6.1.1. Тектонічні небезпечні природні явища.

6.1.1.1. Виверження вулканів.

Вулканізм — це сукупність явищ, що обумовлені проникненням магми з глибини землі на її поверхню.

Діючі вулкани супроводжуються вибухами, локальними землетрусами, виділеннями парів сірки і ртуті, вміст яких в атмосферному повітрі під час виверження зростає на порядки. Це призводить до виникнення геохімічних аномалій, шкідливих для здоров’я людини. Матеріальні втрати від вивержень вулканів досить значні — знищуються будівлі, селища тощо.

На території України присутні тільки процеси грязьового вулканізму, що локалізовані у південній частині території країни. Вони спостерігаються на Керченському півострові та прилеглій акваторії Азовського моря. В останні роки виявлені грязьові вулкани на захід та південь Севастополя в акваторії Чорного моря. Серед діючих грязьових вулканів виділяються з постійно спокійним режимом виверження та з активними викидами протягом кількох діб, що супроводжується вибухами та локальними землетрусами. Внаслідок детальних геологічних досліджень встановлено взаємозв’язок багатьох діючих вулканів із зонами активних розломів, наприклад, Південно-Азовського та інших. В акваторії Азовського моря і Керченської протоки активізація грязьових вулканів призводить до виникнення нових островів та мілин, що загрожує погіршенням умов судноплавства.

6.1.1.2. Землетруси.

Землетруси — це підземні поштовхи у земній корі чи верхній частині мантії, що викликають коливання земної поверхні, спричиняють деформацію земної кори та деформування чи руйнування інженерних споруд.

Причинами виникнення землетрусів можуть бути раптові зміщення і розриви у корі й більш глибоких шарах землі або вулканічні та обвальні явища. Ділянка підземного удару викликає пружні коливання (сейсмічні хвилі), що поширюються по землі у всіх напрямках на великі відстані.

Залежно від причин і місця виникнення землетруси поділяються на тектонічні, вулканічні, обвальні та моретруси.

Ділянка землі, з якої виходять хвилі землетрусу, називається осередком (гіпоцентром) землетрусу, точка на поверхні землі, розміщена над центром осередку землетрусу, називається епіцентром землетрусу. Звичайно коливання земної кори спостерігаються у вигляді поштовхів, їхнє число і проміжки часу між ними можуть бути різноманітними і малопередбачуваними. Землетруси завжди супроводжуються багатьма звуками різноманітної інтенсивності (типу вибухів, гуркоту грому, звуків від будинків і споруд, що руйнуються, та інше). Осередки землетрусів перебувають на глибині 30÷60 км, а інколи на глибині до 700 км.

Землетруси охоплюють великі території і характеризуються: руйнуван-ням будівель і споруд, під уламки яких потрапляють люди; виникненням масових пожеж і виробничих аварій внаслідок руйнувань на потенційно небезпечних об’єктах, нафто- та газопроводах; утворенням завалів; руйнуванням систем життєзабезпечення та розламами земної кори; затопленням населених пунктів і цілих районів; отруєнням газами при вулканічних виверженнях; ураженням людей і руйнуванням будівель уламками вулканічних гірських порід; ураженням людей і виникненням осередків пожеж у населених пунктах від вулканічної лави; провалом населених пунктів при обвальних землетрусах; руйнуванням і змиванням населених пунктів хвилями цунамі; негативною психологічною дією. Додатковою небезпекою є повторні поштовхи.

Основними параметрами, які характеризують силу і характер землетрусу, є інтенсивність енергії на поверхні землі, магнітуда і глибина осередку.

Магнітуда — величина зміщення ґрунту. Зміщення ґрунту і амплітуда сейсмічних хвиль — це одне й те саме. І чим сильніший розмах хвилі, тим більша магнітуда землетрусу. Шкала магнітуд (шкала Ріхтера) використовується лише для порівняння землетрусів між собою за їх величиною.

Магнітуда будь-якого поштовху визначається як логарифм вираженої в мікронах максимальної амплітуди запису цього поштовху, що зроблена стандартним короткоперіодичним крутильним сейсмометром (Вуда-Андер-сона) на відстані 100 км від епіцентру. Якщо ж умови, визначені Ріхтером, не дотримуються (інша відстань від епіцентру, сейсмометр іншого типу), то на кожній сейсмічній станції є складні поправочні формули, які враховують відстань до епіцентру, напрямок на нього, глибину осередку і геологічні умови.

Для оцінювання наслідків землетрусу застосовується шкала оцінювання інтенсивності землетрусу.

Інтенсивність (сила) землетрусу — це ступінь збитків і руйнувань у певному місці на поверхні Землі, спричинених даним землетрусом. Інтенсивність землетрусу зменшується до периферії зони катастрофи.

