrowana wartość przemieszczeń sejsmogenicznych wzdłuż uskoku wyniosła 15 m.

Trzęsienia ziemi wulkanicznej powstają w wyniku gwałtownych ruchów stopionej magmy w trzewiach Ziemi lub w wyniku wystąpienia pęknięć pod wpływem tych ruchów.

Trzęsienia ziemi spowodowane przez człowieka mogą być spowodowane podziemnymi testami nuklearnymi, napełnianiem zbiorników, produkcją ropy i gazu poprzez wstrzykiwanie cieczy do studni, wybuchami podczas wydobycia itp. Mniej potężne trzęsienia ziemi mają miejsce, gdy zawalą się sklepienia jaskiń lub wyrobiska kopalni.

Przyczyny trzęsień ziemi

Każde trzęsienie ziemi to natychmiastowe uwolnienie energii w wyniku powstania pęknięcia skały, które następuje w określonej objętości zwanej ogniskiem trzęsienia ziemi, którego granice nie mogą być wystarczająco ściśle określone i zależą od struktury oraz stanu naprężenia i odkształcenia skał w daną lokalizację. Odkształcenie występujące gwałtownie emituje fale sprężyste. Objętość zdeformowanych skał odgrywa ważną rolę w określaniu siły wstrząsu sejsmicznego i uwolnionej energii.

Duże przestrzenie skorupy ziemskiej lub górnego płaszcza Ziemi, w których dochodzi do pęknięć i niesprężystych deformacji tektonicznych, są przyczyną silnych trzęsień ziemi: im mniejsza objętość źródła, tym słabsze wstrząsy sejsmiczne. Hipocentrum, czyli ognisko trzęsienia ziemi, jest warunkowym środkiem źródła na głębokości, a epicentrum to rzut hipocentrum na powierzchnię Ziemi. Strefa silnych wibracji i znacznych zniszczeń na powierzchni podczas trzęsienia ziemi nazywana jest regionem plejstoistowskim.

W zależności od głębokości hipocentrów trzęsienia ziemi dzielą się na trzy typy: 1) płytkie (0-70 km), 2) średnie ogniskowe (70-300 km), 3) głębokie ogniskowe (300-700 km) . Najczęściej ogniska trzęsień ziemi koncentrują się w skorupie ziemskiej na głębokości 10-30 km. Z reguły główny podziemny wstrząs sejsmiczny poprzedzają lokalne wstrząsy - wstrząsy wstępne. Wstrząsy sejsmiczne występujące po wstrząsie głównym nazywane są wstrząsami wtórnymi. Wstrząsy wtórne, które występują przez znaczny okres czasu, przyczyniają się do uwolnienia naprężeń w źródle i pojawienia się nowych pęknięć w grubości skał otaczających źródło.

Źródło trzęsienia ziemi charakteryzuje się intensywnością efektu sejsmicznego wyrażoną w punktach i wielkości. W Rosji stosowana jest 12-punktowa skala intensywności Miedwiediewa-Sponheuera-Karnika (MSK-64). Według tej skali przyjmuje się następującą gradację intensywności trzęsień ziemi: I-III punkty - słabe, IV-V - zauważalne, VI-VII - mocne (zniszczeniu ulegają zniszczone budynki), VIII - niszczące (silne budynki ulegają częściowemu zniszczeniu, fabryki zawalenie się kominów), IX – niszczycielski (zniszczeniu ulega większość budynków), X – niszczycielski (zniszczeniu ulegają mosty, dochodzi do osunięć i zawaleń), XI – katastrofalny (zniszczeniu ulegają wszystkie obiekty, zmienia się krajobraz), XII – katastrofa katastrofalna (powoduje zmiany w teren na rozległym terytorium). Wielkość trzęsienia ziemi według Charlesa F. Richtera definiuje się jako logarytm dziesiętny stosunku maksymalnych amplitud fal sejsmicznych danego trzęsienia ziemi (A) do amplitudy tych samych fal jakiegoś standardowego trzęsienia ziemi (Ax). Im większa rozpiętość fali, tym odpowiednio większe przemieszczenie gruntu:

Wielkość 0 oznacza trzęsienie ziemi o maksymalnej amplitudzie 1 μm w odległości epicentralnej wynoszącej 100 km. Przy wielkości 5 obserwuje się niewielkie uszkodzenia budynków. Niszczycielskie trzęsienie ma siłę 7. Najsilniejsze zarejestrowane trzęsienia ziemi osiągają wielkość 8,5-8,9 w skali Richtera. Obecnie częściej stosuje się ocenę trzęsień ziemi w wielkości niż w punktach.

Linie łączące punkty o tym samym natężeniu drgań nazywane są izosejstami. W epicentrum trzęsienia ziemi powierzchnia Ziemi doświadcza głównie drgań pionowych. W miarę oddalania się od epicentrum wzrasta rola poziomej składowej oscylacji.

Energia uwalniana podczas trzęsień ziemi

E = p2rV (a/T),

gdzie V jest prędkością propagacji fal sejsmicznych,

r - gęstość górnych warstw Ziemi,

a jest amplitudą przemieszczenia,

T - okres oscylacji. Materiałem źródłowym do obliczeń energetycznych są dane sejsmograficzne. B. Gutenberg, podobnie jak Charles Richter, który pracował w California Institute of Technology, zaproponowali związek pomiędzy energią trzęsienia ziemi a jego wielkością w skali Richtera:

log E = 9,9 + 1,9 M - 0,024 M 2.

Wzór ten pokazuje kolosalny wzrost energii wraz ze wzrostem siły trzęsienia ziemi. Energia trzęsień ziemi jest kilka milionów razy większa niż energia standardowej bomby atomowej. Na przykład podczas trzęsienia ziemi w Aszchabadzie w 1948 r. uwolniono 1023 ergów energii, podczas trzęsienia ziemi w Khait w Tadżykistanie w 1949 r. - 5 "1024 ergów, w 1960 r. w Chile - 1025 ergów. Na całym świecie średnio uwalnia się około 0,5 ergów uwalnianych rocznie w wyniku trzęsień ziemi „1026 ergów energii.

Ważną koncepcją w sejsmologii jest konkretna moc sejsmiczna, czyli ilość energii uwolnionej na jednostkę objętości, na przykład 1 m 3, na jednostkę czasu 1 s. Fale sejsmiczne, powstałe podczas chwilowych odkształceń w ogniskach trzęsień ziemi, powodują główną niszczycielską pracę na powierzchni Ziemi. Istnieją trzy główne rodzaje fal sprężystych, które wytwarzają wibracje sejsmiczne odczuwalne przez człowieka i powodujące zniszczenia: wolumetryczne podłużne (fale P) i poprzeczne (fale S) oraz fale powierzchniowe.

Treść artykułu

Trzęsienia Ziemi, drgania Ziemi spowodowane nagłymi zmianami stanu wnętrza planety. Drgania te to fale sprężyste rozchodzące się z dużą prędkością w górotworze. Najsilniejsze trzęsienia ziemi są czasami odczuwalne w odległości większej niż 1500 km od źródła i mogą być rejestrowane przez sejsmografy (specjalne, bardzo czułe instrumenty) nawet na przeciwnej półkuli. Obszar, z którego powstają drgania, nazywany jest źródłem trzęsienia ziemi, a jego rzut na powierzchnię Ziemi epicentrum trzęsienia ziemi. Źródła większości trzęsień ziemi leżą w skorupie ziemskiej na głębokościach nie większych niż 16 km, ale w niektórych obszarach głębokości źródeł sięgają 700 km. Codziennie zdarzają się tysiące trzęsień ziemi, ale tylko kilka z nich jest odczuwalnych przez człowieka.

