Экзамен зачет учебный год 2023 / ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ

Землетрясения – это колебания земной коры, вызванные внезапными изменениями в состоянии недр планеты. За год на Земле случается от 300 до 600 серьёзных землетрясений (7 баллов и выше). Наиболее сильные землетрясения иногда ощущаются на расстояниях более 1500 км от очага и могут быть зарегистрированы сейсмографами даже в противоположном полушарии. Район зарождения колебаний называется очагом землетрясения, а его проекция на поверхность Земли – эпицентром. Очаги большей части землетрясений лежат на глубинах не более 16 км, однако в некоторых районах глубины очагов достигают 700 км. Ежедневно происходят тысячи землетрясений, но лишь немногие из них ощущаются человеком.

Упоминания о землетрясениях встречаются в Библии, в трактатах античных ученых, а также в древних китайских и японских письменных источниках. До 19 в. большинство сообщений о землетрясениях содержало описания, обильно приправленные суевериями, и теории, основанные на скудных и недостоверных наблюдениях. Серию систематических описаний (каталогов) землетрясений начал в 1840 г А. Перри (Франция). В 1850-х годах Р. Малле (Ирландия) составил большой каталог землетрясений, а его подробный отчет о землетрясении в Неаполе в 1857 стал одним из первых строго научных описаний сильных землетрясений.

Хотя уже с давних времен ведутся многочисленные исследования, нельзя сказать, что причины возникновения землетрясений полностью изучены. По характеру процессов в их очагах выделяют несколько типов землетрясений, основные из которых - тектонические, вулканические и техногенные.

Тектонические землетрясения возникают вследствие внезапного снятия напряжения, например, при подвижках по разлому в земной коре, фазовых переходах в мантии Земли, происходящих при определенных температурах и давлениях. Иногда глубинные разломы выходят на поверхность.

Вулканические землетрясения происходят вследствие резких перемещений магматического расплава в недрах Земли или в результате возникновения разрывов под влиянием этих перемещений.

Техногенные землетрясения могут быть вызваны подземными ядерными испытаниями, заполнением водохранилищ, добычей нефти и газа методом нагнетания жидкости в скважины, взрывными работами при добыче полезных ископаемых и пр. Менее сильные землетрясения происходят при обвале сводов пещер или горных выработок.

Колебания, распространяющиеся из очага землетрясения, представляют собой упругие волны. Скорость их распространения составляет 3,2-4,4 км/с. Поверхность, соответствующая максимальному продвижению волн определенного типа в данный момент, называется фронтом этих волн. Скорость распространения волн на глубине выше, чем вблизи поверхности, так что фронт волны оказывается более продвинутым вглубь, чем в латеральном (боковом) направлении. Траекторией волны называется линия, соединяющая точку, находящуюся на фронте волны, с источником волны.

Прибор, записывающий сейсмические колебания, называется сейсмографом, а сама запись - сейсмограммой. Сейсмограф состоит из маятника, подвешенного внутри корпуса на пружине, и записывающего устройства.

Одно из первых записывающих устройств представляло собой вращающийся барабан с бумажной лентой. Также во многих сейсмографах для преобразования механического сигнала в электрический используются индукционные устройства. В современных сейсмографах регистрация колебаний ведется в цифровом виде с использованием компьютеров.

Магнитуда землетрясений обычно определяется по шкале, основанной на записях сейсмографов. Эта шкала известна под названием шкалы магнитуд, или шкалы Рихтера (по имени американского сейсмолога Ч.Ф.Рихтера, предложившего ее в 1935). Существуют различия в методах определения магнитуд близких, удаленных, мелкофокусных (неглубоких) и глубоких землетрясений. Магнитуды, определенные по разным типам волн, отличаются по величине.

Интенсивность землетрясений оценивается в баллах согласно величине вызванных ими разрушений наземных сооружений или деформаций земной поверхности. В США оценка интенсивности обычно проводится по модифицированной 12-балльной шкале Меркалли. В России и некоторых соседних с ней странах принято оценивать интенсивность колебаний в баллах МSК (12-балльной шкалы Медведева - Шпонхойера - Карника), в Японии - в баллах ЯМА (9-балльной шкалы Японского метеорологического агентства).

Сильные землетрясения оставляют множество следов, особенно в районе эпицентра: наибольшее распространение имеют оползни и осыпи рыхлого грунта и трещины на земной поверхности. Характер таких нарушений в значительной степени определяется геологическим строением местности. В рыхлом и водонасыщенном грунте на крутых склонах часто происходят оползни и обвалы, в долинах образуются просадочные котловины, заполняющиеся водой. Даже не очень сильные землетрясения получают отражение в рельефе местности.

