Сейсмические явления

 

Сейсмические явления -это особый вид движения земной коры и астеносферы.Они выражаются в волновых упругих колебаниях и вызывают устойчивые деформации земной коры.

По своей природе землетрясения могут быть денудационными, вулканическими, тектоническими и техногенными.Денудационные землетрясения возникают в результате толчка из-за обрушения массива горной породы. Чаще всего такие обрушения происходят на некоторой глубине от земной поверхности и связаны с разрушением природных сводов в подземных пустотах при разрастании последних до очень больших размеров.

Денудационные землетрясения характерны для карстовых районов, почему их иногда называют карстовыми землетрясениями.Однако большие обвалы могут возникнуть и на поверхности земли, поэтому название «денудационные» является более общим. Денудационные землетрясения вызываются толчками малой мощности, а возникающие при этом колебательные движения земной коры незначительны и распространяются на небольшие расстояния.

Вулканические землетрясения могут возникать при извержениях вулкана.причиной таких землетрясений могут быть обрушения кровли и стенок больших пустот, образующихся под вулканами вследствие источения больших количеств лавы. В этой форме вулканические землетрясения по своему действию аналогичны денудационным, кроме того, вулканические землетрясения могут быть вызваны взрывом магматических газов в недрах вулкана.

Интенсивность этих землетрясений значительно больше, чем денудационных, однако вулканические землетрясения, так же как и денудационные, распространяются на сравнительно небольших территориях.

Тектонические землетрясения являются следствием тектонических процессов происходящих в толщах земной коры. Их воздействие распространяется на громадные территории и вызывает разрушительные последствия как в земной коре, так и в различных зданиях и сооружениях, построенных на ее поверхности.

Тектонические землетрясения рассматриваются как основной вид землетрясений. Кроме природных причин землетрясения могут вызываться инженерной деятельностью людей.Ядерные и обычные подземные взрывы, быстрое заполнение горных ущелий водой при создании глубоких водохранилищ-все это может стать причиной землетрясения.

Землетрясения, возникающие в результате инженерной деятельности людей, называют инженерными или техногенными. В. Д.  Ломтадзе отмечает, что обводнение массивов горных пород, вызванное строительством плотин, резко повышает сейсмическую активность территорий. Повышение сейсмической активности в связи с обводнением зависит от состава горных пород и строения их толщи.

В недрах Земли всегда можно установить очаг, в котором произошел разрыв, вызвавший землетрясение.Такой очаг называют гипоцентром землетрясения. Глубина залегания гипоцентров землетрясений различна и достигает 700 км.В зависимости от глубины гипоцентра различают землетрясения поверхностные при глубине гипоцентра до 50 км, промежуточные-от 50 до 300 км и глубинные-с глубиной гипоцентра более 300 км.

Если через гипоцентр провести земной радиус , то точку пересечения этого радиуса с земной поверхностью называют эпицентром землетрясения.очевидно, эпицентр является проекцией гипоцентра на земную поверхность.В тех случаях, когда эпицентр землетрясения оказывается не на поверхности суши, а на дне моря, землетрясение называют моретрясением.

Получили широкую известность громадные морские волнения -цунами, возникающие в Тихом океане, как следствие моретрясения. При землетрясениях в литосфере от одного и того же толчка возникает два вида движения: сотрясательные и колебательные.

Рисунок-1. Схема выходов сейсмических лучей от гипоцентра землетрясения на поверхность земли

Схема выходов сейсмических лучей от гипоцентра землетрясения на поверхность земли

Допустим, что точка Г на рисунке-1 соответствует гипоцентру землетрясения, точка Э-эпицентру, а точки А, Б и В лежат на земной поверхности .Прямые соединяющие точки земной поверхности с гипоцентром, называют сейсмическими лучами. Расстояние ГЭ ( рисунок-1) является кратчайшим от гипоцентра до земной поверхности. Поэтому в эпицентре тектонический толчок будет воспринят как прямой удар снизу вверх, вызывающий сотрясение, иногда сопровождаемое вращением.

В других точках земной поверхности тектонический толчок будет ощущаться как боковой и несколько позднее. При этом чем дальше точка расположена от гипоцентра, тем больше заметен переход сотрясательного движения в смешанное сотрясательно-колебательное и далее в колебательное.Характер этого перехода определяется расстоянием от гипоцентра до точек земной поверхности или, что то же самое, углом α между сейсмическим лучем и земной поверхностью.Угол α называют углом выхода удара. Из рисунка -1 видно, что чем глубже находится гипоцентр, тем на больших расстояниях ощущается землетрясение.

Природа сейсмических колебаний

Вследствие освобождения энергии в гипоцентре землетрясения создается давление на окружающие горные породы.Это давление вызывает два вида колебаний: продольные и поперечные. Поперечные сейсмические волны проходят только через твердую среду , обладающую упругостью формы. Через жидкую и газообразную они не проходят.

Продольные волны распространяются во всех трех фазовых состояниях вещества(жидких, газообразных и твердых). На границе раздела двух разнородных сред они преломляются и частично отражаются ( исключение из этого правила составляют волны, возникающие на свободной поверхности жидкости или на границе двух несмешивающихся жидкостей, при этом они совершают продольные колебания.

Скорость и направление упругих колебаний находятся в функциональной зависимости от свойств той среды, в которой они распространяются, то есть от свойств тех веществ, которые слагают Землю.Если бы Земля состояла из одного и того же вещества, то сейсмические волны не изменяли бы своего направления и скорости( смотри статью Строение Земли, рисунок-4).Состояние масс, слагающих ядро Земли, таково, что дошедшие до них сейсмические лучи отражаются .

Отраженные лучи, подобно прямым, достигают земной земной поверхности, но уже в других точках.Прямые и отраженные сейсмические лучи, достигнув земной поверхности, также отражаются от нее, образуя вторичные лучи. Сейсмический луч, многократно отраженный от земной поверхности и ядра, постепенно теряет свою силу и затухает.Образование отраженных лучей служит причиной возникновения сейсмических явлений в точках земной поверхности, весьма удаленных от гипоцентра землетрясения( смотри рисунок-2).В оболочках Земли лучи колебаний имеют вид дуг, а позади ядра они концентрируются.

Рисунок-2. Распространение упругих колебаний в теле Земли

Распространение упругих колебаний в теле Земли

Эпицентр землетрясения следует рассматривать не только, как некоторое геометрическое понятие.Сейсмические волны, достигнув эпицентра, возбуждают новые поперечные волны, называемые длинными или поверхностными. Поверхностные волны обладают только поперечными колебаниями, скорость их распространения значительно меньше, чем у внутренних волн, и равна 3,5 км/с.  С. А. Яковлев очень образно сравнивает поверхностные сейсмические волны с волнами, образующимися на поверхности воды от брошенного камня.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.