Тофан Д.Д., Фахруденова И.Б.
Кокшетауский государственный университет им. Ш.Уалиханова,
г. Кокшетау
Сейсмические явления в геологии относят к внутренним эндогенным процессам тектонического происхождения. Однако землетрясения могут возникать и в результате падения на Землю метеоритов, при ядерных и обычных взрывах и даже при быстром заполнении горных ущелий водой, при создании глубоких водохранилищ. Таким образом, сейсмические процессы правильнее всего рассматривать как гетерогенные процессы, если исходить из разнообразия причин, следствием которых являются колебания упругих волн. Следовательно, к двум известным нам группам классификации естественных геологических процессов-экзогенным и эндогенным следует, по–видимому, прибавить ещѐ одну группу процессов-гетерогенных, представляющих собой разнообразные естественные и техногенные ( антропогенные) процессы.
Как об этом уже было сказано, сейсмические процессы-это колебания упругих волн в земной коре, вызванные различными механическими импульсами, обусловливающие еѐ сотрясение и деформации, т.е. сейсмические явления.
Природные (естественные) сейсмические процессы разделяются по месту их проявления на землетрясения и моретрясения. В последнем случае очаги сотрясения располагаются на морском и океаническом дне. Моретрясения сопровождаются крупными морскими волнами-цунами, достигающими высоты 50-60 метров. Цунами обладают огромной разрушительной силой и нередко опустошают морское побережье.
Точку зарождения землетрясений, находящуюся на некоторой глубине от поверхности земли, называют очагом землетрясения, или гипоцентром, а точку, лежащую над ним на поверхности земли-эпицентром.
Различают очаги поверхностные (0-10км), коровые (10-50км) и глубокие (50-300км)-в мантии. Наиболее разрушительны землетрясения с поверхностными и неглубоко залегающими очагами. Землетрясения с глубокими очагами менее опасны, однако сказываются они на гораздо более далеких расстояниях. Область проявления разрушительных землетрясений ,в пределах которой происходят сейсмодеформации-трещины, ступенчатые оседания, вспучивания, микротрещины, а также сейсмогравитационные смещения-обвалы, осыпи, оползни, называются плестосейстовой областью. Линии, соединяющие пункты с одинаковой силой проявления землетрясения, называются изосейстами. Для характеристики землетрясений составляются карты изосейст (в баллах).
Из очага землетрясений по всем направлениям энергия передаѐтся в виде механических колебаний. Они распространяются в виде волн определенной частоты. В Земле распространяются три основных вида колебаний. Прежде всего это глубинные волны, состоящие из двух видов упругих волн: продольных Р и поперечных S. Известно, что газ, жидкость и твѐрдое тело обладают упругостью на сжатие. При резком повышении или понижении давления в очаге землетрясения возникает упругое возбуждение, которое в газе и жидкости называется звуковой волной. Эту волну гонит вперѐд смещение частиц вдоль направления движения волны. В случае твѐрдого тела, т. е. в горных породах, такая волна называется продольной сейсмической волной. Она вызывает расширения и сжатие пород.
Твѐрдое тело — горная порода, в отличие от газа и жидкости, обладает ещѐ и упругостью на изгиб. Поэтому при резком смещении частиц твѐрдого тела упругое возбуждение будет распространяться не только вдоль этого смещения. Смещение частиц вызовет и вторую — поперечную волну, движущуюся перпендикулярно первой. Поперечные волны вызывают в породах изменение формы, т. е. деформации сдвига.
В образовании поперечной волны участвуют только упругость на изгиб, а в образовании продольной волны — оба вида упругости. Поэтому продольная волна распространяется быстрее поперечной примерно в корень из 3 раза.
Кроме глубинных существуют поверхностные волны, т. е. третий вид волн, связанный с распространением продольных и поперечных волн вблизи свободной поверхности тела, т. е. на поверхности Земли или по границе покровных пород с плотными породами. Это волны Релея и Лява.
Лишь около 7% всей энергии очага достигает эпицентральной зоны и около 30% уходит в еѐ окрестности. Поэтому, чем дальше от очага, тем больше энергии поглощается породами, тем больше в спектре доля более низкочастотных колебаний. При увеличении расстояния в 2 раза энергия убывает в 10-20 раз; при увеличении расстояния в 10 раз энергия убывает в тысячи раз. Вместе с этим и амплитуда колебаний.
Силу землетрясения измеряют в баллах. Величину энергии, выделившую из очага, измеряют как энергию, приходящуюся на единицу площади. В настоящее время применяют условную энергетическую характеристику землетрясений, называемую магнитудой (табл.1). [1:238-241].
В природе существуют различные предвестники землетрясений. Перед землетрясением часто изменяется магнитное поле Земли, акустические свойства среды и электрический потенциал атмосферы, гидрохимические параметры вод, меняется поведение животных и т.д.
