|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Реферат бжд землетрясения. Бжд землетрясения рефератРеферат Безопасность жизнедеятельности Землетрясения | Землетрясения ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ- подземные удары и колебания поверхности Земли, вызванные естеств. причинами (тектоническими процессами). В некоторых местах Земли происходят часто или иногда достигают большой силы, нарушая целостность грунта, разрушая здания и вызывая человеческие жертвы. Физико-химические процессы, происходящие внутри Земли, вызывают изменения физического состояния Земли, объема и других свойств вещества. Это приводит к накапливанию упругих напряжений в какой-либо области земного шара. Когда упругие напряжения превысят предел прочности вещества, произойдет разрыв и перемещение больших масс земли, которое будет сопровождаться сотрясениями большой силы. Вот это и вызывает сотрясение Земли — землетрясение. Землетрясением так же обычно называют любое колебание земной поверхности и недр, какими бы причинами оно не вызывалось – эндогенными или антропогенными и какова бы ни была его интенсивность. Землетрясения происходят на Земле не повсеместно. Они концентрируются в сравнительно узких поясах, приуроченных в основном к высоким горам или глубоким океаническим желобам. Первый из них — Тихоокеанский — обрамляет Тихий океан; второй — Средиземнотрансазиатский — простирается от середины Атлантического океана через бассейн Средиземного моря, Гималаи, Восточную Азию вплоть до Тихого океана; наконец, Атланто-арктичёский пояс захватывает срединный Атлантический подводный хребет, Исландию, остров Ян-Майен и подводный хребет Ломоносова в Арктике и т. д. Землетрясения происходят также в зоне африканских и азиатских впадин, таких, как Красное море, озера Танганьика и Ньяса в Африке, Иссык-Куль и Байкал в Азии. Дело в том, что высочайшие горы или глубокие океанические желоба в геологическом масштабе являются молодыми образованьями, находящимися в процессе формирования. Земная кора в таких областях подвижна. Подавляющая часть землетрясений связана с процессами горообразования. Такие землетрясения называют тектоническими. Ученые составили специальную карту, на которой показано, какой силы землетрясения бывают или могут быть в разных районах нашей страны: в Карпатах, в Крыму, на Кавказе и в Закавказье, в горах Памира, Копет-Дага, Тянь-Шаня, Западной и Восточной Сибири, Прибайкалье, на Камчатке, Курильских островах и в Арктике. Бывают еще и вулканические землетрясения. Лава и раскаленные газы, бурлящие в недрах вулканов, давят на верхние слои Земли, как пары кипящей воды на крышку чайника. Вулканические землетрясения довольно слабы, но продолжаются долго: недели и даже месяцы. Замечены случаи, когда они возникают до извержения вулканов и служат предвестниками катастрофы. Сотрясения земли могут быть также вызваны обвалами и большими оползнями. Это местные обвальные землетрясения. Как правило, сильные землетрясения сопровождаются повторными толчками, мощность которых постепенно уменьшается. При тектонических землетрясениях происходят разрывы или перемещения горных пород в каком-нибудь месте в глубине Земли, называемом очагом землетрясения или гипоцентром. Глубина его обычно достигает нескольких десятков километров, а в отдельных случаях и сотен километров. Участок Земли, расположенный над очагом, где сила подземных толчков достигает наибольшей величины, называется эпицентром. Иногда нарушения в земной коре — трещины, сбросы — достигают поверхности Земли. В таких случаях мосты, дороги, сооружения оказываются разорванными и разрушенными. При землетрясении в Калифорнии в 1906 г. образовалась трещина протяженностью в 450 км. Участки дороги около трещины сместились на 5—6 м. Во время Гобийского землетрясения (Монголия) 4 декабря 1957 г. возникли трещины общей протяженностью 250 км. Вдоль них образовались уступы до 10 м. Бывает, что после землетрясения большие участки земли опускаются и заливаются водой, а в местах, где уступы пересекают реки, появляются водопады. Опасности землетрясения на примере Сан-ФранцискоСильное землетрясение, опустошившее Сан-Франциско, произошло 18 апреля 1906 года. Почувствовав первые удары стихии, жители города "золотой лихорадки", который к той поре превратился в самый процветающий город на Западном побережье, встревожились. Толчки следовали один за другим, и было весьма странно ощущать, как дрожит земля под ногами, или смотреть, как стол перед вашими глазами подпрыгивает. В этот фатальный день, когда слуги разбудили газетного магната Уильяма Рэндольфа Херста, отдыхавшего в своих роскошных нью-йоркских апартаментах, и сказали, что его родной и любимый Сан-Франциско разрушен подземными толчками и пожарами, он ответил: "Не переигрывайте - в Кали- форнии часто происходят землетрясения". К сожалению, землетрясение в Сан-Франциско намного превосходило все допустимые предположения. Это был один из самых больших катаклизмов ве- ка. Подсчитано, что сила этого землетрясения составляла 8,3 балла по шка- ле Рихтера. Тогда это была единственная шкала для сейсмических измере- ний. По мощности землетрясение превосходило силу тридцати ядерных бомб, одновременно взорванных под землей. Под разрушенными зданиями и в пожа- рах, которые охватили деревянные строения в первые же минуты после под- земных толчков, погибли восемьсот человек. Мери Монти, теперь ей девяносто четыре года, вспоминает события того зловещего дня: "Меня выбросило из кровати. Стены дома, в котором мы жи- ли, начали дрожать и покрываться трещинами. Затем с шумом отвалилась штукатурка. Она оборвала паутину, сотканную большим пауком. Мы выбежали на улицу - дорога покрылась буграми, они двигались, вспучиваясь, словно в кипящем котле. Моя мама собрала всех детей, и мы поехали из города на повозке в горы. Повсюду полыхали пожары. Внезапно возник новый пожар - это лопнул бензопровод, и бензин начал выливаться на улицу". Мери Монти стала одной из трехсот тысяч бездомных, потерявших жилье в результате опустошительного стихийного бедствия, которое разрушило около двадцати девяти тысяч строений. Землетрясение разрушило водопровод, поэтому пожарные не могли как следует взяться за дело. В районе Телеграф Хилл самые богатые в городе семьи итальянских им- мигрантов пытались тушить пожары десятками тысяч литров вина. Банды грабителей носились по улицам, опустошая разрушенные магазины и подчищая карманы мертвецов, лежавших вдоль водосточных канав. Захватив мародеров на месте преступления, разъяренные жители вешали их без суда и следствия на уцелевших фонарных столбах. Писатель Джек Лондон, писавший репортажи о землетрясении для ежене- дельного журнала, сообщал: "Сан-Франциско умер!.. В среду в 5.15 утра произошло землетрясение. Через минуту в небо взметнулись языки пламени. Пожары возникли в десятке кварталов южнее Маркет-стрит, в рабочих гетто и на фабриках. Никто не гасил огонь, люди не были организованы, отсутствовала связь... Словом, все хитроумные сис- темы защиты человека были уничтожены тридцатисекундным движением земной коры". К тому времени, когда вспыхнули пожары, более 75 процентов Сан-Фран- циско уже было разрушено, четыреста городских кварталов лежали в руинах. Все это позже вынудило правительство вложить деньги в изучение мощно- го разлома земной коры и в разработку мер, которые позволят предсказать следующее стихийное бедствие.КЛАССИФИКАЦИЯ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ ПО ШКАЛЕ РИХТЕРА
ПредупреждениеИнформация, полученная при регистрации землетрясений, очень важна, она дает сведения как об очаге землетрясения, так и о строении земной коры в отдельных областях и Земли в целом. Примерно через 20 мин после сильного землетрясения о нем узнают сейсмологи всего земного шара. Для этого не нужно ни радио, ни телеграфа. Как это происходит? При землетрясении перемещаются, колеблются частицы горных пород. Они толкают, колеблют соседние частицы, которые пере дают колебания еще дальше в виде упругой волны. Таким образом, сотрясение как бы передается по цепочке и расходится в виде упругих волн во все стороны. Постепенно, по мере удаления от очага землетрясения, волна ослабевает. Известно, например, что упругие волны передаются по рельсам далеко вперед от мчащегося поезда, наполняя их ровным, чуть слышным гулом. Упругие волны, которые возникают при землетрясении, называются сейсмическими. Они регистрируются сейсмографами на сейсмических станциях всего земного шара. Сейсмические волны, идущие от очага землетрясения к сейсмическим станциям, проходят через толщи Земли, которые недоступны для прямого наблюдения. Характеристики зарегистрированных сейсмических волн — время их появления, амплитуда, период колебаний и другие параметры — позволяют определять положение эпицентра землетрясения, его магнитуду, возможную силу в баллах. Сейсмические волны несут и информацию о строении Земли. Расшифровать сейсмограмму — все равно что прочитать рассказ сейсмических волн о том, что они встретили в глубине Земли. Это сложная, но увлекательная задача. При землетрясении вдоль поверхности Земли, как и вдоль океанов, распространяются очень длинные поверхностные сейсмические волны с периодами от нескольких секунд до нескольких минут. Эти волны по нескольку раз обегают вокруг Земли. Распространяясь от эпицентра навстречу друг другу, они заставляют колебаться весь земной шар в целом. Земной шар начинает «звучать», как гигантский колокол, когда по нему ударят, и таким ударом для Земли служит сильное землетрясение. В последние годы установлено, что основной тон такого «звучания (колебания) имеет период около одного часа и регистрируется особо чувствительной аппаратурой. Эти данные путем сложных расчетов на электронно-вычислительной машине позволяют делать выводы о физических свойствах нашей планеты. определять строение оболочки или мантии Земли на глубине в сотни километров. В особом приборе — сейсмографе, отмечающем землетрясения, используется свойство инерции. Главная часть сейсмографа — маятник — представляет собой груз, подвешенный на пружине к штативу. Когда почва колеблется, маятник сейсмографа отстает от ее движения. Если к маятнику прикрепить иглу и к ней прижать закопченное стекло так, чтобы игла лишь соприкасалась с его поверхностью, получится наиболее простой сейсмограф, которым пользовались раньше. Почва, а вместе с ней штатив и стеклянная пластинка колеблются, маятник и игла вследствие инерции остаются неподвижными. На закопченной поверхности игла прочертит кривую колебания поверхности Земли в данной точке. Если вместо иглы к маятнику прикрепить зеркало и направить на него луч света, то отраженный луч — «зайчик» — будет воспроизводить колебания почвы в увеличенном виде. Такой «зайчик» направляют на равномерно движущуюся ленту фотобумаги; после проявления на этой ленте можно видеть записанные колебания — кривую колебаний Земли во времени — сейсмограмму. Сейсмологи во всем мире пользуются одинаковыми определениями в сейсмологии: Сейсмическая опасность – возможность (вероятность) сейсмических воздействий определённой силы на поверхности земли (в баллах шкалы сейсмической интенсивности, амплитудах колебаний или ускорениях) на заданной площади в течение рассматриваемого интервала времени. Сейсмический риск – рассчитанная вероятность социального и экономического ущерба от землетрясений на заданной территории в заданный интервал времени. Новый шаг в мировой сейсмологии сделал еще в 1902 г. академик Б. Б. Голицын, который предложил способ преобразования механических колебаний сейсмографа в электрические и регистрацию их с помощью зеркальных гальванометров. Такой принцип в дальнейшем был заложен во все системы сейсмографов, как в СССР, так и за рубежом. Это позволило создать очень чувствительные приборы, с помощью которых можно регистрировать землетрясения в любой точке земного шара. При крупных землетрясениях люди могут оказаться в завалах. В условиях длительного сдавливания мягких тканей отдельных частей тела, нижних или верхних конечностей может развиться очень тяжелое поражение, получившее название синдрома длительного сдавливания конечностей или травматического токсикоза. Оно обусловлено всасыванием в кровь токсических веществ, являющихся продуктами распада размноженных мягких тканей. Пораженные с травматическим токсикозом жалуются на боли в повреждённой части тела, тошноту, головную боль, жажду. На повреждённой части видны ссадины и вмятины, повторяющие очертание выступающих частей давивших предметов. Кожа бледная местами синюшная, холодная на ощупь. Повреждённая конечность через 30-40 минут после освобождения её начинает быстро отекать. В течение травматического токсикоза различают 3 периода: - ранний - промежуточный - поздний В раннем периоде сразу же после травмы и в течение 2 часов сознание у пораженного сохранено, он возбуждён, пытается освободиться из завала, просит о помощи. После прибывания в завале в течении двух часов наступает промежуточный период. В организме нарастает токсические явления. Возбуждение проходит, пораженный становится относительно спокойным, подаёт о себе сигналы, отвечает на вопросы, периодически может впадать в дремотное состояние, у него отмечается сухость во рту,жажда, общая слабость. В поздний период общее состояние пострадавшего резко ухудшается: появляется возбуждение, неадекватная реакция на окружающее, сознание нарушается, возникает бред, озноб, рвота, зрачки сначала сильно суживаются, а затем расширяются, пульс слабый и частый. В тяжелых случаях наступает смерть. Обнаружив человека в завале, прежде всего нужно осмотреть это место и принять меры к освобождению пострадавшего. Завал разбирают осторожно, чтобы он не обрушился. Из завала можно извлекать человека только после полного освобождения от сдавливания. При оказании первой медицинской помощи на раны и ссадины накладывают стерильную повязку. Если у пораженного холодные, синюшного цвета, сильно поврежденные конечности, на них накладывают выше места сдавливания жгут. Это приостановит всасывание токсических веществ из раздавленных мягких тканей в кровеносное русло. Жгут надо накладывать не очень туго, чтобы полностью не нарушить притока крови к поврежденным конечностям. В случаях, когда конечности тёплые на ощупь и повреждены не сильно, на них накладывают тугую бинтовую повязку. После наложения жгута или другой бинтовой повязки шприц тюбиком вводят противоболевое средство, а при его отсутствии дают внутрь 50 грамм водки. Поврежденные конечности, и даже при отсутствии переломов, иммобилизуют шинами или с помощью подручных средств. С первых же минут оказание первой медицинской помощи пораженному показаны горячий чай, кофе, обильное питьё с добавлением питьевой соды по 2-4 грамма на приём (до20-40 грамм в сутки). Сода способствует восстановлению кислотно- щелочного равновесия внутренней среды организма, обильное питьё- выведению токсических веществ с мочой. Пораженных с травматическим токсикозом как можно быстрее и бережнее на носилках доставляют в медицинское учреждение. При ушибах могут повреждаться поверхностно расположенные ткани и внутренние органы. Признаками ушиба поверхностно расположенных мягких тканей являются боль, припухлость, кровоподтек. При оказании первой медицинской помощи пострадавшему накладывают давящую повязку, применяют холод, создают покой. Сильные ушибы груди или живота могут сопровождаться повреждением внутренних органов: лёгких, печени, селезёнки. Необходимо на место ушиба положить холод и срочно доставить пораженного в медицинское учреждение. При травмах головы возможно повреждение головного мозга: ушиб или сотрясение. Признаками ушиба головного мозга являются головные боли, подташнивание, а иногда и рвота, сознание у пострадавшего сохранено. Сотрясение головного мозга сопровождается потерей сознания, тошнотой и рвотой, сильными головными болями, головокружением. Первая медицинская помощь при ушибе и сотрясении головного мозга заключается в создании полного покоя пораженному и применении холода на голову. Растяжение связок происходит при неудачном прыжке, падении, поднятии тяжести. В поврежденном суставе появляются боли, образуется припухлость, ограничиваются движения. При оказании первой помощи производят тугое бинтование, применяют холод на поврежденный сустав, обеспечивают покой поврежденной конечности. Вывихи возникают при смещении суставных поверхностей костей. При этом нарушается целостность суставной сумки, иногда разрываются связки. Основные признаки вывихов суставов конечностей: боль в суставе, нарушение движений в нём, изменение формы сустава, укорочение конечности и вынужденное её положение. Вывихи могут быть в нижнечелюстных и меж позвонковых суставах. Оказывая первую медицинскую помощь при вывихе, не следует пытаться его вправить- этот обязанность врача. При вывихах сустава создают покой конечности, а при вывихах в крупных суставах наряду с покоем рекомендуется ввести обезболивающее средство. Последствия землетрясений В широком смысле экологические последствия, по-видимому, следует подразделять на социальные, природные и природно-антропогенные. В каждой из групп могут быть выделены прямые и косвенные последствия. В настоящее время мы довольно полно знаем прямые проявления (последствия) землетрясений на земной поверхности и, следовательно, их прямые воздействия на элементы социального организма, между тем как сопровождающие (предшествующие, последующие) косвенные явления на уровне микро- и даже макроаномалий процессов в литосфере и вне её начали изучать совсем недавно. Наиболее изучены и наглядно отражают сейсмическую опасность экономические потери в результате землетрясений. За последние десятилетия учтённые экономические потери от землетрясений возросли на порядок и достигают теперь около 200 млдр.долл. за десятилетие. Если в предшествующее десятилетие в эпицентральной зоне, например, 8-балльного землетрясения средний убыток в расчёте на одного жителя составлял 1,5 тыс.долл., то теперь он достигает 30 тыс.долл. Естественно, что с повышением балльности (и магнитуды) возрастают площади поражённых территорий, а следовательно, и ущерб. Число жертв землетрясений на земном шаре, хотя и неравномерно распределяется по годам, в целом неуклонно, по указанным выше причинам, растёт. За последние 500 лет от землетрясений на Земле погибло 4,5млн. человек, то есть ежегодно землетрясения уносят в среднем 9 тысяч человеческих жизней. Однако в период 1947-1976гг. Средние потери составляли 28тыс. человек в год. С точки зрения экологических, как и социальных последствий, не менее важен и тот факт, что число раненых (включая тяжело раненых) обычно во много раз превышает число погибших, а число оставшихся бездомными превышает количество прямых жертв на порядок и более. Так, в зонах полного разрушения зданий (зоны 8баллов и выше) количество жертв может составлять 1-20%, а раненых –30-80%, обратные соотношения редки. Социальные последствия ,то есть воздействие сейсмических явлений на население, включает как прямой социальный ущерб (гибель людей, их травматизм физический или психический, потеря крова в условиях нарушения систем жизнедеятельности и т.п.), так и косвенный социальный ущерб, тяжесть которого зависит от размеров прямого и обусловлена резким, на фоне материальных потерь, изменением морально-психологической обстановки, спешным перемещением больших масс людей, нарушением социальных связей и социального статуса, сокращением трудоспособности и падением эффективности труда оставшихся в живых, частью отвлечённых от привычной индивидуальной и общественной деятельности. Сильное землетрясение, особенно в больших городах и в густонаселённых районах, неизбежно ведёт к дезорганизации жизнедеятельности на тот или иной срок. Нарушения социального поведения могут возникать даже в отсутствии самого события, а лишь в связи со слухами о землетрясении, сколь бы ни были эти ожидания нелепы и ничем не обоснованы. Применительно к последнему десятилетию такого рода примеры известны для ряда городов бывшего Советского Союза. Последствия же сейсмических катастроф, тем более в периоды общего ослабления хозяйственно-экономического состояния и политической нестабильности и долговременной социальной дезориентированности населения, могут сказываться на протяжении десятилетий. В рамках экологических проблем среди нередко провоцируемых сильными землетрясениями, то есть вторичных, последствий следует отметить (на фоне повреждения и гибели ландшафтных и культурных памятников и нарушения среды обитания как таковой) такие, как возникновение эпидемий и эпизоотий, рост заболеваний и нарушение воспроизводства населения, сокращение пищевой базы (гибель запасов, потеря скота, вывод из строя или ухудшение качества сельскохозяйственных угодий), неблагоприятные изменения ландшафтных условий (например, оголение горных склонов, заваливание долин, гидрологические и гидрогеологические изменения), ухудшение качества атмосферного воздуха из-за туч поднятой пыли и появления аэрозольных частиц в результате возникающих при землетрясении пожаров, снижение качества воды, а также качества и ёмкости рекреационно-оздоровительных ресурсов. Воздействие сильных землетрясений на природную среду (геологическую среду, ландшафтную оболочку) может быть весьма разнообразным и значительным, хотя в большинстве случаев ареал (зона) изменений не превышает 100-200км. Среди прямых, наиболее выразительных и значимых воздействий выделим следующие: Геологические, гидрологические и гидрогеологические, геофизические, геохимические, атмосферные, биологические.. Природно-техногенные последствия землетрясений сказываются на природной среде охваченного землетрясением района в результате нарушения (разрушения) искусственно созданных сооружения (объектов). Сюда можно отнести, в первую очередь, следующие: 1. Пожары на объектах антропогенной среды, ведущие к экологическим последствиям. 2. Прорыв водохранилищ с образованием водяного вала ниже плотин. 3. Разрывы нефте-, газо- и водопроводов, разлитие нефтепродуктов, утечка газа и воды. 4. Выбросы вредных химических и радиоактивных веществ в окружающую среду, вследствие повреждения производственных объектов, коммуникаций, хранилищ. 5. Нарушение надёжности и безопасного функционирования военно- промышленных и военно-оборонительных систем, спровоцированные взрывы боеприпасов. Приведённый выше список последствий землетрясений, скорее всего, не полон, особенно в отношении отдалённых последствий, част которых нам ещё неизвестна. Но и среди перечисленных некоторые не имеют пока достаточно определённых количественных характеристик и соответственно не могут быть оценены по степени опасности и объёму причиняемого ущерба с необходимой полнотой и надёжностью. Лучше других известны геологические признаки, для которых в настоящее время можно привести количественные характеристики в соотношении с силой землетрясений. Представление о размерах очагов (в проекции на земную поверхность) для землетрясений различной силы даёт таблица. (в данном случае таблица №2) Таблица№2
