12

Лекція 2. Природні небезпеки

1.Значення природних небезпек в житті людства.

2.Літосферні стихійні лиха.

3.Гідросферні стихійні лиха.

4.Атмосферні стихійні лиха.

1. Значення природних небезпек в житті людства

У наш час людина здатна полетіти на Місяць, ми багато знаємо про інші планети, але сили природи нашої власної планети все ще нами не підкорені. Людство залишається залежним від природних явищ, які досить часто мають катастрофічний характер. Виверження вулканів, землетруси, посухи, селеві потоки, снігові лавини, повені спричиняють загибель багатьох тисяч людей, завдають величезних матеріальних збитків.

Найбільш серйозні збитки з усіх стихійних лих спричиняють:

1. 40% ________________

2. 20% ________________

2. 15%. ________________

Стихійні лиха — це природні явища, які мають надзвичайний характер і призводять до порушення нормальної діяльності населення, загибелі людей, руйнування і нищення матеріальних цінностей.

За місцем реалізації стихійні лиха поділяють на:

• літосферні - тектонічні (виверження вулканів, землетруси, зсуви, селі);

• гідросферні - топологічні (повені, снігові лавини, шторми);

• атмосферні - метеорологічні (урагани, зливи, ожеледі, блискавки).

2. Літосферні стихійні лиха

1. Виверження вулкану

Термін « вулкан » походить від латинського «Volcanus» або Вулкан , римського бога вогню. Спочатку римляни використовували термін для позначення вулкана Етна , де за їх повір'ям перебувала кузня Вулкана .

Саме це стихійне лихо належить до найнебезпечніших для життєдіяльності людства, оскільки ______________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

На земній кулі нараховується приблизно ______ діючих вулканів. Діючим називають вулкан, що періодично викидає в цей час або хоча б один раз за останні 10 000 років. Більшість вулканів планети сховані на дні океанів, але близько _______ перебувають на поверхні

Більшість з них розташована на стиках тих ділянок земної кори, які називаються тектонічними плитами. За теорією А.Вегенера, земна кора складається приблизно з 20 малих та великих пластів, які називаються плитами, або платформами, вони постійно змінюють своє місце розташування. Ці рухливі тектонічні плити земної кори мають товщину від 60 до 100 км й плавають на поверхні в'язкої магми.

Найбільш небезпечні місця планети:

1. ________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

2. ___________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

3. ___________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

Як утворюються вулкани? Надра земної кулі діляться на чотири зони: в центрі — внутрішнє ядро, його оточує зовнішнє ядро, потім мантія й земна кора. Радіус Землі - 6371 км, тверда оболонка земної кори — від 35 до 70 км, а на дні океану товщина твердої оболонки — всього 7—13 км. Товща земної мантії сягає 2900км.

Магмою називається розплавлена маса, що виділяється при виверженні вулканів. Геологи вважають, що вона утворюється в нижній частині земної кори та у верхній частині мантії на глибині від 30 до 90 км. Гірська порода на цій глибині так розпечена, що повинна бути рідкою, але вона залишається твердою, її робить більш щільною величезний тиск верхніх пластів. Цей тиск звичайно однаковий по всій поверхні магми; лише там, де дві плити труться одна об одну і зсуваються, він може послабшати. У цих місцях порода переходить з твердого стану в рідкий, розширюється, тисне на верхні шари та з надзвичайною силою виривається на поверхню. Відбувається виверження вулкана.

Наслідки від виверження вулкану:

1. ________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

2. ___________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

3. ___________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

4. ___________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

Вулканологи вимірюють потужність виверження за Шкалою вулканічних вивержень ( VEI ) , де 0 означає найслабше виверження , а 8 - найсильніше . Вісімка зазвичай призначається для найпотужніших вивержень , званих у народі « супервулканом ».

