Может ли на Урале повториться сильнейшее землетрясение столетней давности? Большая энциклопедия нефти и газа. Все о землетрясениях: что это такое, как происходит, зачем его изучают и как спастись

О землетрясениях мы знаем мало. Одно очевидно: землетрясение легче предупредить, чем справляться с его последствиями. Пока развивается космическая геодезия, сейсмологи наблюдают за животными, прислушиваются к народным приметам и следят за водой.

Всем миром в режиме online

Одной из самых быстроразвивающихся методик предупреждения землетрясений является мониторинг популярных социальных сетей. Отслеживая микроблог «Твиттера» по тегам, ученые могут отслеживать и предугадывать сейсмические процессы.

Самым успешным случаем применения этой по настоящему революционной технологии можно назвать оперативное реагирование на землетрясение, произошедшее в 2011 году в американском штате Вирджиния. Тогда исследователям удалось проанализировать информацию из микроблога и принять упреждающие меры.
Существенную помощь могут оказать также сейсмические мониторы. Они находятся в свободной продаже. Пользователи, обычные граждане, смогут передавать данные своих мониторов c помощью Wi-Fi или смартфонов.

Этот способ предупреждения катастрофы получает сегодня все большее распространение. Справляться с угрозой «всем миром» при помощи Интернета – чем не пример благого использования Всемирной паутины?

Спасительный телеграф

Сегодня землетрясения предсказывают, в том числе, с помощью специальных приборов сейсмографов, которые реагируют на горизонтальные и вертикальные движения. Их предшественником был, как ни странно, телеграф.

В 1897 году иранский кассир и телеграфист Юсеф из города Кермана заметил необычный электромагнитный сигнал, зафиксированный прибором, а через несколько минут произошло землетрясение. 27 октября 1909 года в Иране снова произошло землетрясение, его эпицентр находился в 58 км к юго-востоку от Кермана. И снова оператор станции принял его «послание», зафиксировав необычные движения телеграфной иглы, после чего ему удалось предупредить людей, работавших в здании, и они успели эвакуироваться. Юсеф понял, по колебаниям почвы и передаче электрического импульса по проводам можно предупреждать катастрофу. Он опубликован статью, в которой написал, что «если создать более сложный прибор, необычные движения иглы будут прогнозировать землетрясение за несколько секунд до того, как оно произойдет. А если прибор оснастить большим колоколом, его звук услышат множество людей, и их жизни будут спасены». Согласно геологу Мануэлю Бербериану, открытие Юсефа осталось незамеченным. Возможно, потому, что нескольких секунд не всегда достаточно, чтобы даже выбежать из дома.

«И реки потекут вспять»

Это не страшная фраза из пророчества о конце света, а основной принцип предсказания землетрясений сегодня. Очаги землетрясения обнаруживают с помощью грунтовых вод. Подземные реки протекают, в том числе, в зонах, где создается новый очаг землетрясения. Естественно, что вода реагирует на движение породных масс, которые выдавливают ее или наоборот увеличивают объем за счет изменения объема трещин и микропустот. В результате, меняется само поведение грунтовых вод, которое приводит к изменению уровня воды в колодцах и поворачивает реки вспять. За переменами следят в специальных скважинах, где перед землетрясением вода мутнеет или нагревается.

Живой сигнал

Боязнь перед неожиданным землетрясением – еще один повод завести себе домашнего питомца. В мире давно бытует мнение, что животные более чувствительны к мельчайшим изменениям в окружающем мире, нежели люди. Науке известно множество примеров, когда перед первыми толчками звери начинали вести себя необычно – кошки носились по комнате, собаки становились агрессивными и убегали из дома. Сверхчувствительные способности приписывают даже рыбам, которые уже за несколько дней до толчков проявляют беспокойство, скапливаются в одном месте или выбрасываются на берег. Такое поведение животных не могло пройти мимо внимания ученых и не натолкнуть их на еще один, казалось бы, очевидный способ предсказания катастрофы. Но проблема заключается в том, что пока не выявлена закономерность и причина изменения поведения разных видов фауны – для исследователей это не более чем череда случайностей.

