زمین لرزه ها گاهی به سطوح شدید می رسند و هنوز نمی توان زمان و مکان وقوع آنها را پیش بینی کرد. آنقدر انسان را ناتوان می ساختند که دائماً از زلزله می ترسید. در بسیاری از کشورها افسانه عامیانهآنها را با شورش هیولاهای غول پیکری که زمین را روی خود نگه داشته اند پیوند می دهد.

اولین ایده های سیستماتیک و عرفانی در مورد زلزله در یونان بوجود آمد. ساکنان آن اغلب شاهد فوران‌های آتشفشانی در دریای اژه بوده و از زلزله‌هایی که در سواحل دریای مدیترانه رخ می‌دهد و گاهی با امواج جزر و مدی (سونامی) همراه می‌شوند، رنج می‌برند. بسیاری از فیلسوفان یونان باستان برای این پدیده های طبیعی توضیحات فیزیکی ارائه کردند. برای مثال، استرابون متوجه شد که زلزله‌ها بیشتر در ساحل رخ می‌دهند تا دور از دریا. او نیز مانند ارسطو معتقد بود که زلزله در اثر بادهای شدید زیرزمینی ایجاد می شود که مواد قابل اشتعال را مشتعل می کند.

در آغاز این قرن، ایستگاه های لرزه نگاری در بسیاری از نقاط جهان ایجاد شد. آنها دائماً لرزه نگارهای حساسی را کار می کنند که امواج لرزه ای ضعیف ایجاد شده توسط زمین لرزه های دور را ثبت می کند. به عنوان مثال، زلزله 1906 سانفرانسیسکو به وضوح توسط ده ها ایستگاه در تعدادی از کشورهای خارج از ایالات متحده از جمله ژاپن، ایتالیا و آلمان ثبت شد.

اهمیت این شبکه جهانی لرزه نگاری در این بود که مستندسازی زمین لرزه ها دیگر به داستان های احساسات ذهنی و اثرات مشاهده شده بصری محدود نمی شد. یک برنامه همکاری بین المللی ایجاد شد که امکان تبادل سوابق زلزله را فراهم می کرد که به تعیین دقیق محل منابع کمک می کرد. برای اولین بار آماری از زمان وقوع زلزله و پراکندگی جغرافیایی آنها به دست آمد.

کلمه "سونامی" از زبان ژاپنی گرفته شده و به معنای "موج غول پیکر در بندر" است. سونامی در سطح اقیانوس در نتیجه فوران آتشفشان های زیر آب یا زمین لرزه رخ می دهد. توده های آب شروع به نوسان می کنند و به تدریج به آرامی شروع به حرکت می کنند، اما حامل انرژی عظیمی هستند که از مرکز در همه جهات پخش می شود. طول موج، یعنی فاصله یک کوه آبی تا کوه دیگر از 150 تا 600 کیلومتر است. تا زمانی که امواج لرزه ای در عمق قرار دارند، ارتفاع آنها از یک متر بیشتر نمی شود و کاملا بی ضرر هستند. قدرت هیولایی یک سونامی فقط در سواحل شناسایی می شود. در آنجا امواج کاهش می یابد، آب به ارتفاعات باورنکردنی بالا می رود. هر چه ساحل شیب بیشتری داشته باشد، امواج بلندتر می شوند. مانند جزر و مد شدید، آب ابتدا از ساحل دور می شود و کف آن را برای کیلومترهای کامل نمایان می کند. سپس در عرض چند دقیقه دوباره برمی گردد. ارتفاع امواج می تواند به 60 متر برسد و آنها با سرعت 90 کیلومتر در ساعت به ساحل می روند و هر چیزی را که در مسیرشان باشد با خود جارو می کنند.

متعاقباً، توانایی تعیین با دقت یکسان مکان زلزله‌های با قدرت متوسط ​​در هر ناحیه از سطح زمین در نتیجه ایجاد - به ابتکار ایالات متحده - یک مجموعه اندازه‌گیری به نام استاندارد جهانی به شدت افزایش یافت. شبکه لرزه نگار (WWWSSN).

شدت زلزله در سطح زمین بر حسب نقطه اندازه گیری می شود. کشور ما مقیاس بین المللی M8K-64 (مقیاس مدودف، اسپونهوتر، کارنیک) را پذیرفته است که بر اساس آن زمین لرزه ها بر اساس شدت ضربه های روی سطح زمین به 12 نقطه تقسیم می شوند. به طور معمول، آنها را می توان به ضعیف (1-4 امتیاز)، قوی (5-8 امتیاز) و قوی ترین یا مخرب (8 امتیاز و بالاتر) تقسیم کرد.

در طول یک زلزله 3 ریشتری، ارتعاشات توسط افراد کمی و فقط در داخل خانه مشاهده می شود. در 5 نقطه - اشیاء آویزان می چرخند و همه افراد در اتاق متوجه لرزش می شوند. در 6 نقطه - آسیب در ساختمان ها ظاهر می شود. با امتیاز 8، ترک هایی در دیوارهای ساختمان ها ظاهر می شود، قرنیزها و لوله ها فرو می ریزند. زلزله 10 ریشتری با تخریب عمومی ساختمان ها و بهم ریختن سطح زمین همراه است. بسته به شدت لرزه ها، کل روستاها و شهرها می توانند ویران شوند.

1.2 عمق منابع زلزله

زلزله به سادگی لرزش زمین است. امواجی که باعث زلزله می شوند امواج لرزه ای نامیده می شوند. درست مانند امواج صوتی که از گونگ در هنگام برخورد با آن ساطع می شود، امواج لرزه ای نیز از برخی منابع انرژی که در جایی در لایه های بالایی زمین قرار دارد منتشر می شوند. اگرچه منبع زمین لرزه های طبیعی حجمی از سنگ را اشغال می کند، اغلب راحت است که آن را به عنوان نقطه ای که امواج لرزه ای از آن تابش می کنند، تعریف کنیم. به این نقطه کانون زلزله می گویند. در هنگام زلزله های طبیعی، البته در عمقی زیر سطح زمین قرار دارد. در زمین لرزه های دست ساز، مانند انفجارهای هسته ای زیرزمینی، تمرکز نزدیک به سطح است. نقطه ای از سطح زمین که مستقیماً بالای کانون زلزله قرار دارد، کانون زلزله نامیده می شود.

مراکز زلزله تا چه اندازه در بدنه زمین قرار دارند؟ یکی از اولین اکتشافات شگفت‌انگیز زلزله‌شناسان این بود که اگرچه بسیاری از زمین‌لرزه‌ها در اعماق کم متمرکز هستند، اما در برخی مناطق صدها کیلومتر عمق دارند. چنین مناطقی عبارتند از آند آمریکای جنوبی، جزایر تونگا، ساموآ، نیوهبرید، دریای ژاپن، اندونزی، آنتیل در دریای کارائیب. همه این مناطق دارای گودال های عمیق اقیانوسی هستند. به طور متوسط، فراوانی زمین لرزه ها در اینجا به شدت در اعماق بیش از 200 کیلومتر کاهش می یابد، اما برخی از کانون ها حتی به عمق 700 کیلومتر می رسند. زمین لرزه هایی که در اعماق 70 تا 300 کیلومتری رخ می دهند کاملاً خودسرانه به عنوان زمین لرزه های متوسط ​​طبقه بندی می شوند و زلزله هایی که در اعماق حتی بیشتر رخ می دهند فوکوس عمیق نامیده می شوند. زمین لرزه های متوسط ​​و عمیق نیز دور از منطقه اقیانوس آرام رخ می دهد: در هندوکش، رومانی، دریای اژه و زیر قلمرو اسپانیا.