Wzmianki o trzęsieniach ziemi znajdują się w Biblii, w traktatach starożytnych uczonych - Herodota, Pliniusza i Liwiusza, a także w starożytnych źródłach pisanych Chin i Japonii. Aż do XIX wieku Większość raportów o trzęsieniach ziemi zawierała opisy mocno zabarwione przesądami i teoriami opartymi na skąpych i niewiarygodnych obserwacjach. A. Perry (Francja) rozpoczął serię systematycznych opisów (katalogów) trzęsień ziemi w 1840 roku. W latach pięćdziesiątych XIX wieku R. Malle (Irlandia) sporządził duży katalog trzęsień ziemi, a jego szczegółowy raport na temat trzęsienia ziemi w Neapolu w 1857 r. stał się jednym z pierwszych ściśle naukowych opisów dużych trzęsień ziemi.

Przyczyny trzęsień ziemi.

Chociaż od czasów starożytnych prowadzono liczne badania, nie można powiedzieć, że przyczyny trzęsień ziemi zostały w pełni poznane. Ze względu na charakter procesów zachodzących u ich źródeł wyróżnia się kilka rodzajów trzęsień ziemi, z których najważniejsze to trzęsienia tektoniczne, wulkaniczne i spowodowane przez człowieka.

Trzęsienia tektoniczne

powstają w wyniku nagłego uwolnienia naprężeń, np. podczas ruchu wzdłuż uskoku w skorupie ziemskiej (badania ostatnich lat pokazują, że głębokie trzęsienia ziemi mogą być spowodowane także przejściami fazowymi w płaszczu Ziemi, zachodzącymi przy określonych temperaturach i ciśnieniach ). Czasem na powierzchnię wychodzą głębokie wady. Podczas katastrofalnego trzęsienia ziemi w San Francisco 18 kwietnia 1906 roku łączna długość pęknięć powierzchni w strefie uskoku San Andreas wyniosła ponad 430 km, maksymalne przemieszczenie poziome wyniosło 6 m. Maksymalna zarejestrowana wartość przemieszczeń sejsmogenicznych wzdłuż uskoku wyniosła 15 m.

Wulkaniczne trzęsienia ziemi

powstają w wyniku gwałtownych ruchów roztopu magmowego w trzewiach Ziemi lub w wyniku wystąpienia pęknięć pod wpływem tych ruchów.

Trzęsienia ziemi spowodowane przez człowieka

może być spowodowane podziemnymi próbami nuklearnymi, napełnianiem zbiorników, produkcją ropy i gazu poprzez wtryskiwanie cieczy do studni, eksplozjami podczas wydobycia itp. Mniej silne trzęsienia ziemi występują w przypadku zawalenia się sklepień jaskiń lub wyrobisk kopalnianych.

Fale sejsmiczne.

Oscylacje rozchodzące się od źródła trzęsienia ziemi są falami sprężystymi, których charakter i prędkość propagacji zależą od właściwości sprężystych i gęstości skał. Do właściwości sprężystych zalicza się moduł objętościowy, który charakteryzuje wytrzymałość na ściskanie bez zmiany kształtu, oraz moduł sprężystości na ścinanie, który określa wytrzymałość na siły ścinające. Prędkość propagacji fal sprężystych wzrasta wprost proporcjonalnie do pierwiastka kwadratowego z wartości parametrów sprężystości i gęstości ośrodka.

Fale podłużne i poprzeczne.

Fale te pojawiają się jako pierwsze na sejsmogramach. W pierwszej kolejności rejestrowane są fale podłużne, podczas których każda cząsteczka ośrodka jest najpierw ściskana, a następnie ponownie rozszerzana, podlegając ruchowi posuwisto-zwrotnemu w kierunku podłużnym (czyli w kierunku propagacji fali). Fale te nazywane są również R- fale lub fale pierwotne. Ich prędkość zależy od modułu sprężystości i sztywności skały. Prędkość bliska powierzchni Ziemi R-fala wynosi 6 km/s, a na bardzo dużych głębokościach - ok. 13 km/s. Kolejne rejestrowane będą poprzeczne fale sejsmiczne, tzw S-fale lub fale wtórne. Kiedy przechodzą, każda cząsteczka skały oscyluje prostopadle do kierunku rozchodzenia się fali. Ich prędkość zależy od wytrzymałości skały na ścinanie i wynosi około 7/12 prędkości propagacji R- fale

Fale powierzchniowe

rozprzestrzeniają się wzdłuż powierzchni ziemi lub równolegle do niej i nie wnikają głębiej niż 80-160 km. Do tej grupy zaliczają się fale Rayleigha i fale Love (nazwane na cześć naukowców, którzy opracowali matematyczną teorię propagacji takich fal). Kiedy fale Rayleigha przez nie przechodzą, cząstki skał opisują pionowe elipsy leżące w płaszczyźnie ogniskowej. W falach Love cząsteczki skał oscylują prostopadle do kierunku rozchodzenia się fali. Fale powierzchniowe są często określane w skrócie jako L-fale. Prędkość ich propagacji wynosi 3,2-4,4 km/s. Podczas głębokich trzęsień ziemi fale powierzchniowe są bardzo słabe.

Amplituda i okres

scharakteryzować ruchy oscylacyjne fal sejsmicznych. Amplituda to wielkość, o jaką zmienia się położenie cząstki gleby podczas przejścia fali w porównaniu z poprzednim stanem spoczynku. Okres oscylacji to okres czasu, w którym następuje jedno pełne oscylowanie cząstki. W pobliżu źródła trzęsienia ziemi obserwuje się wibracje o różnych okresach - od ułamków sekundy do kilku sekund. Jednak przy dużych odległościach od centrum (setki kilometrów) krótkotrwałe oscylacje są mniej wyraźne: np. R-fale charakteryzują się okresami od 1 do 10 s oraz dla S-fale – trochę więcej. Okresy fal powierzchniowych wahają się od kilku sekund do kilkuset sekund. Amplitudy oscylacji mogą być znaczne w pobliżu źródła, ale w odległościach 1500 km i większych są bardzo małe – dla fal wynoszące mniej niż kilka mikronów R I S i poniżej 1 cm – dla fal powierzchniowych.

Odbicie i załamanie.

Natrafiając na warstwy skał o różnych właściwościach, fale sejsmiczne odbijają się lub załamują, podobnie jak promień światła odbija się od lustrzanej powierzchni lub załamuje podczas przejścia z powietrza do wody. Wszelkie zmiany właściwości sprężystych lub gęstości materiału na drodze propagacji fal sejsmicznych powodują ich załamanie, a przy nagłych zmianach właściwości ośrodka część energii fali zostaje odbita ( cm. Ryż.).

Drogi fal sejsmicznych.

Po całej Ziemi rozchodzą się fale podłużne i poprzeczne, a objętość ośrodka biorącego udział w procesie oscylacyjnym stale rośnie. Powierzchnię odpowiadającą maksymalnemu ruchowi fal danego rodzaju w danym momencie nazywa się frontem tych fal. Ponieważ moduł sprężystości ośrodka rośnie wraz z głębokością szybciej niż jego gęstość (do głębokości 2900 km), prędkość propagacji fali na głębokości jest większa niż w pobliżu powierzchni, a czoło fali wydaje się być bardziej wysunięte w głąb lądu niż w kierunek boczny (boczny). Droga fali to linia łącząca punkt na czole fali ze źródłem fali. Kierunki rozchodzenia się fal R I S są krzywymi wypukłymi w dół (ze względu na fakt, że prędkość fal jest większa na głębokości). Trajektorie fal R I S zbiegają się, choć te pierwsze rozprzestrzeniają się szybciej.

Stacje sejsmiczne zlokalizowane daleko od epicentrum trzęsienia ziemi rejestrują nie tylko fale bezpośrednie R I S, ale także fale tego typu, już raz odbite od powierzchni Ziemi - RR I SS(Lub PR 1 I S.R. 1), a czasami – odbite dwukrotnie – RRR I SSS(Lub PR 2 i S.R. 2). Istnieją również fale odbite, które przemieszczają się po jednym odcinku ścieżki jako R-fala, a druga, po odbiciu, - jak S-fala. Powstałe przetworzone fale są oznaczone jako PS Lub SP. Na sejsmogramach głębokich trzęsień ziemi obserwuje się także inne rodzaje fal odbitych, na przykład fale, które odbiły się od powierzchni Ziemi, zanim dotarły do ​​stacji rejestrującej. Zwykle oznacza się je małą literą, po której następuje wielka litera (np. pr). Fale te są bardzo wygodne w użyciu do określenia głębokości źródła trzęsienia ziemi.