Прогноз вивержень базується на двох групах методів. Перші засновані на вивченні життя самого вулкана: окремі вулкани вивергаються з певними інтервалами часу, інші своє пробудження знаменують звуковими ефектами; знання вулканів може допомогти в запобіганні вивержень. Іншу групу методів становлять складні статистичні обчислення і дослідження ознак чергового виверження за допомогою точних приладів. Навколо небезпечних вулканів розміщують, як правило, сейсмічні станції, які реєструють поштовхи. Коли лава розширюється на глибині, заповнюючи тріщини, це викликає струс земної поверхні.

Найбільші виверження вулканів:

1. У Новій Зеландії в районі озера Таупо у 186 році до н.е відбулося найбільше в історії людства вулканічне виверження. Його наслідки описані в хроніках Китаю та Греції. На місці виверження сьогодні розташоване озеро за площею, що приблизно дорівнює площі Сінгапуру.

2. Другим з найбільших відомих вивержень слід, очевидно вважати виверження Кракатау 26 серпня 1883 року. Під час виверження 1883 року вулкан викинув понад 25 кубічних кілометрів каміння, попелу та пемзи, і створив найгучніший історично відомий звук – катастрофічний вибух було чітко чути в місцях на далеких відстанях в Австралії (3100 км), поблизу Маврикію (4800 км). Ударна хвиля в атмосфері обійшла Землю сім разів і реєструвалася протягом п'яти днів. У 1883 р. виверження вулкана Кракатау, на схід від о. Ява супроводжувалося таким гуркотом що його чули в Америці.

3. 70 тис. років тому відбулося виверження вулкана Тоба на о. Суматра, що накрило цілий острів шаром попелу заввишки 300 метрів.

4. Одне із найбільших вивержень на землі сталося 65 млн років тому. Воно накрило лавою майже всю Індію.

5. Під час виверження вулкана Везувій в Італії в 79 р. н. е., населення римського міста Помпеї повністю загинуло. Руїни міста, повністю похованого під шаром попелу, було виявлено у XVIII ст.

6. Виверження вулкана Тамбора на острові Сумбава в 1815 р. підняло так багато пилу, що він заслонив Сонце над усією земною кулею. Це призвело до холодного літа два роки поспіль.

Для запобігання негативному впливу потоку лави використовується метод відведення його в бік від населених пунктів шляхом створення штучного русла, можливе будівництво дамб, охолодження лавових потоків водою.

http://earthquakes.volcanodiscovery.com/ - діюча карта вулканів

2. Землетруси.

Щорічно вчені фіксують близько _____ сейсмічних і мікросейсмічних коливань,____. з яких відчуваються людьми та _____ завдають значних збитків.

Ті місця, де стикаються між собою тектонічні плити, є сейсмічно небезпечними зонами, тобто рух плит уздовж їх кордонів супроводжується землетрусами. Землетруси з особливо важкими наслідками відбуваються там, де дві тектонічні плити не просто труться одна об одну, а зіштовхуються.

Землетрус — це сильні коливання земної кори, викликані тектонічними причинами, які призводять до руйнування споруд, пожеж та людських жертв.

Гіпоцентр, або осередок землетрусу, — місце, де зсуваються гірські породи.

Епіцентр — точка на поверхні землі, що знаходиться прямо над гіпоцентром.

Коливання земної кори передається сейсмічними хвилями. Найсильніші вони в гіпоцентрі. З віддаленням від нього хвилі слабшають.

Основними характеристиками землетрусів є: глибина осередку, магнітуда та інтенсивність енергії на поверхні землі. Глибина осередку землетрусу перебуває в межах від 10 до 30 км, в деяких випадках вона може бути значно більша. Магнітуда характеризує загальну енергію землетрусу і є логарифмом максимальної амплітуди зміщення ґрунту в мікронах, яка вимірюється за сейсмограмою на відстані 100 км від епіцентру. Магнітуда за Ріхтером вимірюється від 0 до 9 балів (найсильніший землетрус). Інтенсивність — це показник наслідків землетрусів, який характеризує розмір збитків, кількість жертв та характер сприйняття людьми психогенного впливу.