لرزه هایی با کانون کم عمق آنهایی هستند که کانون آنها مستقیماً در زیر سطح زمین قرار دارد. این زمین لرزه های کم عمق هستند که بیشترین تخریب را ایجاد می کنند و سهم آنها 3/4 کل انرژی آزاد شده در سراسر جهان در هنگام زلزله است. برای مثال، در کالیفرنیا، تمام زمین لرزه هایی که تاکنون شناخته شده اند، کانونی کم عمق بوده اند.

در بیشتر موارد، پس از زلزله‌های کم عمق متوسط ​​یا شدید در همان منطقه، زلزله‌های متعددی با بزرگی کمتر در عرض چند ساعت یا حتی چند ماه مشاهده می‌شود. آنها پس لرزه نامیده می شوند و تعداد آنها در هنگام یک زلزله واقعاً بزرگ گاهی اوقات بسیار زیاد است.

پیش از وقوع برخی زمین لرزه ها، تکانه های اولیه از همان منطقه منبع رخ می دهد - پیش لرزه ها. فرض بر این است که می توان از آنها برای پیش بینی شوک اصلی استفاده کرد.

1.3 انواع زلزله

در گذشته نه چندان دور، به طور گسترده اعتقاد بر این بود که علل زمین لرزه ها در تاریکی ناشناخته ها پنهان می شوند، زیرا آنها در اعماق بسیار دور از حوزه رصد انسان رخ می دهند.

امروزه می توان ماهیت زمین لرزه ها و بیشتر ویژگی های قابل مشاهده آنها را از منظر تئوری فیزیکی توضیح داد. مطابق با نماهای مدرن، زمین لرزه ها منعکس کننده روند دگرگونی مداوم زمین شناسی سیاره ما هستند. حال بیایید نظریه منشأ زمین لرزه ها را که در زمان ما پذیرفته شده است و اینکه چگونه به ما در درک بهتر ماهیت آنها و حتی پیش بینی آنها کمک می کند، در نظر بگیریم.

اولین گام برای پذیرش دیدگاه‌های جدید، شناخت ارتباط نزدیک بین مکان‌های مناطقی از کره زمین است که بیشتر در معرض زلزله هستند و مناطق جدید و فعال زمین از نظر زمین‌شناسی. بیشتر زمین لرزه ها در حاشیه صفحات رخ می دهند: بنابراین نتیجه می گیریم که همان نیروهای زمین شناسی یا زمین ساختی جهانی که کوه ها، دره های شکافی، پشته های اقیانوسی میانی و ترانشه های اعماق دریا را ایجاد می کنند، همان نیروهایی هستند که علت اصلی زمین لرزه های بزرگ هستند. ماهیت این نیروهای جهانی در حال حاضر کاملاً مشخص نیست، اما شکی نیست که ظهور آنها به دلیل ناهمگنی دما در بدن زمین است - ناهمگونی هایی که به دلیل از دست دادن گرما توسط تشعشع به فضای اطراف ایجاد می شود. از سوی دیگر به دلیل افزودن گرمای حاصل از فروپاشی عناصر رادیواکتیو موجود در سنگها.

معرفی طبقه بندی زلزله ها با توجه به نحوه شکل گیری آنها مفید است. زلزله های تکتونیکی رایج ترین هستند. آنها زمانی به وجود می آیند که تحت تأثیر نیروهای زمین شناسی خاص، پارگی در سنگ ها رخ می دهد. زلزله های تکتونیکی مهم هستند اهمیت علمیبرای آگاهی از روده های زمین و عظیم اهمیت عملیبرای جامعه بشری، زیرا آنها خطرناک ترین پدیده طبیعی را نشان می دهند.

با این حال، زلزله به دلایل دیگری نیز رخ می دهد. نوع دیگری از لرزش ها همراه با فوران های آتشفشانی است. و در زمان ما، بسیاری از مردم هنوز بر این باورند که زلزله عمدتاً با آن همراه است فعالیت آتشفشانی. این ایده به فیلسوفان یونان باستان برمی گردد که به وقوع گسترده زمین لرزه ها و آتشفشان ها در بسیاری از مناطق مدیترانه اشاره کردند. امروزه ما همچنین زمین لرزه های آتشفشانی را متمایز می کنیم - آنهایی که در ترکیب با فعالیت های آتشفشانی رخ می دهند، اما معتقدیم که فوران های آتشفشانی و زمین لرزه هر دو نتیجه نیروهای زمین ساختی هستند که بر روی سنگ ها عمل می کنند و لزوماً با هم اتفاق نمی افتد.

دسته سوم در اثر زلزله های رانش زمین شکل می گیرد. اینها زمین لرزه های کوچکی هستند که در مناطقی که حفره های زیرزمینی و دهانه های معدن وجود دارد رخ می دهد. علت فوری ارتعاشات زمین، ریزش سقف یک معدن یا غار است. گونه‌ای که اغلب مشاهده می‌شود، به اصطلاح «ترک‌های سنگ» است. آن‌ها زمانی اتفاق می‌افتند که تنش‌های اطراف دهانه معدن باعث می‌شود توده‌های بزرگی از سنگ به طور ناگهانی و انفجاری، امواج لرزه‌ای هیجان‌انگیز را از سطح آن جدا کنند. ترکیدن سنگ، به عنوان مثال، در کانادا مشاهده شده است. آنها به ویژه در آفریقای جنوبی رایج هستند.

جالب توجه، تنوع زمین لرزه های زمین لغزشی است که گاهی در حین توسعه زمین لغزش های بزرگ رخ می دهد. به عنوان مثال، یک زمین لغزش عظیم در رودخانه مانتارو در پرو در ۲۵ آوریل ۱۹۷۴ امواج لرزه ای معادل یک زلزله متوسط ​​ایجاد کرد.

آخرین نوع زمین لرزه ها، زلزله های انفجاری دست ساز انسان هستند که در حین انفجارهای معمولی یا هسته ای رخ می دهند. انفجارهای هسته‌ای زیرزمینی که در دهه‌های گذشته در تعدادی از سایت‌های آزمایشی در سراسر جهان انجام شده است، زمین‌لرزه‌های بسیار مهمی را ایجاد کرده است. هنگامی که یک دستگاه هسته ای در یک گمانه در اعماق زمین منفجر می شود، مقادیر عظیمی انرژی هسته ای آزاد می شود. در میلیونم ثانیه، فشار آنجا به مقادیری هزاران برابر بیشتر از فشار اتمسفر می‌رسد و دمای این مکان میلیون‌ها درجه افزایش می‌یابد. سنگ های اطراف تبخیر می شوند و حفره ای کروی شکل به قطر چند متر تشکیل می دهند. حفره در حالی رشد می کند که سنگ در حال جوش از سطح آن تبخیر می شود و سنگ های اطراف حفره تحت تأثیر موج ضربه ای توسط شکاف های ریز نفوذ می کنند.

در خارج از این ناحیه شکسته که ابعاد آن گاهی صدها متر اندازه گیری می شود، فشردگی در سنگ ها منجر به ظهور امواج لرزه ای می شود که در همه جهات منتشر می شوند. هنگامی که اولین موج فشرده‌سازی لرزه‌ای به سطح می‌رسد، خاک به سمت بالا کمانش می‌کند و اگر انرژی موج به اندازه کافی بالا باشد، سطح و سنگ بستر ممکن است به هوا پرتاب شوند و یک دهانه ایجاد کنند. اگر سوراخ عمیق باشد، سطح فقط کمی ترک می‌خورد و سنگ به‌طور لحظه‌ای بالا می‌آید و سپس دوباره روی لایه‌های زیرین می‌افتد.