Na głębokości 2900 km prędkość P-fale gwałtownie maleją z >13 km/s do ~ 8 km/s; A S-fale nie rozchodzą się poniżej tego poziomu, odpowiadającego granicy jądra i płaszcza Ziemi . Obydwa typy fal są częściowo odbijane od tej powierzchni, a część ich energii powraca na powierzchnię w postaci fal, co oznaczamy R z R I S z S. R-fale przechodzą przez jądro, ale ich trajektoria jest mocno odchylona i na powierzchni Ziemi pojawia się strefa cienia, w obrębie której rejestrowane są jedynie bardzo słabe fale R-fale. Strefa ta rozpoczyna się w odległości ok. km od źródła sejsmicznego, a już w odległości 16 tys. km R-fale pojawiają się ponownie, a ich amplituda znacznie wzrasta w wyniku skupiającego wpływu rdzenia, gdzie prędkości fal są małe. R-wyznacza się fale przechodzące przez jądro Ziemi RKR Lub Rў . Sejsmogramy wyraźnie rozróżniają również fale, które przemieszczają się jak fale wzdłuż ścieżki od źródła do jądra S, następnie przechodzą przez rdzeń w postaci fal R, a po wyjściu fale są ponownie konwertowane na typ S. W samym środku Ziemi, na głębokości ponad 5100 km, znajduje się jądro wewnętrzne, które prawdopodobnie jest w stanie stałym, ale jego natura nie jest jeszcze do końca jasna. Fale przenikające przez ten wewnętrzny rdzeń są oznaczone jako RKIKR Lub NARTY(cm. Ryż. 1).

Rejestracja trzęsień ziemi.

Urządzenie rejestrujące drgania sejsmiczne nazywa się sejsmografem, a sam zapis sejsmogramem. Sejsmograf składa się z wahadła zawieszonego w obudowie na sprężynie i urządzenia rejestrującego.

Jednym z pierwszych urządzeń rejestrujących był obrotowy bęben z taśmą papierową. Gdy bęben się obraca, stopniowo przesuwa się w jedną stronę, tak że linia zerowa zapisu na papierze wygląda jak spirala. Co minutę na wykresie rysowane są pionowe linie - znaczniki czasu; W tym celu wykorzystuje się bardzo precyzyjne zegarki, które okresowo sprawdza się pod kątem dokładnego wzorca czasu. Do badania pobliskich trzęsień ziemi wymagana jest dokładność zaznaczania – do sekundy lub mniej.

W wielu sejsmografach urządzenia indukcyjne służą do zamiany sygnału mechanicznego na elektryczny, w którym gdy bezwładna masa wahadła porusza się względem ciała, zmienia się wielkość strumienia magnetycznego przechodzącego przez zwoje cewki indukcyjnej. Powstały słaby prąd elektryczny napędza galwanometr podłączony do lustra, które rzuca wiązkę światła na światłoczuły papier urządzenia rejestrującego. We współczesnych sejsmografach drgania rejestrowane są cyfrowo za pomocą komputerów.

Wielkość trzęsienia ziemi

zwykle określana w skali opartej na zapisach sejsmograficznych. Skala ta znana jest jako skala wielkości lub skala Richtera (nazwana na cześć amerykańskiego sejsmologa C. F. Richtera, który zaproponował ją w 1935 r.). Wielkość trzęsienia ziemi jest bezwymiarową wielkością proporcjonalną do logarytmu stosunku maksymalnych amplitud pewnego rodzaju fal danego trzęsienia ziemi i jakiegoś standardowego trzęsienia ziemi. Istnieją różnice w metodach określania wielkości pobliskich, odległych, płytkich (płytkich) i głębokich trzęsień ziemi. Wielkości określone dla różnych typów fal różnią się wielkością. Trzęsienia ziemi o różnej sile (w skali Richtera) objawiają się następująco:

2 - najsłabsze odczuwalne wstrząsy;

4 1/2 - najsłabsze wstrząsy, prowadzące do niewielkich uszkodzeń;

6 - umiarkowane zniszczenie;

8 1/2 - najsilniejsze znane trzęsienia ziemi.

Intensywność trzęsienia ziemi

oceniane są punktowo podczas oględzin terenu na podstawie wielkości zniszczeń obiektów naziemnych lub wywołanych nimi deformacji powierzchni ziemi. Aby retrospektywnie ocenić intensywność historycznych lub starszych trzęsień ziemi, wykorzystuje się pewne zależności uzyskane empirycznie. W Stanach Zjednoczonych oceny intensywności są zwykle dokonywane przy użyciu zmodyfikowanej 12-punktowej skali Mercalli.

1 punkt. Odczuwają ją nieliczni szczególnie wrażliwi ludzie w szczególnie sprzyjających okolicznościach.

3 punkty. Ludzie odczuwają to jak wibracje przejeżdżającej ciężarówki.

4 punkty. Brzęczą naczynia i szyby, skrzypią drzwi i ściany.

5 punktów. Odczuwane przez prawie wszystkich; wielu śpiących się budzi. Luźne przedmioty spadają.

6 punktów. Każdy to odczuwa. Drobne uszkodzenia.

8 punktów. Walą się kominy i pomniki, walą się mury. Poziom wody w studniach się zmienia. Budynki stolicy są poważnie zniszczone.

10 punktów. Budynki ceglane i konstrukcje szkieletowe ulegają zniszczeniu. Szyny ulegają deformacji i dochodzi do osunięć ziemi.

12 punktów. Całkowite zniszczenie. Fale są widoczne na powierzchni ziemi.

W Rosji i niektórych krajach sąsiadujących zwyczajowo ocenia się intensywność wahań w punktach MSK (12-punktowa skala Miedwiediewa-Sponheuera-Karnika), w Japonii - w punktach JMA (9-punktowa skala Japońskiej Agencji Meteorologicznej).

Natężenie w punktach (wyrażone w liczbach całkowitych bez ułamków) wyznacza się poprzez zbadanie obszaru, na którym nastąpiło trzęsienie ziemi, lub poprzez wywiady z mieszkańcami na temat ich odczuć w przypadku braku zniszczeń, lub poprzez obliczenia z wykorzystaniem empirycznie uzyskanych i przyjętych wzorów dla danego obszaru. Wśród pierwszych informacji o trzęsieniu ziemi, które miało miejsce, znana jest jego wielkość, a nie intensywność. Wielkość określa się na podstawie sejsmogramów nawet w dużych odległościach od epicentrum.

Konsekwencje trzęsień ziemi.

Silne trzęsienia ziemi pozostawiają wiele śladów, zwłaszcza w obszarze epicentrum: najczęściej spotykane są osuwiska i osunięcia luźnej gleby oraz pęknięcia na powierzchni ziemi. Charakter tych zaburzeń jest w dużej mierze zdeterminowany budową geologiczną obszaru. W luźnych i nasyconych wodą glebach na stromych zboczach często dochodzi do osuwisk i zawaleń, a gruba warstwa nasyconych wodą aluwiów w dolinach ulega łatwiejszej deformacji niż twarde skały. Na powierzchni aluwiów tworzą się baseny spadkowe, które wypełniają się wodą. I nawet niezbyt silne trzęsienia ziemi odbijają się w terenie.

Przemieszczenia wzdłuż uskoków lub występowanie pęknięć powierzchni mogą zmienić plan i położenie poszczególnych punktów powierzchni ziemi wzdłuż linii uskoku, tak jak miało to miejsce podczas trzęsienia ziemi w San Francisco w 1906 roku. Podczas trzęsienia ziemi w Pleasant Valley w Nevadzie w październiku 1915 r. na uskoku utworzyła się półka o długości 35 km i wysokości do 4,5 m. Podczas trzęsienia ziemi w Imperial Valley w Kalifornii w maju 1940 r. na 55-kilometrowym odcinku rzeki wystąpiły ruchy. zaobserwowano przemieszczenia poziome do 4,5 m. W wyniku trzęsienia ziemi w Assam (Indie) w czerwcu 1897 r. w rejonie epicentralnym wysokość obszaru zmieniła się o nie mniej niż 3 m.

