Землетрясения и типы сейсмических дислокаций

Современные знания о землетрясениях. Классификация землетрясений по способу их образования. Типы сейсмических волн, возникающих при землетрясениях. Распространение упругих волн. Магнитуда поверхностных волн. Роль воды в возникновении землетрясений.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

Введение

Я выбрал работу «Землетрясения и типы сейсмических дислокаций», потому что эта тема, на мой взгляд, является одной из самых актуальных сейчас в мире. В первую очередь это обусловлено тем, что землетрясения, как явления ученые начали изучать сравнительно недавно, и остается очень много спорных вопросов. К тому же землетрясения являются одним из самых смертельных проявлений буйства стихии. За последнее столетие погибло около 600 тысяч людей. Людям нужно научиться предсказывать землетрясения с колоссальной точностью, чтобы избежать разрушений и стольких смертей. Так же тема зарождения землетрясений очень загадочна и спорна, т.к. эти явления зарождаются на огромной глубине, нам пока не удается точно проследить, как зарождается землетрясения, существует только огромное количество теорий, в которых, собственно, я и попытаюсь разобраться. Моей главной задачей является знакомство с методами исследования и теориями происхождения землетрясений. Так же у меня есть огромное желание продолжать изучение данной темы. Моими основными задачами является: освоение навыков написания и защиты курсовых и научных работ по узким темам, знакомство с современными методами исследования в области геофизики, развитие истории данного раздела.



Глава 1. Исторический обзор

В природе страждущей бывает часто

Броженья странные: нередко землю,

Беременную спазмами, терзают

В ее утробе замкнутые ветры,

Которые, стремясь к освобожденью,

Прабабку нашу землю так трясут,

Что рушатся замшелые твердыни

И колокольни…

У. Шекспир пьеса в трёх частях «Генрих IV»

На протяжении миллионов лет землетрясения неистовой силы заставляли человека чувствовать себя беспомощным, перед бушующей стихией. У многих народов их появление связанно с буйством гигантских чудищ, держащих на себе Землю или покоящихся в её недрах. В древней Японии упоминается огромный сом, который живёт под землей и иногда колотится об нее своим телом, что и вызывает землетрясения. Первые систематические и свободные от мистики представления возникли в Греции. Ее жители часто страдали от вулканов в Эгейском море и землетрясений на берегах Средиземного моря. Страбон заметил, что землетрясения чаще происходят на побережье чем в глубине материка. С развитием письменности люди стали собирать описания сильнейших землетрясений. Старейшее из таких собраний - китайское, уходящее в прошлое на 3000 лет. В Японии же каталог землетрясений охватывает меньший период, но он не содержит пропусков начиная с 1600 г. Н.э. и по настоящее время. Именно тогда люди стали задумываться, а откуда берет свое начало такое явление, как землетрясение. Начали появляться приметы, а вскоре и приборы позволявшие предсказать землетрясение за несколько часов до него. Приметы основывались в основном на поведении животных, например: чувствуя неизбежные земные толчки, собаки воют, лошадь может понести, а птицы беспокойно описывают в небе круги. А самый первый сейсмоскоп появился еще в Древнем Китае, он был сконструирован философом Чжан Хеном. Этот прибор не давал полной временной разведки именно этим он и отличается от сейсмографа. Именно это и стало первым толчком к развитию сейсмографов и сейсмологии в целом, а как следствие и землетрясений. Следующим шагом стало изобретение первого сейсмографа. В 1879 г. Японским ученым Юингом. Состоял он из маятника весом более тонны, а запись движения маятника осуществлялась на закопченной бумаге, вращаемой непрерывной лентой часовых мех. Невиданным прорывом стало изобретение в 1906 г. электромагнитного сейсмографа нашим земляком графом Борисом Борисовичем Голицыным. Он изобрел способ гальванометрической записи землетрясений. Состоит прибор из сейсмометра, преобразователя его механического сигнала в электрическое напряжение и регистратора накопителя информации. Эти открытия стали, пожалуй, основным шагом человечества к изучению проблемы, столько будоражившей великие умы. Это повлекло за собой создание сейсмических станций по всему земному шару. На них постоянно работают новейшие сейсмографы. Но сейсмограф не может дать ответ на вопрос об ускорении и скорости грунта при землетрясении. Собственно для этого и нужен акселерограф и G-sensor - прибор, измеряющий проекцию кажущегося ускорения. Кажущееся ускорение есть ускорение, вызванное равнодействующей сил негравитационной природы, действующая на массу и равное этой силе отнесённой к величине этой массы. Современные акселерометры позволяют измерять ускорение сразу в трех плоскостях. Эти и многие другие приборы претерпели небольшую доработку в результате чего практически в каждой современной обсерватории имеются самые современные приборы, для определения эпицентра и фокуса землетрясения, и это расчёты производятся всего за несколько секунд. Теперь люди «вооружены» и могут, пусть не защитить, но быть предупреждены о надвигающимся землетрясении.