Помітний струс поверхні землі від головного поштовху триває від 30 до 60 с, або навіть до 3-4 хв. Більш слабкі поштовхи можуть тривати з інтервалами в декілька діб, тижнів, місяців і навіть років.

Вчені-геофізики виділили два головних сейсмопояси:

1. ________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

2. ___________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

Для реєстрації землетрусів зроблено дві шкали. До 30-х років XX ст. сила землетрусу вимірювалась спричиненими збитками – за так званою шкалою Меркаллі. Тепер для визначення сили землетрусу користуються більш досконалим засобом. Ідею подав в 1935р. американський сейсмолог Ч.Ріхтер. Він запропонував визначати силу землетрусу за 12-бальною шкалою. Нульова позначка на сейсмографі означає абсолютний спокій ґрунту, один бал вказує на слабкий підземний поштовх, кожний наступний бал позначає поштовх в 10 разів сильніший за попередній. Так, 9-бальний землетрус в 10 разів сильніший за 8-бальний, в 100 разів перевищує 7-бальний і, нарешті, в 100 мільйонів разів сильніший за коливання земної кори силою в один бал.

На сьогодні відсутні надійні методи прогнозування землетрусів та їх наслідків. Однак за зміною характерних властивостей ґрунту, незвичайною поведінкою живих організмів перед землетрусом ученим досить часто вдається складати прогнози. Провісниками землетрусів є: швидке зростання частоти слабких поштовхів (форшоків); деформація земної кори, яка визначається спостереженнями із супутників або зйомкою на поверхні землі за допомогою лазерних джерел світла; зміна відношення швидкостей розповсюдження поздовжніх і поперечних хвиль напередодні землетрусу; зміна рівня ґрунтових вод у свердловинах; вміст радону у воді тощо.

Першість за кількістю землетрусів утримують___________________________: понад 1000 в рік, або 3 на день.

Найсильніші землетруси за останні 100 років:

1. Великий чилійський землетрус або Вальдівійський – найсильніший землетрус за всю історію спостереження, що відбувся 22 травня 1960 року в в Чилі. Сила за шкалою Ріхтера – за різними оцінками від 9,3 до 9,5.

Кількість жертв склала близько 6 тис. чоловік, причому, основна частина людей загинула від цунамі. Збиток в цінах 1960 року склав біля півмільярда доларів.

2. Протока Принца Вільяма, Аляска,США. 28 березня 1964. Перший підземний поштовх потужністю 9,2 бали за шкалою Ріхтера було зафіксовано о 3 годині 36 хвилин, його епіцентр розташовувався в глибині Колледжіфьорда в протоці Принца Вільяма на західному узбережжі Північної Америки. Острів Латуш був зміщений на 18 м на південь, піднявся з води на 15 м острів Кадьяк. Сильно було зруйновано місто Анкорідж, що знаходився за 120 км від епіцентру. Повністю знищено було місто Портаж, його опустило на 3 метри нижче рівня моря. Також повністю було зруйноване місто Велдез. Площа, яка постраждала від землетрусу, дорівнює приблизно 130 000 квадратних кілометрів, але завдяки невеликій щільності населення в цих місцях загинуло всього 9 чоловік.

Ще 106 мешканців Аляски загинули від цунамі, викликаного землетрусом. Гігантська хвиля повністю знищила 3 села. Ще 12 людей загинуло від цунамі у Каліфорнії та 4 в Орегоні. Наслідки цього землетрусу могли спостерігатися навіть на Кубі і в Пуерто-Ріко. Збиток, нанесений в 1964 році стихією, оцінююється у 310 мільйонів доларів. 