Znaczące deformacje powierzchni można prześledzić nie tylko w pobliżu uskoków i doprowadzić do zmiany kierunku przepływu rzeki, spiętrzenia lub przerwania cieków wodnych, zakłócenia reżimu źródeł wody, a niektóre z nich czasowo lub trwale przestają funkcjonować, ale na w tym samym czasie mogą pojawić się nowe. Studnie i odwierty są wypełnione mułem, a poziom wody w nich zmienia się zauważalnie. Podczas silnych trzęsień ziemi w fontannach może zostać wyrzucona z ziemi woda, płynne błoto lub piasek.

Podczas poruszania się po uskokach dochodzi do uszkodzeń dróg i linii kolejowych, budynków, mostów i innych obiektów inżynieryjnych. Jednak dobrze zbudowane budynki rzadko całkowicie się zawalają. Zazwyczaj stopień zniszczenia zależy bezpośrednio od rodzaju konstrukcji i budowy geologicznej obszaru. Podczas trzęsień ziemi o umiarkowanej sile mogą wystąpić częściowe uszkodzenia budynków, a jeśli są źle zaprojektowane lub źle zbudowane, możliwe jest ich całkowite zniszczenie.

Podczas bardzo silnych wstrząsów konstrukcje zbudowane bez uwzględnienia zagrożeń sejsmicznych mogą się zawalić i doznać poważnych uszkodzeń. Zazwyczaj jedno- i dwupiętrowe budynki nie zawalają się, chyba że mają bardzo ciężkie dachy. Zdarza się jednak, że odsuwają się od fundamentów i często ich tynk pęka i odpada.

Ruchy różnicowe mogą spowodować odsunięcie się mostów od podpór i uszkodzenie rur wodociągowych. Podczas intensywnych drgań rury ułożone w ziemi mogą się „fałdować”, sklejać lub wyginać, wychodząc na powierzchnię, a szyny kolejowe ulegają deformacji. Na obszarach narażonych na trzęsienia ziemi obiekty muszą być projektowane i budowane zgodnie z przepisami budowlanymi przyjętymi dla danego obszaru, zgodnie z mapą zagospodarowania przestrzennego.

Na obszarach gęsto zaludnionych prawie więcej szkód niż same trzęsienia ziemi powodują pożary powstałe w wyniku pęknięć gazociągów i linii energetycznych, przewrócenia się pieców, pieców i różnych urządzeń grzewczych. Walkę z pożarami komplikuje fakt, że uszkodzone są wodociągi, a z powodu powstałego gruzu ulice są nieprzejezdne.

Powiązane zjawiska.

Czasami drżeniom towarzyszy wyraźnie słyszalny niski szum, gdy częstotliwość drgań sejsmicznych mieści się w zakresie odbieranym przez ludzkie ucho; czasami takie dźwięki są słyszalne przy braku wstrząsów. Są dość powszechne na niektórych obszarach, chociaż znaczące trzęsienia ziemi są bardzo rzadkie. Istnieją również liczne doniesienia o pojawieniu się blasku podczas silnych trzęsień ziemi. Nie ma jeszcze ogólnie przyjętego wyjaśnienia takich zjawisk. Tsunami (duże fale morskie) powstają, gdy podczas podwodnych trzęsień ziemi dochodzi do szybkich pionowych deformacji dna morskiego. Tsunami rozprzestrzeniają się w głębinach oceanów z prędkością 400–800 km/h i mogą powodować zniszczenia na wybrzeżach tysiące kilometrów od epicentrum. Na brzegach w pobliżu epicentrum fale te osiągają czasami wysokość 30 m.

Podczas wielu silnych trzęsień ziemi, oprócz wstrząsów głównych, odnotowuje się wstrząsy wstępne (poprzedzające trzęsienia ziemi) i liczne wstrząsy wtórne (trzęsienia ziemi następujące po wstrząsie głównym). Wstrząsy wtórne są zwykle słabsze niż wstrząsy główne i mogą powtarzać się przez tygodnie lub nawet lata, stając się coraz rzadsze.

Rozkład geograficzny trzęsień ziemi.

Większość trzęsień ziemi koncentruje się w dwóch długich, wąskich strefach. Jedna z nich otacza Ocean Spokojny, a druga rozciąga się od Azorów na wschód po Azję Południowo-Wschodnią.

Strefa sejsmiczna Pacyfiku rozciąga się wzdłuż zachodniego wybrzeża Ameryki Południowej. W Ameryce Środkowej dzieli się na dwie gałęzie, jedną wzdłuż łuku wyspowego Indii Zachodnich, a drugą biegnącą dalej na północ, rozszerzającą się w Stanach Zjednoczonych, aż do zachodnich pasm Gór Skalistych. Dalej strefa ta przechodzi przez Wyspy Aleuckie do Kamczatki, a następnie przez Wyspy Japońskie, Filipiny, Nową Gwineę i wyspy południowo-zachodniego Pacyfiku do Nowej Zelandii i Antarktydy.

Druga strefa od Azorów rozciąga się na wschód przez Alpy i Turcję. W południowej Azji rozszerza się, a następnie zwęża i zmienia kierunek na południkowy, przechodzi przez terytorium Birmy, wysp Sumatra i Jawa i łączy się ze strefą wokół Pacyfiku w rejonie Nowej Gwinei.

Istnieje również mniejsza strefa w środkowej części Oceanu Atlantyckiego, wzdłuż grzbietu środkowoatlantyckiego.

Istnieje wiele obszarów, w których trzęsienia ziemi występują dość często. Należą do nich Afryka Wschodnia, Ocean Indyjski, a w Ameryce Północnej dolina rzeki St. Lawrence i północno-wschodnie Stany Zjednoczone.

W porównaniu do trzęsień ziemi o płytkim ognisku, trzęsienia ziemi o głębokim ognisku mają bardziej ograniczony rozkład. Nie odnotowano ich w strefie Pacyfiku od południowego Meksyku po Aleuty oraz w strefie śródziemnomorskiej – na zachód od Karpat. Głęboko skupione trzęsienia ziemi są charakterystyczne dla zachodniego brzegu Oceanu Spokojnego, Azji Południowo-Wschodniej i zachodniego wybrzeża Ameryki Południowej. Strefa ze źródłami głęboko ogniskowymi jest zwykle zlokalizowana wzdłuż strefy płytkich trzęsień ziemi po stronie kontynentalnej.

Prognoza trzęsienia ziemi.

Aby poprawić dokładność prognoz trzęsień ziemi, konieczne jest lepsze poznanie mechanizmów akumulacji naprężeń w skorupie ziemskiej, pełzania i odkształceń na uskokach, rozpoznanie zależności pomiędzy przepływem ciepła z wnętrza Ziemi a przestrzennym rozkładem trzęsień ziemi, a także w celu ustalenia wzorców nawrotu trzęsień ziemi w zależności od ich wielkości.

W wielu obszarach globu, gdzie istnieje możliwość wystąpienia silnych trzęsień ziemi, prowadzone są obserwacje geodynamiczne w celu wykrycia zwiastunów trzęsień ziemi, wśród których znajdują się zmiany aktywności sejsmicznej, deformacje skorupy ziemskiej, anomalie pól geomagnetycznych i przepływu ciepła, gwałtowne zmiany we właściwościach skał (elektrycznych, sejsmicznych itp.), anomaliach geochemicznych, zaburzeniach reżimu wodnego, zjawiskach atmosferycznych, a także nietypowych zachowaniach owadów i innych zwierząt (prekursory biologiczne). Tego rodzaju badania przeprowadzane są na specjalnych stanowiskach badań geodynamicznych (np. Parkfield w Kalifornii, Garm w Tadżykistanie itp.). Od 1960 roku działa wiele stacji sejsmicznych, wyposażonych w bardzo czułą aparaturę rejestrującą i wydajne komputery, które pozwalają na szybkie przetwarzanie danych i określanie lokalizacji źródeł trzęsień ziemi.