Смещения по разломам или возникновение поверхностных разрывов могут изменить положение отдельных точек земной поверхности вдоль линии разлома. Но значительные поверхностные деформации прослеживаются не только вблизи разломов; они приводят к изменению направления речного стока, подпруживанию или разрывам водотоков, нарушению режима источников воды, причем некоторые из них временно или навсегда перестают функционировать, но в то же время могут появиться новые. Колодцы и скважины заплывают грязью, а уровень воды в них ощутимо меняется. При сильных землетрясениях вода, жидкая грязь или песок могут фонтанами выбрасываться из грунта.

При смещении по разломам происходят повреждения автомобильных и железных дорог, зданий, мостов и прочих инженерных сооружений. Качественно построенные здания редко разрушаются полностью, в отличие от неудачно спроектированных или некачественно построенных.

При очень сильных толчках могут обрушиться и сильно пострадать сооружения, построенные без учета сейсмической опасности. Обычно не обрушиваются одно- и двухэтажные постройки, если у них не очень тяжелые крыши. Однако бывает, что они смещаются с фундаментов; часто у них растрескивается и отваливается штукатурка.

Мосты могут сдвигаться со своих опор, а инженерные коммуникации и водопроводные трубы - разрываться. При интенсивных колебаниях уложенные в грунт трубы могут «складываться», всовываясь одна в другую, или выгибаться, выходя на поверхность, а железнодорожные рельсы - деформироваться. В сейсмоопасных районах сооружения должны проектироваться и строиться с соблюдением строительных норм, принятых для данного района в соответствии с картой сейсмического районирования.

В густонаселенных районах едва ли не больший ущерб, чем сами землетрясения, наносят пожары, возникающие в результате разрыва газопроводов и линий электропередач, опрокидывания печей, плит и разных нагревательных приборов. Борьба с пожарами затрудняется из-за того, что водопровод оказывается поврежденным, а улицы непроезжими вследствие образовавшихся завалов.

Иногда подземные толчки сопровождаются хорошо различимым низким гулом, когда частота сейсмических колебаний лежит в диапазоне, воспринимаемом человеческим ухом, иногда такие звуки слышатся и при отсутствии толчков. В некоторых районах они представляют собой довольно обычное явление, хотя ощутимые землетрясения происходят очень редко. Имеются также многочисленные сообщения о возникновении свечения во время сильных землетрясений. Общепринятого объяснения таких явлений пока нет.

При быстрых вертикальных деформациях морского дна во время подводных землетрясений возникают цунами. Цунами распространяются в океанах в пределах глубоководных зон океанов со скоростью 400–800 км/ч и могут вызвать разрушения на берегах, удаленных на тысячи километров от эпицентра. У близлежащих к эпицентру берегов эти волны иногда достигают в высоту 30 м.

При многих сильных землетрясениях помимо основных толчков регистрируются форшоки (предшествующие землетрясения) и многочисленные афтершоки (землетрясения, следующие за основным толчком). Афтершоки обычно слабее, чем основной толчок, и могут повторяться в течение недель и даже лет, становясь все реже и реже.

Большинство землетрясений сосредоточено в двух протяженных узких зонах. Одна из них обрамляет Тихий океан, а вторая тянется от Азорских о-вов на восток до Юго-Восточной Азии. Выделяется также зона меньшего размера в центральной части Атлантического океана, следующая вдоль Срединно-Атлантического хребта.

Существует ряд районов, где землетрясения происходят довольно часто. К ним относятся Восточная Африка, Индийский океан и в Северной Америке долина р.Св. Лаврентия и северо-восток США.

Иногда в районах, которые принято считать неактивными, происходят сильные землетрясения, как, например, в Чарлстоне (шт. Южная Каролина) в 1886 г.

Некоторых интересует вопрос — может ли случиться землетрясение на Среднерусской равнине? Оно уже и случалось, но, к счастью, каждый раз дело обходилось легким испугом и общим удивлением. 4 марта 1977 года в Москве подземные толчки силой 3—4 балла были отголоском землетрясения в Карпатах. В 1556 году почувствовали землетрясение Нижний Новгород и Владимир, в 1230 — Суздаль и Новгород, а в 1446 — Владимир и Москва. Летописец отметил это событие так: „… тая потрясеся град Москва, Кремль и весь пасад, и храми поколебашася“.

Во многих районах земного шара, где существует вероятность возникновения сильных землетрясений, ведутся геодинамические наблюдения с целью обнаружения предвестников землетрясений, среди которых заслуживают особого внимания изменения сейсмической активности, деформации земной коры, аномалии геомагнитных полей и теплового потока, резкие изменения свойств горных пород (электрических, сейсмических и т.п.), геохимические аномалии, нарушения водного режима, атмосферные явления, а также аномальное поведение насекомых и других животных (биологические предвестники). Такого рода исследования проводятся на специальных геодинамических полигонах (например, Паркфилдском в Калифорнии, Гармском в Таджикистане и др.). С 1960 г работает множество сейсмических станций, оборудованных высокочувствительной регистрирующей аппаратурой и мощными компьютерами, позволяющими быстро обрабатывать данные и определять положение очагов землетрясений.