Народные методы

Китай считается одной из самых сейсмологически опасных зон. Поэтому у китайцев исторически выработались свои «народные» способы предсказания землетрясений, уникальные в каждой деревне – где-то уровень воды изменился, где-то змеи из насиженных гнезд повыползали, а в соседнем курятнике куры раскудахтались. Как ни странно, с большими погрешностями, но метод работал. Чтобы хоть как-то систематизировать «народные традиции» и сделать из них эффективное оружие против катастрофы, Мао Цзэдун наладил связь – районы-центр. Люди должны были сообщать по почте или телефону в специальное учреждение обо всех необычных явлениях, которые могли быть предшественниками бедствия. Система функционировала, но не долго. Предупредив таким способом одно сильное землетрясение, она развалилась сразу же после смерти Мао. Результаты не заставили себя ждать. В 1976 году никто не предупредил центр о приближающейся трагедии. На Китай обрушилось сокрушительное Таншанское землетрясение, в котором погибло несколько сотен человек.

Космическая геодезия

Наиболее эффективный способ предсказывать землетрясения сегодня – это использование метода космической геодезии. Задаются потенциально опасные точки, а потом со спутников наблюдается движение поверхности и изменения в этом районе. Полученные данные используются для прогнозов. Лучше всего эта система функционирует в Японии, Калифорнии (США), Потсдаме (Германия) и, конечно же, в Китае. В России способ пока не развит, мы располагаем около 30 таких GPS пунктов на Камчатке и Курилах, в остальных районах они практически не представлены. Тем не менее, по сбываемости прогнозов отстаем не сильно – у США 50%, у нас порядка 40%. Показатели, как можно заметить, не особо высокие. В мире, по-прежнему, не существует хорошей теории прогноза землетрясений.

Последний способ, описанный нами, вполне соответствует поговорке «из огня да в полымя». Речь идет о предупреждении грядущего сильного землетрясения, с помощью более слабых толчков – форшоков, которые обычно ему предшествуют. Так как высокая форшоковая активность может начаться за несколько дней перед настоящей катастрофой, у властей есть шанс спасти население. Например, Китайское сейсмологическое бюро на этом основании начало эвакуацию миллиона человек за день до сильного землетрясения в 1975 году. К сожалению, у этого способа есть свои подводные камни. Несмотря на то, что половине крупных землетрясений предшествуют форшоки, из общего числа землетрясений, форшоками являются только 5-10%. Это приводит к ложным предупреждениям, которые слишком дорого обходятся государству.

Источник миниатюры: wikipedia.org

Cтраница 1


Повторяемость землетрясений: землетрясения могут повторяться в тех местах, где они уже были. Потому зарегистрированные землетрясения задают нижнюю границу максимальных магнитуд землетрясений. Однако выделение областей только по максимальным зарегистрированным землетрясениям дает заниженную оценку из-за короткого интервала наблюдений. Следовательно, вблизи очаговых зон зарегистрированных землетрясений возможны землетрясения с такими же магнитудами в будущем.  

Хотя повторяемость землетрясений быстро увеличивается с уменьшением магнитуды, энергия, высвобождаемая при каждом землетрясении и подсчитанная с помощью любой из формул предыдущего раздела, уменьшается еще быстрее. Поэтому, если рассмотреть землетрясения за ограниченный промежуток времени в любой определенной области или на всем земном шаре, то вообще найдем, что высвобождение энергии в основном имеет место при сравнительно немногих землетрясениях самой большой магнитуды. Это имеет прямое отношение к известной идее о том, что слабые землетрясения могут служить в качестве предохранительного клапана, безопасно освобождая энергию, которая в противном случае могла бы проявиться в виде сильных землетрясений.  

От категории повторяемости землетрясений зависит также и значение коэффициента сочетания усилий от различных нагрузок.  

Для зданий, возводимых в сейсмических районах с повторяемостью землетрясений 1, 2, 3, значения Y следует умножать на 0 85; 1 или 1 15 соответственно.  

Для зданий, возводимых в сейсмических районах с повторяемостью землетрясений 1 2 3, значения i следует умножать на 0 85; 1 или 1 15 соответственно.  