Starożytni greccy filozofowie ponad dwa tysiące lat temu wyrazili prawidłowe, ale oczywiście dalekie od pełnych sądów na temat jakie są przyczyny trzęsień ziemi. Wyjaśnili je awariami w stropach jaskiń, z których powstaniem również poprawnie połączono. Sugerowano, że jest to trzęsienie ziemi

podziemną burzę, z której nie ma wyjścia.

Od tego czasu minęło wiele wieków i dopiero uważna obserwacja przyrody i dokładne badanie zjawisk w niej zachodzących pozwoliły w drugiej połowie XIX wieku poprawnie wyjaśnić przyczyny trzęsień ziemi.

Rodzaje trzęsień ziemi

Obecnie wyróżnia się trzy rodzaje trzęsień ziemi:

• osuwiska,
• wulkaniczny,
• architektoniczny.

Trzęsienia ziemi osuwiskowe powstają w wyniku niszczenia i przemieszczania się dużych mas skał wzdłuż zboczy górskich lub zapadnięć jaskiń, zwykle towarzyszą im pojedyncze uderzenia; związane z aktywnymi wulkanami. Erupcjom wulkanów towarzyszą czasami trzęsienia ziemi. To zdecydowanie wskazuje, że istnieje wewnętrzne powiązanie pomiędzy erupcjami wulkanów i trzęsieniami ziemi. Obszar dystrybucji trzęsień ziemi jest niewielki, a czas trwania zależy od charakteru samej erupcji.
Wulkaniczne trzęsienia ziemi. Trzęsienia ziemi charakter tektoniczny są ściśle związane z procesami górotwórczymi (w tłumaczeniu ze starożytnej greckiej „tektoniki” - sztuki budowlanej), związanymi ze strukturą skorupy ziemskiej i ruchem płyt tektonicznych. Charakteryzują się częstym powtarzaniem, dużym zakresem i czasem trwania. Trzęsienia ziemi tego typu są przyczyną największej liczby ofiar w ludziach i strat materialnych.

Związek trzęsień ziemi z innymi zjawiskami naturalnymi

Naukowcy starają się ustalić, nie zadowalając się badaniem samego procesu trzęsienia ziemi związek między trzęsieniami ziemi i innymi zjawiskami naturalnymi.

• Fakt, że największa liczba trzęsień ziemi ma miejsce jesienią i zimą, daje niektórym naukowcom powód, aby uważać to za coś więcej niż zbieg okoliczności. Rzeczywiście, odbywając coroczną podróż, porusza się nie po okręgu, ale po elipsie. Słońce nie znajduje się w środku tej krzywej. Zimą Ziemia jest bliżej Słońca, latem dalej. To naturalnie sugeruje wniosek o możliwości wpływu Słońca na trzęsienia ziemi.
• Rozważa się także wpływ Księżyca (więcej szczegółów:), który jest najbliżej Ziemi ze wszystkich źródeł światła i którego wpływ wyjaśnia prawidłowe zmiany wzdłuż wybrzeża oceanu co 6 godzin i 12,5 minuty.
• Jeszcze bardziej interesująca jest próba wyjaśnienia przyczyny trzęsień ziemi wpływem powietrza. Długoterminowe obserwacje stanu atmosfery we Włoszech wykazały ścisły związek między ciśnieniem powietrza a wahaniami skorupy ziemskiej: spadek ciśnienia je zwiększa, wzrost wręcz przeciwnie.
• W niektórych przypadkach gwałtowny spadek ciśnienia poprzedzał trzęsienia ziemi. Dlatego zasugerowano, że spadek ciśnienia może posłużyć jako impuls do przemieszczenia warstw skorupy ziemskiej znajdujących się w niestabilnej równowadze, a tym samym spowodować trzęsienie ziemi.
• Ustalono także związek pomiędzy wahaniami igły magnetycznej i trzęsieniami ziemi. W niektórych przypadkach odchylenie igły zaobserwowano nawet na dwa dni przed trzęsieniem ziemi.
• Zachowanie niektórych zwierząt domowych jest również bardzo orientacyjne: nawet dzień wcześniej odczuwają pewien niepokój - uciekają z podwórka, nie zabierają jedzenia; osły ryczą, krowy muczą, psy wyją i gromadzą się blisko ludzi; gołębie i wróble odlatują ze swoich domów, ptaki opuszczają ogrody i lasy.

Nasza wiedza na temat natury trzęsień ziemi poszerza się coraz bardziej i dlatego bez przesady możemy powiedzieć, że prawdopodobnie nie będzie zbyt długo czekać na dokładne przewidywania trzęsień ziemi, które w ten sposób uratują ponad sto tysięcy ludzi zyje.

Budynek odporny sejsmicznie

Jeśli nauka nadal nie potrafi powiedzieć decydującego słowa o zapobieganiu trzęsieniom ziemi (więcej szczegółów:), to sztuka inżynierska ma już doświadczenie w konstruowaniu budynków asejsmicznych, czyli niezniszczalnych. Budynki odporne na wstrząsy sejsmiczne muszą spełniać specjalne wymagania. Tak więc, badając katastrofalne trzęsienia ziemi, np. w San Francisco (1906), (więcej szczegółów :), najlepiej zachowane są gigantyczne dwudziestopiętrowe drapacze chmur wzniesione z żelbetu, a także monumentalne budowle na solidnym fundamencie. Trzęsienie ziemi w Aszchabadzie (1948) dało podobne wnioski: pośród ogólnych zniszczeń w mieście dobrze zachowały się budynki połączone metalową ramą, jak na przykład ogromne budynki i wieża fabryki tekstylnej. Główną podstawą zachowania budynku jest mocne połączenie wszystkich jego części, które osiąga się dzięki żelaznej ramie (ramie), (więcej szczegółów:) oraz niezawodnemu fundamentowi, spoczywającemu nie na cienkiej warstwie osadów powierzchniowych, ale na podłożu skalnym . Budynek tego typu wibruje podczas trzęsienia ziemi jako jedna całość, połączenie poszczególnych części nie zostaje zerwane, a one doskonale wytrzymują wstrząsy, od których wszystko wokół ulega zniszczeniu.
Zachowane budynki. Podczas trzęsienia ziemi w San Francisco wstrząsy były odczuwalne jedynie w dolnych piętrach drapaczy chmur, a w wyższych były na tyle osłabione, że ludzie grający w bilard na 17. piętrze (na wysokości 90 metrów od powierzchni ziemi) spokojnie grał w piłkę. Dobre rezultaty osiągają także budynki o okrągłym kształcie, które stanowią połączenie poszczególnych owalnych pomieszczeń w budynku. Brak narożników sprawia, że ​​każde pomieszczenie przypomina wieżę lub minaret, co zwykle dobrze wytrzymuje wstrząsy spowodowane trzęsieniem ziemi. W Aszchabadzie betonowe wieże wind pozostały prawie nieuszkodzone, natomiast pierwsze piętro przylegającego do nich budynku zostało całkowicie zmiażdżone, w wyniku czego cała konstrukcja zapadła się i przechyliła. Na dużą uwagę zasługuje także doświadczenie drewnianego budownictwa dobrze zbudowanych domów na solidnym fundamencie. Rzeczywiście, biorąc pod uwagę zniszczenia wywołane trzęsieniem ziemi w Wernenskim, pokazano przewagę budynków drewnianych: podczas gdy w mieście nie było ani jednego kamiennego domu bez uszkodzeń, wszystkie drewniane domy przetrwały. Pomimo swojego stosunkowo młodego wieku, sejsmologia dostarcza już wielu cennych wskazówek praktycznych, które pomagają nie tylko w pytaniach o przyczyny trzęsień ziemi, ale także w budowie Ziemi i badaniach podglebia. Zamiast kosztownych metod poszukiwawczych, obecnie przeprowadza się eksplozje nabojów dynamitu na określonej głębokości, w grubości badanych skał, a następnie na podstawie zapisów sejsmograficznych, po przetworzeniu matematycznym, wyciąga się wniosek o obecności pożądanego złoża , głęboko ukryte pod ziemią.

