Что такое Землетрясения

Наука о землетрясениях и связанных с ними явлениях называется сейсмология. Землетрясения− колебания Земли (сотрясения), вызванные внезапным освобождением потенциальной энергии недр и образованием разломов. Они типичны для зон с повышенным тепловым потоком или тектонически активных зон. Очаг зарождения упругого импульса (сейсмических волн или энергии) называется гипоцентром (фокус). Непосредственно над гипоцентром на поверхности земли располагается эпицентр (рис. 37). От гипоцентра во все стороны расходятся продольные и поперечные сейсмические волны. Продольные волны вызывают расширение и сжатие пород в направлении их движения. В горных породах появляются деформации сдвига. На поверхности слоев геологических тел и земли распространяются поверхностные волны, способные вызвать не менее пагубное воз- действие на здания и сооружения. В зависимости от глубины залегания различают землетрясения поверхностные с гипоцентром на глубине 1…10 км, коровые – от 30 до 50 км и глубокиеилиплутонические – до 700 км.

Оценка силы землетрясения в России производится по 12-ти балльной системе (табл. 19).

На территориях, где сила землетрясений не превышает 7 баллов, основания зданий и сооружений проектируются без учета сейсмичности. В сейсмических районах, т.е. районах с расчетной сейсмичностью 7, 8 и 9 балов, проектирование ведется в соответствии со СНиП по проектированию зданий и сооружений в сейсмических районах. Строительство при этом следует проводить с учетом категорий горных пород по сейсмическим свойствам.

Категория I – скальные (граниты, гнейсы, известняки, песчаники) и полу- скальные (мергель, глинистые известняки, туфы, гипсы) породы; крупнообломочные особо плотные породы при глубине залегания уровня грунтовых вод более 15 м. Балльность сейсмичности снижается на 1.

Категория II – глины и суглинки, находящиеся в твердом состоянии, пески и супеси при глубине менее 8 м; крупнообломочные породы при глубинах залегания уровня грунтовых вод 8…10 м. Исходная балльность.

Категория III – глины и суглинки, находящиеся в пластичном состоянии, пески и супеси при глубинах залегания уровня грунтовых вод менее 4 м; крупнообломочные породы при глубинах залегания уровня грунтовых вод менее 3 м. Балльность сейсмичности повышается на 1.

В настоящее время учеными составлены и опубликованы карты распространения очагов землетрясений – сейсмическиекарты. В сейсмических зонах, напри- мер в наиболее изученном штате Калифорния с лучшей в мире сетью сейсмических станций, ежегодно фиксируется до 20 000 толчков – землетрясений. Они свидетельствуют о продолжающемся вспарывании разлома Сан-Андреас, вдоль которого скользят литосферные плиты. Если образуется небольшой разлом – пластические деформации переходят в дислокационные нарушения, то фиксируется слабое землетрясение; лишь изредка – 1 раз в столетие, в каких-то местах образуются протяженные разломы, сопровождаемые сильнейшими толчками.

Разновидность землетрясений, возникающих при перемещении блоков островных дуг и океанической коры, называется моретрясением. Они возникают на дне океанов, при этом создаются огромные волны, высотой до 30 м, которые называют цунами или торнадо. Самая высокая волна (цунами) у побережья Аляски достигла 66 м (1964 год). Скорость до 1000 км/ч. По мере уменьшения глубины моря крутизна волны резко возрастает и со страшной силой обрушивается на берег и сооружения. Частота возникновения цунами не столь велика как у землетрясений. Так у побережья Камчатки и Курильских островов за 200 лет их наблюдалось всего 14, из которых только четыре были катастрофическими.

Таким образом, землетрясения происходят почти непрерывно. В течение года на Земле регистрируется более 100 000 землетрясений, из которых к катастрофическим землетрясениям можно отнести 1, к сильно разрушительным – 10, разрушительным – 100, к сопровождающимся повреждениями сооружений - 1 000. Наиболее разрушительными являются тектонические землетрясения, занимающие большие площади вдоль зон глубинных разломов, по которым граничат литосферные плиты.

Местные, слабые и редкие сотрясения поверхности земли вызывают провалы пещер и горных выработок, обвалы и лавины, падение крупных метеоритов, ядерные и другие подземные взрывы, создание крупных водохранилищ.

Геофизики Ч. Рихтер и Б. Гутенберг разработали шкалу оценки энергии землетрясений с учетом магнитуды – условной единицы, равной десятичному логарифму отношения амплитуды смещения частиц грунта, при данном землетрясении, к амплитуде смещения частиц при слабом эталонном землетрясении, расположенном на расстоянии около 100 км от эпицентра. Значения магнитуды (шкала Рихтера) изменяется от 0 до 8,8. Нуль шкалы Рихтера дает очаг, при котором амплитуда сейсмической волны на расстоянии 100 км от эпицентра будет равна 1 мкм или 0,001 мм. Магнитуда – расчетная величина, относительная характеристика сейсмического очага, не зависящая от места расположения записывающей станции. Она используется для оценки общей энергии, выделившейся в очаге (установлена функциональная зависимость между магнитудой и энергией).

В сейсмических районах, показанных на картах строения земной коры штриховкой, не рекомендуется прокладывать водоводы, магистральные линии и канализационные коллекторы в водонасыщенных грунтах (кроме скальных, полускальных и крупнообломочных пород), в насыпных грунтах независимо от их влажности, а также на участках, пронизанных сетью разрывных нарушений. Либо строительство следует проводить с учетом возможных магнитуд, особенностей грунтов данных участков и применением специальных строительных технологий, конструкций и материалов.