3. Біля західних берегів Півд.Суматри 26 грудня 2004. Землетрус призвів до утворення сильного цунамі, яке забрало життя більше 200 тисяч чоловік. Його магнітуда дорівнювала дев'яти балів за шкалою Ріхтера. Епіцентрбув розташований на дні Індійського Океану на захід від північного узбережжя Суматри. Через 15 хвилин після першого поштовху хвиля досягла і змела північний край острова Суматра. Через півтори години вона обрушилася на узбережжя Таїланду, через дві години досягла Шрі-Ланки та Індії, за вісім годин пройшла Індійський океан, а за добу, вперше в історії спостереження хвиль, цунамі обігнув весь Світовий океан. Навіть на Тихоокеанському узбережжі Мексики висота хвилі склала 2,5 метра. Економіці постраждалих країн стихійне лихо завдало шкоди в 10,7 млрд доларів.

4. .Камчатка 4 листопада 1952. 9 балів за шкалою Ріхтера. Викликане підземними поштовхами цунамі завдало серйозних руйнувань узбережжю Камчатки, Курильських островів та інших територій Далекого Сходу. Доволі сильні хвилі досягнули також Гавайських островів

5. Японія 11 березня 2011. епіцентр був розташований за 373 кілометри на північний схід від Токіо, осередок залягав на глибині 24 кілометрів. Землетрус спричинив найбільше цунамі, яке накрило територію загальною площею 561 квадратний кілометр, що відповідає 90% площі 23 спеціальних районів. У результаті землетрусу східне узбережжя японського острова Хонсю змістилося на 2,5 метра на схід. Число загиблих і зниклих безвісти перевищило 20 тисяч осіб. Близько 93% загиблих стали жертвами гігантської хвилі. Збиток, якого завдало гігантське цунамі японській економіці, транспорту та інфраструктурі, не рахуючи витрат, пов'язаних з аварією на АЕС Фукусіма-1, склав 16,9 трильйона ієн (близько 215 мільярдів доларів). Загальний обсяг викидів йоду-131 і цезію-137 після аварії на АЕС склав 900 тис терабеккрелів, що не перевищує 20% від викидів після Чорнобильської аварії в 1986 році, який склав 5,2 мільйона терабеккерелів.

Топ-10 найбільш руйнівних землетрусів за останні 500 років

1. 23 січня 1556 - Великий китайський землетрус в Ганьсу і Шеньсі, Китай. Загинули приблизно 830 тис. осіб. Найбільше число загиблих в результаті землетрусу за всю історію.

2. 1737 - землетрус в Калькутті , Індія. Загинули приблизно 300 тис. чоловік.  

3. 1755 - землетрус у Лісабоні , місто було повністю зруйноване. Число загиблих 60 - 100 тис. чоловік.

4. 1897 рік - землетрус в Ассам , Індія. На площі в 23 000 кв км рельєф змінений до невпізнання. Цей землетрус, ймовірно, стало найбільшим за всю історію людства.

5. 1923 рік - землетрус в Канто , Токіо і Йокогамі, Японія, 8,3 бала за шкалою Ріхтера. Загинули приблизно 143 тис. людей, близько мільйона залишилося без даху над головою в результаті виниклих пожеж.

6. 1948 рік - землетрус в Ашхабаді , Туркменістан, Ашхабадська землетрус.Загинуло близько 110 тис. чоловік.

7. 28 липня 1976 - землетрус в Таншань, Північно-східний Китай, Таншаньський землетрус , 8,2 бала за шкалою Ріхтера. Число загиблих за офіційними даними склало 242800 чоловік, за неофіційними - перевищило 655 тис. чоловік.

8. 26 грудня 2004 - цунамі, викликане найпотужнішим за останні десятиліття землетрусом (9,0 балів за шкалою Ріхтера), обрушилося на узбережжя Індії, Шрі-Ланки, Індонезії, Малайзії, Таїланду, Сомалі, Кенії. Загальне число загиблих від цунамі склало приблизно 300 тис. чоловік.

9. 12 травня 2008 - землетрус у провінції Сичуань , Китай. 7,8 балів за шкалою Ріхтера. Епіцентр знаходився в 92 км на північний захід від адміністративного центру провінції, міста Ченду. Новий сильний землетрус магнітудою 5,8 стався 13 травня. Загальне число загиблих склало більше 69 тис. чоловік, поранення отримали понад 370 тис. Понад 17 тис. людей зникли без вісті.