Trzęsienia ziemi są zjawiskiem naturalnym, które do dziś przyciąga uwagę naukowców nie tylko ze względu na ich brak wiedzy, ale także ze względu na swoją nieprzewidywalność, która może zaszkodzić ludzkości.

Co to jest trzęsienie ziemi?

Trzęsienie ziemi to podziemne wstrząsy odczuwalne przez człowieka, zależne w dużej mierze od siły wibracji powierzchni ziemi. Trzęsienia ziemi nie są rzadkością i zdarzają się codziennie w różnych częściach planety. Często większość trzęsień ziemi ma miejsce na dnie oceanów, co pozwala uniknąć katastrofalnych zniszczeń w gęsto zaludnionych miastach.

Zasada trzęsień ziemi

Co powoduje trzęsienia ziemi? Trzęsienia ziemi mogą być spowodowane zarówno przyczynami naturalnymi, jak i spowodowanymi przez człowieka.

Najczęściej do trzęsień ziemi dochodzi na skutek uskoków płyt tektonicznych i ich szybkiego przemieszczania się. Dla człowieka wada jest zauważalna dopiero w momencie, gdy energia powstająca w wyniku pękania skał zaczyna wydostawać się na powierzchnię.

Jak powstają trzęsienia ziemi z przyczyn nienaturalnych? Dość często osoba poprzez swoją nieostrożność wywołuje pojawienie się sztucznych wstrząsów, które w swojej mocy wcale nie są gorsze od naturalnych. Wśród tych powodów są następujące:

• - eksplozje;
• - przepełnienie zbiorników;
• - naziemny (podziemny) wybuch jądrowy;
• - zapada się w kopalniach.

Miejsce pęknięcia płyty tektonicznej jest źródłem trzęsienia ziemi. Nie tylko siła potencjalnego pchnięcia, ale także czas jego trwania będzie zależał od głębokości jego lokalizacji. Jeśli źródło znajduje się 100 kilometrów od powierzchni, jego siła będzie więcej niż zauważalna. Najprawdopodobniej to trzęsienie ziemi doprowadzi do zniszczenia domów i budynków. Występujące w morzu trzęsienia ziemi powodują tsunami. Jednak źródło może znajdować się znacznie głębiej - 700 i 800 kilometrów. Zjawiska takie nie są niebezpieczne i można je rejestrować jedynie za pomocą specjalnych instrumentów - sejsmografów.

Miejsce, w którym trzęsienie ziemi jest najsilniejsze, nazywa się epicentrum. To właśnie ten kawałek ziemi jest uważany za najbardziej niebezpieczny dla istnienia wszystkich żywych istot.

Badanie trzęsień ziemi

Szczegółowe zbadanie natury trzęsień ziemi pozwala zapobiec wielu z nich i zapewnić spokojniejsze życie ludności zamieszkującej niebezpieczne miejsca. Aby określić moc i zmierzyć siłę trzęsienia ziemi, stosuje się dwie podstawowe koncepcje:

• - ogrom;
• - intensywność;

Wielkość trzęsienia ziemi jest miarą mierzącą energię uwolnioną podczas uwalniania ze źródła w postaci fal sejsmicznych. Skala wielkości pozwala dokładnie określić pochodzenie drgań.

Intensywność mierzona jest w punktach i pozwala określić stosunek wielkości wstrząsów do ich aktywności sejsmicznej od 0 do 12 punktów w skali Richtera.

Cechy i oznaki trzęsień ziemi

Niezależnie od tego, co powoduje trzęsienie ziemi i na jakim obszarze jest zlokalizowane, jego czas trwania będzie w przybliżeniu taki sam. Jedno naciśnięcie trwa średnio 20-30 sekund. Historia zna jednak przypadki, gdy pojedynczy wstrząs bez powtórzeń mógł trwać do trzech minut.

Oznakami zbliżającego się trzęsienia ziemi są niepokój zwierząt, które wyczuwając najmniejsze drgania na powierzchni ziemi, próbują uciec z nieszczęsnego miejsca. Inne oznaki zbliżającego się trzęsienia ziemi to:

• - pojawienie się charakterystycznych chmur w postaci podłużnych wstęg;
• - zmiana poziomu wody w studniach;
• - awarie urządzeń elektrycznych i telefonów komórkowych.

Jak zachować się podczas trzęsień ziemi?

Jak zachować się podczas trzęsienia ziemi, aby uratować życie?

• - Zachowaj rozsądek i spokój;
• - Będąc w pomieszczeniu, nigdy nie chowaj się pod delikatnymi meblami, takimi jak łóżko. Połóż się obok nich w pozycji embrionalnej i zakryj głowę rękami (lub zabezpiecz ją czymś dodatkowym). Jeśli dach się zawali, spadnie na meble i może uformować się warstwa, w której się znajdziesz. Ważne jest, aby wybierać mocne meble, których najszersza część znajduje się na podłodze, czyli nie mogą spaść;
• - Będąc na zewnątrz, należy oddalić się od wysokich budynków i konstrukcji oraz linii energetycznych, które mogą się zawalić.
• - Zakryj usta i nos mokrą szmatką, aby zapobiec przedostawaniu się kurzu i oparów w przypadku zapalenia się jakiegokolwiek przedmiotu.

Jeśli zauważysz w budynku osobę ranną, poczekaj, aż wstrząsy ustaną i dopiero wtedy wejdź do pomieszczenia. W przeciwnym razie obie osoby mogą zostać uwięzione.

Gdzie nie występują trzęsienia ziemi i dlaczego?

Trzęsienia ziemi występują w miejscach pękania płyt tektonicznych. Dlatego kraje i miasta położone na solidnej płycie tektonicznej bez uskoków nie muszą martwić się o swoje bezpieczeństwo.

Australia jest jedynym kontynentem na świecie, który nie znajduje się na styku płyt litosferycznych. Nie ma na nim aktywnych wulkanów ani wysokich gór, w związku z czym nie ma trzęsień ziemi. Trzęsień ziemi nie ma także na Antarktydzie i Grenlandii. Obecność ogromnego ciężaru skorupy lodowej zapobiega rozprzestrzenianiu się wstrząsów po powierzchni ziemi.

Prawdopodobieństwo wystąpienia trzęsień ziemi na terytorium Federacji Rosyjskiej jest dość wysokie na obszarach skalistych, gdzie najaktywniej obserwuje się przemieszczanie i ruch skał. Dlatego wysoką sejsmiczność obserwuje się na Północnym Kaukazie, Ałtaju, Syberii i Dalekim Wschodzie.

Kwaśne deszcze to poważny problem środowiskowy spowodowany zanieczyszczeniem środowiska. Ich częste pojawianie się przeraża nie tylko naukowców, ale także zwykłych ludzi, ponieważ takie opady mogą mieć negatywny wpływ na zdrowie człowieka. Kwaśne deszcze charakteryzują się niskim poziomem pH. W przypadku normalnych opadów liczba ta wynosi 5,6, a nawet niewielkie naruszenie normy jest obarczone poważnymi konsekwencjami dla żywych organizmów złowionych na dotkniętym obszarze.

Przy znacznym przesunięciu obniżony poziom kwasowości powoduje śmierć ryb, płazów i owadów. Również na obszarze, na którym obserwuje się takie opady, można zauważyć oparzenia kwasem na liściach drzew i śmierć niektórych roślin.

Negatywne skutki kwaśnych deszczy występują także dla człowieka. Po ulewach w atmosferze gromadzą się toksyczne gazy, których wdychanie jest zdecydowanie odradzane. Krótki spacer w kwaśnym deszczu może powodować astmę, choroby serca i płuc.

Kwaśne deszcze: przyczyny i skutki

Problem kwaśnych deszczy od dawna ma charakter globalny i każdy mieszkaniec planety powinien zastanowić się nad swoim wkładem w to naturalne zjawisko. Wszystkie szkodliwe substancje, które dostaną się do powietrza podczas działalności człowieka, nigdzie nie znikają, lecz pozostają w atmosferze i prędzej czy później wracają na ziemię w postaci opadów. Co więcej, skutki kwaśnych deszczy są tak poważne, że ich wyeliminowanie zajmuje czasami setki lat.