برخی از انفجارهای هسته ای زیرزمینی به قدری قوی بودند که امواج لرزه ای حاصل از داخل زمین عبور کرد و در ایستگاه های لرزه نگاری دوردست با دامنه ای معادل امواج ناشی از زمین لرزه هایی با بزرگی 7 ریشتر ثبت شد. این امواج در برخی موارد ساختمان های شهرهای دورافتاده را تکان داده است.

1.4 نشانه های زلزله قریب الوقوع

اول از همه، زلزله شناسان به ویژه به تغییرات پیش ساز در سرعت امواج لرزه ای طولی علاقه مند هستند، زیرا ایستگاه های لرزه نگاری به طور ویژه برای علامت گذاری دقیق زمان رسیدن امواج طراحی شده اند.

دومین پارامتری که می توان برای پیش بینی از آن استفاده کرد، تغییرات در سطح سطح زمین است، به عنوان مثال شیب سطح زمین در مناطق لرزه خیز.

پارامتر سوم انتشار گاز بی اثر رادون به جو در امتداد مناطق گسل های فعال، به ویژه از چاه های عمیق است.

چهارمین پارامتری که توجه زیادی را به خود جلب می کند رسانایی الکتریکی سنگ ها در منطقه آماده سازی زلزله است. از آزمایش‌های آزمایشگاهی انجام‌شده بر روی نمونه‌های سنگ، مشخص شده است که مقاومت الکتریکی سنگ‌های اشباع از آب، مانند گرانیت، قبل از شروع به شکستن سنگ تحت فشار زیاد، به‌طور چشمگیری تغییر می‌کند.

پارامتر پنجم تغییرات در سطح فعالیت لرزه ای است. اطلاعات بیشتری در مورد این پارامتر نسبت به چهار پارامتر دیگر وجود دارد، اما نتایج به دست آمده تا کنون اجازه نمی دهد تا نتیجه گیری قطعی شود. تغییرات شدید در پس‌زمینه طبیعی فعالیت لرزه‌ای ثبت می‌شود - معمولاً افزایش فراوانی زلزله‌های ضعیف.

بیایید به این پنج مرحله نگاه کنیم. مرحله اول شامل تجمع آهسته تغییر شکل الاستیک ناشی از عمل نیروهای زمین ساختی اصلی است. در طول این مدت، تمام پارامترهای لرزه ای با مقادیر نرمال مشخص می شوند. در مرحله دوم، ترک ها در سنگ های پوسته مناطق گسلی ایجاد می شوند که منجر به افزایش کلی حجم - به دیلاتانسی می شود. هنگامی که شکاف ها باز می شوند، سرعت امواج طولی که از چنین ناحیه ای باد می کنند کاهش می یابد، سطح بالا می رود، گاز رادون آزاد می شود، مقاومت الکتریکی کاهش می یابد و فرکانس ریززلزله های مشاهده شده در این ناحیه می تواند تغییر کند. در مرحله سوم، آب از سنگ های اطراف به منافذ و ریزترک ها پخش می شود که شرایط ناپایداری را ایجاد می کند. با پر شدن شکاف ها از آب، سرعت امواج P که از منطقه عبور می کنند دوباره شروع به افزایش می کند، بالا آمدن سطح خاک متوقف می شود، آزاد شدن رادون از ترک های تازه از بین می رود و مقاومت الکتریکی همچنان کاهش می یابد. مرحله چهارم مربوط به لحظه خود زلزله است و پس از آن مرحله پنجم بلافاصله شروع می شود که پس لرزه های متعددی در منطقه رخ می دهد.

دیوید،
دانش آموز کلاس دهم، مدرسه متوسطه موسسه آموزشی شهری شماره 26، ولادیکاوکاز، اوستیای شمالی – آلانیا

زلزله و پیش بینی آنها

1. معرفی

موضوع مطالعه- فرآیندهای ژئوفیزیکی قبل و همراه با زلزله.

وظیفه- علل یک پدیده طبیعی پیچیده و همچنین روش های ثبت آن و چشم انداز پیش بینی را برای ایجاد تجهیزات مناسب در نظر بگیرید.

زلزله یکی از مظاهر حیات زمین شناسی زمین است. این "نبض" سیاره ما است و برای مردم یکی از بلایای طبیعی وحشتناک است. لرزه نگارها سالانه بیش از 100000 زمین لرزه را شناسایی می کنند. از این تعداد، حدود 100 مورد را می توان به عنوان مخرب طبقه بندی کرد. در اینجا شواهد تاریخی جالبی وجود دارد:

• 868 و 876، بیزانس - زمین لرزه های 40 روزه.
• 1000، 29 مارس - یک زلزله قوی در سراسر جهان.
• 1101، کیف، ولادیمیر - «...کلیساها به سختی ایستاده بودند، و خسارت زیادی وارد شد. صلیب ها از کلیساها افتادند.
• 1109، 2 فوریه، نوگورود - "...زمین در شوک بود"؛
• 1117، 16 سپتامبر، کیوان روس- زلزله شدید؛
• 1188، 15 سپتامبر، روسیه - زمین لرزه "زمین را تکان داد"؛
• 1446، مسکو - «... همان روز اول اکتبر پاییز، در ساعت 6 آن شب، شهر مسکو لرزید. کرملین و حومه آن تکان خورده است». به همین ترتیب در سال 1471;
• 1525، مجارستان - "... خانه ها و کلیساها به زمین افتاد"؛
• 1595 نیژنی نووگورود- «...در ظهر صدای بلندی آمد، گویا زمین می لرزد و زمین خاکستری شد... و کلیسا و حجره ها و حصار و انبار انبارها و حیاط اصطبل همه از بین رفتند، فقط محراب. ستون باقی ماند»؛
• 1751، فنلاند - مجموعه ای از زمین لرزه ها از اکتبر تا دسامبر، برخی از آنها با سر و صدا.
• 1771، قفقاز - "زلزله در نزدیکی کوه Beshtau ... بخشی از کوه Mashuk از طریق سقوط";
• 1785، 12 تا 13 فوریه، مزدوک - اولین زمین لرزه با غرش زیرزمینی همراه بود، دومی با اختلال آب در ترک (زلزله ها تا کیزلیار احساس شد).
• 1798، پرم، یکاترینبورگ، ورخوتوریه - در 8 مه باران شدید بود، 2 روز بعد رعد و برق، باران و تگرگ رخ داد، در 11 مه دما به زیر صفر رسید، در شب 12 مه برف بارید. در همان روز صدای خفیف زلزله شنیده شد. در همان زمان باد شدیدی می وزید، برف می بارید و هوا بسیار سرد بود.
• 1809 ، 26 فوریه ، استان ویاتکا - در خود ویاتکا دو ضربه وارد شد که "همه خانه ها لرزیدند و ترک خوردند" ، اما آسیبی ندید.
• 1814، تاگانروگ، دریای آزوف - "در 28 آوریل، حدود ساعت 2 بعد از ظهر، در هوای آرام، ناگهان رعد و برق در دریا شنیده شد و سپس در فاصله حدود 400 متری از ساحل، شعله ای از آب ظاهر شد که با ابرهای دود احاطه شده بود و با غرش بی وقفه ای شبیه شلیک توپ همراه بود. توده‌های عظیمی از خاک و سنگ با قدرت به بیرون پرتاب شدند تا غروب، زمانی که جزیره کوچکی را دیدند که قیر کوهی را از سوراخ‌های بسیاری بیرون می‌پاشید».
• 1817، شبه جزیره تامان - "تپه جدیدی در وسط دریاچه ظاهر شد"؛
• 1832، 17 مارس، تفلیس - قبل از وقوع زلزله، باد شدیدی رخ داد که سه روز به طول انجامید.
• 1841، نیژنی تاگیل - لرزه ها و غرش های زیرزمینی شنیده شد، آسمان در طول شب با شعله های رنگارنگ روشن شد.
• 1851 28 ژوئیه، استان کوتایسی - به دنبال زلزله، رعد و برق شدید همراه با بارانی که تقریباً تمام شب بارید رخ داد.
• 1856، 1 فوریه، گوری - زلزله، و در شب طوفان رخ داد.
• 1873، 9 فوریه، کولا - در ساعت 4 یک شوک زیرزمینی شنیده شد و یک زلزله رخ داد. خانه ها می لرزیدند و ظروف در حال سقوط بودند. هوا آرام بود. ناگهان، ناگهان "تاریک شد"، سپس یک توپ بزرگ بنفش تیره در سمت شرقی آسمان ظاهر شد، که سپس در غرب ناپدید شد. در همین لحظه صدای ضربتی شنیده شد.
• سال 1883 یک دوره برجسته برای پدیده های لرزه ای و آتشفشانی در سیاره ما (353 زمین لرزه) است.