Глава 2. Объекты и методы исследования

Землетрясения - одни из самых страшных природных катаклизмов, не только вызывающих опустошительные разрушения, но и уносящий десятки и сотни тысяч человеческих жизней. Землетрясения вызывали ужас своей силой, непредсказуемостью и последствиями. Земная твердь, самое незыблемое в представлении человека, вдруг оказывается подвижной, она вздымается волнами и раскалывается огромными ущельями…

Главным объектом исследования являются землетрясения, а именно его амплитуда, интенсивность и глубина залегания гипоцентра, основную роль конечно играют породы слагающие гипоцентр или фокус землетрясения. Это является, пожалуй, главным аспектом, определяющим силу землетрясения, т.к. именно породы определяют какой максимальной магнитуды может произойти землетрясение в данной области. Измеряя все эти параметры, мы получаем ценнейшие знания касаемо природы землетрясений. Для чего же, собственно, нужно иметь столько информации по природе происхождения данного явления? Ответ прост: чтобы научиться предсказывать землетрясения, и что важнее, не просто «убегать» от них а научиться противостоять этому явлению природы. Сейчас каждый подлежащий рассмотрению прогноз должен включать четыре основных элемента:

1) Время, в течение которого произойдет данное событие,

2) Место, в котором оно произойдет,

3) Пределы магнитуды,

4) Оценка вероятности случайного совпадения, т.е. того, что землетрясение произойдет вне связи с явлениями, подвергавшимися специальному изучению.

Предметом исследования является, непосредственно, динамика самого процесса землетрясения от его зарождения и до момента полного израсходования энергии, т.е. полного прекращения действия данного процесса, в нашем случае землетрясения. Изучается сам гипоцентр, место зарождения землетрясения, сейсмические волны, которые осуществляют перенос энергии.

Землетрясения изучает не только геофизика, но и такие науки как сейсмология и, в меньшей степени, тектоника. Сейсмология - наука о распространении сейсмических волн в недрах Земли. Только с помощью сейсмологии удалось составить картину глубинного строения земного шара (кора, мантия, внешнее и внутреннее ядро). Также сейсмология занимается землетрясениями, движениями платформ, мониторингом разработок рудных месторождений. Сейсмология занимается поиском способов противостояния землетрясениям и тем повреждениям, которые они наносят. Основной носитель информации -- сейсмические волны, интерпретация записи которых позволяет изучать наряду с землетрясениями строение Земли, а также выявлять месторождения полезных ископаемых и фиксировать взрывы. Прогноз землетрясений складывается из предсказания места, силы и времени их проявления. Задача предсказания времени и места возникновения сильных землетрясений ещё не решена ввиду её исключительной трудности, а именно: необходимость получать информацию о процессах в земных недрах на больших глубинах, малая скорость дифференцированных тектонических движений, приводящих к землетрясениям. Работы в этом направлении связаны с поиском предвестников землетрясений, т. е. явлений, обусловленных изменениями физико-механических свойств земной коры и мантии перед землетрясением, вариаций во времени скоростей распространения сейсмических волн, поднятие или опускание уровня океана за несколько часов до сильных землетрясений, изменение электрического сопротивления горных пород. Элементом прогноза в известной мере служит сейсмическое районирование, позволяющее указывать районы возможной максимальной силы и средней частоты повторения землетрясений. Для этого проводится анализ данных сети сейсмических станций о положении эпицентров, глубине очагов, магнитудах, интенсивности регистрируемых землетрясений, а также выявляется приуроченность их к тем или иным геологическим структурам и областям проявления интенсивных новейших тектонических движений. Оптимизация сейсмических наблюдений достигается путём рационального выбора места расположения сейсмических станций, обеспечивающего хорошую "видимость" сейсмоактивных зон и минимальный уровень сейсмических шумов -- микросейсм.

Уточнение сейсмического районирования производится с помощью сейсмического микрорайонирования на основе инженерно-геологических изысканий и сейсмометрических инструментальных наблюдений. Эти исследования обеспечивают необходимыми данными сейсмостойкое строительство и составляют предмет инженерной Сейсмологии.

Это крупнейшие землетрясения за последнее столетие, а общее количество жертв составило более 600 тысяч человек. Вряд ли человечество сможет когда-нибудь полностью избежать землетрясений, но благодаря современному развитию мы можем свести их к...