Методика оценки закономерностей динамики сейсмического режима изучает вариации углового коэффициента наклона графика повторяемости землетрясений и моделирует форшоковые последовательности с помощью уравнения саморазвивающихся процессов.  

Землетрясения расчетной интенсивности, измеряемые в баллах, подразделены на три категории в зависимости от их средней повторяемости: I категория - раз в 100 лет; II категория - раз в 1ООО лет; III категория - раз в 10ООО лет. Причем нормы обращают внимание на то, что районы строительства с I категорией повторяемости землетрясений являются наиболее опасными для прочности и устойчивости проектируемых сооружений.  

Подсистема генерирования сеточных признаков позволяет преобразовать исходные данные в признаки, адекватные модели прогнозируемого явления. Подсистема позволяет создавать сеточные модели, выявляющие пространственные свойства точечных и линейных объектов, такие как, например, поле сейсмической активности, поле наклона графика повторяемости землетрясений, поля плотности и взвешенной по атрибутивным значениям плотности точек, поля расстояний до точечных или линейных объектов, поля суммарной длины линий в скользящем окне произвольного радиуса, производить нелинейную фильтрацию растровых полей, вычислять произвольные функции нескольких исходных сеточных полей, конструируемых из элементарных функций с использованием алгебраических и логических операций.  

Здесь, следуя A.M. Яглому и Е.А. Новикову , на примере локально однородной и локально изотропной турбулентности мы изложим основные моменты описания таких систем. Известные законы турбулентности будут получены путем рассмотрения поведения лагранжевых жидких частиц. Таким образом объясняется закон Гутенберга-Рихтера повторяемости землетрясений в зависимости от их интенсивности.  

Этот подход не дает ожидаемого времени будущих землетрясений, пока не используются иные признаки. Моги и Келлер с сотрудниками предположили, что главные землетрясения могут мигрировать вдоль основных сейсмических поясов. Более объективный метод состоит в оценке степени повторяемости землетрясений по степени напряжений или путем анализа прежних данных. По-видимому, между gN и М имеется линейная связь (N - число землетрясений с магниту - дой, большей, чем М), и это соотношение применимо во всех пространственных масштабах - от местных до глобальных. Значение Ъ меняется также со временем в данном районе, и это может быть использовано для предсказания будущего землетрясения.  

Из анализа эмпирических данных следует, что и водохранилищные, и нагнетательные землетрясения ассоциированы с системой имеющихся в данном регионе земной коры разломов. Это имеет место, в частности, и для Ромашкинского региона. Это в соответствии с теоретическим анализом природы закона повторяемости означает, что воздействие на массив, передаваемое от водохранилища или при нагнетании жидкости в скважины, активизирует больше разломов в массиве (активизирует объем массива), чем это происходит в случае естественных землетрясений, очаги которых распределяются лишь по системе активных разломов, порождая нормальный наклон кривой повторяемости землетрясений.  

Сначала рассматриваются непрерывные, случайные процессы. Их примерами в работе является локально однородная и изотропная турбулентность Колмогорова-Обухова, описанная в 1941 г. в основном соображениями подобия и размерности, частотный спектр морского волнения, полученный Захаровым в 1966 г., статистическая структура рельефа поверхности планеты. Затем 0 рассматривается статистика потока событий. Основной в работе формуле (4) дается теоретико-вероятностная интерпретация, с помощью которой объяснены многие эмпирические кумулятивные распределения частота - размер, типа закона Гутенберга-Рихтера для повторяемости землетрясений. С помощью практически важной простой формулы (13) оценивается скорость генерации энергии, высвобождаемой при событиях. С ее помощью для примера найдено, что скорость генерации энергии, высвобождаемой при землетрясениях, порядка 0 1 % от мощности полного геотермического потока.  