Научный прогноз землетрясения практически отсутствует. Сейсмическая служба России, состоящая из целой сети станций, к сожалению, в основном регистрирует отдельные толчки или передаёт данные об уже начавшемся землетрясении в Центр срочных донесений г. Обнинска.

Предупредить о землетрясении может сигнал гражданской обороны „Внимание всем!“: гудки сирен. Услышав такой сигнал, надо включить приёмник, репродуктор, телевизор (на местную станцию), а затем действовать согласно полученной информации.

Чем раньше почувствовался начальный момент землетрясения, тем больше шансов на спасение жизни своей и ближайшего окружения. Начальный момент землетрясения может ощущаться по-разному. Иногда перед землетрясением появляется свечение над возвышенностями, могут происходить нарушения в работе радио, телевидения, электронных приборов, самопроизвольное свечение люминесцентных ламп. Порой за несколько секунд перед землетрясением под землей возникает сильный нарастающий гул, после которого происходит первый толчок. В других случаях за несколько секунд перед толчком могут возникнуть более слабые колебания, при которых начинает дребезжать посуда, раскачиваются подвешенные предметы. Затем возникает первый толчок, который может продолжаться от нескольких секунд до 1-1,5 минут. 

Надо быть психологически готовым к тому, что во время землетрясения могут лопаться и вылетать оконные стекла, падают с полок предметы, начинает двигаться мебель, шум становится оглушительным, на стенах и потолке могут появиться трещины. 

Как и в каждой экстремальной ситуации, при землетрясениях есть и эшелон предварительной защиты.

Необходимо иметь постоянный минимальный запас консервов, сухарей и питьевой воды (зимой 3-4, а летом 5-6 литров воды на человека в день), чтобы продержаться самостоятельно несколько дней. Нужно также иметь один-два карманных фонарика со свежими запасными батарейками, радиоприемник на батареях, чтобы получать точную информацию по радио о действиях властей, служб и масштабах катастрофы. 

Необходимо заранее определить в квартире (доме) наиболее устойчивые места, где можно укрыться от падающих камней и балок, обязательно поставив в известность о них всех членов семьи. Такими местами прежде всего являются проемы внутренних дверей, углы комнат и, ни в коем случае, не проемы внешних окон, балконы или участки вблизи внешних стен дома. 

Нужно иметь шланги длиной не менее 5 метров для подключения к водяным кранам в случае пожара. 

Необходимо точно знать, где и как выключаются в доме газ, электроэнергия и вода. 

В доме обязательно должна быть аптечка с необходимыми лекарствами, ватой, бинтом и другими медикаментами. 

Рядом с телефоном всегда должны быть номера телефонов районной и центральной скорой помощи, пожарной службы, полиции, аварийных служб.  Вся мебель и другие принадлежности в квартире должны находиться в устойчивом состоянии. Нельзя, чтобы над кроватями, детскими колясками и креслами находились в подвешенном или неустойчивом положении тяжелые предметы и мебель, их необходимо дополнительно закрепить к стене и полу.  Химикаты, взрывоопасные и легко возгорающиеся вещества необходимо хранить в надежных закрытых и устойчивых местах. Двери, проходы, коридоры должны быть свободными от громоздких предметов и мебели, чтобы можно было без труда перемещаться по квартире и выбраться из нее в случае катастрофы. 

В случае возведения в квартире незапланированных внутренних перегородок, необходимо, чтобы они были прочно скреплены со стенами, полом и потолком. 

Нельзя оставлять без присмотра включенными в сеть без необходимости электроприборы и бытовую аппаратуру, так как при землетрясении это может стать причиной пожаров и взрывов. 

Что делать во время землетрясения? Прежде всего запомнить, что самое главное – защититься от обломков, стекол, тяжелых предметов в доме. Помнить, что пожары и промышленные аварии - обычные спутники стихийного бедствия. И не поддаваться панике.

Опасны землетрясения силой выше 5 баллов. Это значит — начинают раскачиваться люстры, падаёт посуда, осыпается побелка. От момента, когда почувствовались первые толчки, до колебаний, опасных для здания, для спасения есть 15—20 секунд.

Исходя из этого и надо действовать. При нахождении на первом этаже нужно покинуть здание. Может быть, удастся выпрыгнуть в окно и второго этажа. Но выше — надо занять самое безопасное место. Это проемы капитальных внутренних стен, углы, образованные внутренними капитальными стенами. Можно спрятаться под балками каркаса, под несущими колоннами, просто у внутренней капитальной стены. Детей лучше укрыть собой. Нужно успеть открыть дверь из квартиры.