Aby dowiedzieć się, jakie mogą być konsekwencje kwaśnych deszczy, należy zrozumieć samo pojęcie zjawiska przyrodniczego, o którym mowa. Naukowcy są więc zgodni, że ta definicja jest zbyt wąska, aby opisać problem globalny. Nie można brać pod uwagę jedynie deszczu – kwaśny grad, mgła i śnieg są również nośnikami szkodliwych substancji, ponieważ procesy ich powstawania są w dużej mierze identyczne. Ponadto podczas suchej pogody mogą pojawiać się toksyczne gazy lub chmury pyłu. Są także rodzajem opadów kwaśnych.

Przyczyny powstawania kwaśnych deszczy

Przyczyną kwaśnych deszczy w dużej mierze jest czynnik ludzki. Stałe zanieczyszczenie powietrza związkami kwasotwórczymi (tlenki siarki, chlorowodór, azot) prowadzi do zaburzenia równowagi. Głównymi „dostawcami” tych substancji do atmosfery są duże przedsiębiorstwa, w szczególności zajmujące się hutnictwem, przetwórstwem produktów zawierających ropę, spalaniem węgla lub oleju opałowego. Pomimo dostępności filtrów i systemów czyszczących, poziom nowoczesnej technologii w dalszym ciągu nie pozwala na całkowite wyeliminowanie negatywnego wpływu odpadów przemysłowych.

Kwaśne deszcze są również powiązane ze wzrostem liczby pojazdów na planecie. Spaliny, choć w niewielkich ilościach, zawierają także szkodliwe związki kwasowe, a jeśli chodzi o liczbę samochodów, poziom zanieczyszczeń staje się krytyczny. Przyczyniają się do tego również elektrownie cieplne, a także wiele artykułów gospodarstwa domowego, takich jak aerozole, środki czyszczące itp.

Oprócz wpływu człowieka kwaśne deszcze mogą również wystąpić w wyniku pewnych procesów naturalnych. Zatem ich pojawienie się jest spowodowane działalnością wulkaniczną, podczas której uwalniane są duże ilości siarki. Ponadto podczas rozkładu niektórych substancji organicznych wytwarza związki gazowe, co również prowadzi do zanieczyszczenia powietrza.

Jak powstają kwaśne deszcze?

Wszystkie szkodliwe substancje uwalniane do powietrza reagują z energią słoneczną, dwutlenkiem węgla lub wodą, tworząc związki kwaśne. Wraz z kroplami wilgoci przedostają się do atmosfery i tworzą chmury. W efekcie powstają kwaśne deszcze, tworzą się płatki śniegu lub gradu, które zwracają do ziemi wszystkie wchłonięte pierwiastki.

W niektórych regionach zauważono odchylenia od normy 2-3 jednostki: dopuszczalny poziom kwasowości wynosi 5,6 pH, ale w Chinach i regionie moskiewskim występowały opady o wartości pH 2,15. Jednocześnie dość trudno jest przewidzieć, gdzie dokładnie pojawią się kwaśne deszcze, ponieważ wiatr może unieść powstałe chmury dość daleko od miejsca zanieczyszczenia.

Skład kwaśnych deszczy

Głównymi pierwiastkami kwaśnych deszczy są kwasy siarkowy i siarkawy, a także ozon powstający podczas burz. Występuje także odmiana azotowa osadów, w której głównym rdzeniem są kwasy azotowy i azotawy. Rzadziej kwaśne deszcze mogą być spowodowane wysokim poziomem chloru i metanu w atmosferze. Do opadów atmosferycznych mogą przedostawać się również inne szkodliwe substancje, w zależności od składu odpadów przemysłowych i domowych, które dostają się do powietrza w danym regionie.

Konsekwencje: kwaśne deszcze

Kwaśne deszcze i ich skutki są stałym przedmiotem obserwacji naukowców na całym świecie. Niestety ich prognozy są bardzo rozczarowujące. Opady o niskim poziomie kwasowości są niebezpieczne dla flory, fauny i ludzi. Ponadto mogą prowadzić do poważniejszych problemów środowiskowych.

Dostając się do gleby, kwaśne deszcze niszczą wiele składników odżywczych niezbędnych do wzrostu roślin. Jednocześnie wyciągają na powierzchnię toksyczne metale. Wśród nich są ołów, aluminium itp. Przy wystarczająco stężonej zawartości kwasu opady atmosferyczne prowadzą do śmierci drzew, gleba staje się nieodpowiednia do uprawy roślin, a jej przywrócenie zajmuje lata!

Trzęsienie ziemi to jedno z najstraszniejszych zjawisk naturalnych. Trzęsienia ziemi rejestrowane są codziennie na całym świecie. Jednak większość z nich jest na tyle nieistotna, że ​​można je wykryć jedynie za pomocą czujników i instrumentów. Jednak kilka razy w miesiącu naukowcom udaje się zarejestrować silne wibracje skorupy ziemskiej, które mogą spowodować poważne zniszczenia.

Opis trzęsienia ziemi

Trzęsienia ziemi to wibracje skorupy ziemskiej i wstrząsy, które są spowodowane przyczynami naturalnymi lub sztucznie stworzonymi. Co może spowodować trzęsienie ziemi? Każde trzęsienie ziemi to natychmiastowe uwolnienie energii, które następuje w wyniku pękania skał. Objętość pęknięcia nazywana jest ogniskiem trzęsienia ziemi. Odgrywa ważną rolę, ponieważ ilość uwolnionej energii i siła pchnięcia zależą od jego wielkości.

Źródłem trzęsienia ziemi jest pęknięcie, po którym następuje przemieszczenie powierzchni ziemi. Ta przerwa nie następuje natychmiast. Najpierw płyty zderzają się ze sobą. W rezultacie następuje tarcie i wytwarzana jest energia. Stopniowo rośnie i gromadzi się.

W pewnym momencie naprężenie staje się maksymalne i przekracza siłę tarcia. To właśnie wtedy skała pęka. Wyzwolona w ten sposób energia generuje fale sejsmiczne. Rozpędzają się z prędkością około 8 km/s i powodują drgania w ziemi.

Należy zauważyć, że deformacja skał następuje spazmatycznie, to znaczy trzęsienie ziemi składa się z kilku etapów. Najsilniejszy wstrząs poprzedzają oscylacje (wstrząsy wstępne), po których następują wstrząsy wtórne. Takie wahania mogą występować przez kilka lat, zanim nastąpi główny szok.

Bardzo trudno jest obliczyć, który szok będzie najsilniejszy. Dlatego wiele trzęsień ziemi jest całkowitym zaskoczeniem i prowadzi do poważnych katastrof. Ponadto zdarzają się przypadki, gdy silne wstrząsy ziemi na jednym końcu planety prowadzą do trzęsień ziemi po przeciwnej stronie.

Przyczyny trzęsień ziemi

Istnieje kilka powodów występowania trzęsień ziemi.

Pomiędzy nimi:

• wulkaniczny;
• architektoniczny;
• osuwisko;
• sztuczny;
• technogeniczny.

Istnieje również coś takiego jak trzęsienie morza.

Architektoniczny

Jest to najczęstsza przyczyna trzęsień ziemi. To właśnie w wyniku przemieszczenia płyt tektonicznych dochodzi do największej liczby katastrof. Zwykle przesunięcie to jest niewielkie i wynosi zaledwie kilka centymetrów. Jednak wprawia w ruch znajdujące się powyżej góry, to one wyzwalają ogromną energię. W wyniku tego na powierzchni ziemi pojawiają się pęknięcia, wzdłuż których krawędzi przemieszczają się wszystkie znajdujące się na niej obiekty.

Wulkaniczny

Trzęsienia ziemi mogą być spowodowane działalnością wulkaniczną. Wahania wulkaniczne rzadko prowadzą do poważnych konsekwencji, zwykle rejestrowane są przez dość długi okres czasu. Zawartość wulkanu wywiera nacisk na powierzchnię ziemi, co nazywa się wstrząsem wulkanicznym. Gdy wulkan przygotowuje się do erupcji, można zaobserwować okresowe eksplozje pary i gazu. To one generują fale sejsmiczne.