Глава II посвящена результатам исследований различных волновых процессов в атмосфере. В главе III дается анализ динамики планетных атмосфер с использованием теории подобия. Результаты исследований по теории климата и его изменений представлены в главе IV. В этой главе, в том числе, отмечены экстремальные свойства климатической системы, проблемы ядерной зимы, моделирования уровня Каспия, сезонных вариаций температуры мезосферы, изменений состава атмосферы над Россией. Глава V посвящена исследованиям конвекции в мантии, в атмосфере Земли и в океане. Конвекция с учетом вращения изучается теоретически и в лабораторных экспериментах с приложениями к глубокой конвекции в океане, в жидком ядре Земли, для описания энергетических режимов ураганов. В главе VI проведен анализ статистики и энергетики разнообразных природных процессов и явлений. Приведены результаты исследований по общей теории статистики природных процессов и явлений как случайных блужданий в пространстве импульсов, позволяющие единым образом вывести их закономерности. Исследованы Колмогоровская турбулентность, морское волнение, закон повторяемости землетрясений. Особое место занимает глава VII, характеризующая широту интересов автора.  

Нарушение условий равновесия внутренних слоев земли, происходящее в результате землетрясений, сопровождается возникновением упругих колебаний (сейсмических волн) в горных породах. Место внутри земной коры, где произошло нарушение равновесия ее слоев, называется гипоцентром, или очагом землетрясения; точка же земной поверхности, ближайшая к гипоцентру, называется эпицентром. Гипоцентр и эпицентр землетрясения-не точки, но области, имеющие известное протяжение и весьма растянутые. От гипоцентра землетрясения расходятся во все стороны сейсмич. Наиболее сильные и разрушительные сотрясения наблюдаются в эпицентре. Они возникают только среди рыхлых отложений, амплитуда их весьма велика, скорость всего 4 м / ск, им не могут сопротивляться ни почва ни здания. Продолжительность и число сотрясений, а также промежутки между отдельными ударами, весьма разнообразны при каждом землетрясении. Повторяемость землетрясений, выражающаяся в частом проявлении их в какой-либо области, и наибольшая степень их напряженности определяют понятие сейсмичности страны. На карте земли можно выделить области сейсмичны е-потрясаемые часто и разрушительно, пенесейсмичные - потрясаемые часто и сильно и асейсмичны е - потрясаемые редко и слабо или вовсе не потрясаемые. Для обозначения силы землетрясений руководствуются интенсивностью разрушительных последствий их; в этом отношении почти во всеобщее употребление вошла шкала Росс и - Ф о р е л я, разделяющая землетрясения на 10 классов: от незаметных непосредственному наблюдению и обнаруживаемых лишь чувствительными сейсмографами микроеейс-мич. Шкала Росси-Фореля, давая очень подробные подразделения для слабых ударов, недостаточна для ударов более сильных. Поэтому в практике итальянских сейсмологов принята шкала Меркалли с 12 классами.  

Землетрясения - природное явление, которое и сегодня привлекает внимание ученых не только за счет своей малой изученности, но и непредсказуемости, способной наносить вред человечеству.

Что такое землетрясение?

Землетрясением называется подземный толчок, который может ощущаться человеком в значительной мере в зависимости от мощности колебания земной поверхности. Землетрясения не представляют собой редкость и ежедневно возникают в разных точках планеты. Зачастую большая часть землетрясений возникает на дне океанов, что позволяет избежать катастрофических разрушений в пределах густонаселенных городов.

Принцип возникновения землетрясений

Что вызывает землетрясения? Землетрясения могут быть вызваны как естественными причинами, так и искусственными, которые возникают по вине человека.

Чаще всего землетрясения происходят из-за разломов тектонических плит и их быстрого смещения. Для человека разлом не ощутим до того момента, пока энергия, образовавшаяся от разрыва горных пород, не начнет вырываться к поверхности.

Как происходит землетрясения по неестественным причинам? Достаточно часто человек по своей неосторожности провоцирует появление искусственных толчков, которые по своей мощности совсем не уступают природным. Среди таких причин можно выделить следующие:

  • - взрывы;
  • - перезаполненность водохранилищ;
  • - наземный(подземный)ядерный взрыв;
  • - обрушения в шахтах.