Опаснее всего — у застекленных проемов наружных стен, у окон, в угловых комнатах (особенно на последнём этаже). Ни в коем случае нельзя пользоваться лифтом. Следует опасаться лестниц и выходных дверей: много несчастных случаев происходит, когда люди стремятся войти в здание или его покинуть.

От обломков штукатурки и стекол можно дополнительно защитить себя в здании — влезть под прочный стол, кровать, укрыть голову руками. Дети в школе должны научиться прятаться под партами. Если есть лишняя секунда — следует выключить электричество и газ. Нужно погасить любой огонь и уже не зажигать ни свет, ни спичку. Можно пользоваться только карманным фонариком.

Естественно, что во время землетрясения начинается паника. Она занесена во все исследования как важный фактор опасности. Нужно пресекать давку в дверях, останавливать тех, кто собирается прыгать с балконов и окон из этажей выше первого, а также через застекленные окна (увы, это бывает).

Как только толчки прекратятся, нужно немедленно выйти на улицу. Опасны карнизы, балконы, провода, трубы. Как можно быстрее надо отойти от зданий, столбов, оград; лучше всего оказаться на открытой площадке, пустыре, сквере. Сразу после землетрясения опасно зажигать огонь. Нужно немедленно осмотреть завалы — не нужна ли помощь, при этом действовать необходимо с крайней осторожностью. Не следует занимать без крайней нужды телефон (станции будут перегружены), спускать воду в туалете (пока не проверена канализация). Нельзя прикасаться к оголенным проводам и соприкасающимся с ними металлическим и мокрым предметам. 

При обнаружении просыпавшихся и пролитых взрывоопасных, воспламеняющихся и ядовитых веществ, нужно срочно предупредить о них окружающих. 

Необходимо также подготовиться к самостоятельному жизнеобеспечению в течение от одного до нескольких дней. Поэтому следует отобрать и сложить в сухом и надежном месте сохранившиеся продукты, консервы, сухари, печенье, сушеные продукты и т. д. 

Если повреждены печи и дымоходы, ни в коем случае нельзя разводить в них огня, чтобы не вызвать пожар. 

Если рядом находятся дети, нужно помочь им успокоиться и разместить их в безопасном месте. 

Если землетрясение застало на работе, следует сначала помочь сослуживцам и окружающим, прежде чем поспешить домой.

Если землетрясение застало в дороге, нужно немедленно остановить машину (желательно на открытом месте) и не выходить до окончания толчков. Водитель автобуса должен открыть двери. Но пассажирам безопаснее находиться на своих местах. В метро пассажирам угрожает только паника. Будьте готовы, что погаснет свет. Однако в метро при землетрясении безопаснее, чем наверху.

Оказавшись в лодке, если вблизи от берега имеются высотные здания и другие сооружения, нужно отплыть от берега, чтобы уберечься от падающих обломков. Если же на берегу нет зданий и сооружений, то надо поскорее выбраться на берег и отойти подальше от воды, т. к. землетрясение может вызвать цунами или сильное волнение. 

Оказавшись в завале, необходимо помнить, что прежде всего важно не тратить силы на панику. Без воды и пищи можно продержаться достаточно долго, но первое условие — присутствие духа. Нужно постараться определить свое местонахождение, подумать, нет ли рядом выхода и других людей: прислушаться, подать голос. Необходимо помнить, что зажигать огонь нельзя, что в бачке унитаза — питьевая вода, что трубы и батареи — это возможность подать о себе информацию. Нужно искать одежду и одеяла. Надо надеяться на помощь и бороться за свою жизнь, даже если часы сменяются днями. Из руин армянского землетрясения около 15 тысяч человек были спасены в течение семи дней.

Участвуя в спасательных работах, нужно помнить об опасности в прямом смысле убить тех спасаемых. Если известно, что под обломками и завалами остались люди, не нужно спешить самостоятельно разбирать завалы. Следует вызвать на помощь людей, разобраться в расположении обломков и балок. Нужно помнить, что любое неверное движение может вызвать дальнейшие разрушения, срывы обломков и камней и стать причиной гибели оставшихся под завалами людей.  Разбирать завал можно только вручную. Тяжелая техника (краны, трактора) обычно означает, что живых в завале не осталось.

Человек, освобожденный из-под обломков, может погибнуть из-за синдрома длительного сдавливания. Дело в том, что долго сдавленные конечности наполняются особым биологическим ядом. Как только препятствие движению крови и плазмы устраняется, яд устремляется в организм и убивает его буквально за минуты.

Поэтому перед освобождением — на сдавленные конечности надо наложить жгуты (задержать токсины на месте), дать пострадавшему много теплого питья и две таблетки анальгина, если есть доступ — туго забинтовать всю конечность и обложить её льдом или пакетами со снегом. После освобождения — прикладывать холод, давать обильное тёплое питье всё время до приезда врачей.