Основними характеристиками землетрусів є їх енергія, інтен сивність, частота і поширення на Землі (географія землетрусів). Енергія землетрусів оцінюється в джоулях. Вона досягає вели чезних значень. Наскільки велика ця енергія, можна судити за та кими фактами: на Тихоокеанському узбережжі Чилі в результаті іемлетрусу 21 травня 1960 р. зникли одні гори і з’явились інші, річки імінили напрям плину, утворились нові озера, почалось вивержен ня 9 вулканів, які вважались згаслими. У цілому енергія землетрусів імінюється від 106 Дж для слабих до 101 Дж для найсильніших. 8 Для приблизної оцінки енергії пружних коливань, що виника ють в осередку землетрусу, сейсмічний процес можна представити у вигляді гармонійного коливання х - A sin cot, де: х - зміщення ґрун ту; А - амплітуда коливань; со- кругова частота; t - час.
Тоді середню за період коливання Т енергію ~ таких коливань можна описати виразом
Таблиця 13.1. Сейсмічні шкали і наслідки землетрусу м Ба Назва ли землетрусу Непомітний Дуже слабкий Слабкий 2 2 3 Зовніш ній ефект від землетрусу Люди не відчувають. Фіксують тільки прилади. Уловлюється окремими людьми, що знаходяться на верхніх по верхах будівепь. Як правило, вловлюється багатьма людьми. Коливання схожі на вібрацію, викликану вантажівкою, що проїзджає поблизу: тремтить віконне скло, посуд тощо. Уловлюється всіма людьми. Тремтить віконне скло, посуд, рип лять двері і стіни. Ті, що сплять, прокидаються. Коливаються меблі, тріскає вікон не скло, стіни. Падають меблі, картини, б’ється посуд, відпадають окремі шмат ки штукатурки, віконного скла. Багато людей лякаються. Пошкодження кам’яних будівель, надають димові труби. Важко втриматись на ногах. Дерев’яні будинки не руйнуються. Сильне руйнування кам’яних будівель, падають пам’ятники. Дуже важко втриматись на ногах. Ознаки паніки. Падіння стін і перекрить у кам’яних будівлях. Дерев’яні будинки деформуються. Пожежі. Загальна паніка. Суцільне руйнування будівель (окрім сейсмостійких),тріщини в грунті до 1 м, викривлення рейок. Зсуви і обвали в горах. Широкі тріщини на поверхні Землі, великі зсуви і обвали в го рах. Суцільне руйнування будівель. Значні зміни у рельєфі, на поверхні видно “земні хвилі”. Брили, великі предмети “підскакують”. Річки провалюються вглиб, змінюють напрям, виникають підгати.
= п 2ру(А/Т)2
(13.1)
1 1
де р: - густина верхніх шарів Землі; V - швидкість поширення сейсмічних хвиль. Проводити визначення енергії землетрусів у джоулях доволі складно. Тому сейсмологи застосовують розроблену геофізиками Ч. Ріхтером і Б. Гутенбергом шкалу умовної енергетичної характе ристики землетрусу з врахуванням магнітуди (від лат. мagnitudo величина). Магнітуда М ег, або потужність землетрусу - умовна величина, що дорівнює логарифму відношення амплітуди зміщен ня грунту досліджуваного землетрусу (А/Т) до амплітуди зміщен ня ґрунту при еталонно слабкому землетрусі (А/Т)0: М,г =18(А /Г)-18(А/7')0 (13.2)
а 4
4 5 6
Помірний Досить силь ний Сильний Дуже сильний Руйнівний Спустош ливий Нищівний
ь
7
6 8 9 7 10
За еталонний вибирають доволі слабкий землетрус з ампліту дою 1 мкм, що реєструється сейсмографами на відстані біля 100 км від епіцентру. Співвідношення між логарифмом енергії пружних хвиль, що ви никають в джерелі, і магнітудою М„ являє собою лінійну за лежність: 1 ^ г = 1,бМ,т +4 § (13.3) Хоча величина задовільно характеризує осередок землетру су, проте ця оцінка відносна. При неглибокому заляганні осередку землетрусу з М 5 руйнування в епіцентрі будуть більші, ніж при глибокофокусному землетрусі з М„ =7, оскільки в міру відда лення від гіпоцентру енергія землетрусу швидко спадає. Інтенсивність - це зовнішній ефект землетрусу на поверхні Землі, що визначається візуально шляхом порівняння між собою ступеня пошкодження підземними поштовхами. Інтенсивність (І0) виражаєть ся в балах. Для визначення сили землетрусів застосовують різні шка ли, але найпоширенішою в країнах СНД є розроблена за принци пом порівняння 12-бальна шкала МБК-1964 (автори Медведєв С. В., СРСР, В. Шпонхойєр, НДР і В. Карнік, ЧРСР). Західні та японські сейсмологи користуються переважно 9-бальною шкалою магнітуд (М) Ріхтера. Оскільки бали за 12-бальною шкалою виражають відносну силу землетрусу, а одиниці магнітуди за шкалою Ріхтера вказують на фактичну силу землетрусу, то оціночне значення цих шкал не співпа дає (табл.13.1).
8 9
11 Катастрофа 12 Надзвичайна катастрофа
Загалом, знаючи один із основних параметрів землетрусу - інтен сивність (бальність) чи магнітуду, можна визначити інший, оскіль ки існує приблизна формула, що поєднує інтенсивність в епіцентрі з магнітудою землетрусу. / 0 = -2,2 + 1,7М (13.4)
Для прикладу можна навести Ашгабатський землетрус 1948 р., який мав магнітуду 7,3. Підставивши це значення у 13,4, ми одер жимо інтенсивність приблизно в 10 балів, що відповідає дійсному ефекту цього землетрусу (Одеков, 1988). Між енергією землетрусу і його інтенсивністю існує також на ступна залежність
М е = 1,3 + 0,6 /0 т
(13.5)
Варто зазначити, що магнітуда характеризує енергію, яка ви вільняється при пружних коливаннях, породжених процесом в осе редку. Шкала магнітуд дозволяє оцінити землетруси залежно від їх початкової енергії, а не від того, як вони проявляються в кожному пункті спостереження. Магнітуда дає змогу об’єктивніше оцінити потужність процесу в осередку землетрусу, ніж бальність.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Основні характеристики землетрусів» з дисципліни «Геофізична екологія»