ПримерыВот что рассказала домохозяйка Аннета Генри, находившаяся на одной из самых оживленных улиц Сан-Франциско, когда в октябре 1989 года произошел подземный удар; "Это выглядело так, словно Бог хлопнул в ладоши и под зем- лей прошла волна. Автомобили на шоссе прыгали вверх и вниз, как в дисне- евском мультфильме. Каждый раз, когда в Калифорнии происходит землетря- сение, мы хихикаем, мы спокойны и самоуверенны. Но теперь все было по-другому. Нас преследовала мысль, что шуточки закончились. Мне каза- лось, что началось то, Большое землетрясение". Скалы в разломе Святого Андреаса больше не могли сдерживать давление земной коры, начавшей энергичную подвижку. Волны давления, расходясь от эпицентра землетрясения, распространялись со скоростью 5 миль в секунду на юго-восток от Сан-Франциско через скальное ложе под горами Санта-Крус. 17 октября, в вечерний "час пик", оно нанесло удар Сан-Франциско и в течение 15 секунд превратило многие здания в развалины, уничтожило сек- цию моста Бэй Бридж, разворотило целую милю шоссе-эстакады и ввергло в пожарище исторический район Марина. Благодаря мировой телевизионной сети, показывавшей бейсбольный матч, зрители в Англии и других странах увидели, как начал качаться стадион "Кэндлстик парк" и огромные трещины появились в бетонных стенах. Когда на протяжении мили рухнула эстакада и упала на дорогу, прохо- дившую под ней, погибли более ста человек. Десятки людей были погребены в своих автомобилях под многотонной тяжестью обрушившегося бетона. "Бетон расплющил их, - сказал Генри Реньера, руководитель чрезвычайной службы Окленда. - Это было похоже на поле боя. Верхнее шоссе, словно мо- лот, ударило по нижнему, засыпая водителей внизу огромными булыжниками и автомобилями. Жертвы, оказавшиеся в ловушке под тоннами камней, отчаянно сигналили, и мы бросили туда огромное количество подъемного оборудования и кранов, надеясь спасти их. Слабеющие звуки автомобильных сирен посте- пенно умирали, так как разряжались аккумуляторы, но мы знали, что там находятся люди. Это была страшная картина". Первые спасательные работы начались под упавшей секцией шоссе. Возле расплющенных автомобилей одним из первых появился рабочий бумажной фаб- рики. Он услышал вопли детей, доносившиеся из раздавленного красного ав- томобиля. Вместе с другими спасателями рабочий помог вызволить из ловуш- ки восьмилетнюю девочку Кейти, но ее шестилетний брат Джулио оказался прижатым телом своей погибшей матери. Рискуя стать жертвой последующих толчков, доктор Дэн Аллен протиснул- ся сквозь щель и дал Джулио успокоительное лекарство. В это время детс- кий врач Томас Беттс добирался до мальчика по автомобильной пожарной лестнице. Позже он сказал: "Я не был готов к тому, что там увидел. Мальчик был в шоке. Он только плакал и гладил лицо матери своими ручками". Два часа напряженной работы медиков не приблизили спасение Джулио. Его правая нога была раздроблена. Врачи попытались вытащить мальчика из машины, чтобы оказать медицинскую помощь, но не смогли. Они ввели ему обезболивающее лекарство, затем с огромным трудом извлекли из машины те- ло погибшей матери. Только после этого врачам удалось ампутировать Джу- лио ногу и отправить его в больницу. Ночью развалины освещались огнями пожаров, из раскачивающихся небоск- ребов, построенных без учета эффекта землетрясения, сыпались стекла и раздавались жуткие звуки сирен. Через некоторое время разрушения были локализованы. Они коснулись главным образом старых построек, которые не могли противостоять стихии. Разрушенной секции шоссе, например, повлекшей самые многочисленные жерт- вы, было тридцать лет. Эксперты сошлись во мнении, что разрушения в Сан-Франциско были бы еще большими, если бы не калифорнийский строительный кодекс, введенный после 1906 года с целью свести к минимуму ущерб от будущих катастроф и действующий до настоящего времени. Этот кодекс, дополненный уроками зем- летрясений 1971 года в Сан-Фернандо и 1985 года в Мехико, вынудил строи- телей обратить особое внимание на антисейсмическую устойчивость домов и сооружений. Жители Сан-Франциско предпочитают не думать о том, что новое землет- рясение может достигнуть 8,3 балла по шкале Рихтера, как это было в 1906 году. Никого не занимает исследование, проведенное Национальной океани- ческой и атмосферной комиссией после катастрофы 1989 года. А ведь в нем утверждается, что будущее землетрясение будет в сорок раз мощнее и при- ведет к десяткам тысяч смертей. Прошли годы, но в Сан-Франциско все еще ликвидируются последствия землетрясения. Вряд ли их удастся завершить в десятилетний срок. Однако жители города горды тем, что пережили бедствие, и щеголяют фаталистичес- ким отношением к будущей возможной агрессии природы. Репортер "Сан-Фран- циско кроникл" Херб Коэн суммировал мнение горожан, написав после зем- летрясения: "Мы живем на разломе, мы живем под дамокловым мечом. И это захватывает". |
Социальные последствия, то есть воздействие сейсмических явлений на население, включает как прямой социальный ущерб (гибель людей, их травматизм физический или психический, потеря крова в условиях нарушения систем жизнедеятельности и т.п.), так и косвенный социальный ущерб, тяжесть которого зависит от размеров прямого и обусловлена резким, на фоне материальных потерь, изменением морально-психологической обстановки, спешным перемещением больших масс людей, нарушением социальных связей и социального статуса, сокращением трудоспособности и падением эффективности труда оставшихся в живых, частью отвлеченных от привычной индивидуальной и общественной деятельности. Сильное землетрясение, особенно в больших городах и в густонаселённых районах, неизбежно ведёт к дезорганизации жизнедеятельности на тот или иной срок. Нарушения социального поведения могут возникать даже в отсутствии самого события, а лишь в связи со слухами о землетрясении, сколь бы ни были эти ожидания нелепы и ничем не обоснованы. Применительно к последнему десятилетию такого рода примеры известны для ряда городов бывшего Советского Союза. Последствия же сейсмических катастроф, тем более в периоды общего ослабления хозяйственно-экономического состояния и политической нестабильности и долговременной социальной дезориентированности населения, могут сказываться на протяжении десятилетий. Таким образом, сейсмология служит как практической деятельности человека, так и познанию фундаментальных законов природы.Сейсмология - это часть более широкой науки - геофизики, возникшей как пересечение и связующее звено двух более старых наук - геологии и физики. Геология в широком смысле слова занимается всесторонним изучением Земли, однако в настоящее время ее предметом, как правило, считают преимущественно описательное изучение происхождения и свойств горных пород и содержащихся в них ископаемых, а также преобразований земной поверхности под воздействием высоких температур, давления, электричества и других сил.Известно, например, что упругие волны передаются по рельсам далеко вперед от мчащегося поезда, наполняя их ровным, чуть слышным гулом. Упругие волны, которые возникают при землетрясении, называются сейсмическими. Они регистрируются сейсмографами на сейсмических станциях всего земного шара. Сейсмические волны, идущие от очага землетрясения к сейсмическим станциям, проходят через толщи Земли, которые недоступны для прямого наблюдения. Характеристики зарегистрированных сейсмических волн — время их появления, амплитуда, период колебаний и другие параметры — позволяют определять положение эпицентра землетрясения, его магнитуду, возможную силу в баллах. Сейсмические волны несут и информацию о строении Земли. Расшифровать сейсмограмму — все равно что прочитать рассказ сейсмических волн о том, что они встретили в глубине Земли. Это сложная, но увлекательная задача. При землетрясении вдоль поверхности Земли, как и вдоль океанов, распространяются очень длинные поверхностные сейсмические волны с периодами от нескольких секунд до нескольких минут. Эти волны по нескольку раз обегают вокруг Земли. Распространяясь от эпицентра навстречу друг другу, они заставляют колебаться весь земной шар в целом. Земной шар начинает «звучать», как гигантский колокол, когда по нему ударят, и таким ударом для Земли служит сильное землетрясение. В последние годы установлено, что основной тон такого «звучания (колебания) имеет период около одного часа и регистрируется особо чувствительной аппаратурой. Эти данные путем сложных расчетов на электронно-вычислительной машине позволяют делать выводы о физических свойствах нашей планеты, определять строение оболочки или мантии Земли на глубине в сотни километров. В сферу действия геофизики попадают, таким образом, разделы геологии, связанные с физическими измерениями и расчетами, и разделы физики, рассматри- вающие Землю и ее атмосферу.Основная часть 1. Ранние объяснения причин землетрясений В поисках причин землетрясений Аристотель обратился к недрам Земли. Землетрясения разной силы и в разных точках земного шара происходят постоянно, приводя к огромному материальному ущербу и жертвам среди населения. Поэтому ученые разных стран не оставляют попыток определить природу землетрясения, выявить его причины и, самое главное, научиться его предсказывать, что, к сожалению, за исключением единичных случаев пока не удается. Он полагал, что атмосферные вихри внедряются в землю, в которой много пустот и сквозных щелей. Вихри, думал он, усиливаются огнем и ищут себе выхода, вызывая таким образом землетрясения, а иногда извержения вулканов.Таким образом, сотрясение как бы передается по цепочке и расходится в виде упругих волн во все стороны. Постепенно, по мере удаления от очага землетрясения, волна ослабевает. Эти представления просуществовали много веков, даже не смотря на то, что он не привел никаких аргументов в пользу своих гипотез, а просто дал волю своей бурной фантазии. Аристотель также «несет ответственность» за бытующее и поныне представление об особой «сейсмической погоде». Он говорил, что когда воздух затягивается в землю перед землетрясением, оставшийся над землей воздух становится спокойнее и разреженней, затрудняя дыхание.Землетрясение тектонического типа, т.е. связанное с внутренними эндогенными силами Земли, представляет собой процесс растрескивания, идущий с некоторой конечной скоростью, а не мгновенно. Он предполагает образование и обновление множества разномасштабных разрывов, со вспарываением каждого из них не только с высвобождением, но и перераспределением энергии в некотором объеме. Когда мы говорим о том, что сила внешнего воздействия на горные породы превысила их прочность, то следует иметь в виду, что в геомеханике четко различают прочность горных пород как материала, которая относительно высока и прочность породного массива, включающего помимо материала горных пород еще и структурные ослабленные зоны. Благодаря последним, прочность породного массива существенно ниже, чем прочность собственно пород.Четырьмя веками позже Плиний писал: «Сотрясенья земли случаются, лишь когда море спокойно и небо столь недвижно, что птицы не могут парить, потому что нет поддерживающего их дыхания». Поскольку такие условия бывают при жаркой влажной погоде, такую погоду стали называть «сейсмоопасной погодой», полагая, что она сигнализирует о приближении землетрясений.Дело в том, что высочайшие горы или глубокие океанические желоба в геологическом масштабе являются молодыми образованьями, находящимися в процессе формирования. Земная кора в таких областях подвижна. Подавляющая часть землетрясений связана с процессами горообразования. Такие землетрясения называют тектоническими. Ученые составили специальную карту, на которой показано, какой силы землетрясения бывают или могут быть в разных районах нашей страны: в Карпатах, в Крыму, на Кавказе и в Закавказье, в горах Памира, Копет-Дага, Тянь-Шаня, Западной и Восточной Сибири, Прибайкалье, на Камчатке, Курильских островах и в Арктике. В мифологии разных народов наблюдается интересное сходство в представлениях о причинах землетрясений. Это будто бы движение некоего реального или мифического животного, гигантского скрытого где-то в глубинах Земли. В особом приборе — сейсмографе, отмечающем землетрясения, используется свойство инерции. Главная часть сейсмографа — маятник — представляет собой груз, подвешенный на пружине к штативу. Когда почва колеблется, маятник сейсмографа отстает от ее движения. Если к маятнику прикрепить иглу и к ней прижать закопченное стекло так, чтобы игла лишь соприкасалась с его поверхностью, получится наиболее простой сейсмограф, которым пользовались раньше. Почва, а вместе с ней штатив и стеклянная пластинка колеблются, маятник и игла вследствие инерции остаются неподвижными. На закопченной поверхности игла прочертит кривую колебания поверхности Земли в данной точке. У древних индусов это слон, у даяков Суматры - огромный вол. Древние японцы вину за землетрясения возлагали на сома, который сотрясал землю. Если бы он не был под надзором доброго бога, даймедзинато земля сотрясалась бы постоянно. Однако добрый дух время от времени утрачивал бдительность, и совесть злого сома отягощалась следующим землетрясением. Число жертв землетрясений на земном шаре, хотя и неравномерно распределяется по годам, в целом неуклонно, по указанным выше причинам, растёт. За последние 500 лет от землетрясений на Земле погибло 4,5млн. человек, то есть ежегодно землетрясения уносят в среднем 9 тысяч человеческих жизней. Однако в период 1947-1976гг. Средние потери составляли 28тыс. человек в год. С точки зрения экологических, как и социальных последствий, не менее важен и тот факт, что число раненых (включая тяжело раненых) обычно во много раз превышает число погибших, а число оставшихся бездомными превышает количество прямых жертв на порядок и более. Так, в зонах полного разрушения зданий (зоны 8 баллов и выше) количество жертв может составлять 1-20%, а раненых - 30-80%, обратные соотношения редки. Землетрясения часто рассматривали как наказание, ниспосланное рассерженными богами. В греческой мифологии землетрясения вызывает разъяренный Посейдон, владыка морей. Нептун, его аналог в римских мифах, мог не только вселять страх в людей, вызывая землетрясение, но и насылать на землю потопы, а на берега - огромные волны. Землетрясения, которые приносят человечеству огромный вред, раскрывают нам свои тайны. Надо только полнее использовать информацию, которую несут сейсмические волны, изучать строение Земли и отдельных ее районов, выявлять режим работы очагов в каждой зоне и находить предвестники землетрясений. Необходимо строить здания с обязательным учетом сейсмических особенностей районов. Таков путь, по которому идут сейсмологи всего мира. В Европе Х VIII в. духовенство пыталось привить людям моралистический взгляд на землетрясения. Вот что можно прочесть в одной лондонской газете за 1752 год:”Землетрясения обычно случаются в больших городах. Карающий бич направлен туда, где есть жители, т.е. цель для предостережения, а не на голые утесы и необитаемые берега”. Знаменитое Лиссабонское землетрясение 1755г.Известно большое число катастрофических землетрясений, во время которых число жертв составило многие тысячи. В 1556г. в Китае, в провинции Шэньси, страшное землетрясение привело к гибели 830 тыс. человек, а многие сотни тысяч получили ранения. Лиссабонское землетрясение в Португалии в 1755 г. унесло более 60 тыс. человеческих жизней. Мессинское землетрясение в 1923 г. - 150 тысяч; Таншаньское в Китае в 1976 г. - 650 тысяч. Этот скорбный список можно продолжать и продолжать. В Армении 7 декабря 1888 г. в результате Спитакского землетрясения погибло более 25 тыс. человек и 250 тыс. было ранено. 28 мая 1995 г. на Севере Сахалина мощным землетрясением был стерт с лица Земли городок Нефтегорск, где погибло более 2000 человек. произошло в День Всех Святых, в момент, когда люди были в церкви. Огромное число жертв было вызвано серией из некоторых толчков и гигантским цунами, обрушившимся на набережную. Положение усугубили пожары, расбушевавшиеся по всему городу. Те, кто верил в божью кару за грехи, видели в этом возмездие.2.Современные объяснения причин землетрясений Наука о землетрясениях, сейсмология, хотя и молода, но сделала серьезные успехи в познании объекта своего исследования. Как же часто на Земле происходят землетрясения? Современные точные приборы фиксируют ежегодно более 100 тыс. землетрясений. Но люди ощущают около 10 тыс. землетрясений. Из них примерно 100 бывают разрушительными. Имена А.П. Орлова, И.В. Мушкетова, К.И. Богдановича, В.Н. Вебера, Б.Б. Голицина, Г.А.Гамбурцева, С.В. Медведева, Ю.В. Ризниченко - яркие опорные точки на кривой роста отечественной и мировой сейсмологии.Ценою усилий нескольких поколений исследователей специалисты теперь неплохо представляют, что происходит при землетрясении и как оно проявляется на поверхности Земли. Сила проявления землетрясения на поверхности Земли в большей степени зависит от глубины очага: чем ближе очаг к поверхности Земли, тем сила землетрясения в эпицентре больше. Разрушение на поверхности Земли зависит помимо энергии, выделившейся при землетрясении и глубины очага, еще и от качества грунтов. Наибольшие разрушения происходят на рыхлых, сырых и неустойчивых грунтах. Имеет значение и качество наземных построек.Но ведь поверхностные явления - это результат того, что происходит в недрах . И основное внимание специалистов теперь сосредоточено на познании глубинных процессов в недрах Земли, процессов, приводящих к землетрясению, его сопровождающих и за ним следующих.Физико-химические процессы, происходящие внутри Земли, вызывают изменения физического состояния Земли, объема и других свойств вещества. Это приводит к накапливанию упругих напряжений в какой-либо области земного шара. Когда упругие напряжения превысят предел прочности вещества, произойдет разрыв и перемещение больших масс земли, которое будет сопровождаться сотрясениями большой силы. Вот это и вызывает сотрясение Земли — землетрясение. Теория землетрясений как геофизического процесса еще только разрабатывается. Хотя в исследованиях такого рода ныне широко используется физическое и математическое моделирование, познание различных природных феноменов, связанных с землетрясениями, в значительной мере основывается на наблюдениях на земной поверхности. Воздействие сильных землетрясений на природную среду (геологическую среду, ландшафтную оболочку) может быть весьма разнообразным и значительным, хотя в большинстве случаев ареал (зона) изменений не превышает 100-200км. Научная геология (ее становление относится к Х VIII в.) сделала правильные выводы о том, что сотрясаются главным образом молодые участки земной коры. Во второй половине Х I Х в. уже была выбрана общая теория, согласно которой земная кора была подразделена на древние стабильные щиты и молодые, подвижные горные сооружения. Выяснилось, что молодые горные системы - Альпы, Пиренеи, Карпаты, Гималаи, Анды - подвержены сильным землетрясением, в то время как древние щиты ( к ним относится Чешский массив) являются областями где сильные землетрясения отсутствуют. К числу наиболее употребительных сейсмологический терминов, связанных с понятием «землетрясение», можно отнести следующие: очаг, гипоцентр, эпицентр, магнитуда, балл. Под очагом тектонического землетрясения понимается замкнутый объем земного вещества, в котором достаточно короткого, до 1-3 минут, времени произошли разрушения. Как правило, в области очага происходит смещение (подвижка) одной части объема относительно другой. Место, в котором начинается подвижка, именуется гипоцентром. Именно с этой точки начинается процесс генерации сейсмических волн, которые могут привести к разрушениям за пределами очага. Проекция гипоцентра по вертикали на земную поверхность получила название эпицентра. Понятие балла характеризует интенсивность сотрясения в точке наблюдения. В нашей стране с 1964 года используется 12-бальная шкала MSK - 64. Следует отметить, что несейсмологи в баллах зачастую характеризуют саму силу землетрясения в очаге. Это неверно, однако в газетных сообщениях встречается регулярно. Как правило, это касается шкалы Рихтера, в которой используется безразмерная величина магнитуды М землетрясения, пропорциональная логарифму выделенной в очаге энергии. Путаница возникла в связи с двумя обстоятельствами: 1) магнитуды известных до сих пор землетрясения не превышает 9 единиц (в каталогах есть только М (макс.) равна 8,9) ,то есть магнитуда численно близка к значениям баллов сотрясений ; 2) мы привыкли к тому, что любой параметр имеет размерность (метры, килограммы, градусы) ,а ведь логарифмы любых параметров всегда безразмерны. Поэтому, если в печати появляется сообщения типа « землетрясение имело 7 баллов по шкале Рихтера», то в действительности это означает, что магнитуда землетрясения М=7. А ощущаться в разных пунктах оно может силой 10 баллов, 8 баллов,5 баллов- это зависит от расстояния до очага. Таким образом если бальность зависит от расстояния до очага, то магнитуда - не зависит. Шкала MSK -64 составлена применительно к зданиям и сооружениям, не имеющем сейсмостойкого усиления конструкций. Приведу здесь описание первых четырех баллов этой шкалы без изменений, а начиная с пятого, когда возможны повреждения строений, опишу основные отличительные признаки землетрясений и вероятное их воздействие на здания современной застройки на Камчатке. При описании каждого балла в скобках указана частота повторяемости землетрясений данной силы для Петропавловска- Камчатского. 1 б а л л. Неощутимое землетрясение. Интенсивность колебаний лежит ниже предела чувствительности, сотрясения почвы обнаруживаются и регистрируются только сейсмографами. 2 б а л л а. Слабое землетрясение. Колебания ощущаются только отдельными людьми, находящимися внутри помещения, особенно на верхних этажах. 3 б а л л а. Слабое землетрясение. Ощущается не многими людьми, находящимися внутри помещений, под открытым небом - только в благоприятных условиях. Колебания схожи с сотрясениями, создаваемыми проезжающим легким грузовиком. Внимательные наблюдатели замечают небольшое раскачивание висячих предметов, несколько более сильное на верхних этажах. 4 б а л л а. Заметное сотрясение. Землетрясение ощущается внутри здания многими людьми, под открытым небом - немногими. Кое-где просыпаются, но никто не пугается. Колебания схожи с сотрясением, создаваемым проезжающим тяжелым грузовиком. Дребезжание около дверей, посуды. Скрип стен, полов. Дрожание мебели. Висячие предметы слегка раскачиваются. Жидкость в открытых сосудах слегка колеблется. В стоящих на месте автомашинах толчок заметен. 5 б а л л о в (15-25 раз в 100 лет). Просыпаются почти все спящие, колеблется и частично расплескивается вода в сосудах, могут опрокинуться легкие предметы, разбиться посуда. Здания не повреждаются. 6 б а л л о в (10-15 раз в 100 лет). Многие люди пугаются, колебания мешают ходить. Здания шатаются, сильно раскачиваются подвесные светильники. Падает и бьется посуда, предметы падают с полок. Может сдвигаться мебель. Осыпание побелки, тонкие трещины в штукатурке. 7 б а л л о в (4-6 раз в 100 лет). Сильный испуг, колебания мешают стоять на ногах. Двигается и может упасть мебель. В любых зданиях - трещины в перегородках. Трещины в штукатурке, тонкие трещины в стенах, трещины в швах между блоками и в перегородках, выпадение заделов швов, нередко тонкие трещины в блоках. 8 б а л л о в (1-3 раза в 100 лет). Сбивает с ног. Трещины в грунте на склонах.. В любых зданиях - повреждение, иногда частичное разрушение перегородок. Трещины в несущих стенах, обвалы штукатурки, смещение блоков, трещины в блоках. 9 б а л л о в (приблизительно 1 раз в 300 лет). Повсеместно трещины в грунте. На склонах - оползни грунта. В любых зданиях - обрушение перегородок. Разрушение части несущих стен, повреждение и смещение некоторых панелей. Рубленные дома из бревен и бруса, как правило, без разрушений переносят 9-балльные толчки. Причины землетрясений сразу же станут понятны, как только мы представим себе динамичный характер Земли и те медленные движения, которые происходят в ее коре - литосфере. Толщина коры весьма изменчива. Под континентами она равна 30-35км, при чем большим горам, значительно превышающим средний уровень поверхности земли, почти всегда сопутствуют глубокие «корни». Так, в Тибете толщина коры оказалась более 70 км. Основание коры под океанами находится примерно на 10 км ниже уровня моря. Его небольшую толщину хорошо иллюстрирует такой пример: если Землю уменьшить до размера яйца, то твердая кора окажется толщиной со скорлупу. Этот твердый слой, однако, не цельный: он разбит на несколько больших кусков, называемых плитами. Под литосферой действуют силы, принуждающие плиты перемещаться со скоростью, как правило, нескольких сантиметров в год. Причина этих глубинных сил не вполне ясна. Они могут быть вызваны, например, медленными течениями горячего пластичного вещества в недрах. Течения возникают в результате тепловой конвекции в сочетании с динамическими эффектами вращения Земли. В некоторых областях новое вещество поднимается на верх из земных недр, оттесняя плиты в стороны (это происходит, например, в Срединно - Атлантическом хребте) ; в других местах проскальзывают одна вдоль другой (как вдоль разлома Сан-Андреас в Калифорнии) ; есть области называемые зонами субдукции (поддвига), где одна плита при встрече заталкивается под другую ( например, в океане у западных берегов Южной и Центральной Америки, у побережья Аляски и Японии). Несогласованность в движении плит при любом его направлении заставляет каменную толщу растрескиваться, создавая таким образом землетрясения. Не удивительно, что большинство землетрясений (почти 95%) происходит по краям плит. Землетрясения, вызванные движением плит, называются тектоническими. Хотя обычно они происходят на границах плит, все же небольшая доля их возникает внутри плит. Некоторые другие землетрясения как, например, на Гавайских островах, имеют вулканическое происхождения и уже совсем редко они бывают вызваны деятельность человека (заполнением водохранилищ, закачкой воды в скважины, горными работами, большими взрывами). Зона землетрясений окружающая Тихий океан, называется Тихоокеаническим поясом: здесь происходит около 90% всех землетрясений земного шара. Другой район высокой сейсмичности, включающий 5-6% всех землетрясений, - это Альпийский пояс, протягивающийся от Средиземноморья на восток через Турцию, Иран и Северную Индию. Остальные 4-5% землетрясений происходят вдоль срединно-океанических хребтов или внутри плит. 3.