2. پدید آمدن شرایط برای زلزله

پوسته زمین بالاترین قسمت لیتوسفر است. تئوری صفحات لیتوسفر و رانش قاره ای در آغاز قرن بیستم ایجاد شد. دانشمند آلمانی A. Wegener. طبق این تئوری، پوسته، همراه با بخشی از گوشته بالایی، توسط شبکه پیچیده‌ای از شکاف‌های عمیق شکسته می‌شود و لیتوسفر را به 7 صفحه بزرگ و ده‌ها صفحه کوچکتر تقسیم می‌کند. صفحات روی یک لایه نسبتاً نرم و پلاستیکی گوشته قرار دارند و در امتداد آن می لغزند که نسبت به یکدیگر صفحات همسایه می توانند نزدیک شوند و از هم جدا شوند.

اکثریت قریب به اتفاق زمین لرزه ها (بیش از 85٪) در شرایط فشار و فقط 15٪ در شرایط تنش رخ می دهند. فرورانش میکروصفحه متحرک آسیای صغیر در زیر صفحه سکایی پایدارتر با سرعت تقریباً 3.5 سانتی متر در سال منجر به بالا بردن سیستم های کوهستانی قفقاز تا به امروز می شود. زلزله آزاد شدن آنی انرژی در اثر تشکیل پارگی سنگ است که در حجم معینی به نام کانون زلزله رخ می دهد. فرآیندهای در مقیاس کوچکتر نیز ممکن است رخ دهد که در نتیجه به دلیل وجود عملیات معدن، به اصطلاح انفجار سنگ مشاهده می شود.

3. دینامیک خاک. خطر رزونانس برای سازه ها

یک شوک لرزه ای باعث ایجاد ارتعاشات با فرکانس پایین سازه ها می شود. از آنجایی که آنها جرم زیادی دارند، نیروهای اینرسی قابل توجهی در طول ارتعاشات ایجاد می شوند. در حالت کلی، یک ساختار به عنوان یک جسم آزاد دارای شش درجه آزادی است. ارتعاشات آن تحت تأثیر خاکی است که روی آن قرار دارد. مهمترین وظیفه در هنگام محاسبه یک سیستم نوسان سازه-پی، پیش‌بینی فرکانس‌های تشدید و دامنه‌های جابجایی پیک است. تقویت رزونانسی نوسانات آونگ به ویژه زمانی خطرناک است که مرکز ثقل سازه به طور قابل توجهی از نقطه تکیه گاه آن حذف شود، که برای تکیه گاه های پل، لوله ها و ساختمان های بلند معمول است.

اثر لرزه ای توسط سه پارامتر تعیین می شود: سطح دامنه، دوره غالب و مدت زمان نوسانات. در طول زلزله کالیفرنیا در 27 ژوئن 1966، حداکثر شتاب در سطح به 0.5 رسید. g، اما به دلیل کوتاه بودن مدت ضربه آسیب قابل توجهی به ساختمان ها وارد نشده است. و یک ضربه با دامنه کم که برای مدت نسبتا طولانی ادامه دارد می تواند منجر به آسیب جدی شود. این کار به دلیل اثرات قابل پیش بینی ضعیف تقویت تشدید ارتعاشات لرزه ای توسط خاک های سست نزدیک به سطح پیچیده است. در مکزیکو سیتی، واقع در 300 کیلومتری مرکز زلزله 1985، در نقاط خاصی از شهر تقویت تشدید نوسانات با دوره زمانی حدود 2 ثانیه به 75 برابر رسید. این منجر به تخریب ساختمان های 15 تا 25 طبقه با دوره های رزونانس نزدیک شد. 10000 نفر جان باختند.

اغلب کانون های زلزله در آن متمرکز می شوند پوسته زمیندر عمق 10-30 کیلومتری. به عنوان یک قاعده، شوک لرزه ای اصلی زیرزمینی با لرزش های محلی - پیش لرزه ها همراه است. لرزه های لرزه ای که پس از شوک اصلی رخ می دهند نامیده می شوند پس لرزه ها

4. پیش بینی زلزله

علائم هشدار دهنده زلزله بسیار زیاد است. بیایید به مهمترین آنها نگاه کنیم.

سیسمونی.به طور معمول، نرخ تجمع تنش از 10 نیوتن بر سانتی‌متر مربع در سال تجاوز نمی‌کند و هر چه بزرگی زلزله و انرژی آزاد شده بیشتر باشد، فاصله بین زلزله‌های قوی بیشتر می‌شود. DI. موشکتوف این ایده را بیان کرد که مناطق چین خوردگی آلپی (به عنوان مثال، قفقاز) با فرکانس بالاتر، اما قدرت کمتر زلزله نسبت به مناطق کوهستانی جوانی که در محل سکوها به وجود آمده اند (به عنوان مثال، تین شان) مشخص می شود.

ژئوفیزیک.اندازه گیری دقیق تغییر شکل ها و شیب های سطح زمین با استفاده از تغییر شکل دهنده ها نشان می دهد که سرعت تغییر شکل قبل از زلزله به شدت افزایش می یابد. در ژاپن به طور متوسط ​​سنسورهای حرکت زمین در فاصله 25 کیلومتری از یکدیگر قرار دارند. اینها ستون های فولادی ضد زنگ با ارتفاع 4.5 متر با گیرنده سیستم موقعیت یابی ماهواره ای در بالا هستند. هر 30 ثانیه، گیرنده مختصات محل سنسور را با خطای حدود 2 میلی متر تعیین می کند. از مسافت یاب های لیزری نیز برای نظارت بر حرکات پوسته زمین استفاده می شود. ماهواره های رادار InSARآنها با کار به صورت جفت، نقشه هایی از حرکات سطح زمین در مناطق بزرگ به دست می آورند. تجهیزات مشابهی در 16 جولای 2008 به ایستگاه فضایی بین المللی تحویل داده شد.