10. 12 січня 2010 - землетрус на Гаїті , 7,1 балів за шкалою Ріхтера загинуло за різними оцінками 222-232 тис. чоловік. Подробнее: 

В Україні сейсмічно небезпечними районами є Карпати та гірський Крим. У минулому тут відбувалися руйнівні землетруси силою 6-8 балів (наприклад, Ялтинський землетрус 1927 р.). Центральні райони України належать до сейсмічно спокійних, хоча й тут інколи реєструються підземні поштовхи, що докочуються з районів Карпат і гір Вранча (Румунія).

При землетрусі важливо зберігати спокій. Якщо відчувається здригання ґрунту чи будинку, слід реагувати негайно, пам'ятаючи, що найбільш небезпечні предмети, які падають.

Перебуваючи у приміщенні, треба негайно зайняти безпечне місце. Це отвори капітальних внутрішніх стін (наприклад, відчинити двері з квартири), кути, утворені ними, місця під балками каркасу, під несучими колонами, біля внутрішньої капітальної стіни, під ліжком чи столом. Слід пам'ятати, що найчастіше завалюються зовнішні стіни будинків. Необхідно триматися подалі від вікон та важких предметів, які можуть перекинутися чи зрушити з місця.

Не слід вибігати з будинку, оскільки уламки, які падають уздовж стін, є серйозною небезпекою. Безпечніше перечекати поштовх там, де він вас застав, і тільки дочекавшись його закінчення, перейти у безпечне місце. Слід пам’ятати, що сходові прольоти та ліфти часто обвалюються під час землетрусу. Після припинення поштовхів потрібно терміново вийти на вулицю, відійти від будівель на відкрите місце, щоб уникнути ударів уламків, які падають. Перебуваючи в автомобілі, що рухається, слід повільно загальмувати подалі від високих будинків, мостів чи естакад. Необхідно залишатись в машині до припинення поштовхів. Опинившись у завалі, слід спокійно оцінити становище, надати собі першу допомогу, якщо вона потрібна. Необхідно надати допомогу тим, хто її потребує.

3. Зсуви.

Зсуви можуть виникнути на всіх схилах з нахилом в 20° і більше в будь-яку пору року.

Зсуви — це ковзкі зміщення мас гірських порід вниз по схилу, які виникають через порушення рівноваги. Зсуви виникають через ослаблення міцності гірських порід внаслідок вивітрювання, вимивання опадами та підземними водами, систематичних поштовхів, нерозважливої господарської діяльності людини тощо.

За швидкістю зміщення порід зсуви поділяють на:

• повільні (швидкість становить декілька десятків сантиметрів на рік);

• середні (швидкість становить декілька метрів за годину або добу);

• швидкі (швидкість становить десятки кілометрів за годину)

Тільки швидкі зсуви можуть спричиняти катастрофи з людськими жертвами. Об'єм порід, які зміщуються при зсувах, перебуває в межах від декількох сот до багатьох мільйонів кубічних метрів.

Найзначніші осередки зсувів на території України зафіксовані на правобережжі Дніпра, на Чорноморському узбережжі, в Закарпатті та Чернівецькій області.

Зсуви руйнують будівлі, знищують сільськогосподарські угіддя, створюють небезпеку при добуванні корисних копалин, викликають ушкодження комунікацій, водогосподарських споруд, головним чином гребель. Найбільш дійовими заходами для запобігання зсувів є відведення поверхневих вод, штучне перетворення рельєфу (зменшення навантаження на схили), фіксація схилу за допомогою підпорів.

Найбільші зсуви

1. Надзвичайні зливи в грудні 1999 року у штаті Варгас, Венесуела спровокували зсуви, котрі знищили сотні будівель та доріг. Через зсуви загинуло 30 тис осіб.

2. Зсув ґрунту, який став наслідком землетрусу у 7,6 балів в Пакистані 9 жовтня 2005 року вбив 25 тис осіб.