Механизм землетрясений и их классификация Горообразовательные, вулканические и сейсмические процессы географически тяготеют друг к другу. Однако во времени они происходят, как правило, неодновременно и всегда с разной продолжительностью. Кроме того, есть районы с резко выраженной только сейсмической активностью. Например, многие Средней Азии отличаются высокой сейсмичностью, но не имеют вулканов. На Камчатке и в Чили вулканы и землетрясения проявляются на одной и той же территории, но редко одновременно. Многие из сейсмологов, говоря о механизме землетрясений, придерживаются теории упругого высвобождения или упругой отдачи. Они связывают возникновение землетрясений с внезапным высвобождением энергии упругой деформации. В результате длительных движений в районе разлома и накопления в связи с этим напряжений, достигающих предельных для прочности пород величины, происходит разрыв или срез этих пород с внезапным быстрым смещением - упругой отдачей, вследствие чего и возникают сейсмические волны. Таким образом, очень медленные и длительные тектонические движения при землетрясении переходят в сейсмические движения, отличающиеся большой скоростью, что происходит в результате быстрой « разрядки», накопленной упругой энергии. Это разрядка происходит всего за 10-15 секунд (редко за 40-60 секунд). При зарождении землетрясения происходит разрушение породы на ограниченном участке, расположенном на определенной глубине от поверхности Земли. В связи с возникшем ослаблением происходит развитие дислокации на очаг или гипоцентральную часть область землетрясения. Разрушение произойдет там, где порода наименее прочна,а это может быть в разломах между блоками. В силу каких-то глубинных процессов отдельные участки коры поднимаются или опускаются. При медленном смещении в земной коре происходят пластические деформации. При более быстрых движениях и при большем их градиенте напряжения, возникающие в коре, не успевая рассасываться, достигают величин, при которых в данных условиях происходит нарушение сплошности - либо по готовому, отчасти уже залечившемуся разрыву, либо с образованием нового. С увеличением глубины возрастают всесторонние сжимающие напряжения, и поэтому возникают большие силы трения, препятствующие быстрому разрушению. Возможно по этой причине глубокофокусные землетрясения отличаются большой энергией и продолжительностью. В настоящее время наиболее распространены две модели распространения сил, вызывающих разрыв в очаге. Первая основана на предположении действия в очаге пары сил, вызывающих касательные усилия вдоль линии разрыва и момент; согласно второй модели в зоне очага существуют две взаимно перпендикулярных пары сил. Кроме землетрясений, вызванных тектоническими движениями в земной коре и в верхних слоях мантии, существуют два других типа землетрясений, происходящих вследствие извержения вулканов и карстовых явлений, которые очень локальны, редки и обладают малой силой. Землетрясения могут быть вызваны искусственным путем, например при подземном взрыве. Колебания поверхности могут земли могут быть вызваны и работой промышленного оборудования, движением транспорта и т. д. При использовании чувствительной аппаратуры можно убедиться, что поверхность земли постоянно колеблется; эти колебания очень малы и по этой причине называются микросейсмическими. Наличие микросейсм позволяет извлечь очень полезную информацию как для сейсмологов, так и для инженеров- строителей. Таким образом, в широком смысле по термином землетрясение можно понимать любые сотрясения поверхности Земли. В более узком смысле под землетрясением понимается кратковременное сотрясение поверхности Земли, вызванное сейсмическими волнами, возникшими при местном нарушении сплошности с внезапным выделением в недрах коры или верхней мантии (на глубину примерно до 700 км) упругой энергии. В какой-то момент землетрясения возникает препятствие взаимному смещению блоков вдоль образовавшихся швов - частично восстанавливаются связи разорванного шва, которыми могут служить силы трения (их появление возможно на сжатых участках), зацепления на поверхностях. Не освободившаяся часть энергии вызывает в новых связях напряжения, которые через некоторое время преодолеют их сопротивление, возникает новый разрыв и новый толчок, однако меньшей силы, чем в момент основного землетрясения. Этих повторных толчков - афтершоков - после сильного землетрясения бывает обычно до нескольких сотен и происходят они в течение нескольких месяцев, постепенно ослабевая. Процесс ослабления толчков во времени не равномерен. Отдельные афтершоки по силе могут приближаться к силе основного землетрясения. Иногда землетрясениям предшествуют слабые толчки - форшоки. В тех случаях когда землетрясения или вулканы происходят под дном океанов, они возбуждают морские волны, которые, достигая берегов суши и встречая их сопротивление поднимаются на высоту до нескольких десятков метров. Такие волны - цунами (по японски «цу» - порт, «нами» - волна) - временами приносят прибрежным районам большие беды. Различают две группы сейсмических волн - объемные и поверхностные. Слагающие Землю горные породы упруги и поэтому могут деформироваться и испытывать колебания при резком приложении давления (нагрузок). Внутри объема горных пород распространяются объемные волны. Они делятся на два типа: продольные и поперечные. Продольные волны в теле Земли, как и привычные нам звуковые в воздухе, попеременно сжимают и растягивают вещество горных пород в направлении своего движения. Волны другого типа колеблют среду, через которую они проходят, поперек пути своего движения. Именно они-то, выходя на поверхность, раскачивают из стороны в сторону и вверз-вниз все на земле находящееся, приводя к наибольшим разрушениям. Именно потому, что поверхность твердой Земли - это граница с гораздо менее плотной средой, воздушной (ее называют свободной поверхностью), на земной поверхности объемные сейсмические волны могут свободнее «разгуляться», что обычно и происходит. Этому способствует и свойства приповерхностных грунтов. Очень важны свойства разных групп и типов сейсмических волн, особенно скорость их прохождения через горные породы. Обычно она измеряется несколькими километрами в секунду и следовательно, на разных расстояниях от очага( гипоцентра и эпицентра) приход волн и ощущается и регистрируется неодновременно. На этом свойстве основано определение координат эпицентра по записям прихода волн на удаленные сейсмические станции. Не менее важны различие в скоростях отдельных групп и типов волн. Так поверхностные волны распространяются медленнее объемных и, следовательно, приходят в пункты наблюдения позднее. В группе объемных поперечные волны распространяются в среднем в 1,75 раза медленнее продольных. Отсюда понятно, почему оказавшиеся в эпицентральной области сильного землетрясения люди часто попадают во власть волн: их толкает, качает, трясет в разных направлениях с разными ускорениями. Очевидцы нередко «слышат» землетрясения в буквальном смысле слова. Продольные волны сходны со звуковыми. При определенной частоте колебаний (в диапазоне слышимых волн, то есть более 15 герц) они при выходе на поверхность и становятся звуковыми волнами. Если вспомнить, что продольные волны распространяются быстрее, а поперечные нередко несут главные разрушения, легко понять, почему гул может слышаться перед землетрясением. Тут много зависит и от спектров излучения. Землетрясения классифицируются в зависимости от глубины расположения их очага. Они делятся на следующие три типа1)нормальные- с глубиной очага 0-70 км;2) промежуточные - 70-300 км;3) глубокофокусные - более 300 км. 4. Перспективы предсказаний Заинтересованность правительственных учреждений в прогнозе землетрясений исключительно велика - тысячи человеческих жизней могут быть спасены, если предсказания окажутся точными. Целые города могут эвакуированы зря, если оно окажется ложным. Из-за многих неопределенностей, связанных с землетрясениями удачное их предсказание бывает весьма редким. Тем не менее возможность точного предсказания настолько заманчива, что сегодня сотни ученых, в основном в США, Японии, Китае и России, заняты исследованиями по прогнозу землетрясений. В качестве возможной основы прогноза принят целый ряд признаков. Наиболее важны и надежны из них следующие: 1) статистические методы, 2) выделение сейсмически активных зон, которые долго не испытывали землетрясения, 3) изучение быстрых смещений земной коры, 4) исследование изменений соотношений скорости продольных и поперечных волн, 5) изменения магнитного поля и электропроводности горных пород, 6) изменения в составе газов, поступающих из глубин, 7) регистрация предваряющих толчков «форшоков», 8) исследование распределения очагов во времени и пространстве. Статистические методы просты. Они основаны на анализе сейсмологической истории района: данных о числе, размерах и частоте повторения землетрясений. Предполагая, что сейсмичность района не меняется с течением времени, можно по этим данным оценить вероятность будущих землетрясений. Чем длиннее период времени, за который имеем сведения о землетрясениях, тем точнее будет прогноз. В Калифорнии сведения о землетрясениях собраны примерно за 200 лет, а в Китае имеются данные более чем за 2000 лет. Статистическое изучение сейсмического режима позволило ввести понятия сейсмического цикла и так называемых зон затишья - зон в сейсмически активных районах, где в течение длительного времени наблюдается слабая сейсмическая активность. Средняя длительность сейсмического цикла равна примерно 140 годам - время между сильнейшими сейсмическими событиями в одном месте. Зоны затишья - места накопления максимальной упругой энергии, где возможно ожидать сильное землетрясение. Это явилось основой долгосрочного сейсмического прогноза.. Если известна частота, с которой землетрясения происходили в прошлом, можно сделать обобщенный статистический вывод о вероятности землетрясения в будущем. Статистические прогнозы не помогают предсказать конкретное место и конкретное время землетрясения. Таким образом, они не очень полезны с точки зрения предварительных мероприятий по безопасности. С другой стороны они имеют огромное значение для инженеров, которые должны проектировать сооружения со сроком существования 50-100 лет. Принцип другого метода - выделение сейсмически активных зон без землетрясений - логичен. В его основе определение в сейсмически активных зонах участков, где долго не было толчков и где, следовательно, долго не происходило разрядки энергии. Именно там можно ожидать катастрофическое землетрясение. Этот метод правилен и проверен, однако для точного прогноза не представляет. Он не позволяет назвать ни день, ни неделю, ни месяц, когда произойдет событие. Но это не означает, что такого рода исследования не имеют значения: это обеспечит в угрожаемых местах своевременную подготовку и должно учитываться во всех нормативах при возведении зданий и промышленных объектов. О готовящемся землетрясении может свидетельствовать и увеличение скорости движения земной коры. Этот метод исследований используется в России, Японии, Соединенных Штатах Америки. Перед некоторыми землетрясениями земная поверхность быстро поднималась (быстро в геологическом смысле, со скоростью несколько миллиметров в год), затем движения прекращались, и происходило разрушительное землетрясение. Много внимания уделяют методу исследования соотношения скорости продольных и поперечных волн. Скорость сейсмических волн зависит от напряженного состояния горных пород, через которые волны распространяются, а также от содержания воды и других физических характеристик пород. В той степени, в какой изменения этих физических характеристик являются предвестниками землетрясений, можно рассматривать в качестве предвестников и скорости сейсмических волн. Скорости волн измеряются с помощью небольших взрывов в скважинах; при этом возбуждаются сейсмические волны, которые записываются близлежащими станциями. Продольные волны распространяются со скоростью приблизительно в 1,75 раза больше, чем поперечные. Перед землетрясением скорость продольных волн уменьшается, и это соотношение выражается цифрой 1,5. Подобное явление отмечается за несколько месяцев до сейсмического события. Непосредственно перед землетрясением указанное соотношение возвращается к «правильной цифре». Этот метод проверен экспериментально. Перед отдельными землетрясениями повышается напряженность магнитного поля и электропроводимость пород. Земное магнитное поле может испытывать локальные изменения из-за деформации горных пород и движений земной коры. С целью изменения малых вариаций магнитного поля были разработаны специальные магнитометры. Такие изменения наблюдались перед землетрясениями в большинстве районов, где были установлены магнитометры. Измерения электропроводимости пород проводятся с помощью электродов, помещаемых в почву на расстоянии нескольких километров друг от друга. При этом измеряется электрическое сопротивление толщи земли между ними. Электропроводность обеспечивается главным образом присутствием воды. Следовательно, сопротивление меняется, когда изменяется содержание воды. Многообещающим является метод изучения состава газа в подземных водах. Этот метод был разработан главным образом учеными, ведущими исследования на Камчатке и Средней Азии. Газы, перед землетрясением, оказываются сильно обогащены радоном. Но недавно группа калифорнийских ученых установила, что это газ выделяется в больших количествах и когда нет никакой сейсмической активности. Последние годы этот метод был распространен и на хлор, содержание которого возрастает в 6 раз( максимальная концентрация радона перед землетрясениями превышает нормальную в 2,7 раза). Высказано предположение, что содержание хлора резко возрастает за 3-5 дней до землетрясения. В настоящее время объектом исследования стало и изменения содержания гелия, ртути, серебра и других элементов. Некоторым сильным землетрясениям предшествуют более слабые толчки, так называемые форштоки. Установлена последовательность событий, предшествовавших нескольким сильным землетрясениям в Новой Зеландии и Калифорнии. Во-первых, это тесно сгруппированная серия толчков примерно равной магнитуды, которая называется «предваряющим роем». За ним следует период, названный «предваряющим перерывом», в течение которого нигде в окрестностях сейсмических толчков не наблюдается. Затем следует «главное землетрясение», сила которого зависит от величины роя землетрясений и продолжительности перерыва. Предполагается, что рой вызывается раскрытием трещин. Возможность прогнозирования землетрясений на основе этих представлений очевидна, однако имеются определенные трудности в выделении предваряющих роев из других сходных по характеру групповых землетрясений, и каких - либо бесспорных успехов в этой области не достигнуто. Положение и число землетрясений различной магнитуды может служить важным индикатором приближающегося сильного землетрясения. В Японии исследования этого явления признаны заслуживающими доверия, но надежным на 100% этот метод не станет никогда, ибо многие катастрофические землетрясения происходили без каких-либо предварительных толчков. Известно, что очаги землетрясений не остаются на одном и том же месте, а перемещаются в пределах сейсмической зоны. Зная направления этого перемещения и его скорость, можно было бы предположить будущее землетрясение. К сожалению, такого рода перемещение очагов не происходит равномерно. В Японии скорость миграции очагов определена величиной 100 км в год. В районе Мацуширо в Японии регистрировалось множество слабых толчков - до 8000 в день. Через несколько лет оказалось, что очаги приближаются к поверхности и смещаются в южном направлении. Было вычислено вероятное место -положение очага следующего землетрясения и непосредственно к нему была пробурена скважина. Толчки прекратились. Наблюдение за необычным поведением животных перед землетрясением признано очень важным, хотя отдельные специалисты утверждают, что речь идет о случайности. В ответе на вопрос, что же, воспринимают животные ученые не пришли к согласию. Представляются разные возможности: может быть с помощью органов слуха животные слышат подземные шумы или улавливают ультразвуковые сигналы перед толчками, либо организм животных реагирует на незначительные изменения барометрического давления или на слабые изменения магнитного поля. Возможно животные воспринимают слабые продольные волны, в то время как человек ощущает только поперечные. Уровень грунтовых вод перед землетрясениями часто повышается или понижается, по-видимому, из-за напряженного состояния горных пород. Землетрясения могут влиять на уровень воды. Вода в скважинах может колебаться при прохождении сейсмических волн, даже если скважина находится далеко от эпицентра. Уровень воды в скважинах, находящихся вблизи эпицентра, часто испытывает стабильные изменения: в одних скважинах он становится выше, в других - ниже. 5. Трудности прогноза. Проблема предсказания землетрясения в настоящее время привлекает и ученых, и общественность как одна из серьезнейших и вместе с тем весьма актуальных. Мнения исследователей о возможности и путях решения проблемы далеко не однозначны. Принципиальная основа решения проблемы прогноза землетрясений состоит в установленном лишь в последние30 лет фундаментальном факте, что перед землетрясением меняются физические ( механические и электрические в первую очередь) свойства горных пород. Возникают аномалии разного рода геофизических полей: сейсмического, поля скоростей упругих волн, электрического, магнитного, аномалии в наклонах и деформациях поверхности, гидрогеологическом и газохимическом режиме и т.д. В сущности, на этом и основано проявление большинства предвестников. Всего сейчас известно свыше 300 предвестников, из них 10-15 неплохо изучены. Прогноз землетрясения можно считать полным и практически значимым, если заблаговременно предсказываются три элемента будущего события: место, интенсивность (магнитуда) и время толчка. Карта сейсмического районирования, даже самая надежная, в лучшем случае дает сведения о возможной максимальной интенсивности землетрясений и средней частоте их повторения в какой-то зоне. Она содержит необходимые элементы прогноза, но самого прогноза обеспечить не в состоянии, так как не говорит о конкретных ожидаемых событиях. В ней отсутствует главнейший элемент прогноза - предсказания времени события. Трудности в отношении прогноза времени землетрясения огромны. Да и предвидение места и интенсивности будущих подземных бурь - тоже еще далеко не решенная задача. До сих пор не разработаны принципиальные возможности и конкретные способы предвидения землетрясений в любой части сейсмически опасного региона с заданной точностью места и интенсивности в заданный отрезок времени. Поэтому долгое время идеальной будет, по-видимому, такая схема: в пределах сейсмогенного региона выделяется некая достаточно обширная область, где в течение нескольких лет или десятилетий можно ожидать крупное сейсмическое событие. Предшествующими исследованиями область ожидаемого события снижается, уточняются возможная сила толчка или его энергетическая характеристика - магнитуда и опасный период времени На следующей стадии разработок определяется место предстоящего толчка, а время ожидания события сокращается до нескольких дней и часов. В сущности, схема предусматривает три последовательные стадии прогноза - долгосрочный, среднесрочный и краткосрочный. Заключение Однако проблема «что делать с прогнозом» остается. Некоторые сейсмологи сочли бы свой долг выполненным, предав свое предупреждение по телеграфу премьер - министру, другие пытаются подключить социологов к исследованию вопроса о том, какова будет наиболее вероятная реакция общества на сделанное предупреждение. Простой гражданин едва ли будет обрадован сообщению, что городской совет предлагает ему посмотреть кинокартину на открытом воздухе в городском сквере, если он будет знать, что его дом по всей вероятности будет разрушен через один или два часа. Нет сомнений, что социальные и экономические проблемы, которые возникнут в результате предупреждения, будут весьма серьезными, но что произойдет в действительности в большей степени, зависит от содержания предупреждения. В настоящее время представляется вероятным, что сейсмологи вначале будут делать заблаговременные предупреждения, возможно, на несколько лет вперед, а затем постепенно уточнять время, место и возможную магнитуду ожидаемого землетрясения по мере его приближения. Ведь стоит сделать предупреждение, и страховые премии, как и цены на недвижимость резко изменятся, может начаться миграция населения, новые строительные объекты будут заморожены, начнется безработица среди рабочих, занятых ремонтом окраской зданий. С другой стороны может возникнуть повышенный спрос на лагерное оборудование, средства борьбы с огнем, товары первой необходимости, за чем последуют их нехватка и повышение цен. Нужно четко различать предсказания, источник которого может заслуживать или не заслуживать доверия, и предупреждения, которые должны носить характер официального указания о необходимости осуществления тех или иных практических мероприятий. Каковы бы ни были перспективы прогноза или контроля, очевидно, что число жертв при землетрясениях и экономические потери могут быть существенно уменьшены, если специалисты направят свою изобретательность и труд в первую очередь на разработку более надежных строительных нормативов и создание более совершенных строительных конструкций. Каждое землетрясение - это и урок, и экзамен. И не только для сейсмологов, специализирующихся и, может быть, наиболее способных учеников по классу землетрясений в Школе Природы, но и для проектировщиков, землеустроителей и экономистов. Более того, для всех жителей поражаемых подземными бурями областей. Литература: 1. А.А. Никонов «Землетрясения» Издательство «Знание» Москва,1984г. 2. Дж.А. Эйби «Землетрясения» Издательство «Недра»,Москва 1982г. 3. А.В. Викулин, Н.В. Семенец, В.А. Широков «Землетрясение будет завтра» П-Камчатский, 1989г. 4. С.В. Поляков «Последствия сильных землетрясений» Издательство «Стройиздат» Москва, 1978г. 5. Зденек Кукал «Природные катастрофы» Издательство «Знание» Москва, 1985г. 6. Дж. Гир, Х. Шах «Зыбкая твердь» Издательство «Мир», Москва, 1988г. 7. И.Г. Киссин «Землетрясение и подземные воды» Издательство «Наука» Москва, 1982г. |
Содержание | |
Введение | 2 |
Основные положения общего сейсмического районирования — ОСР-97. | 5 |
Заключение. | 13 |
Литература | 16 |
Введение
Землетрясения по своим разрушительным последствиям, числу жертв и деструктивному воздействию на среду обитания человека занимают одно из первых мест среди других природных катастроф. Они обусловлены продолжающейся сотни миллионов лет глобальной эволюцией литосферы нашей планеты. На территории Северной Евразии все геодинамические и сейсмические процессы тесно связаны со взаимодействием восьми крупных литосферных плит — Евразийской, Африканской, Аравийской, Индостанской, Китайской, Тихоокеанской, Охотоморской и Северо-Американской.