هر گونه تغییر در وضعیت تنش-کرنش پوسته زمین تأثیر می گذارد مقاومت الکتریکیسنگ ها و همچنین تغییرات میدان مغناطیسی ناشی از کانی های مغناطیسی. این به معنای وجود پیش سازهای الکترومغناطیسی است. در پایان دهه 1960. قرن XX رئیس موسسه پلی تکنیک تومسک A. Vorobyov این ایده را بیان کرد که باید میدان های الکترومغناطیسی در زیر زمین وجود داشته باشد که با فرآیندهای روده های زمین مرتبط است. به عنوان مثال، در نقاط تماس بین بلوک ها، یک نیروی اصطکاک ایجاد می شود که منجر به الکتریکی شدن می شود. اگر بلوک‌های همسایه به هم بچسبند، اصطکاک متوقف می‌شود و میدان‌های الکترومغناطیسی ناپدید می‌شوند، اما تنش‌های مکانیکی انباشته می‌شوند که با زلزله از بین می‌روند. آمار نشان می دهد که معمولاً مجموعه ای از بلوک ها در 8 تا 10 روز از بین می روند. اثر "آرام" سیگنال یک زلزله است. اما برای بهبود دقت پیش‌بینی، به اطلاعات شبکه‌ای از ایستگاه‌های رصد در یک منطقه معین نیاز است. در طول آزمایش‌ها، دانشمندان دو مکانیسم الکتریکی را کشف کردند که در هنگام تغییر شکل پوسته زمین مهم هستند:

- هنگامی که دو دی الکتریک یا نیمه هادی با هم تماس پیدا می کنند، انتشار حامل های بار رخ می دهد و اختلاف پتانسیل تماس ایجاد می شود. و در حضور مایع، لایه های الکتریکی دوتایی در سطح مشترک جامد و مایع تشکیل می شود. هنگامی که این تماس ها شکسته می شوند، اثرات الکتریکی مختلفی رخ می دهد.

- در داخل دی الکتریک های یونی (مانند ماده پوسته زمین) پس از تخریب، حرکت بارها (حرکت نابجایی ها و ترک های باردار) تحت تأثیر رخ می دهد. نیروهای مکانیکی، که معادل جریان های محلی است. نامیده می شود فرآیندهای مکانیکی(پارلمان اروپا).

مشاهدات از تغییرات پتانسیل الکتریکی اتمسفر، الکتروتلوریک (زمین و یونوسفر - پوشش های خازن کروی) و میدان های ژئومغناطیسی، میدان های الکترومغناطیسی پالسی طبیعی انجام می شود. مشخص شد که پس از پایان اختلال در میدان های الکترومغناطیسی طبیعی و پارامترهای یونوسفر (یا در مرحله نهایی)، رویدادهای لرزه ای ممکن است رخ دهد. اما هیچ ارتباط کاملی وجود ندارد، زیرا ممکن است دلایل دیگری وجود داشته باشد. به عنوان مثال، پارامترهای یونوسفر به شدت به تأثیر کیهانی و شرایط ژئومغناطیسی بستگی دارد. پتانسیل الکتریکی تحت تأثیر شرایط آب و هوایی است. هنگام پیش بینی، لازم است محل منابع اختلال در فضا را در نظر گرفت.

MEP در هنگام تغییر شکل و تخریب پوسته زمین در مناطق زیر رخ می دهد: منبع زلزله. مرزهای بلوک ها و گسل ها؛ لایه سطحی پوسته زمین که در مرحله آماده سازی زلزله دچار تغییر شکل می شود. (لایه های زیرسطحی، به دلیل رسانایی الکتریکی بالا، باعث ایجاد اعوجاج در میدان های الکترومغناطیسی طبیعی نمی شوند.) بنابراین، MEP ها به منابع تابش در محدوده رادیویی تبدیل می شوند. آنها بر میدان های الکتروتلوریک و ژئومغناطیسی و همچنین پتانسیل الکتریکی اتمسفر تأثیر می گذارند. اما مؤثرترین منبع جریان در مقیاس بزرگ (به اندازه ده ها کیلومتر) خواهد بود که در امتداد مرزهای بلوک ها به دست می آید، جایی که بسیاری از نمایندگان پارلمان به طور همزمان اجرا می شوند. چنین منبع ضربانی در فرکانس 10-1000 هرتز کار می کند و قادر به نفوذ بالا به یونوسفر است.

فرضیه ای توسط دانشمندان یونانی (گروه P. Varotsos) در مورد اثر پیزوکریستالی در برخی سنگ ها وجود دارد که قبل از زلزله رخ می دهد.

برنج. 2. قبل از یک زلزله قوی، عرض موجبر زمین-یونوسفر تغییر می کند: دیواره بالایی آن (یونوسفر) کاهش می یابد. 1 - ایستگاه انتقال؛ 2 - منبع زلزله؛ 3 - منطقه آشفته یونوسفر؛ 4 - یون کره؛ 5 - استراتوسفر؛ 6 - پرتو صدا رادیویی؛ 7 - ایستگاه دریافت

برنج. 1. میدان الکترواستاتیک در یونوسفر و میدان یک منبع لرزه ای بر روی زمین

یونوسفر.برای اولین بار، مشاهدات ابزاری پدیده های الکترومغناطیسی مرتبط با آماده سازی یک زلزله در سال 1924 توسط B.A. چرنیاوسکی وی به تشریح اختلال برق جوی قبل از زلزله جلال آباد ازبکستان پرداخت. قبل از زلزله هایی با بزرگی بیش از 5، چندین ساعت قبل از شوک، گاهی اوقات تغییرات در قدرت میدان الکترواستاتیک عمودی در سطح زمین در ناحیه مرکز مرکزی از چند ده تا 1000 V/m ثبت می شد. در نزدیکی سطح زمین میدان عمودی است و در ارتفاعات یونوسفر به موازات زمین می چرخد. منطقه ای با شعاع ده ها تا صدها کیلومتر تشکیل می شود (شکل 1). در یونوسفر در ارتفاع 100 تا 120 کیلومتری قبل از زلزله، درخشش گاز اتمسفر را می توان مشاهده کرد. بنابراین، منبع زلزله به طور القایی بر قسمت پایین یونوسفر تأثیر می گذارد. در نتیجه تحقیقات، مشخص شده است که قبل از یک زلزله قوی، عرض موجبر زمین-یونوسفر تغییر می کند: دیواره بالایی آن (یونوسفر) پایین می آید (شکل 2). اطلاعات اولیه مبنی بر افزایش یا کاهش میدان الکترومغناطیسی در موجبر با ثبت تخلیه رعد و برق که یک چرخه منظم روزانه دارند به دست آمد. یعنی منطقه ای با افزایش یا کاهش غلظت ذرات باردار چندین ساعت قبل از وقوع زلزله تشکیل می شود. نظارت بر قسمت پایین یونوسفر، که دیواره موجبر است، با صدای شیبدار با امواج در فرکانس 10-15 کیلوهرتز انجام شد. منطقه آشفته یونوسفر، انتشار طبیعی امواج رادیویی را مختل کرد. بنابراین، اعوجاج فاز سیگنال رادیویی قبل از زلزله ازبکستان در 10 سپتامبر 1984 ثبت شد.

برنج. 3. اختلالات فاز سیگنال رادیویی 1.5 ساعت قبل از زلزله در رومانی ( م = 7,2)

G.T. نستوروف در بلغارستان در 4 مارس 1977، 1.5 ساعت قبل از زلزله در رومانی ( م= 7.2) محو شدن را تشخیص داد - نوسانات سریع و حتی محو شدن سیگنال رادیویی (شکل 3). محاسبات خطر لرزه‌ای کوتاه‌مدت با در نظر گرفتن تغییرپذیری پارامترهای موجبر زمین-یونوسفر نشان داد که در یک مورد از پنج مورد پیش‌بینی نادرست بوده، هیچ زلزله‌ای قوی از دست رفته وجود نداشته است. به طور کلی، همیشه گزارش هایی از صدای رعد و برق مانند در تلفن ها، بوی ازن در هنگام زلزله و مواردی از تاثیر برق بر مردم و حیوانات گزارش شده است.

