Физика колебания и волны . лекция и вопросы / OF2_3_Seysmichnost_Zemli_Vibratsii_mini

2.3. Сейсмичность Землили.. Вибрации

2.3.1.Сейсмичность Земли

2.3.2.Сейсмология

2.3.3.Принципы сейсморазведки

2.3.4.Сейсмическая аппаратура

2.3.5.Георадар

2.3.6.Метод общей глубинной точки

2.3.7.Вибрации

2.3.8.Колебательные химические реакции

2.3.1. Сейсмичность Землимли

Вследствие того, что землетрясения всегда были бичом человечества и производили на него панический страх, люди склонны были видеть в них то наказание небес за содеянные прегрешения, то наваждение дьявола, то каприз подземного чудовища.

И.В. Мушкетов, 1887 г.

Землетрясения

(Earthquakes)

Землетрясения – колебания Земли, вызванные внезапными изменениями в состоянии планеты. Эти колебания представляют собой упругие волны, распространяющиеся с высокой скоростью в толще горных пород.

Ежегодно происходят миллионы землетрясений, но лишь немногие из них ощущаются человеком. Одно из них может быть катастрофическим, а около ста – разрушительной силы.

Цунами – морские длинные волны, возникающие главным образом в результате сдвига вверх или вниз протяжённых участков морского дна при подводных и прибрежных землетрясениях.

Магнитуда землетрясения

(Magnitude)

Магнитуда M землетрясения – безразмерная величина, пропорциональная логарифму отношения максимальных амплитуд определенного типа волн данного землетрясения и некоторого стандартного землетрясения. Существуют различия в методах определения магнитуд близких, удалённых, мелкофокусных (неглубоких) и глубоких землетрясений. Магнитуды, определённые по разным типам волн, отличаются по величине.

Шкала Рихтера

(Richter scale)

Магнитуда землетрясений обычно определяется по шкале, основанной на записях сейсмографов. Эта шкала известна под названием шкалы магнитуд или шкалы Рихтера (по фамилии Ч. Рихтера, предложившего её в 1935 г., теоретически обоснована совместно с Б. Гутенбергом в 1941-45 гг.).

Шкала Рихтера – классификация землетрясений по магнитудам, основанная на оценке энергии сейсмических волн, возникающих при землетрясениях. Соотношение между магнитудой землетрясения по шкале Рихтера и его силой в эпицентре по 12-балльной шкале зависит от глубины очага.

Землетрясения разной магнитуды M по шкале Рихтера проявляются следующим образом:

2 – самые слабые ощущаемые толчки (практически незаметные землетрясения);

4 – землетрясения в 100 раз сильнее имеющих магнитуду 2 (отголоски ощущаются на расстоянии 32 км);

4,5 – самые слабые толчки, приводящие к небольшим разрушениям; 5 – разрушительное землетрясение; 6 – умеренные разрушения;

8 – опустошительная глобальная катастрофа;

8,8 – самые сильные из известных землетрясений.

Соотношение между магнитудой землетрясений и тротиловыми эквивалентами

Шкала Меркалли

В США оценка интенсивности обычно проводится по модифицированной 12-

балльной шкале Меркалли:

1 балл – ощущается немногими особо чувствительными людьми в особенно благо-приятных для этого обстоятельствах.

3 балла – ощущается людьми как вибрация от проезжающего грузовика.

4 балла – дребезжат посуда и оконные стекла, скрипят двери и стены.

5 баллов – ощущается почти всеми; многие спящие просыпаются; незакреплённые предметы падают.

6 баллов – ощущается всеми; небольшие повреждения.

8 баллов – падают дымовые трубы, памятники, рушатся стены; изменяется уровень воды в колодцах; сильно повреждаются капитальные здания.

10 баллов – разрушаются кирпичные постройки и каркасные сооружения; деформируются рельсы, возникают оползни.

12 баллов – полное разрушение; на земной поверхности видны волны.

Балльность и магнитуда

Понятия «балльность» и «магнитуда землетрясения» часто путают. Магнитуда соответствует логарифму энергии данного землетрясения в целом. Разница на единицу в магнитуде отвечает изменению выделившейся сейсмической энергии в 32 раза. Балльность характеризует интенсивность сотрясений грунта в конкретном месте (часто вблизи эпицентра). По 12-балльной шкале последняя градация означает полное разрушение подавляющего большинства сооружений, появление трещин в земле, массовую гибель людей и животных. Везде до сих пор упоминаемая шкала Рихтера примерно соответствует шкале магнитуд, но уже не применяется в современной сейсмологии.

Шкала Медведева– Шпонхойера– Карника (MSK-64)

Блок-диаграмма, показывающая распространение упругих волн при землетрясении: Н – гипоцентр, Е – эпицентр, ЕН – глубина очага землетрясения, m1, m2, m3, m4 – последовательные положения волнового фронта, l1, l2, l3, l4 – сейсмические лучи, VI, VII, VIII – изосейсты. Внутри изосейсты VIII – заштрихована плейстосейстовая область