Место разрыва тектонической плиты - это очаг землетрясения. От глубины его расположения будет зависеть не только сила потенциального толчка, но и его продолжительность. Если очаг располагается в 100 километрах от поверхности, то его сила будет более чем ощутима. Вероятней всего, это землетрясение повлечет за собой разрушение домов и сооружений. Возникнув в море, такие землетрясения вызывают цунами. Однако, очаг может располагаться и намного глубже - 700 и 800 километрах. Такие явления не опасны и могут зафиксироваться только при помощи специальных приборов - сейсмографов.

Место, в котором землетрясение проявляет наибольшую мощность, называется эпицентром. Именно этот участок земли считается наиболее опасным для существования всего живого.

Изучение землетрясений

Детальное изучения характера землетрясений позволяет предупредить многие из них и сделать жизнь населения, проживающих в опасных местах, более спокойной. Для определению мощности и измерения силы землетрясения используют два основных понятия:

  • - магнитуда;
  • - интенсивность;

Магнитудой землетрясения называют меру, при помощи которой измеряют энергию, выделяющуюся в ходе освобождения из очага в виде сейсмических волн. Шкала магнитуды позволяет безошибочно определить истоки колебаний.

Интенсивность измеряется в баллах и позволяет определить соотношение магнитуды толчков и их сейсмической активности от 0 до 12 баллов по шкале Рихтера.

Особенности и признаки землетрясений

В независимости от того из-за чего происходит землетрясение и в какой местности оно локализируется, его длительность будет приблизительно одинаковой. Один толчок в среднем длится 20-30 секунд. Но в истории зафиксированы случаи, когда единичный толчок без повторов мог длиться до трех минут.

Признаками приближающегося землетрясения служит беспокойство животных, которые почуяв малейшие колебания поверхности земли, стараются уйти от злополучного места подальше. Другими признаками скорого землетрясения служат:

  • - появление характерных облаков в виде продолговатых лент;
  • - изменение уровня воды в колодцах;
  • - сбои в работе электротехники, мобильных телефонов.

Как вести себя при землетрясениях?

Как вести себя во время землетрясения, чтобы сохранить свою жизнь?

  • - Сохранять рассудительность и спокойствие;
  • - Находясь в помещении, ни в коем случае не прячьтесь под хрупкой мебелью, например, под кроватью. Лягте рядом с ними в позе эмбриона и прикройте голову руками (либо защитите голову чем-то дополнительно). При обрушении кровли, она упадет на мебель и может образоваться прослойка, в которой вы и окажетесь. Важо выбрать крепкую мебель, у которой самая широкая часть стоит на полу, т.е эта мебель не может упасть;
  • - Находясь на улице, отойдите от высоких зданий и сооружений, линий электропередач, которые могут разрушиться.
  • - Закройте рот и нос мокрой тряпкой для предотвращения попадания пыли и гари в случае возгорания какого-либо объекта.

Если вы заметили пострадавшего человека в здании, то дождитесь окончания толчков и только тогда пробирайтесь в помещение. В противном случае, оба человека может оказаться в ловушке.

Где не бывает землетрясений и почему?

Землетрясения возникают в местах разломов тектонических плит. Поэтому, страны и города, находящиеся на цельной тектонической плите без разломов, могут не беспокоиться о своей безопасности.

Австралия является единственным в мире континентом, который не находится на стыке литосферных плит. На нем отсутствуют действующие вулканы и высокие горы и, соответственно, отсутствуют землетрясения. Также землетрясений нет в Антарктике и Гренландии. Наличие огромной тяжести ледяного панциря препятствует распространению подземных толчков по поверхности земли.

Вероятность возникновения землетрясений на территории Российской Федерации достаточно высока в скалистой местности, где наиболее активно наблюдается смещение и движение горных пород. Так, высокая сейсмичность отмечается в Северном Кавказе, на Алтае, в Сибири и на Дальнем Востоке.