نتیجه گیریقبل از وقوع زمین لرزه، تنش های مکانیکی و الکتریکی در پوسته زمین ظاهر می شود. یک ناحیه یونیزاسیون اضافی می تواند انتشار رادیویی پهن باند ثانویه و اثرات نور ایجاد کند و همچنین انتشار امواج رادیویی را در موج فوق العاده بلند و طولانی منحرف کند. محدوده موج منبعی که روی زمین می تپد می تواند باعث تشدید مدار نوسانی زمین-یونوسفر شود (ν res ~ 10 2 Hz). این باعث افزایش جریان الکتریکی متناوب در یونوسفر، گرمایش اضافی و یونیزاسیون آن می شود. در نتیجه، ممکن است منابع جدیدی از امواج رادیویی ظاهر شوند. نشانه قابل اعتمادتر یک زلزله قوی، اختلال در یونوسفر پایین نیست، بلکه افزایش فراوانی این اختلالات است. منطقه اختلالات یونوسفر می تواند 500-500 تغییر کند. 1000 کیلومتر، یعنی محیط ضعیف ترین مکان را برای یک زلزله قوی "انتخاب" می کند. برای افزایش قابلیت اطمینان پیش بینی، لازم است اشباع انرژی محیط کوه (انرژی بالقوه ناشی از تغییر شکل های الاستیک) را در نظر گرفت. علاوه بر این، برخی از اثرات آن ممکن است بیشتر باشد سطوح بالاهمان یونوسفر

در نتیجه، دانشمندان مدل‌هایی را پیشنهاد کرده‌اند که توسعه ناهنجاری‌ها در یونوسفر را با انتشار رادون و تغییرات تنش مرتبط می‌کند. میدان الکتریکیدر اتمسفر، اختلال در یونوسفر توسط ارتعاشات الاستیک با فرکانس پایین که در هنگام آماده سازی یک زلزله رخ می دهد. درست است که تغییرات ذکر شده در پس زمینه "نویز" بسیار کوچک و قابل توجه نیستند. متأسفانه، آنها فقط از نظر آماری شناسایی می شوند، زیرا نشان دهنده تغییرات در میانگین ویژگی های آماری یونوسفر در دوره های زمانی خاص در طول آماده سازی زلزله یا در طول آن هستند.

حساسیت به حیوانات(پیش سازهای الکترومغناطیسی، مادون صوت). بیشترین حساسیت را در موجودات زنده دارد سیستم عصبی. برای حرکت خون، خواص الکترومغناطیسی آن ضروری است. در بدن، بارها (الکترون ها، یون ها) به طور مداوم به طور منظم حرکت می کنند و فرآیندهای زندگی سلول ها را تعیین می کنند. علاوه بر این، اندام هایی وجود دارند که به طور خاص نقشه ژئومغناطیسی منطقه را درک می کنند که برای جهت یابی ضروری است. همه اینها در کنار هم باعث می شود که تغییرات در میدان های الکترومغناطیسی و ژئومغناطیسی در محیط احساس شود.

دانشمندان دریافته اند که مکانیسم جهت گیری پرندگان و برخی از حیوانات بر اساس تعادل ظریف پیچیده است. واکنش های شیمیایی، جریان آن تحت تأثیر میدان مغناطیسی تغییر می کند، اگرچه بسیار ضعیف است، حدود 50 میکروT. به طور کلی، مشخص نیست که دقیقاً چه چیزی روی حیوانات تأثیر می گذارد، زیرا هم حیوانات روی زمین (سگ، اسب، فیل و غیره) و ماهی (در دریا و در آکواریوم - گربه ماهی کوتوله ژاپنی و غیره) خطر را پیش بینی می کنند. گربه ماهی شاخص قابل اعتماد سونامی ناشی از زمین لرزه های زیر آب است. در این ماهی ها (و همچنین در ماهی کپور، اشعه دریای بارنتس، قزل آلا و خرچنگ پنجه بلند)، حداکثر حساسیت الکتریکی در محدوده 7-8 هرتز تشخیص داده شد. (انسان دارای ریتم آلفا در مغز است، اما ظاهراً ما توانایی پیش بینی را از دست داده ایم.)

هیدرودینامیک.فشرده سازی سنگ ها باعث افزایش سطح آب های زیرزمینی و در نتیجه سطح آب چاه ها و چاه ها می شود. دوره آبفشان ها ممکن است تغییر کند.

ژئوشیمیایی.سطح رادون تغییر می کند. 15 تا 20 ساعت قبل از ترکیدن سنگ (در معادن) در ناحیه تراکم، سطح این گاز کاهش می یابد. اما در ناحیه دور، جایی که کشش رخ می دهد، 8 تا 9 برابر افزایش می یابد. پس از گذشتن حداکثر غلظت رادون، انفجار سنگ رخ می دهد. به عنوان یک قاعده، غلظت رادون محلول در آب های زیرزمینی از چاه های جاری مورد مطالعه قرار می گیرد. تغییرات 3-4 ماه قبل از یک رویداد لرزه ای احساس می شود و به ویژه 1-2 هفته آشکار می شود.

نفوذپذیری یک توده سنگ و وجود منافذ و ترک های مرتبط در آن به طور قابل توجهی به وضعیت تنش-کرنش آن بستگی دارد. تغییرات دینامیکی در غلظت رادون در لایه خاک نزدیک به سطح منعکس کننده این شرایط است.

رادون رادیواکتیو است و محصول واپاشی آلفای رادیوم است. اینها عناصر شیمیاییبخشی از خانواده اورانیوم 238 رادیواکتیو هستند. رادون یک شاخص بهینه برای مطالعات مختلف زمین شناسی است. غلظت آن در یک رشته کوه معمولاً ثابت است، زیرا اگرچه برخی از اتم ها وارد هوا می شوند و برخی با نیمه عمر 3.825 روز تجزیه می شوند، اما این اتلاف دائماً با یک منبع جدید جبران می شود که بستگی به غلظت اورانیوم دارد. و بر این اساس، رادیوم در یک رشته کوه معین. جت های گاز، از جمله رادون، می توانند از اعماق تا 200 متر خارج شوند. هیچ مشکلی در ثبت رادون به دلیل رادیواکتیویته آن وجود ندارد - حتی در دوزهای کوچک (30-50 فروپاشی در 1 متر مکعب در 1) با اطمینان ثبت می شود. s، یعنی 30-50 Bq/m3، که مربوط به غلظت 10-16٪ در مخلوط گاز است. برای اجرای پیش بینی لازم است یک سیستم پایش در کل منطقه لرزه زا ایجاد شود. در این حالت فاصله بین ایستگاه ها نباید بیش از 25 کیلومتر باشد و جمع آوری داده ها نباید بیش از 24 ساعت انجام شود.علاوه بر این، ذرات باردار ساطع شده از رادون رادیواکتیو مولکول های هوا را یونیزه کرده و مراکز تراکم ایجاد می کنند و به تشکیل مه

گاهی اوقات مناطقی از گسل های فعال زمین شناسی خود را به صورت تجمع خطی ابرها هنگام مشاهده از هواپیما یا از فضا نشان می دهند. با این حال، تاکنون پیش‌بینی بر اساس نقشه‌های ابری موفقیتی به همراه نداشته است.

انتشار گازهای سبک از داخل زمینو وضعیت سازه های به دست آمده امکان پیش بینی احتمال وقوع یک زلزله قوی را با دقت یک روزه اما در یک منطقه وسیع ممکن می سازد.

نفوذ موقعیت نسبیماه و خورشید،زیرا جزر و مد در پوسته زمین نیز رخ می دهد.