Предотвратить землетрясения невозможно, однако их разрушительные последствия и количество человеческих жертв могут быть уменьшены путем создания достоверных карт сейсмического районирования, применения адекватных норм сейсмостойкого строительства и проведения в сейсмоактивных районах долгосрочной политики, основанной на повышении уровня осведомленности населения и федеральных органов об угрозе землетрясений и умении противостоять подземной стихии.
Основными понятиями, связанными с социально-экономическими последствиями землетрясений, являются следующие.
-n Сейсмическое районирование — это картирование сейсмической опасности.Сейсмическая опасность — вероятность возникновения (превышения, не превышения) сейсмическогоэффекта определенной величины в данном пункте в течение заданного интервала времени (измеряется вбаллах, пиковых и спектральных ускорениях и т.п.).
-n Сейсмическая уязвимость — отношение ожидаемых затрат по восстановлению объекта к его первоначальной стоимости (измеряется от 0.0 до 1.0).Сейсмический риск — вероятность потерь от землетрясений за определенный промежуток времени всоответствии с сейсмической опасностью и уязвимостью объектов (число возможных жертв, экономический иэкологический ущерб и др.).
Сейсмическое районирование актуально для всех без исключения регионов России, где даже на относительно спокойных в геологическом отношении равнинных территориях имели место, и возможны в будущем, достаточно сильные и разрушительные землетрясения. Свыше четверти территории Российской Федерации подвержено сейсмическим воздействиям, требующим проведения антисейсмических мероприятий. Значительную площадь занимают чрезвычайно опасные в сейсмическом отношении 8-9-ти и 9-10-балльные зоны. К ним относятся Дальний Восток и весь юг Сибири. В европейской части страны таким регионом является Северный Кавказ. Ощутимые и 6-7-балльные землетрясения свойственны Среднему Уралу иПриуралью, Поволжью, Кольскому полуострову и сопредельной с ним территории. Техногеннаясейсмотектоническая активизация характерна для нефтедобывающих районов Татарстана и Башкортостана.
Известны местные землетрясения и в Воронежской области, где расположена Ново-Воронежская АЭС. Угроза землетрясений с каждым годом растет по мере освоения сейсмоактивных территорий и строительства в их пределах особо ответственных сооружений.
Исследования в области сейсмического районирования базируются на детальном и комплексном изучении глубинной структуры земной коры и всей литосферы, современной геодинамики, региональной сейсмичности, сейсмотектоники и инженерной сейсмологии. Они включают в себя идентификацию сейсмоактивных структур, определение параметров их сейсмического режима и затухания генерируемого ими сейсмического эффекта с расстоянием, а в итоге — вероятностный расчет и картирование сейсмической опасности на земной поверхности. В зависимости от задач, степени детальности и масштаба исследований сейсмическое районирование может быть общим (ОСР, масштаб 1:5-млн — 1:2,5-млн), детальным (ДСР, масштаб 1:500-тыс — 1:100-тыс) и микросейсмическим (СМР, масштаб 1:50-тыс и крупнее). Однако первостепенным и опорным для всех последующих построений является ОСР, основанное на региональных и межрегиональных сейсмологических и геолого-геофизических исследованиях, способствующих выявлению планетарных сейсмогеодинамических взаимодействий литосферных плит и блоков земной корысейсмоактивных регионов.
Карты ОСР в генерализованном виде характеризуют степень сейсмической опасности всей территории страны и сопредельных сейсмоактивных регионов и используются для социально-экономического планирования, рационального землепользования и сейсмостойкого строительства. Только на их основе могут и должны составляться более детальные карты ДСР и СМР, учитывающие наряду с региональными локальные сейсмотектонические, сейсмические, грунтовые и другие природные условия.
Сейсмическая опасность с каждым годом не уменьшается, а растет в прямой связи с хозяйственным освоением сейсмоактивных территорий и воздействием человека на литосферную оболочку Земли (строительство крупных гидротехнических сооружений, добыча полезных ископаемых и т.п.). Повышенный сейсмический риск связан и с размещением в сейсмоактивных регионах атомных электростанций и других экологически опасных объектов, поскольку даже незначительные землетрясения могут нарушить их нормальное функционирование.
В конце прошлого и начале текущего столетия, благодаря выдающемуся вкладу отечественных ученых в мировую сейсмологию, Россия в течение многих лет играла ведущую роль в науке о землетрясениях. С именем Б.Б.Голицына связано создание прообраза современных сейсмографов и начало систематических исследований сейсмичности и внутреннего строения Земли. Геологическую основу изучения природы землетрясений заложили И.В.Мушкетов и А.П.Орлов, создавшие первый российский каталог землетрясений. Углубленный анализ сейсмогеологических связей был продолжен в Сейсмологическом институте АН СССР (родоначальник ОИФЗ) Д.И.Мушкетовым, выделившим целый ряд сейсмоактивных регионов и опубликовавшим в 1933 г. первую макросейсмическую карту сейсмического районирования Средней Азии.
Первая в Европе и мире официальная нормативная карта общего (обзорного) сейсмического районирования всей территории бывшего СССР была опубликована в 1937г. Г.П.Горшковым, положившим начало регулярному их составлению в качестве основы, регламентирующей проектирование и строительство в сейсмоактивных районах страны. В конце 40-х годов исследования И.Е.Губина, а впоследствии Г.А.Гамбурцева, С.В.Медведева, Ю.В.Ризниченко, И.Л.Нерсесова и других ученых, привели к смене существовавшей до того времени парадигмы «сейсмического актуализма» («там, где было, там и будет») и заложили основы сейсмогенетического двухстадийного метода оценки сейсмической опасности с элементами прогноза. В соответствии с этой концепцией на первой стадии выделяются реальные и потенциальные очаговые зоны, на второй — рассчитываются ожидаемые сотрясения на земной поверхности. Новой парадигмыпридерживались практически все составители последующих карт общего сейсмического районирования(ОСР): 1957г. (ред. С.В.Медведев, Б.А.Петрушевский), 1968г. (ред. С.В.Медведев) и 1978г. (ред.М.А.Садовский). В создании двух последних карт активное участие принимали местные специалисты избывших союзных республик и регионов.
Сейсмическое районирование — одна из наиболее сложных и чрезвычайно ответственных проблем современной сейсмологии. О социальной, экономической и экологической её значимости говорить не приходится. Научная же сложность этой проблемы состоит, прежде всего, в том, что она принадлежит к категории прогнозов, базирующихся на неполной информации, скудном и не всегда удачном опыте и на недостаточно четких методологических позициях. Поэтому каждая из составленных в прошлые годы карт сейсмического районирования территории бывшего СССР в той или иной мере оказывалась неадекватной реальным природным условиям, что наряду с некачественным строительством нанесло народному хозяйству огромный материальный ущерб и повлекло за собой многочисленные человеческие жертвы. И хотя по мере накопления дополнительной информации о землетрясениях и совершенствования сейсмологических знаний карты сейсмического районирования обновлялись и несколько улучшались, фрагментарно они изменялись гораздо чаще, практически после каждого крупного землетрясения в районах, показанных на картах как менееопасные в сейсмическом отношении
Такая участь постигла и действующую с 1978 г. карту ОСР-78: в течение последнего десятилетия практически ежегодно на территории бывшего СССР возникали разрушительные 8-9- и даже 9-10-балльные землетрясения в зонах, опасность которых по этой карте оказалась заниженной по меньшей мере на 2-3 балла. К их числу относятся катастрофическое Спитакское землетрясение 1988 г. в Армении, сопровождавшееся десятками тысяч человеческих жертв, Зайсанское землетрясение 1990 г. — в Казахстане, Рача-Джавское 1991г. — в Грузии, Суусамырское 1992 г. — в Киргизии, Хаилинское 1991 г. и Нефтегорское 1995 г. — в России (в Корякии и на Сахалине). Последнее, произошедшее на севере Сахалина, повлекло за собой гибель около двух тысяч человек и полную ликвидацию городского поселка. Оно было самым разрушительным из известных в прошлом землетрясений на территории Российской Федерации.
Как показали исследования, карта образца 1978 года (ОСР-78) на самом деле и не была общей, поскольку составлялась фрагментарно в разных регионах и в республиках, по разнотипной методике и на основе разрозненного сейсмологического и сейсмогеологического материала.
Практически все предыдущие карты ОСР были детерминистскими, хотя еще в середине 40-х годов С.В. Медведев предложил ввести в зоны сейсмической опасности внутреннюю дифференциацию в соответствии с периодом повторяемости сильных землетрясений и с предполагаемыми сроками службы различных типов сооружений. Однако даже карта 1978 года, в которую впервые были введены вероятностные характеристики повторяемости сотрясений, на самом деле не давала адекватных оценок сейсмической опасности. Индексы 1, 2 и 3 возле номиналов в зонах балльности на одной и той же карте, якобы отражающие повторяемость сейсмических сотрясений один раз в 100, 1000 и 10000 лет, явились одной из причин низкой надежности этой карты. Как показали последующие расчеты, в результате такой индексации реальный инженерный риск, определяемый картой ОСР-78, оказался не единым для всех сейсмоопасных районов страны.
В последние годы идеи вероятностно-детерминированного прогнозирования опасных сейсмических и других геологических процессов начали все активнее внедряться в сейсмологию и в практику строительства в нашей стране. С учетом этих достижений и результатов собственных исследований было принято решение создать не одну карту с различными индексами, как это было сделано составителями карты ОСР-78, а комплект нормативных карт Общего сейсмического районирования (ОСР-97) территории Российской Федерации, предназначенных для строительных объектов разных категорий ответственности и сроков службы и отражающих равномерную для конкретного уровня риска расчетную интенсивность сотрясений.
Основные положения общего сейсмического районирования — ОСР-97.
Значительную часть указанных выше недостатков и упущений удалось избежать при выполнении в 1991-1997 гг. комплексных исследований по общему сейсмическому районированию территории Российской Федерации и всей Северной Евразии, охватывающей также территорию бывших союзных республик (фиг. 10). Исследования проводились по программе «Сейсмичность и сейсмическое районирование Северной Евразии», разрабатываемой под руководством ОИФЗ РАН в рамках Государственной научно-технической программы России «Глобальные изменения природной среды и климата» и явились продолжением работ по сейсмическому районированию территории бывшего СССР, однако выполнялись на ином концептуальном, методологическом и научно-организационном уровне.
Новая программа работ по общему сейсмическому районированию выполнялась большим коллективом соисполнителей из нескольких десятков научно-исследовательских институтов Российской Академии наук и академий наук бывших союзных республик (см. список в конце статьи). Оценка сейсмической опасности и сейсмическое районирование осуществлялась не для фрагментов сейсмоактивных регионов или для отдельных республик, как было прежде, а для всей Северной Евразии, охватывающей территории России, Украины, Беларуси, Молдовы, республик Закавказья, Средней Азии и Казахстана. Вся территория Северной Евразии была разделена на несколько крупных регионов взамен многочисленным и мелким административным подразделениям, традиционно на протяжении десятилетий использовавшихся при изучении сейсмичности и сейсмическом районировании территории бывшего СССР.
В 1992 г. Программа «Сейсмичность и сейсмическое районирование Северной Евразии» была скоординирована с новой Международной программой оценки глобальной сейсмической опасности (Global Seismic Hazard Assessment Program — GSHAP) и вошла в нее составной частью. После организационного совещания в Москве в 1993 г., при финансовой поддержке INTAS и Миннауки России, на территории Крым-Кавказ-Копетдагского региона был создан международный тестовый полигон GSHAP с целью совершенствования методов оценки сейсмической опасности. В этих исследованиях приняли участие сейсмологи из бывших союзных республик, а также специалисты из Ирана, Турции, Китая, Италии, Германии, Швейцарии и других стран-участников работ по GSHAP.
В результате комплексных исследований 1991-1997 гг. получен унифицированный исходный сейсмологический и сейсмогеологический материал по всей территории Северной Евразии, позволивший с принципиально новых позиций подойти к изучению структуры региональной сейсмичности и оценке сейсмической опасности на территории России и каждого из Содружества независимых государств (СНГ).
Разработана целостная методология районирования сейсмической опасности, создана единая для всей территории Северной Евразии модель зон возникновения очагов землетрясений (зоны ВОЗ), выявлены определенные закономерности в пространственно-временном и энергетическом развитии региональных сейсмогеодинамических процессов, разработаны новые методические подходы к идентификации и сейсмологической параметризации очаговых зон, а также к расчету сейсмического эффекта, создаваемого ими на земной поверхности. На основе этой и другой геолого-геофизической информации создан единый электронный банк данных, использующий современную Географическую информационную систему (ГИС). Благодаря этому все карты и приложения к ним легко могут быть представлены графически в любой проекции и в любом масштабе, но не крупнее масштаба 1:2.500.000, исходного при всех построениях.
Концепция ОСР-97 включает в себя:
-n представления о предельной величине максимальной возможной магнитуды землетрясений, обусловленной структурно-динамическим единством геофизической среды и развивающихся в ней сейсмических процессов, а в итоге — размерами, прочностными свойствами и интенсивностью взаимодействия геоблоков; принцип двухстадийности в оценке сейсмической опасности, базирующийся на создании двухвзаимосвязанных прогнозных моделей — модели зон возникновения очагов землетрясений и моделисоздаваемого ими сейсмического эффекта;
n вероятностно-детерминированный подход к оценкам исходных и выходных данных сейсмической опасности и сейсмического районирования.Основой для создания комплекта карт ОСР-97, наряду с новой методологией, явилась достаточно однородная база сейсмологических и геолого-геофизических данных для всей территории Северной Евразии, представленная в картографическом и электронном виде в ГИС-технологии — ArcView GIS (отв. исполнители: В.И. Уломов, Ш.С. Андержанов, Ю.М. Колесников). База данных включает в себя:
-n Специализированный каталог землетрясений Северной Евразии с М>= 4.5 с древнейших времен по 1990 г., с М>= 3.5 — с 1960 по 1990 гг. и с М>= 5.8 за период 1991- 1995 гг. (отв. редакторы Н.В. Кондорская и В.И. Уломов).Каталог очагов палеоземлетрясений (сост. А.А. Никонов, Е.А. Рогожин).
-n Каталог потенциальных очагов крупных землетрясений (отв. сост. Г.И. Рейснер, Е.А. Рогожин, Л.И. Иогансон).Каталог механизмов очагов землетрясений с М>= 6.0 Северной Евразии (отв. сост. Л.М.Балакина, А.И. Захарова, А.Г. Москвина).
-n Карта очаговой сейсмичности Северной Евразии (отв. сост. В.И. Уломов, Н.С. Медведева, Л.С. Шумилина, Т.П.Полякова).Карта сейсмической регионализации Северной Евразии (сост. В.И. Уломов).
-n Карта новейшей тектоники Северной Евразии (гл. ред. А.Ф. Грачев).Карта активных разломов Северной Евразии (отв. ред. В.Г. Трифонов, А.И. Кожурин).
-n Карта сейсмогеологической таксономии территории Северной Евразии (отв. сост. Н.В.Шебалин, В.Г. Трифонов).Карта сейсмотектоники шельфов (отв. сост. И.П. Кузин, А.И. Иващенко, Б.А. Ассиновская).