О страшных последствиях землетрясения в Армении знают все. А вот о том, что их можно было хотя бы частично избежать, известно далеко не каждому. Но это так. Судите сами. У многих жителей города Ленинакана ―взбунтовались‖ собаки. Они вели себя настолько странно, что хозяева, заподозрив неладное, принялись звонить в официальные инстанции и предупреждать о возможном землетрясении. Однако к их звонкам отнеслись равнодушно. Трагедия, превратившая город в развалины, разразилась примерно чрез два часа. Жители города, вовремя заметившие странное поведение животных, остались в живых. Наряду с сейсмологами участвовать в предсказании землетрясении должны также биологи, и, конечно, обычные люди, любящие животные, живущие рядом с ними или наблюдающие за их образом жизни и повадками. Известно, что процесс эволюции животных на Земле сопровождался многочисленными земными катастрофами, и чтоб выжить, они приспосабливались к ним, стремились выработать определенную реакцию, помогающую своевременно почувствовать надвигающуюся опасность. [2:2]
Таблица 1. Шкала сейсмической балльности
Интен- Интен-
сив- Проявление колебаний сив- Проявление колебаний
ность ность
(балл) (балл)
1 Колебания почвы отмечаются 7 Трещины в штукатурке и
приборами откалывание отдельных кусков,
тонкие трещины в стенах.
2 Ощущаются в отдельных случаях 8 Большие трещины в стенах, падение
людьми, находящимися в карнизов, дымовых труб.
спокойном состоянии.
3 Колебания отмечаются немногими 9 В некоторых зданиях обвалы:
людьми. обрушение стен , перекрытий
,кровли.
4 Землетрясения отмечаются многими 10 Обвалы во многих зданиях. Трещины
людьми. в грунтах до метра ширеной.
132
5 Качание висячих предметов, многие 11 Многочисленные трещины на
спящие просыпаются. поверхности земли, большие обвалы
в горах.
6 Лѐгкие повреждения в зданиях, 12 Изменение рельефа в больших
тонкие трещины в штукатурке. размерах.
На территории Казахстана землетрясение – одно из стихийных бедствий, представляющих угрозу безопасности населения и экономическому потенциалу страны. Более 30%страны является сейсмически активной. На ней проживает около 6млн. человек, сосредоточенно свыше 40% промышленного потенциала, расположено более 400 городов и населенных пунктов, в том числе – крупнейший промышленный и культурный город Алматы. По
предварительным прогнозным оценкам, в случае возникновение разрушительных землетрясений, подобных Верненскому (1887г.), в сейсмоактивных районах Алматинской, Жамбыльской и Южно-Казахстанской областей число жертв может составить до 20% населений этих районов. Возникновение разрушительного землетрясения в окрестностях г. Алматы может привести к тому, что более половины строений будет разрушено, и число пострадавших от стихийного бедствия станут около 300 тыс. человек.
Осознание того, что такие катастрофические землетрясения, как Верненское, 1887 г, Чиликское, 1889 г, Кеминское, 1911 г, могут унести многие сотни человеческих жизней и пагубно сказываются на экономическом развитии страны, привело к тому, что задача обеспечения безопасности населения от сейсмических катастроф отнесена Правительством Республики Казахстан к проблемам Национальной безопасности и еѐ решение нацелено на защиту экономического потенциала страны от возможного воздействия природных и техногенных факторов-сейсмических, геологических, экологических.
Актуальность разработки методов прогноза землетрясений определена необходимостью предотвращения разрушительных последствий от них.
Прогноз места, силы и момента возникновения землетрясений состоит из трѐх этапов : долго-, средне- и краткосрочного. В решении проблемы долго- и среднесрочного прогноза достигнуты существенные успехи. Например, после успешного прогноза землетрясения в Хайченге (1975г.) в Китае спрогнозировано более 30 разрушительных землетрясений. Определѐнных успехов в прогнозе землетрясений добились сейсмологи в Греции. Так, в 1995 г. Ими сделаны 3 удачных прогноза землетрясений.
В области краткосрочного прогноза – самой ответственной части задачи прогнозирования землетрясений, требующей принятия решений, в том числе ещѐ не решены фундаментальные вопросы, какими являются физическая сущность сейсмических процессов и механизмов их проявления в околоземном пространстве, методика выделения сейсмопрогностических эффектов в комплексные исследования по разработке научных основ и методов краткосрочного прогноза землетрясений.[3:3]
Отметим то, что землетрясение это разрушительная и убийственная природная и техногенная стихия. Землетрясение, процесс не обратимый, но о нѐм можно предупредить людей и избежать жертв. Земля, это наша планета, которая живѐт и дышит, и еѐ дыхание мы видим и слышим.
Литература:
1.Л.Д. Белый, В.В. Попов. Инженерная геология. — М., Стройиздат, 1975.
2.П.И. Мариковский. Животные предсказывают землетрясения — Алматы:
Кайнар 1992.
3.О.М. Белослюдцев. Особенности тонкой структуры вариаций геофизических полей в связи с прогнозом землетрясений в северном Тянь-Шане. Автореферат диссертации. Алматы 2004.