نتیجه

در بحث امکان اساسی پیش‌بینی زلزله، هنوز هیچ مدلی به پیروزی مستدل و بدون ابهام نرسیده است. سناریوهای فجایع در حال رشد در اعماق زمین به چنین مواردی بستگی دارد تعداد زیادیعواملی که تجزیه و تحلیل کامل آنها همیشه دشوار است. بنابراین، بدترین وضعیت با پیش‌بینی‌های کوتاه‌مدت (روز، ساعت) است و اعتبار پیش‌بینی‌های بلندمدت (ده‌ها سال) و میان‌مدت (سال‌ها، ماه‌ها) با وجود نظارت جامع (نه تنها) 0.7-0.8 است. ثبت نوسانات سطح زمین و همچنین اندازه گیری سطح، دما و ترکیب شیمیایی آب در چاه ها، سرعت حرکت سطح زمین، ناهنجاری های میدان های گرانشی و ژئومغناطیسی، پایش پدیده های جوی، یونوسفر و ژئوالکتریک) هنوز امکان دستیابی به یک پیش‌بینی مؤثر و موجه اقتصادی از زمین‌لرزه‌ها وجود ندارد که در آن تلفات جلوگیری‌شده از آسیب‌های ناشی از هشدارهای کاذب بیشتر باشد.

تکتونیک ایزواستاتیک نیز نقش مهمی ایفا می کند، زمانی که در هنگام تخریب کوه ها (خورشید، باد و آب)، ماده نرم شده استنوسفر برای بازگرداندن تعادل "مکیده" می شود. صفحات لیتوسفری شناور که توسط جریان های این ماده کشیده می شوند و از طرف های مختلف به کوه ها نزدیک می شوند، فشرده سازی افقی ایجاد می کنند. نمونه ای از ایزواستاتیک، بالا آمدن پشته های قفقاز و فرونشست زون ایندولو-کوبان است.

در پوسته زمین جهت (کانال) برای انتشار امواج لرزه ای وجود دارد. علاوه بر این، ممکن است زمین لرزه های دست ساز انسان در اثر حفاری های بزرگ و زمین لرزه های دوردست و همچنین انفجارها رخ دهد. برای جداسازی تأثیرات غیر لرزه‌ای و جداسازی تأثیر منابع اختلال (در لایه‌های سطحی پوسته زمین، در جو، در یونوسفر)، مطالعات پیچیده لرزه‌شناسی، تغییر شکل و الکترومغناطیسی مورد نیاز است. در این مورد، می توانید روی پیش سازهای الکترومغناطیسی زلزله ها شرط بندی کنید، زیرا آنها اطلاعات مهمی در مورد توسعه فرآیند دارند - انتقال محیط از حالت پایدار به حالت ناپایدار و به دنبال آن زلزله.

فناوری های جدید ماهواره ای امکان نظارت بر تغییر شکل های سطح زمین، تغییرات دمای خاک در حین انتشار سیالات عمیق و تغییرات در خواص یونوسفر مرتبط با تهیه و اجرای زلزله های قوی را فراهم می کند.

حفاری طی سال های 2004 تا 2006 را می توان پیشرفتی در تحقیقات زلزله در نظر گرفت. چاه عمیق در گسل سان آندریاس (ایالات متحده آمریکا) و نصب یک رصدخانه در آن که برای 20 سال کار طراحی شده است. او اندازه گیری خواهد کرد فعالیت لرزه ایفشار، دما و تغییر شکل آب زیرزمینی به طور مستقیم در ناحیه ریززلزله های گسلی. تئوری فیزیکی خود فرآیند لرزه ای هنوز در مرحله شکل گیری است. اکنون یک انتقال به یک مدل پیش‌بینی احتمالی وجود دارد.

مطالعه پیش سازهای مختلف به نتایج زیر منجر شد:

- زمان ظهور پیش ساز بستگی به بزرگی (انرژی) زلزله آینده دارد و همچنین با افزایش آن افزایش می یابد.

- شعاع ناحیه ای که پیش سازها ظاهر می شوند نیز با افزایش قدر افزایش می یابد.

- دامنه پیش سازها به تدریج با فاصله از کانون زلزله آینده کاهش می یابد.

هنگام پیش بینی زلزله، سه پارامتر متمایز می شود: مختصات کانون، زمان و بزرگی (انرژی). بر این اساس، خطاهای موجود در این مقادیر باید نشان داده شود. اثربخشی پیش سازها متفاوت است. به طور خاص، ژئوشیمیایی (غلظت گازها در آب های زیرزمینی) و هیدرودینامیکی (دما و سطح آب زیرزمینی) بسیار ناپایدار در نظر گرفته می شوند زیرا همیشه با ویژگی های پیش سازهای ذکر شده در بالا مطابقت ندارند. بنابراین، جستجو برای منادی های جدید متوقف نمی شود.

358214 کانون زمین لرزه هایی که در سال های 1963-1998 رخ داده است. می توان دید که آنها به وضوح مرزهای صفحات تکتونیکی را مشخص می کنند (قدر زلزله // ویکی پدیا - دانشنامه آزاد. [منبع الکترونیکی]. URL: http://ru.wikipedia.org)

بزرگی یک زلزله مقداری است که انرژی آزاد شده در قالب امواج لرزه ای را مشخص می کند. مقیاس بزرگی اولیه توسط زلزله شناس آمریکایی چارلز ریشتر در سال 1935 پیشنهاد شد، بنابراین در زندگی روزمره به اشتباه مقدار قدر نامیده می شود. مقیاس ریشتر. به گفته ریشتر، قدرت یک زلزله (در مرکز آن) ام البه عنوان لگاریتم اعشاری جابجایی تخمین زده می شود آ(بر حسب میکرومتر) سوزن لرزه نگار استاندارد وود اندرسون که در فاصله حداکثر 600 کیلومتری از کانون زمین لرزه قرار دارد: ام ال= ورود آ + f، جایی که f- تابع تصحیح، محاسبه شده از جدول و بسته به فاصله تا مرکز زلزله. انرژی یک زلزله تقریباً متناسب است آ 3/2، یعنی افزایش قدر 1.0 با افزایش دامنه نوسانات به میزان 10 برابر و افزایش انرژی تقریباً 32 برابر است. قدر یک کمیت بدون بعد است و در نقاط بیان نمی شود. درست است که بگوییم: «زلزله به بزرگی 6.0» (و نه «زلزله با بزرگی 6») یا: «زلزله به بزرگی 5 در مقیاس ریشتر» و نه «زلزله به بزرگی 6 در مقیاس ریشتر» (همان. )

در 13 ژانویه 2010، یک سری زمین لرزه در هائیتی رخ داد که قوی ترین آنها 7 ریشتر بود. (توجه داشته باشید که خود ریشتر، به دلیل "ضعف" ابزارهای خود، می تواند حداکثر قدر 6.8 را ثبت کند. این وضعیت به دلیل "تضاد" بین صفحات لیتوسفر دریای کارائیب و آمریکای شمالی ایجاد شد. منبع زمین لرزه در عمق تنها 10 کیلومتری جنوب غربی جزیره قرار داشت. ساختار تکتونیکی دریای کارائیب در اینجا به سمت صفحه آمریکای شمالی می لغزد. و لغزش درست در زیر شهر پورتو پرنس رخ داد. پس از شوک اصلی، بیش از 80 پس لرزه مشاهده شد (URL: http://www.izvestia.ru).