Землетрясения могут сопровождаться предшествующими и последующими толчками, получившими соответственно название форшоков и афтершоков. Форшоки можно было бы рассматривать в качестве предвестников землетрясений. Однако в среднем они отмечаются для очень небольшого количества сильных землетрясений. Так, например, по районам Японии только пятая часть крупных землетрясений предваряется наличием форшоков. При этом они чаще всего начинаются за несколько суток до основного события, а количество их и интенсивность возрастают по мере приближения к главному толчку. В некоторых работах приводятся данные о том, что перед сильным землетрясением отмечается дефицит сейсмической активности. В целом сведения о форшоках тектонических землетрясений весьма противоречивы, так как в большинстве случаев даже постфактум очень трудно решить относится ли данное событие к форшоку или оно представляет собой флуктуацию фоновых землетрясений. Отметим, что форшоки, как правило, сопровождают относительно сильное техногенное землетрясение, проявляющееся в процессе заполнения искусственных водохранилищ.

Приведенный пример техногенных форшоков дает некоторую возможность высказать по аналогии предположение, что форшоки тектонических землетрясений могут появиться при определенных структурных особенностях среды в том случае, когда существует режим регулярного увеличения напряжений в некоторой области, совпадающей с гипоцентральной зоной главного толчка, либо в зоне прилегающей к ней.

К значительно более устойчивым явлениям следует отнести афтершоки. Детальные инструментальные наблюдения показывают, что афтершоковый процесс имеет место практически при всех достаточно сильных землетрясениях. К настоящему времени специалисты приходят к выводу, что в случае большой глубины афтершоки появляются значительно реже, чем при нормальных землетрясениях.

Обычно предполагается, что афтершоковый процесс может быть при любой величине землетрясения, хотя доказать это с полной определенностью трудно, в том числе из-за ограниченной чувствительности аппаратуры. Попутно отметим, что достаточно сильные афтершоки порождают афтершоки второго порядка. Как и при обычном (фоновом) процессе, афтершоки могут быть различной силы, т. е. распределяться в соответствии с законом повторяемости. Чаще всего афтершоки большой интенсивности появляются, через относительно короткие интервалы после главного толчка. Вместе с тем даже наиболее сильные афтершоки всегда меньше по энергии, чем порождающее их землетрясение.

Важным вопросом в проблеме афтершоков является связь место положения гипоцентров афтершоков с фокальной областью главного толчка. Многие авторы, анализируя имеющиеся экспериментальные данные, приходят к выводу, что большая часть очагов афтершоков располагается либо в пределах зоны главного толчка, либо в непосредственной близости от нее. Если очаг основного землетрясения сильно вытянут вдоль разлома, то нередко гипоцентры афтершоков концентрируются на концах тектонического шва. Вместе с тем нельзя не согласиться с некоторыми авторами, что гипоцентры афтершоков могут располагаться на значительном удалении от очаговой зоны. Это вытекает из того, что афтершоки относятся к категории возбужденных землетрясений и сфера влияния сильного события в сейсмоактивной области может быть достаточно большой, если поле напряжений в среде было близко к критическому.


Незначительные толчки бывают часто, но об этом знают только очень чуткие приборы. Но не так часто случаются и сильные толчки, которые не так просто остановить. Это значит, что землетрясения редко происходят в одиночку, гораздо чаще - парами, группами, роями, в особенности сильные. За сильными обычно следует множество толчков постепенно убывающей силы, хотя некоторые из них могут быть лишь немного слабее основного. Такие последующие толчки называют афтершока-ми (от англ. after - «после» и shock - «удар», «толчок»). После сильного землетрясения афтершоки дают целый «концерт» с меняющимися ритмом, частотой и силой ударов. Подобные «концерты» могут длиться несколько суток, недель и месяцев. Бывает, что земля не может успокоиться по нескольку лет.

Значительно реже перед сильным землетрясением возникают предшествующие толчки - форшоки (от англ. foreshock - «предварительный толчок»). Они как бы предупреждают, что Сейсмос проснулся. Известно немало случаев, когда именно после первых слабых толчков люди покидали дома и тем самым спасались от последующего, более сильного сотрясения. Например, во время катастрофического землетрясения в Армении в 1988 г. в Спитаке и Ленинакане (сейчас город Гюмри) некоторым жителям с хорошей реакцией удалось спастись, выбежав из квартир и спустившись по лестницам ещё до главного толчка, разрушившего многие дома.