-n Методология идентификации и сейсмологической параметризации зон возникновения очагов землетрясений (отв. исп. В.И.Уломов).Карта зон возникновения очагов землетрясений (линеаментно-доменно-фокальная модель)на территории Северной Евразии и характеристика их сейсмического режима (отв. ред. В.И.Уломов).
-n Программно-математическое обеспечение расчетов сейсмической опасности (отв. исп. А.А. Гусев, В.М. Павлов, Л.С. Шумилина).Матрица цифровой информации о повторяемости сотрясений разной интенсивности вузлах квадратной сетки с ячейками 25х25 км2, покрывающей всю территорию СевернойЕвразии (отв. сост. Л.С. Шумилина, Ш.С. Андержанов, Ю.М. Колесников, Н.С. Медведева).
n Комплект карт районирования сейсмической опасности на территории Северной Евразии для трех уровней риска (отв. сост. В.И. Уломов, Л.С. Шумилина)Принципиальным отличием новой методологии от прежних приемов сейсмического районирования (и в том числе, от современных западных) является представление сейсмических очагов в виде протяженных (а не точечных) источников землетрясений, используемое на всех этапах исследований по ОСР-97 — от идентификации сейсмоактивных структур и пространственного распределения очагов разных магнитуд до расчета сейсмической сотрясаемости земной поверхности. Осуществлен учет разнообразной нестандартной информации о региональной сейсмичности (структурирование поля сейсмичности, нелинейность графиков повторяемости землетрясений и затухания сейсмического эффекта и др.) и о сейсмических очагах (размер, ориентировка, моментные магнитуды, сброшенное напряжение, размещение очагов в сейсмоактивном слое, а не на фиксированной глубине, как прежде и др.).
Использование при расчетах сейсмической сотрясаемости повышенных значений частоты возникновения землетрясений с Ммах>= 6.5, наблюдаемых в каждом из сейсмоактивных регионов, привело к более реалистичным оценкам сейсмической опасности по сравнению с сильно заниженными прежними оценками карты ОСР-78.
Усовершенствована методика расчета сейсмической опасности, позволяющая оперировать протяженными сейсмическими очагами и вычислять амплитуды высокочастотных сейсмических колебаний путем расчета поля излучения вокруг двумерного прямоугольного некогерентного излучателя. Для учета влияния большого числа статистически зависимых факторов применена техника счета по Монте-Карло на основе протяженного во времени случайного каталога землетрясений.
Разработаны и созданы две основополагающие модели, необходимые для оценки сейсмической опасности и общего сейсмического районирования Северной Евразии (СЕА):
а) модель зон возникновения очагов землетрясений (зоны ВОЗ), включающая в себя три основные структурные элемента каждого из сейсмоактивных регионов — линеаменты, домены и потенциальные очаги
землетрясений, параметризованные в соответствии с долговременным средним сейсмическим режимом каждого из регионов СЕА;
б) модель сейсмического эффекта, создаваемого всеми структурными элементами зон ВОЗ и определяющего сейсмическую сотрясаемость земной поверхности.
Созданный Комплект карт ОСР-97 позволяет оценивать степень сейсмической опасности на трех разных уровнях (А, В, С) в средних грунтовых условиях, характерных для соответствующих регионов. Для территории Российской Федерации этот комплект принят Госстроем России для использования в Строительных нормах и правилах (СНиП) «Строительство в сейсмических районах»:
Карта ОСР-97-А — соответствует 90%-ной вероятности не превышения расчетной интенсивности в течение 50 лет (или 10%-ной вероятности превышения) может быть предназначена для массового гражданского и промышленного строительства;
Карта ОСР-97-В — соответствует 95%-ной вероятности не превышения расчетной интенсивности в течение 50 лет (или 5%-ной вероятности превышения) — для объектов повышенной ответственности;
Карта ОСР-97-С — 99%-ной вероятности не превышения расчетной интенсивности в течение 50 лет (или 1%-ной вероятности превышения) — для особо ответственных объектов.
Окончательное решение о категорировании строительных объектов должно быть принято в законодательном порядке Госстроем России или вышестоящими директивными органами страны.
В соответствии с картами ОСР-97 (А, В и С) для территории России в таблице приведены размеры площадей в тыс. кв. км (верхние строки) зон 6, 7, 8 и >= 9 баллов шкалы MSK-64 и в % (по отношению ко всей площади Российской Федерации). В нижней строке таблицы показаны аналогичные величины, но только в %, для карты ОСР-78 (%) без дифференциации зон балльности по периодам повторяемости сотрясений (т.е. без учета «индексов» 1,2,3).
Таблица
I | 6 | 7 | 8 | >=9 |
97-А | 2504,4 14,7 % | 3025,5 17,7 % | 1206,7 7,1 % | 352,8 2,1 % |
97-В | 2158,2 12,6 % | 3140,8 18,4 % | 1703,1 10,0 % | 881,5 5,2 % |
97-С | 2058,6 12,1 % | 2239,2 13,1 % | 3271,4 19,2 % | 2461,5 14,4 % |
1978 | 14,5% | 8,8% | 2,7% | 2,7% |
Как видно из таблицы, даже наиболее «рискованная» карта ОСР-97-А из нового комплекта превосходит по размерам площадей разной балльности карту ОСР-78. Незначительное уменьшение площади 9-балльной зоны на карте ОСР-97-А, соответствующей I500 (т.е. Т=500 лет), происходит главным образом за счет Прибайкалья, где по карте ОСР-78 она показана с индексом 2, что соответствует I1000 (т.е. Т=1000 лет).На карте же ОСР-97-В площадь 9-балльной зоны Прибайкалья увеличилась.
Менее всего претерпела изменения 6-балльная зона, определенным образом изменяя свою конфигурацию от карты к карте. Остальные зоны увеличились по площади от 2-3 до 5-7 раз по сравнению с картой ОСР-78, хотя общая их конфигурация изменилась в меньшей степени. Исключение составляет вся Восточно-Европейская платформа (ВЕП) и восточное Приуралье. Наиболее существенные изменения в сторону повышения оценки сейсмической опасности произошли на Северном Кавказе и на Дальнем Востоке, особенно в Приморском крае.
Заключение.
Общее сейсмическое районирование территории Российской Федерации и всей Северной Евразии, предпринятое в 1991-1997 гг. Объединенным институтом физики Земли им. О.Ю.Шмидта РАН, впервые осуществлено на основе целостной методологии, единой прогнозной карты сейсмичности и зон возникновения очагов землетрясений. Разработаны новые методы идентификации и сейсмологической параметризации зон возникновения очагов землетрясений, отражающие иерархическое структурно-динамическое единство геофизической среды и развивающихся в ней сейсмических процессов. В решении практически всех задач сейсмического районирования использованы вероятностно-детерминированные характеристики, учитывающие как закономерные, так и случайные факторы сейсмогенеза. Создан комплект новых карт общего сейсмического районирования Северной Евразии, принятый для территории России в качестве нормативных документов, призванных обеспечить рациональное землепользование и сейсмостойкое строительство.
Карты общего сейсмического районирования (ОСР) являются основой для адекватной оценки сейсмической опасности и сейсмического риска. Они необходимы для детального районирования (ДСР) сейсмоактивных территорий, микрорайонирования (СМР) городов и населенных пунктов, для рационального землепользования и долгосрочного государственного социально-экономического планирования, для оценки сейсмической уязвимости, сейсмического риска и обеспечения готовности к сейсмическим явлениям в каждом из конкретных регионов.
Комплект из трех карт ОСР-97 составлен для оценки сейсмической опасности на трех уровнях (10%, 5% и 1%) вероятности превышения значений интенсивности, указанной на каждой из карт (А, В, С). Новая триада карт ОСР-97 предназначена заменить карту ОСР-78 и все временные схемы СР с их некорректной индексацией (1, 2, 3). Каждая из трех новых карт ОСР-97 отражает равновероятную величину сейсмической опасности на всей охватываемой ею территории.
Фиксация всего огромного массива исходных и выходных данных в цифровом электронном виде в Географический информационной системе является одним из фундаментальных отличий новой технологии сейсмического районирования по сравнению со всеми предыдущими и позволяет оперативно получать справочно-аналитическую информацию о всех параметрах и использовать материалы ОСР-97 для создания на их основе карт более крупного масштаба (ДСР, СМР и др.), а также адекватно оценивать сейсмическую опасность, сейсмический риск и уязвимость тех или иных регионов и страны в целом. В случае выявления каких-либо дополнительных данных о сейсмической угрозе (обнаружение не известных ранее палеосейсмодислокаций, новых исторических сведений о прошлых землетрясениях, миграции сейсмической активизации и т.п.) банк данных ОСР-97 позволит оперативно вносить те или иные необходимые коррективы в расчеты сейсмической опасности и, соответственно, в ее картирование.
Новая методология оценки сейсмической опасности и сейсмического районирования, а также программно-математическое обеспечение ее реализации, в отличие от западной, получила название ВОСТОК-97 (Earthquake Adequate Sources Technology — EAST-97, Технология адекватных источников землетрясений) и была одобрена руководством Международной программы GSHAP.
Организации — ответственные исполнители исследований по ОСР-97 территории Российской Федерации.
Объединенный институт физики им. О.Ю. Шмидта Российской академии наук (Головная организация, Москва), Институт земной коры СО РАН (Иркутск), Институт геофизики СО РАН (Новосибирск), Якутский институт геологических наук СО РАН (Якутск), Институт морской геологии и геофизики ДВО РАН (Южно-Сахалинск), Институт вулканологии ДВО РАН (Петропавловск-Камчатский), Институт вулканической геологии и геохимии ДВО РАН (Петропавловск-Камчатский), Северо-восточный комплексный НИИ ДВО
РАН (Магадан).
Организации — соисполнители исследований по ОСР-97 территории Северной Евразии.
Опытно-методическая экспедиция АН Республики Азербайджан (Баку), Национальная служба сейсмической защиты Республики Армения (Ереван), Институт геологии АН Республики Армения (Ереван), Институт геофизики, геологии и геохимии АН Республики Беларусь (Минск), Институт геофизики АН Грузии (Тбилиси), Институт сейсмологии МН-НАН Республики Казахстан (Алматы), Институт геофизики и геологии АН Республики Молдова (Кишинев), Институт сейсмостойкого строительства и сейсмологии АН Таджикистана (Душанбе), Институт сейсмологии АН Туркменистана (Ашгабад), Институт сейсмологии АН Республики Узбекистан (Ташкент), Институт геофизики АН Украины (Киев).
Литература
“Общее сейсмическое районирование территории России и сопредельных стран — ОСР-97”,.И.Уломов, Объединенный институт физики Земли Российской академии наук
www.ronl.ru
ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ — подземные удары и колебания поверхности Земли, вызванные естеств. причинами(тектоническими процессами). В некоторых местах Земли происходят часто илииногда достигают большой силы, нарушая целостность грунта, разрушая здания ивызывая человеческие жертвы.
ПричиныФизико-химическиепроцессы, происходящие внутри Земли, вызывают изменения физического состоянияЗемли, объема и других свойств вещества. Это приводит к накапливанию упругихнапряжений в какой-либо области земного шара. Когда упругие напряженияпревысят предел прочности вещества, произойдет разрыв и перемещение большихмасс земли, которое будет сопровождаться сотрясениями большой силы. Вот это ивызывает сотрясение Земли — землетрясение.
Землетрясением так же обычноназывают любое колебание земной поверхности и недр, какими бы причинами оно невызывалось – эндогенными или антропогенными и какова бы ни была егоинтенсивность.
Землетрясенияпроисходят на Земле не повсеместно. Они концентрируются в сравнительно узкихпоясах, приуроченных в основном к высоким горам или глубоким океаническимжелобам. Первый из них — Тихоокеанский — обрамляет Тихий океан;
второй— Средиземнотрансазиатский — простирается от середины Атлантического океаначерез бассейн Средиземного моря, Гималаи, Восточную Азию вплоть до Тихогоокеана; наконец, Атланто-арктичёский пояс захватывает срединный Атлантическийподводный хребет, Исландию, остров Ян-Майен и подводный хребет Ломоносова вАрктике и т. д.
Землетрясенияпроисходят также в зоне африканских и азиатских впадин, таких, как Красноеморе, озера Танганьика и Ньяса в Африке, Иссык-Куль и Байкал в Азии.
Делов том, что высочайшие горы или глубокие океанические желоба в геологическоммасштабе являются молодыми образованьями, находящимися в процессеформирования. Земная кора в таких областях подвижна. Подавляющая частьземлетрясений связана с процессами горообразования. Такие землетрясенияназывают тектоническими. Ученые составили специальную карту, накоторой показано, какой силы землетрясения бывают или могут быть в разныхрайонах нашей страны: в Карпатах, в Крыму, на Кавказе и в Закавказье, в горахПамира, Копет-Дага, Тянь-Шаня, Западной и Восточной Сибири, Прибайкалье, наКамчатке, Курильских островах и в Арктике.
Бываютеще и вулканическиеземлетрясения. Лава и раскаленныегазы, бурлящие в недрах вулканов, давят на верхние слои Земли, как пары кипящейводы на крышку чайника. Вулканические землетрясения довольно слабы, нопродолжаются долго: недели и даже месяцы. Замечены случаи, когда они возникаютдо извержения вулканов и служат предвестниками катастрофы.
Сотрясенияземли могут быть также вызваны обвалами и большими оползнями. Это местные обвальныеземлетрясения.
Какправило, сильные землетрясения сопровождаются повторными толчками, мощностькоторых постепенно уменьшается.
Притектонических землетрясениях происходят разрывы или перемещения горных пород вкаком-нибудь месте в глубине Земли, называемом очагом землетрясенияили гипоцентром. Глубина его обычно достигает нескольких десятковкилометров, а в отдельных случаях и сотен километров. Участок Земли,расположенный над очагом, где сила подземных толчков достигает наибольшейвеличины, называется эпицентром.
Иногданарушения в земной коре — трещины, сбросы — достигают поверхности Земли. Втаких случаях мосты, дороги, сооружения оказываются разорванными иразрушенными. При землетрясении в Калифорнии в 1906 г. образовалась трещина протяженностьюв 450 км. Участки дороги около трещины сместились на 5—6 м. Во времяГобийского землетрясения (Монголия) 4 декабря 1957 г. возникли трещины общейпротяженностью 250 км. Вдоль них образовались уступы до 10 м. Бывает, что послеземлетрясения большие участки земли опускаются и заливаются водой, а в местах,где уступы пересекают реки, появляются водопады.
Опасности землетрясения напримере Сан-ФранцискоСильноеземлетрясение, опустошившее Сан-Франциско, произошло
18 апреля1906 года. Почувствовав первые удары стихии, жители города
«золотойлихорадки», который к той поре превратился в самый процветающий
город наЗападном побережье, встревожились. Толчки следовали один за
другим, ибыло весьма странно ощущать, как дрожит земля под ногами, или
смотреть,как стол перед вашими глазами подпрыгивает.
В этот фатальный день, когда слуги разбудили газетного магната
УильямаРэндольфа Херста, отдыхавшего в своих роскошных нью-йоркских
апартаментах,и сказали, что его родной и любимый Сан-Франциско разрушен
подземнымитолчками и пожарами, он ответил: «Не переигрывайте — в Кали-
форниичасто происходят землетрясения».
Ксожалению, землетрясение в Сан-Франциско намного превосходило все
допустимыепредположения. Это был один из самых больших катаклизмов ве-
ка.
Подсчитано, что сила этого землетрясения составляла 8,3 балла по шка-
ле Рихтера.Тогда это была единственная шкала для сейсмических измере-
ний. Помощности землетрясение превосходило силу тридцати ядерных бомб,
одновременновзорванных под землей. Под разрушенными зданиями и в пожа-
рах,которые охватили деревянные строения в первые же минуты после под-
земныхтолчков, погибли восемьсот человек.
МериМонти, теперь ей девяносто четыре года, вспоминает события того
зловещегодня: «Меня выбросило из кровати. Стены дома, в котором мы жи-
ли, началидрожать и покрываться трещинами. Затем с шумом отвалилась
штукатурка.Она оборвала паутину, сотканную большим пауком. Мы выбежали
на улицу — дорога покрылась буграми, они двигались, вспучиваясь, словно
в кипящемкотле. Моя мама собрала всех детей, и мы поехали из города на
повозке вгоры. Повсюду полыхали пожары. Внезапно возник новый пожар -
это лопнулбензопровод, и бензин начал выливаться на улицу».
МериМонти стала одной из трехсот тысяч бездомных, потерявших жилье в
результатеопустошительного стихийного бедствия, которое разрушило около
двадцатидевяти тысяч строений.
Землетрясение разрушило водопровод, поэтому пожарные не могли как
следуетвзяться за дело.
В районеТелеграф Хилл самые богатые в городе семьи итальянских им-
мигрантовпытались тушить пожары десятками тысяч литров вина.
Бандыграбителей носились по улицам, опустошая разрушенные магазины и
подчищаякарманы мертвецов, лежавших вдоль водосточных канав.
Захвативмародеров на месте преступления, разъяренные жители вешали
их без судаи следствия на уцелевших фонарных столбах.
ПисательДжек Лондон, писавший репортажи о землетрясении для ежене-
дельногожурнала, сообщал: «Сан-Франциско умер!..
В средув 5.15 утра произошло землетрясение. Через минуту в небо
взметнулисьязыки пламени. Пожары возникли в десятке кварталов южнее
Маркет-стрит,в рабочих гетто и на фабриках. Никто не гасил огонь, люди
не былиорганизованы, отсутствовала связь… Словом, все хитроумные сис-
темы защитычеловека были уничтожены тридцатисекундным движением земной коры».
К томувремени, когда вспыхнули пожары, более 75 процентов Сан-Фран-
циско ужебыло разрушено, четыреста городских кварталов лежали в руинах.
Все этопозже вынудило правительство вложить деньги в изучение мощно-
го разломаземной коры и в разработку мер, которые позволят предсказать
следующее стихийное бедствие.
КЛАССИФИКАЦИЯ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ ПО ШКАЛЕ РИХТЕРА Балл Наименование землетрясения Краткая характеристика 1 Незаметное Отмечается только сейсмическими приборами 2 Очень слабое Ощущается отдельными людьми, находящимися в состоянии полного покоя 3 Слабое Ощущается лишь небольшой частью населения 4 Умеренное Распознаётся по лёгкому дребезжанию и колебанию предметов посуды, сурипу дверей и стен 5 Довольно сильное Общее сотрясение зданий, колебание мебели. Трещины в штукатурке, пробуждение спящих 6 Сильное Ощущается всеми. Картины падают со стен. Откалываются куски штукатурки, лёгкое повреждение зданий 7 Очень сильное Трещины в стенах каменных домов. Антисейсмические и деревянные постройки ос-ся невредимыми 8 Разрушительное Трещины на склонах и сырой почве. Памятники сдвигаются с места или опракидываются. Дома сильно повреждаются 9 Опустошительное Сильное повреждение и разрушение каменных домов 10 Уничтожающее Крупные трещины в почве. Оползни и обвалы. Раз-ие каменных построек, искривление рельсов 11 Катастрофа Широкие трещины в земле, многочисленные оползни и обвалы. Каменные дома сильно разрушаются 12 Сильная катастрофа Изменения в почве достигают огромных размеров. Много численные обвалы, оползни. Возникновение водопадов, подпруд на озёрах, отклонение течения рек. Разрушаются все сооружения.Правила поведения
В случае оповещения об угрозе землетрясения илипоявления признаков его необходимо действовать быстро, но спокойно без паники.
При заблаговременном оповещении об угрозе землетрясения. Прежде чем покинутьквартиру, необходимо выключить нагревательные приборы и газ, если топилась печь- затушить её; затем нужно одеться, взять необходимые вещи, небольшой запаспродуктов питания, медикаменты и документы и выйти на улицу. На улице следоватькак можно быстрее отойти от зданий и сооружений в направлении скверов, широкихулиц, спортплощадок, незастроенных участков строго соблюдая установленныйпорядок. Если землетрясение началось неожиданно, когда собраться и выйти изквартиры не представляется возможным, необходимо стать в дверном или оконномпроёме и как только стихнут первые толчки быстро выйти на улицу.
На предприятиях и в учреждениях во время землетрясений все работы прекращаются,производственное и технологическое оборудование останавливается, принимаютсямеры к отключению тока, снижению давления воздуха, воды, пара и т. п.; рабочиеи служащие, состоящие в формированиях Г. О., немедленно отправляются в районыих сбора, остальные люди занимают безопасные места. Если по условиямпроизводства остановить агрегат, печь, турбину и т. п, в короткое время нельзято их переводят на щадящий режим работы.
При нахождении во время землетрясения вне квартиры или места работы, например вмагазине, театре или на улице, не следует спешить домой, надо спокойновыслушать указания соответствующих должностных лиц в создавшейся ситуации ипоступать по их указанию. В случае нахождения в общественном транспорте не следуетпокидать его на ходу, нужно дождаться полной остановки транспорта и выходить изнего спокойно, пропуская вперёд детей, инвалидов, стариков.