Інтенсивність визначається ступенем руйнування будівель, характером зміни земної поверхні і даними про відчуття, які зазнали люди. Вимірюється інтенсивність землетрусу в балах. Шкала інтенсивності землетрусів укладена на основі узагальнення багаторічних спостережень за наслідками багатьох землетрусів у різних місцях. Нині у світі використовується декілька шкал інтенсивності: 1) шкала японського метеорологічного агентства (JMA); 2) китайська шкала інтенсивності; 3) у 1902 р. у світову практику введена шкала, названа іменем італійського вулканолога Меркаллі — модифікована шкала інтенсивності (шкала ММ). Цією шкалою нині користуються сейсмологи США та інших країн; 4) європейська 12-бальна шкала MSK-64 (абревіатура від прізвищ сейсмологів, які її запропонували — С. Медведєва із СРСР, В. Шпонхойєра з НДР, В. Карника з ЧССР). Остання шкала застосовується в Україні. При побудові автори шкали виходили з того, що всі землетруси за своєю силою поділяються на 12 балів. Для кожного балу MSK-64 встановлені свої ознаки для визначення сили землетрусів (табл. 6.1).

Таблиця 6.1.

Характеристика сили землетрусу за європейською шкалою MSK-64.

Бал	Сила землетрусу	Коротка характеристика
I	Непомітний струс ґрунту	Відмічається тільки сейсмічними приладами
II	Дуже слабкі поштовхи	Відмічається сейсмічними приладами. Відчувають тільки окремі люди, які перебувають у повному спокої
III	Слабкий	Відчуває лише невелика кількість населення
IV	Помірний	Розпізнається за легким дрижанням віконних шибок, скрипом дерев і стін
V	Досить сильний	Під відкритим небом відчувають багато людей, у середині будинків всі. Загальний струс будівлі, коливання меблів. Маятники годинників часто зупиняються. Тріщини віконного скла і штукатурки. Просинаються ті, хто спав
VI	Сильний	Відчувають всі, картини падають зі стін. Відколюються окремі шматки штукатурки
VII	Дуже сильний	Пошкодження (тріщини) у стінах кам’яних будинків. Антисейсмічні а також дерев’яні будівлі не пошкоджуються
VIII	Руйнівний	Тріщини на схилах і на сухому ґрунті. Пам’ятники зміщуються з місць або падають. Будинки сильно пошкоджуються.
IX	Спустошливий	Сильне пошкодження і руйнування кам’яних будинків. Старі дерев’яні будинки перекошуються
X	Нищівний	Тріщини у ґрунті, інколи до метра шириною. Зсуви, обвали зі схилів. Руйнування кам’яних будівель
XI	Катастрофічний	Широкі тріщини в поверхневих шарах землі. Численні зсуви і обвали. Кам’яні будинки майже повністю руйнуються. Сильне викривлення залізничних рейок
XII	Сильно ката-строфічний	Зміни у ґрунті досягають великих розмірів. Численні тріщини, обвали, зсуви. Виникнення водоспадів, відхилення течії річок, утворення загат на річках, озерах. Жодна споруда не витримує

Для визначення інтенсивності землетрусу необхідно обстежити райони, що постраждали, оцінити пошкодження будівель і всього, що могло б зазнати дії землетрусу. Дані обстеження узагальнюються, обробляються і визначається інтенсивність даного землетрусу.

Щоб уникнути плутанини, інтенсивність землетрусів позначають римськими цифрами, а магнітуду — арабськими (табл. 6.2). За Ріхтером існує лише одна магнітуда для кожного землетрусу, але цей землетрус може викликати трясіння різної інтенсивності в різних районах залежно від відстані до епіцентру. Тому прийнято вважати, що інтенсивність, яка приписується певному конкретному землетрусу, — це максимальна інтенсивність, що спостерігається при цьому землетрусі. Крім магнітуди і відстані, інтенсивність землетрусу залежить від глибини осередку землетрусу, ґрунтових умов, сейсмостійкості будівель, споруд, конструкцій.

Таблиця 6.2.

Співвідношення магнітуди за шкалою Ріхтера та інтенсивністю за європейською шкалою MSK-64.

Магнітуда (у балах за шкалою Ріхтера)	Максимальна інтенсивність (у балах за шкалою MSK-64)
2,0 і вища	І÷ІІ
3,0	ІІІ
4,0	IV÷V
5,0	VI
6,0	VII÷VIII
7,0	IX÷X
8,0 і вища	XI÷XII

В Україні сейсмоактивні зони на південному заході й півдні: Закарпатська, Вранча, Кримсько-Чорноморська та Південно-Азовська. У сейсмічному плані найбільш небезпечними областями в Україні є Закарпатська, Івано-Франківська, Чернівецька, Одеська та Автономна Республіка Крим. 290 тис. км² території нашої країни з населенням 15 млн. осіб знаходяться у зонах можливих землетрусів. Сейсмохвилі (V÷IX балів) від епіцентрів у сейсмонебезпечних зонах можуть поширюватись на значні території (понад 27 тис. км²), доходячи до центральних областей України. Складені карти районів землетрусів. Науці відомо, де можуть бути землетруси і якої сили, але передбачити час землетрусу поки що неможливо. З досвіду спостережень, у сейсмонебезпечних районах відомі провісники землетрусів, але вони характерні лише для певних районів. Наприклад, перед землетрусом піднімаються геодезичні репери, змінюються параметри фізико-хімічного складу підземних вод, відчувається запах газу в місцях, де до цього повітря було завжди чистим, з’являються спалахи і самозапалювання люмінесцентних ламп, іскріння близько розміщених електричних проводів, спалахи блискавиць у вигляді розсіяного світла, голубувате світіння стін будинків, неспокійно, тривожно поводять себе птахи і домашні тварини. Ці прикмети можуть бути підставою для своєчасного оповіщення населення про можливий землетрус.