3. 18 листопада 1985 року виверження вулкану Невадо-дель-Руїс спричинило паводки та зсуви міст на захід від столиці Колумбії Боготи. Загинуло 23 тис місцевих жителів.

4. У травні 2008 через землетрус у 8 балів у китайській провінції Lixian сталося 15 тис зсувів ґрунту, 20 тис осіб загинуло.

5. Зсуви ґрунту в китайській провінції Сіхуань у травні 2008 року

Прикладом зсуву на території України є події 9 червня 1997 року у Дніпропетровську, коли внаслідок зсуву був зруйнований дев'ятиповерховий будинок, середня школа, дитячий комбінат, гаражі та інші будівлі.

У разі попередження про зсув необхідно якомога швидше покинути приміщення та вийти в безпечне місце.

Для прогнозу і контролю розвитку зсувів проводять детальні геологічні дослідження і складають карти, із зазначенням зсувонебезпечних місць. Спочатку методом аерофотозйомки виявляють ділянки накопичення зсувного матеріалу. Потім визначаються особливості породи, кути нахилу, характер підземних і поверхневих вод. Реєстрація зсувних процесів ведеться на схилах за допомогою опорних реперів.

Попередження та захист від зсувів передбачає ряд пасивних та активних заходів. До пасивних відносяться охоронно-обмежувальні заходи: заборона будівельних та вибухових робіт, підрізання зсувонебезпечних схилів. До активних заходів відносять укріплення зсувонебезпечних схилів берегів морів, річок та озер підпорними та водовідбійними стінками, набережними. Грунти, що зсуваються укріплюють бетонними палями, розташованими в шахматному порядку, проводять штучне заморожування грунтів, висаджують на схилах рослини з потужною кореневою системою. Для стабілізації зсувів в мокрих глинах проводять їх попереднє осушення. Для відведення поверхневих та грунтових вод роблять канави, штольні, горизонтальні свердловини.

4. Селі.

Виникають селі в басейнах невеликих гірських річок внаслідок злив, інтенсивного танення снігів, проривів завальних озер, обвалів, зсувів, землетрусів.

Селі — це паводки з великою концентрацією ґрунту, мінеральних часток, каміння, уламків гірських порід (від 10-15 до 75% об'єму потоку).

«Сель» (сайль) — слово арабське і в перекладі означає бурхливий потік, тобто за зовнішнім виглядом селевий потік — це шалено вируюча хвиля висотою з п'ятиповерховий будинок, яка мчить ущелиною з великою швидкістю.

Селі трапляються в багатьох країнах — в деяких областях Індії та Китаю, Туреччини та Ірану, в гірських районах Північної та Південної Америки. Від селевих потоків страждає населення Кавказу, Середньої Азії та Казахстану. В Україні селеві потоки трапляються в Карпатах та Криму.

За складом твердого матеріалу, який переносить селевий потік, їх можна поділити на:

грязьові (суміш води з ґрунтом при незначній концентрації каміння, об'ємна вага складає 1,5-2 тис. куб. м);

грязьокам'яні (суміш води, гравію, невеликого каміння, об'ємна вага — 2,1-2,5 тис. куб. м);

водокам'яні (суміш води переважно з великим камінням, об'ємна вага — 1,1-1,5 тис. куб. м).

У Карпатах найчастіше трапляються водокам'яні селеві потоки невеликої потужності, у Середній Азії — грязьові потоки.

Швидкість селевого потоку звичайно становить 2,5-4,5 м/с, але під час прориву заторів вона може досягати 8-10 м/с і більше.

Засобів прогнозування селів на сьогодні не існує.

Засоби боротьби з селевими потоками досить різноманітні: будівництво гребель, каскаду запруд для руйнації селевого потоку, стінок для закріплення відкосів тощо.

У разі попередження про селевий потік або зсув, які насуваються, слід якомога швидше залишити приміщення і вийти в небезпечне місце.