Землетрясения может длиться от нескольких мгновений до нескольких суток.Примерная периодичность толчков и время их возникновения, возможно, будутсообщаться по радио и другими доступными способами. Следует свои действиясообразовывать с этими сообщениями.
Действия спасательной службыПредупреждениеИнформация,полученная при регистрации землетрясений, очень важна, она дает сведения какоб очаге землетрясения, так и о строении земной коры в отдельных областях иЗемли в целом. Примерно через 20 мин после сильного землетрясения о немузнают сейсмологи всего земного шара. Для этого не нужно ни радио, ни телеграфа.
Как это происходит? При землетрясении перемещаются,колеблются частицы горных пород. Они толкают, колеблют соседние частицы,которые пере дают колебания еще дальше в виде упругой волны.
Такимобразом, сотрясение как бы передается по цепочке и расходится в виде упругихволн во все стороны. Постепенно, по мере удаления от очага землетрясения, волнаослабевает.
Известно, например, что упругиеволны передаются по рельсам далеко вперед от мчащегося поезда, наполняя ихровным, чуть слышным гулом. Упругие волны, которые возникают при землетрясении,называются сейсмическими. Они регистрируются сейсмографами насейсмических станциях всего земного шара. Сейсмические волны, идущие от очагаземлетрясения к сейсмическим станциям, проходят через толщи Земли, которыенедоступны для прямого наблюдения. Характеристики зарегистрированныхсейсмических волн — время их появления, амплитуда, период колебаний и другиепараметры — позволяют определять положение эпицентра землетрясения, егомагнитуду, возможную силу в баллах. Сейсмические волны несут и информацию остроении Земли. Расшифровать сейсмограмму — все равно что прочитать рассказсейсмических волн о том, что они встретили в глубине Земли. Это сложная, ноувлекательная задача. При землетрясении вдоль поверхности Земли, как и вдольокеанов, распространяются очень длинные поверхностные сейсмические волны спериодами от нескольких секунд до нескольких минут. Эти волны по нескольку разобегают вокруг Земли. Распространяясь от эпицентра навстречу друг другу, онизаставляют колебаться весь земной шар в целом. Земной шар начинает «звучать»,как гигантский колокол, когда по нему ударят, и таким ударом для Земли служитсильное землетрясение. В последние годы установлено, что основной тон такого«звучания (колебания) имеет период около одного часа и регистрируется особочувствительной аппаратурой. Эти данные путем сложных расчетов наэлектронно-вычислительной машине позволяют делать выводы о физических свойствахнашей планеты. определять строение оболочки или мантии Земли на глубине в сотникилометров.
В особом приборе — сейсмографе,отмечающем землетрясения, используется свойство инерции. Главная частьсейсмографа — маятник — представляет собой груз, подвешенный на пружине кштативу. Когда почва колеблется, маятник сейсмографа отстает от ее движения.Если к маятнику прикрепить иглу и к ней прижать закопченное стекло так, чтобыигла лишь соприкасалась с его поверхностью, получится наиболее простойсейсмограф, которым пользовались раньше. Почва, а вместе с ней штатив истеклянная пластинка колеблются, маятник и игла вследствие инерции остаютсянеподвижными. На закопченной поверхности игла прочертит кривую колебанияповерхности Земли в данной точке.
Есливместо иглы к маятнику прикрепить зеркало и направить на него луч света, тоотраженный луч — «зайчик» — будет воспроизводить колебания почвы в увеличенномвиде. Такой «зайчик» направляют на равномерно движущуюся ленту фотобумаги;после проявления на этой ленте можно видеть записанные колебания — кривуюколебаний Земли во времени — сейсмограмму.
Сейсмологи во всем мирепользуются одинаковыми определениями в сейсмологии:
Сейсмическая опасность –возможность (вероятность) сейсмических воздействий определённой силы наповерхности земли (в баллах шкалы сейсмической интенсивности, амплитудахколебаний или ускорениях) на заданной площади в течение рассматриваемогоинтервала времени.
Сейсмическийриск – рассчитанная вероятность социального и экономического ущерба отземлетрясений на заданной территории в заданный интервал времени.
Новыйшаг в мировой сейсмологии сделал еще в 1902 г. академик Б. Б. Голицын, которыйпредложил способ преобразования механических колебаний сейсмографа вэлектрические и регистрацию ихс помощью зеркальных гальванометров.
Такойпринцип в дальнейшем был заложен во все системы сейсмографов, как в СССР, так иза рубежом. Это позволило создать очень чувствительные приборы, с помощьюкоторых можно регистрировать землетрясения в любой точке земного шара.
Оказание помощи пострадавшимПри крупных землетрясенияхлюди могут оказаться в завалах. В условиях длительного сдавливания мягкихтканей отдельных частей тела, нижних или верхних конечностей может развитьсяочень тяжелое поражение, получившее название синдрома длительного сдавливанияконечностей или травматического токсикоза. Оно обусловлено всасыванием в кровьтоксических веществ, являющихся продуктами распада размноженных мягких тканей.
Пораженные с травматическим токсикозом жалуются на боли в повреждённой частитела, тошноту, головную боль, жажду. На повреждённой части видны ссадины ивмятины, повторяющие очертание выступающих частей давивших предметов. Кожабледная местами синюшная, холодная на ощупь. Повреждённая конечность через30-40 минут после освобождения её начинает быстро отекать.
В течение травматического токсикоза различают 3 периода:
- ранний
- промежуточный
- поздний
Враннем периоде сразу же после травмы и в течение 2 часов сознание у пораженногосохранено, он возбуждён, пытается освободиться из завала, просит о помощи.После прибывания в завале в течении двух часов наступает промежуточный период.В организме нарастает токсические явления. Возбуждение проходит, пораженныйстановится относительно спокойным, подаёт о себе сигналы, отвечает на вопросы,периодически может впадать в дремотное состояние, у него отмечается сухость ворту, жажда, общая слабость. В поздний период общее состояние пострадавшего резкоухудшается: появляется возбуждение, неадекватная реакция на окружающее,сознание нарушается, возникает бред, озноб, рвота, зрачки сначала сильносуживаются, а затем расширяются, пульс слабый и частый. В тяжелых случаяхнаступает смерть.
Обнаружив человека в завале, прежде всего нужно осмотреть это место и принятьмеры к освобождению пострадавшего. Завал разбирают осторожно, чтобы он необрушился. Из завала можно извлекать человека только после полного освобожденияот сдавливания.
При оказании первой медицинской помощи на раны и ссадины накладывают стерильнуюповязку. Если у пораженного холодные, синюшного цвета, сильно поврежденныеконечности, на них накладывают выше места сдавливания жгут. Это приостановитвсасывание токсических веществ из раздавленных мягких тканей в кровеносноерусло. Жгут надо накладывать не очень туго, чтобы полностью не нарушить притокакрови к поврежденным конечностям.
Вслучаях, когда конечности тёплые на ощупь и повреждены не сильно, на нихнакладывают тугую бинтовую повязку. После наложения жгута или другой бинтовойповязки шприц тюбиком вводят противоболевое средство, а при его отсутствии даютвнутрь 50 грамм водки. Поврежденные конечности, и даже при отсутствиипереломов, иммобилизуют шинами или с помощью подручных средств.
С первых же минут оказание первой медицинской помощи пораженному показаныгорячий чай, кофе, обильное питьё с добавлением питьевой соды по 2-4 грамма наприём (до20-40 грамм в сутки). Сода способствует восстановлениюкислотно-щелочного равновесия внутренней среды организма, обильное питьё-выведению токсических веществ с мочой.
Пораженных с травматическим токсикозом как можно быстрее и бережнее на носилкахдоставляют в медицинское учреждение.
При ушибах могут повреждаться поверхностно расположенные ткани и внутренниеорганы. Признаками ушиба поверхностно расположенных мягких тканей являютсяболь, припухлость, кровоподтек. При оказании первой медицинской помощипострадавшему накладывают давящую повязку, применяют холод, создают покой.Сильные ушибы груди или живота могут сопровождаться повреждением внутреннихорганов: лёгких, печени, селезёнки… Необходимо на место ушиба положить холод исрочно доставить пораженного в медицинское учреждение.
При травмах головы возможно повреждение головного мозга: ушиб или сотрясение.Признаками ушиба головного мозга являются головные боли, подташнивание, аиногда и рвота, сознание у пострадавшего сохранено. Сотрясение головного мозгасопровождается потерей сознания, тошнотой и рвотой, сильными головными болями,головокружением. Первая медицинская помощь при ушибе и сотрясении головногомозга заключается в создании полного покоя пораженному и применении холода наголову.
Растяжение связок происходит при неудачном прыжке, падении, поднятии тяжести. Вповрежденном суставе появляются боли, образуется припухлость, ограничиваютсядвижения. При оказании первой помощи производят тугое бинтование, применяютхолод на поврежденный сустав, обеспечивают покой поврежденной конечности.
Вывихи возникают при смещении суставных поверхностей костей.
Приэтом нарушается целостность суставной сумки, иногда разрываются связки.Основные признаки вывихов суставов конечностей: боль в суставе, нарушениедвижений в нём, изменение формы сустава, укорочение конечности и вынужденное еёположение.
Вывихимогут быть в нижнечелюстных и меж позвонковых суставах.
Оказывая первую медицинскую помощь при вывихе, не следует пытаться еговправить- этот обязанность врача. При вывихах сустава создают покой конечности,а при вывихах в крупных суставах наряду с покоем рекомендуется ввестиобезболивающее средство.
Последствия землетрясений
В широком смысле экологические последствия, по-видимому, следует подразделять на социальные,природные и природно-антропогенные. В каждой из групп могут быть выделеныпрямые и косвенные последствия.
В настоящее время мыдовольно полно знаем прямые проявления (последствия) землетрясений на земнойповерхности и, следовательно, их прямые воздействия на элементы социальногоорганизма, между тем как сопровождающие (предшествующие, последующие) косвенныеявления на уровне микро- и даже макроаномалий процессов в литосфере и вне еёначали изучать совсем недавно.
Наиболее изучены инаглядно отражают сейсмическую опасность экономические потери в результатеземлетрясений. За последние десятилетия учтённые экономические потери отземлетрясений возросли на порядок и достигают теперь около 200 млдр.долл. задесятилетие. Если в предшествующее десятилетие в эпицентральной зоне, например,8-балльного землетрясения средний убыток в расчёте на одного жителя составлял1,5 тыс.долл., то теперь он достигает 30 тыс.долл. Естественно, что сповышением балльности (и магнитуды) возрастают площади поражённых территорий, аследовательно, и ущерб.
Число жертв землетрясенийна земном шаре, хотя и неравномерно распределяется по годам, в целом неуклонно,по указанным выше причинам, растёт. За последние 500 лет от землетрясений наЗемле погибло 4,5млн. человек, то есть ежегодно землетрясения уносят в среднем9 тысяч человеческих жизней. Однако в период 1947-1976гг. Средние потерисоставляли 28тыс. человек в год. С точки зрения экологических, как и социальныхпоследствий, не менее важен и тот факт, что число раненых (включая тяжелораненых) обычно во много раз превышает число погибших, а число оставшихсябездомными превышает количество прямых жертв на порядок и более. Так, в зонахполного разрушения зданий (зоны 8баллов и выше) количество жертв можетсоставлять 1-20%, а раненых –30-80%, обратные соотношения редки.
Социальные последствия, то есть воздействиесейсмических явлений на население, включает как прямой социальный ущерб (гибельлюдей, их травматизм физический или психический, потеря крова в условияхнарушения систем жизнедеятельности и т.п.), так и косвенный социальный ущерб,тяжесть которого зависит от размеров прямого и обусловлена резким, на фонематериальных потерь, изменением морально-психологической обстановки, спешнымперемещением больших масс людей, нарушением социальных связей и социальногостатуса, сокращением трудоспособности и падением эффективности труда оставшихсяв живых, частью отвлечённых от привычной индивидуальной и общественнойдеятельности. Сильное землетрясение, особенно в больших городах и вгустонаселённых районах, неизбежно ведёт к дезорганизации жизнедеятельности натот или иной срок. Нарушения социального поведения могут возникать даже вотсутствии самого события, а лишь в связи со слухами о землетрясении, сколь быни были эти ожидания нелепы и ничем не обоснованы. Применительно к последнемудесятилетию такого рода примеры известны для ряда городов бывшего СоветскогоСоюза. Последствия же сейсмических катастроф, тем более в периоды общегоослабления хозяйственно-экономического состояния и политической нестабильностии долговременной социальной дезориентированности населения, могут сказыватьсяна протяжении десятилетий.
В рамках экологическихпроблем среди нередко провоцируемых сильными землетрясениями, то естьвторичных, последствий следует отметить (на фоне повреждения и гибелиландшафтных и культурных памятников и нарушения среды обитания как таковой)такие, как возникновение эпидемий и эпизоотий, рост заболеваний и нарушениевоспроизводства населения, сокращение пищевой базы (гибель запасов, потеряскота, вывод из строя или ухудшение качества сельскохозяйственных угодий),неблагоприятные изменения ландшафтных условий (например, оголение горныхсклонов, заваливание долин, гидрологические и гидрогеологические изменения),ухудшение качества атмосферного воздуха из-за туч поднятой пыли и появленияаэрозольных частиц в результате возникающих при землетрясении пожаров, снижениекачества воды, а также качества и ёмкости рекреационно-оздоровительных ресурсов.
Воздействие сильныхземлетрясений на природную среду (геологическую среду, ландшафтную оболочку)может быть весьма разнообразным и значительным, хотя в большинстве случаевареал (зона) изменений не превышает 100-200км.
Среди прямых, наиболеевыразительных и значимых воздействий выделим следующие:
Геологические,гидрологические и гидрогеологические, геофизические, геохимические,атмосферные, биологические..
Природно-техногенныепоследствия землетрясений сказываются на природной среде охваченного землетрясениемрайона в результате нарушения (разрушения) искусственно созданных сооружения(объектов). Сюда можно отнести, в первую очередь, следующие:
1. Пожарына объектах антропогенной среды, ведущие к экологическим последствиям.
2. Прорывводохранилищ с образованием водяного вала ниже плотин.
3. Разрывынефте-, газо- и водопроводов, разлитие нефтепродуктов, утечка газа и воды.
4. Выбросывредных химических и радиоактивных веществ в окружающую среду, вследствиеповреждения производственных объектов, коммуникаций, хранилищ.
5. Нарушениенадёжности и безопасного функционирования военно-промышленных ивоенно-оборонительных систем, спровоцированные взрывы боеприпасов.
Приведённый выше списокпоследствий землетрясений, скорее всего, не полон, особенно в отношенииотдалённых последствий, част которых нам ещё неизвестна. Но и средиперечисленных некоторые не имеют пока достаточно определённых количественныххарактеристик и соответственно не могут быть оценены по степени опасности иобъёму причиняемого ущерба с необходимой полнотой и надёжностью.
Лучше других известныгеологические признаки, для которых в настоящее время можно привестиколичественные характеристики в соотношении с силой землетрясений.Представление о размерах очагов (в проекции на земную поверхность) дляземлетрясений различной силы даёт таблица. (в данном случае таблица №2)
Таблица№2
Магнитуда Длина очага, км. Ширина очага, км. 5,0 11 6 6,5 25 18 7,0 50 30 7,5 100 35 8,0 200 50Этивеличины примерно определяют и ареалы разрушительных последствий. Как видно изтаблицы(№2), эти ареалы могут охватывать площади в сотни и тысячи, а при самыхсильных землетрясениях –в десятки тысяч квадратных километров.
Ясно, что стольмногочисленные и существенные нарушения ландшафтной среды (и, конечно, биосферы) не могут не повлечь за собой нарушения экологических условий на этих иприлегающих площадях. Наиболее значимые и легко выявляемые выражаются вуничтожении растительного покрова, местообитания животных (а подчас и их самих,равно как и людей), в нарушениях традиционных местообитаний и наземныхмиграционных путей, изменении водного режима, перераспределении водных запасов,ухудшении качества кормовых угодий и т.д.
Можно лиослабить вредные последствия землетрясений
На картесейсмического районирования СССР указаны зоны и возможная в них сила будущихсотрясений. Предсказать же, когда произойдут они, ученые пока еще не могут.Это трудно, потому что землетрясения зарождаются в недоступных глубинах Земли,а силы, вызывающие их, накапливаются очень медленно. Несомненно, вбудущем ученые научатся предсказывать время наступления землетрясений. Сейчасможно только ослабить последствия землетрясений. Для этой цели в районах, которымони угрожают, строительство ведется по специально разработанным правилам.Применяются особые строительные материалы и конструкции. Возводятся устойчивые,прочные здания, рассчитанные на возможную балльность землетрясения в даннойзоне. Так, Ташкент по сейсмическому районированию находится в 8-балльной зоне,и сейсмические здания, построенные с учетом этого, во время землетрясений 1966г. почти не пострадали.
В настоящее время на земном шаре постоянно действует около 1000сейсмических станций, оборудованных различными системами сейсмографов инепрерывно регистрирующих землетрясения.
На центральной сейсмической станции «Москва» при Институте физики ЗемлиАН СССР создана специальная Служба срочных донесений о сильных землетрясениях.Она сообщает о месте, времени и силе случившегося землетрясения.
НаКамчатке и Курильских островах в 1960 г. была организована Службапредупреждения цунами, которая работает в контакте с такими же службамиЯпонии и США.
Население, предупрежденное заранее о приближающемся.цунами, уходит в безопасные места, а суда выводятся в открытое море, где волныцунами большойдлины им не опасны.
ПримерыВот что рассказала домохозяйкаАннета Генри, находившаяся на одной из
самых оживленных улицСан-Франциско, когда в октябре 1989 года произошел подземный удар; «Этовыглядело так, словно Бог хлопнул в ладоши и под зем-
лей прошла волна. Автомобили нашоссе прыгали вверх и вниз, как в дисне-
евском мультфильме. Каждый раз,когда в Калифорнии происходит землетря-
сение, мы хихикаем, мы спокойны и самоуверенны. Но теперь все было
по-другому. Нас преследовала мысль,что шуточки закончились. Мне каза-
лось, что началось то, Большоеземлетрясение».
Скалы в разломе Святого Андреасабольше не могли сдерживать давление
земной коры, начавшей энергичнуюподвижку. Волны давления, расходясь от
эпицентра землетрясения,распространялись со скоростью 5 миль в секунду
на юго-восток от Сан-Францискочерез скальное ложе под горами Санта-Крус.
17 октября, в вечерний «часпик», оно нанесло удар Сан-Франциско и в
течение 15 секунд превратило многиездания в развалины, уничтожило сек-
цию моста Бэй Бридж, разворотилоцелую милю шоссе-эстакады и ввергло в
пожарище исторический район Марина.
Благодаря мировой телевизионнойсети, показывавшей бейсбольный матч,
зрители в Англии и других странахувидели, как начал качаться стадион
«Кэндлстик парк» иогромные трещины появились в бетонных стенах.
Когда на протяжении мили рухнулаэстакада и упала на дорогу, прохо-
дившую под ней, погибли более стачеловек. Десятки людей были погребены
в своих автомобилях под многотоннойтяжестью обрушившегося бетона.
«Бетон расплющил их, — сказал Генри Реньера, руководитель чрезвычайной
службы Окленда. — Это было похожена поле боя. Верхнее шоссе, словно мо-
лот, ударило по нижнему, засыпаяводителей внизу огромными булыжниками и
автомобилями. Жертвы, оказавшиеся вловушке под тоннами камней, отчаянно
сигналили, и мы бросили тудаогромное количество подъемного оборудования
и кранов, надеясь спасти их.Слабеющие звуки автомобильных сирен посте-
пенно умирали, так как разряжалисьаккумуляторы, но мы знали, что там
находятся люди. Это была страшнаякартина».
Первые спасательные работыначались под упавшей секцией шоссе. Возле
расплющенных автомобилей одним изпервых появился рабочий бумажной фаб-
рики. Он услышал вопли детей,доносившиеся из раздавленного красного ав-
томобиля. Вместе с другимиспасателями рабочий помог вызволить из ловуш-
ки восьмилетнюю девочку Кейти, ноее шестилетний брат Джулио оказался
прижатым телом своей погибшейматери.
Рискуя стать жертвой последующихтолчков, доктор Дэн Аллен протиснул-
ся сквозь щель и дал Джулиоуспокоительное лекарство. В это время детс-
кий врач Томас Беттс добирался до мальчика по автомобильной пожарной
лестнице.
Позже он сказал: «Я не былготов к тому, что там увидел. Мальчик был
в шоке. Он только плакал и гладиллицо матери своими ручками».
Два часа напряженной работымедиков не приблизили спасение Джулио.