Trzęsienia ziemi mogą być spowodowane aktywnym lub wygasłym wulkanem. W tym drugim przypadku wahania wskazują, że może jeszcze się obudzić. Badania aktywności sejsmologicznej pomagają przewidzieć erupcje. Naukowcom często trudno jest ustalić przyczynę drżenia. W tym przypadku trzęsienie ziemi spowodowane przez wulkan charakteryzuje się bliskim położeniem epicentrum wulkanu i małą wielkością.

Osuwisko

Upadki skał mogą również powodować trzęsienia ziemi. Mogą wystąpić naturalnie lub w wyniku działalności człowieka. W tym przypadku trzęsienia ziemi tektoniczne mogą również spowodować załamanie. Ale nawet zapadnięcie się znacznej masy skał powoduje niewielką aktywność sejsmiczną.

Trzęsienia ziemi spowodowane opadami skał mają niską intensywność. Często nawet duża ilość skał nie wystarczy, aby wywołać silne wibracje. Najczęściej katastrofa następuje właśnie z powodu osunięcia się ziemi, a nie z powodu samego trzęsienia ziemi.

Sztuczny

Sztuczne trzęsienia ziemi i ich przyczyny są powodowane przez człowieka. Na przykład po tym, jak KRLD przetestowała broń nuklearną, w wielu miejscach na planecie zarejestrowano umiarkowane wstrząsy.

Technogeniczny

Trzęsienia ziemi spowodowane przez człowieka i ich przyczyny są również spowodowane działalnością człowieka. Na przykład naukowcy odnotowali wzrost wstrząsów w obszarach dużych zbiorników wodnych. Przyczyną takich wahań jest ciśnienie dużej ilości wody na skorupę ziemską. Ponadto woda zaczyna przenikać przez glebę i ją niszczyć. Wzrost aktywności sejsmicznej notuje się także na obszarach wydobycia gazu i ropy.

Trzęsienie morza

Trzęsienie morza to jeden z rodzajów trzęsień ziemi tektonicznych. Występuje w wyniku przesuwania się płyt tektonicznych na dnie oceanu lub w pobliżu wybrzeża. Niebezpieczną konsekwencją takiego zjawiska naturalnego jest tsunami. To jest przyczyną wielu nieszczęść.

Tsunami powstaje w wyniku wstrząsów skorupy morskiej, podczas których jedna część dna tonie, a druga unosi się nad nim. W rezultacie woda porusza się i próbuje powrócić do swojego pierwotnego położenia. Zaczyna poruszać się pionowo i generuje serię ogromnych fal, które płyną w stronę brzegu.

Trzęsienie ziemi: główne cechy

Aby zrozumieć przyczyny trzęsień ziemi, naukowcy opracowali parametry określające siłę zjawiska.

Pomiędzy nimi:

• intensywność trzęsienia ziemi;
• głębokość epicentrum;
• klasa energetyczna;
• ogrom.

Skala intensywności

Opiera się na zewnętrznych przejawach katastrofy. Uwzględnia się wpływ na ludzi, przyrodę i budynki. Im bliżej ziemi znajduje się epicentrum trzęsienia ziemi, tym większa będzie jego intensywność. Na przykład, jeśli epicentrum znajdowało się na głębokości 10 km, a siła trzęsienia ziemi wynosiła 8, wówczas intensywność trzęsienia ziemi wyniosłaby 11–12 punktów. Przy tej samej wielkości i położeniu epicentrum na głębokości 50 km intensywność trzęsienia ziemi wyniesie 9–10 punktów.

Pierwsze oczywiste zniszczenia mają miejsce już podczas trzęsienia ziemi o sile 6 stopni w skali Richtera. Przy takiej intensywności na ścianach pojawiają się pęknięcia. Ale po trzęsieniu ziemi o sile 11 punktów budynki są już zniszczone. Trzęsienia ziemi o sile 12 punktów uważane są za najpotężniejsze i najbardziej katastrofalne. Mogą poważnie zmienić nie tylko wygląd terenu, ale nawet kierunek przepływu wody w rzekach.

Ogrom

Innym sposobem pomiaru siły trzęsienia ziemi jest skala wielkości lub skala Richtera. Skala ta mierzy amplitudę drgań i ilość uwolnionej energii. Jeśli rozmiar epicentrum na długości i szerokości wynosi kilka metrów, wówczas wibracje są słabe i rejestrowane są tylko przez instrumenty. Podczas katastrofalnych trzęsień ziemi długość epicentrum może dochodzić do 1 tysiąca km. Wielkość jest mierzona w dowolnych jednostkach od 1 do 9,5.

Dziennikarze często mylą w swoich reportażach wielkość i intensywność. Należy pamiętać, że opis trzęsień ziemi powinien odbywać się dokładnie w skali intensywności, która w sejsmologii jest równoznaczna z intensywnością.

Głębokość epicentrum

Istnieje również charakterystyka trzęsienia ziemi oparta na głębokości epicentrum. Im głębsze epicentrum, tym dalej mogą podróżować fale sejsmiczne.

• normalny - epicentrum do 70 km (ten typ odpowiada za około 51% trzęsień ziemi);
• pośredni – epicentrum do 300 km (ok. 36%);
• głębokie skupienie - epicentrum znajduje się głębiej niż 300 km (około 13% trzęsień ziemi).

Trzęsienia ziemi o dużej ostrości są typowe dla Oceanu Spokojnego. Najbardziej znaczące, głębokie trzęsienie morza miało miejsce w Indonezji w 1996 roku na głębokości 600 km.

Trzęsienie ziemi: przyczyny i konsekwencje

Niezależnie od przyczyny, skutki trzęsień ziemi mogą być katastrofalne. W ciągu ostatnich pół tysiąca lat pochłonęły one około 5 milionów istnień ludzkich. Większość ofiar ma miejsce na obszarach narażonych na trzęsienia ziemi, z których głównym są Chiny. Takich katastrofalnych skutków można uniknąć, jeśli na poziomie państwa przemyśla się kwestię ochrony przed trzęsieniami ziemi.

W szczególności przy projektowaniu budynków należy uwzględnić możliwość wystąpienia wstrząsów. Ponadto konieczne jest nauczenie ludzi żyjących w strefie aktywnej sejsmicznie, jak postępować w przypadku trzęsienia ziemi.

Jeśli poczujesz silne drżenie, postępuj w następujący sposób.

1. Jeśli trzęsienie ziemi zastanie Cię w budynku, musisz jak najszybciej się z niego wydostać. Nie można jednak korzystać z windy.
2. Na ulicy musisz oddalić się jak najdalej od wysokich budynków. Kieruj się w stronę szerokich ulic lub parków.
3. Należy trzymać się z daleka od przewodów elektrycznych i oddalać się od przedsiębiorstw przemysłowych.
4. Jeśli nie można wyjść na zewnątrz, należy wczołgać się pod mocny stół lub łóżko. W takim przypadku głowę należy przykryć poduszką.
5. Nie stój w drzwiach. W przypadku silnych wstrząsów może się zawalić i część ściany nad drzwiami może spaść na Ciebie.
6. Najbezpieczniej jest przebywać w pobliżu zewnętrznych ścian budynku.
7. Gdy tylko drgawki ustąpią, należy jak najszybciej wyjść na zewnątrz.
8. Jeśli trzęsienie ziemi zastanie Cię w samochodzie w mieście, musisz z niego wysiąść i usiąść obok niego. Jeśli znajdziesz się w samochodzie na autostradzie, musisz się zatrzymać i przeczekać wstrząsy w środku.

Jeśli jesteś pokryty gruzem, nie panikuj. Organizm ludzki może przetrwać bez jedzenia i wody przez kilka dni. Natychmiast po trzęsieniu ziemi na miejscu katastrofy pracują ratownicy ze specjalnie wyszkolonymi psami. Z łatwością odnajdują pod gruzami żywych ludzi i dają sygnał ratownikom.