Сейсмические волны и их измерения
Реферат
Землетрясения
| Бирюков К А. |
| ТНГ-10-2 |
(подпись) (Ф.И.О.)
ПРОВЕРИЛ
| доцент |
| Соловьев В. Б. |
Руководитель: _______________ ___________________ /________________/
(должность) (подпись) (Ф.И.О.)
Санкт-Петербург
Оглавление
Введение. 3
1. Сейсмические волны и их измерения. 5
2. Шкала магнитуд. Шкала Рихтера. 6
3. Шкала интенсивности. 6
4. Шкала Медведева-Шпонхойера-Карника (MSK-64) 7
5. Процессы, происходящие при сильных землетрясениях. 7
6. Другие виды землетрясений. 8
7. Измерительные приборы.. 9
8. Наиболее разрушительные землетрясения. 9
Вывод. 17
Приложения. 18
Введение
Землетрясение - это внезапное высвобождение энергии, накопленной в сжатых или растянутых горных породах. Оно проявляется в подземных толчках и колебаниях земной поверхности. Немногие из грозных явлений природы могут сравниваться по разрушительной силе и опасности с землетрясениями. Их летопись насчитывает миллионы жертв, сотни погибших городов. Каждый человек, живущий на Земле, привык считать земную твердь чем-то прочным и надежным. Когда же она начинает сотрясаться, взрываться, оседать, ускользать из-под ног, человека охватывает ужас. Глагол "трястись" абсолютно точно описывает происходящее с земной поверхностью во время землетрясения: она вздымается, колеблется, вибрирует и даже раскалывается. Эти движения продолжаются несколько секунд, самое большее несколько минут, но, тем не менее, они могут повлечь за собой катастрофические последствия. Частота колебаний некоторых сейсмических волн бывает такой, что они становятся слышны человеку, животные же могут воспринимать звук в значительно более широком диапазоне. В различных описаниях звуки, сопровождающие землетрясение, сравниваются с сильным ветром, шумом скорого поезда, отдаленным орудийным раскатам. Рассказы некоторых очевидцев свидетельствуют, что во время землетрясения бывают вспышки света.
Иногда этот яркий свет можно объяснить молниями или замыканиями электроприборов. Но не исключена возможность, что некоторые из этих вспышек
связаны с неизвестными явлениями при движениях земной коры. Вот как очевидец
описывает землетрясение:
"Земля вздрогнула; ее первая судорога длилась почти 10 секунд: треск и скрип оконных рам, звон стекол, грохот падающих лестниц разбудили спящих. Как бумажный разрывался потолок. в темноте все, казалось, падало. Земля глухо гудела. Вздрогнув и пошатываясь, здания наклонялись, по их белым стенам, как молнии, змеились трещины, и стены рассыпались, заваливая улицы и людей среди них тяжелыми грудами острых кусков камня."
Землетрясения представляют собой движения земной поверхности, вызванные
воздействием сейсмических волн (по-гречески "сейсмос" - землетрясение).
Сейсмические волны обычно ощущаются как сильные, интенсивные движения
поверхности. Иногда наблюдаются земные волны в буквальном смысле слова: волны
движутся по земле как по озеру. Они особенно опасны. Они раскалывают
строения, встряхивая их так, что рушатся даже прочные стены. В городских
районах здания вибрируют настолько сильно, что распадаются на части. При этом
часто возникают пожары, так как разрушаются газовые магистрали и происходят
замыкания в электрических цепях.
Если и водопроводная сеть оказывается поврежденной, город сможет сгореть, и
предотвратить это почти невозможно. Бывали случаи, когда от подземных толчков
люди подлетали так высоко, что, падая, разбивались насмерть. К счастью, такие
мощные удары волн случаются редко. Для людей и строений опасны не только сами
по себе колебания земли. Для землетрясений характерно множество сопутствующих
явлений, которые увеличивают число жертв, - это гигантское цунами, крупные
обвалы и снежные лавины, грязевые потоки - сели, оползни. Наиболее широко
известным фактором является возникновение в земле трещин, которые, согласно
некоторым описаниям, поглощали людей, животных, дома и даже целые деревни. Во
время землетрясений, также бывают резкие опускания больших участков, которые
могут сопровождаться мгновенным затоплением. Одним из наиболее разрушительных
последствий землетрясения являются оползни, сели, снежные лавины. В
прибрежных районах к одним из самых страшных явлений, сопутствующих
землетрясениям, относятся цунами. Многие люди впервые задумались над могучим
явлением природы, ученые начали изучать землетрясения.
Что же является причиной землетрясения?
Причиной землетрясения является быстрое смещение участка литосферы (литосферных плит) как целого в момент релаксации (разрядки) упругой деформации напряжённых пород в очаге землетрясения. Большинство очагов землетрясений возникает близ поверхности Земли.
Согласно научной классификации, по глубине возникновения землетрясения делятся на 3 группы: «нормальные» — 33 — 70 км, «промежуточные» — до 300 км, «глубокофокусные» — свыше 300 км. К последней группе относится землетрясение, которое произошло 24 мая 2013 года в Охотском море, тогда сейсмические волны достигли многих уголков России, в том числе и Москвы. Глубина этого землетрясения достигала 600 км.
Сейсмические волны и их измерения
Скольжению пород вдоль разлома вначале препятствует трение. Вследствие этого, энергия, вызывающая движение, накапливается в форме упругих напряжений пород. Когда напряжение достигает критической точки, превышающей силу трения, происходит резкий разрыв пород с их взаимным смещением; накопленная энергия, освобождаясь, вызывает волновые колебания поверхности земли — землетрясения. Землетрясения могут возникать также при смятии пород в складки, когда величина упругого напряжения превосходит предел прочности пород, и они раскалываются, образуя разлом.
Сейсмические волны, порождаемые землетрясениями, распространяются во все стороны от очага подобно звуковым волнам. Точка, в которой начинается подвижка пород, называется фокусом, очагомили гипоцентром, а точка на земной поверхности над очагом — эпицентром землетрясения. Ударные волны распространяются во все стороны от очага, по мере удаления от него их интенсивность уменьшается.
Скорости сейсмических волн могут достигать 8 км/с.
Сейсмические волны делятся на волны сжатия и волны сдвига.
· Волны сжатия, или продольные сейсмические волны, вызывают колебания частиц пород, сквозь которые они проходят, вдоль направления распространения волны, обуславливая чередование участков сжатия и разрежения в породах. Скорость распространения волн сжатия в 1,7 раза больше скорости волн сдвига, поэтому их первыми регистрируют сейсмические станции. Волны сжатия также называют первичными (P-волны). Скорость P-волны равна скорости звука в соответствующей горной породе. При частотах P-волн, больших 15 Гц, эти волны могут быть восприняты на слух как подземный гул и грохот.
· Волны сдвига, или поперечные сейсмические волны, заставляют частицы пород колебаться перпендикулярно направлению распространения волны. Волны сдвига также называют вторичными (S-волны).
Существует ещё третий тип упругих волн — длинные или поверхностные волны (L-волны). Именно они вызывают самые сильные разрушения.
Для оценки и сравнения землетрясений используются шкала магнитуд (например, шкала Рихтера) и различные шкалы интенсивности.