Его правая нога была раздроблена.Врачи попытались вытащить мальчика из
машины, чтобы оказать медицинскуюпомощь, но не смогли. Они ввели ему
обезболивающее лекарство, затем согромным трудом извлекли из машины те-
ло погибшей матери. Только послеэтого врачам удалось ампутировать Джу-
лио ногу и отправить его вбольницу.
Ночью развалины освещалисьогнями пожаров, из раскачивающихся небоск-
ребов, построенных без учетаэффекта землетрясения, сыпались стекла и
раздавались жуткие звуки сирен.
Через некоторое времяразрушения были локализованы. Они коснулись
главным образом старых построек,которые не могли противостоять стихии.
Разрушенной секции шоссе, например,повлекшей самые многочисленные жерт-
вы, было тридцать лет.
Эксперты сошлись во мнении, чторазрушения в Сан-Франциско были бы
еще большими, если бы некалифорнийский строительный кодекс, введенный
после 1906 года с целью свести кминимуму ущерб от будущих катастроф и
действующий до настоящего времени.Этот кодекс, дополненный уроками зем-
летрясений 1971 года в Сан-Фернандои 1985 года в Мехико, вынудил строи-
телей обратить особое внимание наантисейсмическую устойчивость домов и
сооружений.
Жители Сан-Францископредпочитают не думать о том, что новое землет-
рясение может достигнуть 8,3 баллапо шкале Рихтера, как это было в 1906
году. Никого не занимает исследование,проведенное Национальной океани-
ческой и атмосферной комиссиейпосле катастрофы 1989 года. А ведь в нем
утверждается, что будущееземлетрясение будет в сорок раз мощнее и при-
ведет к десяткам тысяч смертей.
Прошли годы, но в Сан-Франциско все еще ликвидируются последствия
землетрясения. Вряд ли их удастсязавершить в десятилетний срок. Однако
жители города горды тем, чтопережили бедствие, и щеголяют фаталистичес-
ким отношением к будущей возможнойагрессии природы. Репортер «Сан-Фран-
циско кроникл» Херб Коэнсуммировал мнение горожан, написав после зем-
летрясения: «Мы живем наразломе, мы живем под дамокловым мечом. И это
захватывает».
www.ronl.ru
Факторы опасности землетрясений: разрушение строительных конструкций домов и сооружений; разрушение на потенциально опасных объектах, нефте- и газопроводах; образование завалов; разрушение систем жизнеобеспечения и разломы земной коры. Дополнительной опасностью являются повторные толчки.
Действия в случае угрозы возникновения землетрясения:
* Внимательно слушайте информацию об обстановке и инструкциях про порядок действий, не пользуйтесь без необходимости телефоном.
* Сохраняйте спокойствие, предупредите соседей, окажите помощь инвалидам, детям и людям преклонного возраста.
* Научите детей, как действовать во время землетрясения.
* Узнайте у местных органов государственной власти и местного самоуправления место сбора жителей для эвакуации. Заранее решите, где будет место встречи вашей семьи в случае эвакуации.
* Оденьтесь, возьмите документы и соберите наиболее необходимые вещи, небольшой запас продуктов питания на несколько дней, питьевую воду, медикаменты, карманный фонарик.
* Отсоедините все электроприборы из электросети, выключите газ и систему нагревания.
* Поставьте на пол наиболее тяжелые и большие вещи. Закрепите вещи, которые могут упасть и нанести травмы. Не ставьте кровать возле окна с большим стеклом.
* Держите в удобном месте один или несколько огнетушителей. Держите шланги для полива сада подключенными к кранам.
* Выясните, не находится ли ваше жилье или место работы под угрозой затопления (в случае разрушения плотины), оползня или действия другого стихийного бедствия.
* Выведите скот на более безопасную местность.
Действия во время землетрясения:
* Сохраняйте спокойствие, избегайте паники.
* Действуйте немедленно, как только ощутите колебания почвы или здания, главная опасность, которая вам угрожает — это предметы и обломки, которые падают.
* Быстро покиньте дом и отойдите от него на открытое место, если вы находитесь на первом — втором этаже.
* Немедленно покиньте угловые комнаты, если вы находитесь выше второго этажа.
* Немедленно перейдите в более безопасное место, если вы находитесь в помещении. Станьте в проеме внутренних дверей или в уголке комнаты, подальше от окон и тяжелых предметов.
* Не бросайтесь к лестнице или к лифту, если вы находитесь в высотном здании выше пятого этажа. Выход из здании наиболее будет заполнен людьми, а лифты выйдут из строя.
* Выбегайте из дома быстро, но осторожно. Остерегайтесь обломков, электрических проводов и других источников опасности.
* Отдалитесь от высоких сооружений, путепроводов, мостов и линий электропередач.
* Остановитесь, если вы едете в автомобиле, откройте двери и оставайтесь в автомобиле до прекращения колебаний.
* Проверьте, нет ли вблизи пострадавших, сообщите о них спасателям и, по возможности, окажите помощь.
Действия после землетрясения:
* Сохраняйте спокойствие, успокойте детей и тех, кто получил психическую травму в результате землетрясения, оцените ситуацию.
* Помогите, по возможности, пострадавшим, вызывайте медпомощь тем, кто в ней нуждается.
* Убедитесь, что ваше жилье не получило повреждений. Будьте очень осторожны, может произойти внезапный обвал, угрожает опасность от течи газа, от линий электросетей, разбитого стекла.
* Осмотрите внешне состояние сетей электро-, газо- и водоснабжения.
* Обязательно кипятите питьевую воду, она может быть загрязнена.
* Проверьте, нет ли угрозы пожара.
* Не пользуйтесь открытым огнем, освещением, нагревательными приборами, газовыми плитами и не включайте их до того времени, пока не будете уверенны, что нет течи газа.
* Не занимайте долго телефон, а только для сообщения о серьезной опасности.
* Не спешите с осмотром города, не посещайте зоны разрушений, если там не нужна ваша помощь.
* Избегайте морского побережья, где может возникнуть опасность от морских волн, вызванных сейсмическими толчками.
* Будьте готовы к повторным толчкам. Часто они приводят к дополнительным разрушениям.
* Узнайте в местных органах государственной власти и местного самоуправления адреса организаций, которые отвечают за предоставление помощи потерпевшему населению.
Как выжить при землетрясении
Итак — землетрясение.
Все уже знают, что предсказать его силу и точную дату сегодня невозможно. Кто-то скажет: «Ученые не могут, а вот мой сосед получает информацию прямо из астрала и предсказывает, что ЭТО случится в пятницу тринадцатого». Не подумайте, что вас пытаются разубедить в вере в сверхестественные способности соседа. К сожалению мир устроен так, что беда приходит, как правило, в тот момент, когда ее не ждут… Сидите вы дома или на службе, ни о чем таком не думаете, и вдруг — негромкий гул, толчок, забренчала посуда в шкафу, закачалась люстра. Что это? Может, трактор проехал по улице? Не успели вы досчитать до двадцати, как новый толчок подбросил вас со стула, со звоном разлетелось оконное стекло, со стен сорвались перегруженные книгами полки, кусками стала обваливаться штукатурка, по стене поползла трещина… Скоро вы уже ощутите следующий толчок, чувствуете как пол уходит из-под ног, видите, словно в замедленном кино, как на вас опускается потолок. А дальше — полная тишина и темнота. Через какое-то время вы осознаете, что еще живы, только трудно дышать, что-то сильно давит в грудь, а рот забит песком.
Правая рука свободна, левая прижата чем-то тяжелым, и совершенно не ощущаются ноги. Хочется пить.
Даже в этой жуткой ситуации вы не должны терять надежды на спасение.
Пpактика катастроф доказывает, что без еды и воды человек может прожить несколько дней. 90 процентов здоровых людей в экстремальной ситуации погибают от того, что теряют над собой контроль — их убивает страх. Можно ли избежать этого? Теоретически — да.
После первого, как правило, несильного толчка, следует пауза в 10 — 20 секунд.
За этот короткий срок вы должны принять правильное решение. Обычно люди осознают опасность не сразу, пытаясь найти привычное объяснение происходящему. Затем, осознав опасность, они теряются.
Инстинкт самосохранения диктует лишь два решения: замри, притворись мертвым (авось не тронут) либо беги изо всех сил — может, убежишь. И тот и другой вариант неприемлем. В первом случае можно стать жертвой упавшего шкафа или тяжелой вазы, свалившейся с серванта, во втором — оказаться раздавленным толпой, пробивающейся по трупам к дверному проему.
После первого же толчка прикиньте возможные пути эвакуации и наиболее безопасные места. Если вы находитесь на первом этаже — быстро покиньте здание, лучше через окно. При этом надо быть максимально осторожным и обязательно прикрыть голову чем-то вроде щита — тазиком, табуреткой, дипломатом. Будьте особенно внимательны снаружи здания в зоне двух — пяти метров от стены: сверху могут падать горшки с цветами, оконные стекла, кирпичи, вещи, электрические провода и даже люди, прыгающие с верхних этажей. Находясь на высоких этажах, не пытайтесь покинуть здание: наверняка вы не сможете это сделать за 20 секунд. Ищите спасения там, где вы находитесь.
Принято считать, что наиболее безопасными местами являются дверные проемы и углы несущих стен. Известно много случаев, когда выживали люди, забравшиеся под кровать или прочный стол — человек выдерживает достаточно сильное давление, если оно равномерно распределено по большой площади (вспомните цирковые номера, когда артиста переезжает автомобиль). Если с вами дети, закройте их своим телом. Надо остерегаться тонких перегородок, окон, особенно с большими витринными стеклами, труб с горячей водой и газом, электропроводки, подвесных книжных полок, неустойчивых шкафов и вещей, стоящих на них. Более опасными считаются комнаты, выходящие на угол здания.
Одна из главных причин, приводящих к трагедии, неумение быстро принять решение. Если вы будете долго раздумывать, прилично ли вам лезть под стол или нет, то эти мысли могут быть для вас последними. Парадокс, но боязнь выглядеть смешным в первые мгновения оказывается сильнее заложенного природой чувства осторожности. Лучше потом вместе с приятелем посмеяться над забавным происшествием, если повторных толчков не будет, чем не смеяться больше никогда...
То же касается и случая, если землетрясение застанет вас в кровати или в ванной. Не надо тратить время на поиски, одевание и застегивание множества пуговиц и крючков. Нормальный человек предпочтет быть голым, но живым, чем с иголочки одетым, но в гробу. Прихватите первый попавшийся кусок ткани (полотенце, занавеску, скатерть, одеяло) и — бегом от опасности. Можно только предполагать, сколько тысяч людей во время пожаров, землетрясений, кораблекрушений обрекли себя на гибель, разыскивая и надевая свою одежду или обувь.
Очень часто гораздо больший ущерб приносит не само землетрясение как таковое, а вызванные им последствия — пожары, взрывы и т.д. Поэтому сразу после сильного землетрясения — даже при внешнем благополучии жилья
— не включайте электроприборы и не зажигайте огонь, пока не убедитесь, что в вашем доме нет повреждений газовых магистралей.
Так же трепетно нужно отнестись и к канализации.
Во время разрушительных катастроф люди гибнут не мгновенно: каждая минута отнимает одну или несколько человеческих жизней. Вы должны понимать, что спасатели прибудут не скоро. Нет смысла рвать на себе волосы и выть белугой: этим вы не поможете своим близким, а лишь навредите им. Вы должны действовать, принимая решение в зависимости от обстановки.
Рядом могут быть раненые, истекающие кровью люди — им необходима срочная помощь. Следующие действия должны быть связаны с попытками поиска и освобождения потерпевших из-под обломков. Но, вы должны руководиться принципом собственной безопасности. Работа спасателей обусловлена принципом оправданного риска, но они имеют главное — опыт. Если вы будете руководиться только эмоциями — рискуете стать еще одной жертвой. В любом случае запретить вам пытаться спасти своих родственников даже ценой собственной жизни не может никакой начальник.
Спокойно и оперативно оцените ситуацию:
нет ли угрозы для жизни (нависающих обломков, оборванных проводов, запах газа, легковоспламеняющихся или просто подозрительных жидкостей) уверенным и спокойным голосом попросите или заставьте замолчать рыдающих. Необходима абсолютная тишина! Распределитесь по руинам и в течение 5 — 10 минут внимательно вслушивайтесь, фиксируйте любой подозрительный звук. Если вы услышали что-то — не надо блаженным голосом орать, призывая всех на помощь, даже если внизу ваш родственник. Дайте шанс быть услышанным и другим. Разбирать завалы следует очень осмотрительно, следя за тем, чтобы ваши действия не вызвали обвала обломком на пострадавшего. Необходимо методически снимать слой за слоем, рассчитывая только на силу своих рук. Если вы добрались до пострадавшего спустя два часа и более после обрушения, то, прежде чем освободить его конечность, необходимо положить на нее жгут — иначе он погибнет от скопившегося в конечности яда.
Людей, которые во время спасательных работ пытаются раскапывать под обломками какие-то вещи (пускай даже свои), считайте мародерами и гоните подальше, не стесняясь применить физическую силу. До тех пор, пока последний пострадавший не извлечен из-под обломков, о вещах надо забыть — хотя бы потому, что, бесконтрольно роясь, можно завалить единственный проход, через который к пострадавшему поступает воздух. После прибытия спасателей, надо прекратить самодеятельные раскопки, рассказать, когда и в каких местах слышали звуки на завале и в дальнейшем руководствоваться указаниями профессионалов.
Теперь снова представьте себе, что вы оказались в завале. Первым делом попытайтесь освободить ноги и руки. Откапывать конечности нужно снизу. Делать это надо осторожно: если вы слышите, что какое-то ваше телодвижение вызывает движение мелкого мусора, грозящего заполнить вашу нишу, — лучше оставаться максимально неподвижным. Ни в коем случае не пытайтесь выбивать или раскачивать мешающие вам камни: очень может быть, что именно они держат все ваше убежище в зыбком равновесии. Когда вы слышите,
Что к вам сверху пробиваются спасатели, копать навстречу им не стоит — надо набраться терпения и ждать. Необходимо лечь на бок, положив под себя руку, ноги подтянуть к животу, либо, согнувшись, опереться на колени и локти.
Желательно укрепить ваше убежище — положить под нависающую плиту крупные обломки, которые подстрахуют плиту от падения. Тратить силы на крик в этот момент не стоит: во время работы наверху ваши крики не услышат. Знайте, что в правилах раскопок есть время тишины — в эти моменты подавайте о себе сигнал. Лучше всего стучать по чему-нибудь, соблюдая осторожность, чтобы не вызвать обвал.
Кстати, о приемах первой помощи.
Инструкторы и инструкторы-методисты общества Российского Красного
Креста обучают население приемам оказания первой помощи, которые могут пригодиться не только во время катастроф, но и в обыденной жизни.
www.ronl.ru
Содержание
Введение 2 Основные положения общего сейсмического районирования — ОСР-97. 5 Заключение. 13 Литература 16Введение
Землетрясения посвоим разрушительным последствиям, числу жертв и деструктивному воздействию насреду обитания человека занимают одно из первых мест среди других природныхкатастроф. Они обусловлены продолжающейся сотни миллионов лет глобальнойэволюцией литосферы нашей планеты. На территории Северной Евразии всегеодинамические и сейсмические процессы тесно связаны со взаимодействием восьмикрупных литосферных плит — Евразийской, Африканской, Аравийской, Индостанской,Китайской, Тихоокеанской, Охотоморской и Северо-Американской.
Предотвратитьземлетрясения невозможно, однако их разрушительные последствия и количествочеловеческих жертв могут быть уменьшены путем создания достоверных картсейсмического районирования, применения адекватных норм сейсмостойкогостроительства и проведения в сейсмоактивных районах долгосрочной политики,основанной на повышении уровня осведомленности населения и федеральных органовоб угрозе землетрясений и умении противостоять подземной стихии.
Основнымипонятиями, связанными с социально-экономическими последствиями землетрясений,являются следующие.
n n Сейсмическое районирование — это картированиесейсмической опасности.Сейсмическая опасность — вероятностьвозникновения (превышения, не превышения) сейсмического эффектаопределенной величины в данном пункте в течение заданного интервала времени(измеряется в баллах, пиковых и спектральных ускорениях ит.п.).
n n Сейсмическая уязвимость — отношение ожидаемых затратпо восстановлению объекта к его первоначальной стоимости (измеряется от 0.0 до1.0).Сейсмический риск — вероятность потерь от землетрясений за определенныйпромежуток времени в соответствии с сейсмической опасностью иуязвимостью объектов (число возможных жертв, экономический и экологический ущерб и др.).
Сейсмическоерайонирование актуально для всех без исключения регионов России, где даже наотносительно спокойных в геологическом отношении равнинных территориях имелиместо, и возможны в будущем, достаточно сильные и разрушительные землетрясения.Свыше четверти территории Российской Федерации подвержено сейсмическимвоздействиям, требующим проведения антисейсмических мероприятий. Значительную площадьзанимают чрезвычайно опасные в сейсмическом отношении 8-9-ти и 9-10-балльныезоны. К ним относятся Дальний Восток и весь юг Сибири. В европейской частистраны таким регионом является Северный Кавказ. Ощутимые и 6-7-балльныеземлетрясения свойственны Среднему Уралу и Приуралью,Поволжью, Кольскому полуострову и сопредельной с ним территории. Техногенная сейсмотектоническая активизация характерна для нефтедобывающих районовТатарстана и Башкортостана.
Известны местныеземлетрясения и в Воронежской области, где расположена Ново-Воронежская АЭС.Угроза землетрясений с каждым годом растет по мере освоения сейсмоактивныхтерриторий и строительства в их пределах особо ответственных сооружений.
Исследования вобласти сейсмического районирования базируются на детальном и комплексномизучении глубинной структуры земной коры и всей литосферы, современнойгеодинамики, региональной сейсмичности, сейсмотектоники и инженернойсейсмологии. Они включают в себя идентификацию сейсмоактивных структур,определение параметров их сейсмического режима и затухания генерируемого имисейсмического эффекта с расстоянием, а в итоге — вероятностный расчет икартирование сейсмической опасности на земной поверхности. В зависимости отзадач, степени детальности и масштаба исследований сейсмическое районированиеможет быть общим (ОСР, масштаб 1:5-млн — 1:2,5-млн), детальным (ДСР, масштаб1:500-тыс — 1:100-тыс) и микросейсмическим (СМР, масштаб 1:50-тыс и крупнее).Однако первостепенным и опорным для всех последующих построений является ОСР,основанное на региональных и межрегиональных сейсмологических игеолого-геофизических исследованиях, способствующих выявлению планетарныхсейсмогеодинамических взаимодействий литосферных плит и блоков земной коры сейсмоактивных регионов.
Карты ОСР в генерализованномвиде характеризуют степень сейсмической опасности всей территории страны исопредельных сейсмоактивных регионов и используются длясоциально-экономического планирования, рационального землепользования исейсмостойкого строительства. Только на их основе могут и должны составлятьсяболее детальные карты ДСР и СМР, учитывающие наряду с региональными локальныесейсмотектонические, сейсмические, грунтовые и другие природные условия.
Сейсмическаяопасность с каждым годом не уменьшается, а растет в прямой связи схозяйственным освоением сейсмоактивных территорий и воздействием человека налитосферную оболочку Земли (строительство крупных гидротехнических сооружений,добыча полезных ископаемых и т.п.). Повышенный сейсмический риск связан и сразмещением в сейсмоактивных регионах атомных электростанций и другихэкологически опасных объектов, поскольку даже незначительные землетрясениямогут нарушить их нормальное функционирование.
В конце прошлого иначале текущего столетия, благодаря выдающемуся вкладу отечественных ученых вмировую сейсмологию, Россия в течение многих лет играла ведущую роль в науке оземлетрясениях. С именем Б.Б.Голицына связано создание прообраза современныхсейсмографов и начало систематических исследований сейсмичности и внутреннегостроения Земли. Геологическую основу изучения природы землетрясений заложилиИ.В.Мушкетов и А.П.Орлов, создавшие первый российский каталог землетрясений.Углубленный анализ сейсмогеологических связей был продолжен в Сейсмологическоминституте АН СССР (родоначальник ОИФЗ) Д.И.Мушкетовым, выделившим целый рядсейсмоактивных регионов и опубликовавшим в 1933 г. первую макросейсмическуюкарту сейсмического районирования Средней Азии.
Первая в Европе имире официальная нормативная карта общего (обзорного) сейсмическогорайонирования всей территории бывшего СССР была опубликована в 1937г.Г.П.Горшковым, положившим начало регулярному их составлению в качестве основы,регламентирующей проектирование и строительство в сейсмоактивных районахстраны. В конце 40-х годов исследования И.Е.Губина, а впоследствииГ.А.Гамбурцева, С.В.Медведева, Ю.В.Ризниченко, И.Л.Нерсесова и других ученых,привели к смене существовавшей до того времени парадигмы «сейсмическогоактуализма» («там, где было, там и будет») и заложили основы сейсмогенетическогодвухстадийного метода оценки сейсмической опасности с элементами прогноза. Всоответствии с этой концепцией на первой стадии выделяются реальные ипотенциальные очаговые зоны, на второй — рассчитываются ожидаемые сотрясения наземной поверхности. Новой парадигмы придерживалисьпрактически все составители последующих карт общего сейсмического районирования (ОСР): 1957г. (ред. С.В.Медведев, Б.А.Петрушевский), 1968г. (ред.С.В.Медведев) и 1978г. (ред. М.А.Садовский). В создании двух последнихкарт активное участие принимали местные специалисты из бывшихсоюзных республик и регионов.
Сейсмическоерайонирование — одна из наиболее сложных и чрезвычайно ответственных проблемсовременной сейсмологии. О социальной, экономической и экологической еёзначимости говорить не приходится. Научная же сложность этой проблемы состоит,прежде всего, в том, что она принадлежит к категории прогнозов, базирующихся нанеполной информации, скудном и не всегда удачном опыте и на недостаточно четкихметодологических позициях. Поэтому каждая из составленных в прошлые годы картсейсмического районирования территории бывшего СССР в той или иной мереоказывалась неадекватной реальным природным условиям, что наряду снекачественным строительством нанесло народному хозяйству огромный материальныйущерб и повлекло за собой многочисленные человеческие жертвы. И хотя по меренакопления дополнительной информации о землетрясениях и совершенствованиясейсмологических знаний карты сейсмического районирования обновлялись и несколькоулучшались, фрагментарно они изменялись гораздо чаще, практически после каждогокрупного землетрясения в районах, показанных на картах как менее опасные в сейсмическом отношении
Такая участьпостигла и действующую с 1978 г. карту ОСР-78: в течение последнего десятилетияпрактически ежегодно на территории бывшего СССР возникали разрушительные 8-9- идаже 9-10-балльные землетрясения в зонах, опасность которых по этой картеоказалась заниженной по меньшей мере на 2-3 балла. К их числу относятсякатастрофическое Спитакское землетрясение 1988 г. в Армении, сопровождавшеесядесятками тысяч человеческих жертв, Зайсанское землетрясение 1990 г. — вКазахстане, Рача-Джавское 1991г. — в Грузии, Суусамырское 1992 г. — в Киргизии,Хаилинское 1991 г. и Нефтегорское 1995 г. — в России (в Корякии и на Сахалине).Последнее, произошедшее на севере Сахалина, повлекло за собой гибель около двухтысяч человек и полную ликвидацию городского поселка. Оно было самымразрушительным из известных в прошлом землетрясений на территории РоссийскойФедерации.
Как показалиисследования, карта образца 1978 года (ОСР-78) на самом деле и не была общей,поскольку составлялась фрагментарно в разных регионах и в республиках, поразнотипной методике и на основе разрозненного сейсмологического исейсмогеологического материала.
Практически всепредыдущие карты ОСР были детерминистскими, хотя еще в середине 40-х годов С.В.Медведев предложил ввести в зоны сейсмической опасности внутреннююдифференциацию в соответствии с периодом повторяемости сильных землетрясений ис предполагаемыми сроками службы различных типов сооружений. Однако даже карта1978 года, в которую впервые были введены вероятностные характеристикиповторяемости сотрясений, на самом деле не давала адекватных оценоксейсмической опасности. Индексы 1, 2 и 3 возле номиналов в зонах балльности наодной и той же карте, якобы отражающие повторяемость сейсмических сотрясенийодин раз в 100, 1000 и 10000 лет, явились одной из причин низкой надежностиэтой карты. Как показали последующие расчеты, в результате такой индексацииреальный инженерный риск, определяемый картой ОСР-78, оказался не единым длявсех сейсмоопасных районов страны.
В последние годыидеи вероятностно-детерминированного прогнозирования опасных сейсмических идругих геологических процессов начали все активнее внедряться в сейсмологию и впрактику строительства в нашей стране. С учетом этих достижений и результатовсобственных исследований было принято решение создать не одну карту сразличными индексами, как это было сделано составителями карты ОСР-78, акомплект нормативных карт Общего сейсмического районирования (ОСР-97)территории Российской Федерации, предназначенных для строительных объектовразных категорий ответственности и сроков службы и отражающих равномерную для конкретногоуровня риска расчетную интенсивность сотрясений.
Основныеположения общего сейсмического районирования — ОСР-97.
Значительную частьуказанных выше недостатков и упущений удалось избежать при выполнении в1991-1997 гг. комплексных исследований по общему сейсмическому районированиютерритории Российской Федерации и всей Северной Евразии, охватывающей такжетерриторию бывших союзных республик (фиг. 10). Исследования проводились попрограмме «Сейсмичность и сейсмическое районирование Северной Евразии»,разрабатываемой под руководством ОИФЗ РАН в рамках Государственнойнаучно-технической программы России «Глобальные изменения природной средыи климата» и явились продолжением работ по сейсмическому районированиютерритории бывшего СССР, однако выполнялись на ином концептуальном,методологическом и научно-организационном уровне.
Новая программаработ по общему сейсмическому районированию выполнялась большим коллективомсоисполнителей из нескольких десятков научно-исследовательских институтовРоссийской Академии наук и академий наук бывших союзных республик (см. список вконце статьи). Оценка сейсмической опасности и сейсмическое районированиеосуществлялась не для фрагментов сейсмоактивных регионов или для отдельныхреспублик, как было прежде, а для всей Северной Евразии, охватывающейтерритории России, Украины, Беларуси, Молдовы, республик Закавказья, СреднейАзии и Казахстана. Вся территория Северной Евразии была разделена на несколькокрупных регионов взамен многочисленным и мелким административным подразделениям,традиционно на протяжении десятилетий использовавшихся при изучениисейсмичности и сейсмическом районировании территории бывшего СССР.
В 1992 г.Программа «Сейсмичность и сейсмическое районирование СевернойЕвразии» была скоординирована с новой Международной программой оценкиглобальной сейсмической опасности (Global Seismic Hazard Assessment Program — GSHAP) и вошла в нее составной частью. После организационного совещания вМоскве в 1993 г., при финансовой поддержке INTAS и Миннауки России, натерритории Крым-Кавказ-Копетдагского региона был создан международный тестовыйполигон GSHAP с целью совершенствования методов оценки сейсмической опасности.В этих исследованиях приняли участие сейсмологи из бывших союзных республик, атакже специалисты из Ирана, Турции, Китая, Италии, Германии, Швейцарии и другихстран-участников работ по GSHAP.
В результатекомплексных исследований 1991-1997 гг. получен унифицированный исходныйсейсмологический и сейсмогеологический материал по всей территории СевернойЕвразии, позволивший с принципиально новых позиций подойти к изучению структурырегиональной сейсмичности и оценке сейсмической опасности на территории Россиии каждого из Содружества независимых государств (СНГ).
Разработанацелостная методология районирования сейсмической опасности, создана единая длявсей территории Северной Евразии модель зон возникновения очагов землетрясений(зоны ВОЗ), выявлены определенные закономерности в пространственно-временном иэнергетическом развитии региональных сейсмогеодинамических процессов,разработаны новые методические подходы к идентификации и сейсмологическойпараметризации очаговых зон, а также к расчету сейсмического эффекта,создаваемого ими на земной поверхности. На основе этой и другойгеолого-геофизической информации создан единый электронный банк данных,использующий современную Географическую информационную систему (ГИС). Благодаряэтому все карты и приложения к ним легко могут быть представлены графически влюбой проекции и в любом масштабе, но не крупнее масштаба 1:2.500.000,исходного при всех построениях.
Концепция ОСР-97включает в себя:
n n представления о предельной величине максимальнойвозможной магнитуды землетрясений, обусловленной структурно-динамическимединством геофизической среды и развивающихся в ней сейсмических процессов, а витоге — размерами, прочностными свойствами и интенсивностью взаимодействиягеоблоков; принцип двухстадийности в оценке сейсмическойопасности, базирующийся на создании двух взаимосвязанныхпрогнозных моделей — модели зон возникновения очагов землетрясений и модели создаваемого ими сейсмического эффекта;
nвероятностно-детерминированный подход к оценкам исходных и выходных данныхсейсмической опасности и сейсмического районирования.Основой длясоздания комплекта карт ОСР-97, наряду с новой методологией, явилась достаточнооднородная база сейсмологических и геолого-геофизических данных для всейтерритории Северной Евразии, представленная в картографическом и электронномвиде в ГИС-технологии — ArcView GIS (отв. исполнители: В.И. Уломов, Ш.С.Андержанов, Ю.М. Колесников). База данных включает в себя:
n n Специализированный каталог землетрясений СевернойЕвразии с М>= 4.5 с древнейших времен по 1990 г., с М>= 3.5 — с 1960 по1990 гг. и с М>= 5.8 за период 1991- 1995 гг. (отв. редакторы Н.В.Кондорская и В.И. Уломов).Каталог очагов палеоземлетрясений (сост.А.А. Никонов, Е.А. Рогожин).
n n Каталог потенциальных очагов крупных землетрясений(отв. сост. Г.И. Рейснер, Е.А. Рогожин, Л.И. Иогансон).Каталогмеханизмов очагов землетрясений с М>= 6.0 Северной Евразии (отв. сост. Л.М. Балакина, А.И. Захарова, А.Г. Москвина).
n n Карта очаговой сейсмичности Северной Евразии (отв.сост. В.И. Уломов, Н.С. Медведева, Л.С. Шумилина, Т.П.Полякова).Картасейсмической регионализации Северной Евразии (сост. В.И. Уломов).
n n Карта новейшей тектоники Северной Евразии (гл. ред.А.Ф. Грачев).Карта активных разломов Северной Евразии (отв. ред. В.Г. Трифонов,А.И. Кожурин).
n n Карта сейсмогеологической таксономии территорииСеверной Евразии (отв. сост. Н.В.Шебалин, В.Г. Трифонов).Картасейсмотектоники шельфов (отв. сост. И.П. Кузин, А.И. Иващенко, Б.А.Ассиновская).
n n Методология идентификации и сейсмологическойпараметризации зон возникновения очагов землетрясений (отв. исп.В.И.Уломов).Карта зон возникновения очагов землетрясений(линеаментно-доменно-фокальная модель) на территорииСеверной Евразии и характеристика их сейсмического режима (отв. ред. В.И. Уломов).
n n Программно-математическое обеспечение расчетовсейсмической опасности (отв. исп. А.А. Гусев, В.М. Павлов, Л.С.Шумилина).Матрица цифровой информации о повторяемости сотрясений разнойинтенсивности в узлах квадратной сетки с ячейками 25х25км2, покрывающей всю территорию Северной Евразии(отв. сост. Л.С. Шумилина, Ш.С. Андержанов, Ю.М. Колесников, Н.С. Медведева).
n Комплект картрайонирования сейсмической опасности на территории Северной Евразиидля трех уровней риска (отв. сост. В.И. Уломов, Л.С. Шумилина)Принципиальнымотличием новой методологии от прежних приемов сейсмического районирования (и втом числе, от современных западных) является представление сейсмических очаговв виде протяженных (а не точечных) источников землетрясений, используемое навсех этапах исследований по ОСР-97 — от идентификации сейсмоактивных структур ипространственного распределения очагов разных магнитуд до расчета сейсмическойсотрясаемости земной поверхности. Осуществлен учет разнообразной нестандартнойинформации о региональной сейсмичности (структурирование поля сейсмичности,нелинейность графиков повторяемости землетрясений и затухания сейсмическогоэффекта и др.) и о сейсмических очагах (размер, ориентировка, моментныемагнитуды, сброшенное напряжение, размещение очагов в сейсмоактивном слое, а нена фиксированной глубине, как прежде и др.).
Использование прирасчетах сейсмической сотрясаемости повышенных значений частоты возникновенияземлетрясений с Ммах>= 6.5, наблюдаемых в каждом из сейсмоактивных регионов,привело к более реалистичным оценкам сейсмической опасности по сравнению с сильнозаниженными прежними оценками карты ОСР-78.
Усовершенствованаметодика расчета сейсмической опасности, позволяющая оперировать протяженнымисейсмическими очагами и вычислять амплитуды высокочастотных сейсмическихколебаний путем расчета поля излучения вокруг двумерного прямоугольногонекогерентного излучателя. Для учета влияния большого числа статистическизависимых факторов применена техника счета по Монте-Карло на основепротяженного во времени случайного каталога землетрясений.
Разработаны исозданы две основополагающие модели, необходимые для оценки сейсмическойопасности и общего сейсмического районирования Северной Евразии (СЕА):
а) модель зонвозникновения очагов землетрясений (зоны ВОЗ), включающая в себя три основныеструктурные элемента каждого из сейсмоактивных регионов — линеаменты, домены ипотенциальные очаги
землетрясений,параметризованные в соответствии с долговременным средним сейсмическим режимомкаждого из регионов СЕА;
б) модельсейсмического эффекта, создаваемого всеми структурными элементами зон ВОЗ иопределяющего сейсмическую сотрясаемость земной поверхности.
Созданный Комплекткарт ОСР-97 позволяет оценивать степень сейсмической опасности на трех разныхуровнях (А, В, С) в средних грунтовых условиях, характерных для соответствующихрегионов. Для территории Российской Федерации этот комплект принят ГосстроемРоссии для использования в Строительных нормах и правилах (СНиП)«Строительство в сейсмических районах»:
КартаОСР-97-А — соответствует 90%-ной вероятности не превышения расчетной интенсивности втечение 50 лет (или 10%-ной вероятности превышения) может быть предназначенадля массового гражданского и промышленного строительства;
КартаОСР-97-В — соответствует 95%-ной вероятности не превышения расчетной интенсивности втечение 50 лет (или 5%-ной вероятности превышения) — для объектов повышеннойответственности;
КартаОСР-97-С — 99%-нойвероятности не превышения расчетной интенсивности в течение 50 лет (или 1%-нойвероятности превышения) — для особо ответственных объектов.
/>
/>
/>
/>
Окончательноерешение о категорировании строительных объектов должно быть принято взаконодательном порядке Госстроем России или вышестоящими директивными органамистраны.
В соответствии скартами ОСР-97 (А, В и С) для территории России в таблице приведены размерыплощадей в тыс. кв. км (верхние строки) зон 6, 7, 8 и >= 9 баллов шкалыMSK-64 и в % (по отношению ко всей площади Российской Федерации). В нижнейстроке таблицы показаны аналогичные величины, но только в %, для карты ОСР-78 (%)без дифференциации зон балльности по периодам повторяемости сотрясений (т.е.без учета «индексов» 1,2,3).
Таблица
I 6 7 8 >=9 97-А2504,4
14,7 %
3025,5
17,7 %
1206,7
7,1 %
352,8
2,1 %
97-В2158,2
12,6 %
3140,8
18,4 %
1703,1
10,0 %
881,5
5,2 %
97-С2058,6
12,1 %
2239,2
13,1 %
3271,4
19,2 %
2461,5
14,4 %
1978 14,5% 8,8% 2,7% 2,7%Как видно изтаблицы, даже наиболее «рискованная» карта ОСР-97-А из новогокомплекта превосходит по размерам площадей разной балльности карту ОСР-78.Незначительное уменьшение площади 9-балльной зоны на карте ОСР-97-А,соответствующей I500 (т.е. Т=500 лет), происходит главным образом за счетПрибайкалья, где по карте ОСР-78 она показана с индексом 2, что соответствуетI1000 (т.е. Т=1000 лет).На карте же ОСР-97-В площадь 9-балльной зоныПрибайкалья увеличилась.
Менее всегопретерпела изменения 6-балльная зона, определенным образом изменяя своюконфигурацию от карты к карте. Остальные зоны увеличились по площади от 2-3 до5-7 раз по сравнению с картой ОСР-78, хотя общая их конфигурация изменилась вменьшей степени. Исключение составляет вся Восточно-Европейская платформа (ВЕП)и восточное Приуралье. Наиболее существенные изменения в сторону повышенияоценки сейсмической опасности произошли на Северном Кавказе и на Дальнем Востоке,особенно в Приморском крае.
Заключение.
Общее сейсмическоерайонирование территории Российской Федерации и всей Северной Евразии,предпринятое в 1991-1997 гг. Объединенным институтом физики Земли им.О.Ю.Шмидта РАН, впервые осуществлено на основе целостной методологии, единойпрогнозной карты сейсмичности и зон возникновения очагов землетрясений.Разработаны новые методы идентификации и сейсмологической параметризации зонвозникновения очагов землетрясений, отражающие иерархическое структурно-динамическоеединство геофизической среды и развивающихся в ней сейсмических процессов. Врешении практически всех задач сейсмического районирования использованывероятностно-детерминированные характеристики, учитывающие как закономерные,так и случайные факторы сейсмогенеза. Создан комплект новых карт общегосейсмического районирования Северной Евразии, принятый для территории России вкачестве нормативных документов, призванных обеспечить рациональноеземлепользование и сейсмостойкое строительство.
Карты общегосейсмического районирования (ОСР) являются основой для адекватной оценкисейсмической опасности и сейсмического риска. Они необходимы для детальногорайонирования (ДСР) сейсмоактивных территорий, микрорайонирования (СМР) городови населенных пунктов, для рационального землепользования и долгосрочногогосударственного социально-экономического планирования, для оценки сейсмическойуязвимости, сейсмического риска и обеспечения готовности к сейсмическимявлениям в каждом из конкретных регионов.
Комплект из трехкарт ОСР-97 составлен для оценки сейсмической опасности на трех уровнях (10%,5% и 1%) вероятности превышения значений интенсивности, указанной на каждой изкарт (А, В, С). Новая триада карт ОСР-97 предназначена заменить карту ОСР-78 ивсе временные схемы СР с их некорректной индексацией (1, 2, 3). Каждая из трехновых карт ОСР-97 отражает равновероятную величину сейсмической опасности навсей охватываемой ею территории.
Фиксация всегоогромного массива исходных и выходных данных в цифровом электронном виде вГеографический информационной системе является одним из фундаментальных отличийновой технологии сейсмического районирования по сравнению со всеми предыдущимии позволяет оперативно получать справочно-аналитическую информацию о всехпараметрах и использовать материалы ОСР-97 для создания на их основе карт болеекрупного масштаба (ДСР, СМР и др.), а также адекватно оценивать сейсмическуюопасность, сейсмический риск и уязвимость тех или иных регионов и страны вцелом. В случае выявления каких-либо дополнительных данных о сейсмическойугрозе (обнаружение не известных ранее палеосейсмодислокаций, новыхисторических сведений о прошлых землетрясениях, миграции сейсмическойактивизации и т.п.) банк данных ОСР-97 позволит оперативно вносить те или иныенеобходимые коррективы в расчеты сейсмической опасности и, соответственно, в еекартирование.
Новая методологияоценки сейсмической опасности и сейсмического районирования, а такжепрограммно-математическое обеспечение ее реализации, в отличие от западной, получиланазвание ВОСТОК-97 (Earthquake Adequate Sources Technology — EAST-97,Технология адекватных источников землетрясений) и была одобрена руководствомМеждународной программы GSHAP.
Организации- ответственные исполнители исследований по ОСР-97 территории РоссийскойФедерации.
Объединенныйинститут физики им. О.Ю. Шмидта Российской академии наук (Головная организация,Москва), Институт земной коры СО РАН (Иркутск), Институт геофизики СО РАН(Новосибирск), Якутский институт геологических наук СО РАН (Якутск), Институтморской геологии и геофизики ДВО РАН (Южно-Сахалинск), Институт вулканологииДВО РАН (Петропавловск-Камчатский), Институт вулканической геологии и геохимииДВО РАН (Петропавловск-Камчатский), Северо-восточный комплексный НИИ ДВО
РАН (Магадан).
Организации- соисполнители исследований по ОСР-97 территории Северной Евразии.
Опытно-методическаяэкспедиция АН Республики Азербайджан (Баку), Национальная служба сейсмическойзащиты Республики Армения (Ереван), Институт геологии АН Республики Армения(Ереван), Институт геофизики, геологии и геохимии АН Республики Беларусь(Минск), Институт геофизики АН Грузии (Тбилиси), Институт сейсмологии МН-НАНРеспублики Казахстан (Алматы), Институт геофизики и геологии АН РеспубликиМолдова (Кишинев), Институт сейсмостойкого строительства и сейсмологии АНТаджикистана (Душанбе), Институт сейсмологии АН Туркменистана (Ашгабад),Институт сейсмологии АН Республики Узбекистан (Ташкент), Институт геофизики АНУкраины (Киев).
Литература
“Общее сейсмическое районирование территории России исопредельных стран — ОСР-97”,.И.Уломов, Объединенныйинститут физики Земли Российской академии наук
www.ronl.ru
|
..:::Счетчики:::.. |
|
|
|
|