کارشناسان بر اساس مشاهدات فضا از احتمال وقوع زلزله جدید در منطقه جزایر صحبت می کنند. دریای کارائیب. تصاویر فضایی نشان می دهد که صفحه کارائیب به آرامی با سرعتی در حدود 2 سانتی متر در سال به سمت شرق حرکت می کند و به طور فزاینده ای به سمت صفحه اقیانوس اطلس می رود. این حرکت انرژی عظیمی ایجاد می کند. نیمی از این انرژی در هائیتی منفجر شده است و نیمی دیگر در انتظار نوبت خود است. دانشمندان می ترسند که اگر از طریق یک گسل زیر آب رخنه کند، زمین لرزه می تواند یک سونامی فاجعه بار ایجاد کند. "منطقه قرمز" تهدیدات لرزه ای روسیه شامل خاور دور، منطقه بایکال، آلتای و داغستان است. جزایر کوریل نگرانی زیادی برای زلزله شناسان دارد. با این حال، بر اساس پیش بینی دانشمندان، هیچ زلزله فاجعه باری نباید در شش ماه آینده در اینجا رخ دهد (URL: http://www.internovosti.ru). – اد.

ادبیات

1. Borisenkov E.P., Pasetsky V.M. وقایع نگاری هزار ساله از پدیده های طبیعی غیرعادی. M.: Mysl، 1988.
2. Voznesensky E.A. زلزله و دینامیک خاک // مجله آموزشی سوروس. 1998. شماره 2. ص 101.
3. Koronovsky N.V.، Abramov V.A. زلزله: علل، پیامدها، پیش بینی // مجله آموزشی سوروس. 1998. شماره 12.
4. Gokhberg M.B., Gufeld I.L. پیش سازهای الکترومغناطیسی زلزله // زمین و کیهان. 1987. شماره 1. ص 16.
5. فیزیک و فناوری. اخبار: بررسی ماهیت فیزیکی زلزله // فیزیک در مدرسه. 2003. شماره 3. ص 7.
6. Rodkin M. پیش بینی بلایای غیرقابل پیش بینی // در سراسر جهان. 1387. شماره 6. ص 89.
7. خگای وی.و. پیش سازهای احتمالی یونوسفر زمین لرزه ها // زمین و کیهان. 1990. شماره 4. ص 17.
8. Stepanyuk I. A. پیش بینی بلایای ژئوفیزیکی // فیزیک. 2008. شماره 9. صص 42-44.
9. قطب نما پرنده // مکانیک محبوب. 2008. شماره 7. ص 22.
10. Utkin V.I. رادون و مشکل زمین لرزه های زمین ساختی // مجله آموزشی سوروس. 2000. شماره 12. صص 69-70.

دیوید توچاشویلینامزد کرده فعالیت های تحقیقاتیاز کلاس هفتم برنده دائمی مسابقات جمهوری "گام به آینده" و "گام به سوی علم". دارنده دیپلم مسابقات تمام روسیه"گنجینه ملی روسیه" در سال 2008 و 2009. در نمایشگاه همه روسی خلاقیت علمی و فنی جوانان (مرکز نمایشگاه همه روسیه، مسکو) در سال 2009 او مدال "برای موفقیت در خلاقیت علمی و فنی" را دریافت کرد. کار او در بررسی مجله رادیو شماره 8/2009 ذکر شده است. در مسابقه بین المللی "خواندن کلموگروف" در سال 2009 مقام سوم را به خود اختصاص داد. او از جمله نامزدهای دریافت جایزه در چارچوب پروژه ملی بود. دارای انتشارات (علمی، ادبی). تساوی - با گرافیک سر و کار دارد. عاشق جغرافیاست شرکت کننده در انجمن برندگان موفقیت (مسکو، 2009).

در عکس: دیوید در غرفه «زلزله‌ها» در مرکز نمایشگاه همه اتحادیه (مسکو، NTTM، ژوئن 2009). او مدلی از دستگاه خود را ارائه کرد که قادر به ثبت ارتعاشات و ثبت نمودهای پیش سازهای الکترومغناطیسی زلزله بود. برای افزایش قابلیت اطمینان پیش‌بینی، او در حال بررسی امکان پردازش پیچیده سیگنال‌ها از حسگرهای ارتعاش، میدان‌های مغناطیسی و غیره است.

دیوید توچاشویلی اکنون در کلاس یازدهم است، اما کار روی این موضوع را به همراه والری درایف در هفتم آغاز کرد (پروژه های دانش آموزی رادچنکو T.I // Physics-PS. 2007. شماره 4.). بخشی از این مطلب را منتشر می کنیم همکاری. – اد.

پیش از وقوع برخی زمین لرزه های قوی، تکانه های ضعیف تری به نام پس استواک وجود دارد. توالی رویدادهایی که قبل از چندین زمین لرزه قوی در نیوزیلند و کالیفرنیا رخ داده است، مشخص شده است. اول، یک سری لرزش‌های گروه‌بندی‌شده نزدیک به بزرگی تقریباً مساوی وجود دارد که به آن «پیش ازدحام» می‌گویند. پس از آن دوره ای به نام «پیش از وقفه» رخ می دهد که طی آن

که در هیچ نقطه ای در مجاورت لرزه های لرزه ای مشاهده نمی شود. به دنبال آن یک "زلزله اصلی" رخ می دهد که شدت آن به اندازه ازدحام زلزله و مدت زمان استراحت بستگی دارد. فرض بر این است که ازدحام ناشی از باز شدن شکاف هاست. امکان پیش‌بینی زمین‌لرزه بر اساس این ایده‌ها بدیهی است، اما در شناسایی ازدحام‌های اولیه از دیگر زلزله‌های گروهی با ماهیت مشابه، مشکلات خاصی وجود دارد و موفقیت‌های غیرقابل انکاری در این زمینه حاصل نشده است. مکان و تعداد زمین لرزه های با بزرگی های مختلف می تواند به عنوان یک شاخص مهم از یک زلزله بزرگ آینده باشد. در ژاپن، تحقیقات در مورد این پدیده به عنوان قابل اعتماد شناخته می شود، اما این روش هرگز 100٪ قابل اعتماد نخواهد بود، زیرا بسیاری از زلزله های فاجعه بار بدون هیچ گونه شوک اولیه رخ داده اند.

مشخص است که منابع زلزله در یک مکان باقی نمی مانند، بلکه در محدوده منطقه لرزه ای حرکت می کنند. با دانستن جهت این حرکت و سرعت آن می توان زلزله آینده را پیش بینی کرد. متأسفانه، این نوع حرکت کانون ها به طور یکنواخت رخ نمی دهد. در ژاپن میزان مهاجرت کانون ها 100 کیلومتر در سال تعیین شده است. در منطقه ماتسوشیرو ژاپن، لرزش های ضعیف بسیاری ثبت شد - تا 8000 در روز. بعد از چند سال معلوم شد که کانون ها به سطح نزدیک می شوند و به سمت جنوب حرکت می کنند. محل احتمالی منبع زلزله بعدی محاسبه و مستقیماً به سمت آن چاه حفر شد. لرزه ها متوقف شد.

مشاهده رفتار غیرعادی حیوانات قبل از زلزله بسیار مهم تلقی می شود، اگرچه برخی کارشناسان معتقدند که این یک حادثه است. در پاسخ به این سوال که حیوانات چه چیزی را درک می کنند، دانشمندان به توافق نرسیده اند. احتمالات مختلفی ارائه می شود: شاید حیوانات با کمک اندام های شنوایی خود صداهای زیرزمینی را می شنوند یا سیگنال های اولتراسونیک را قبل از لرزش دریافت می کنند، یا بدن حیوانات به تغییرات جزئی فشار هوا یا تغییرات ضعیف در میدان مغناطیسی واکنش نشان می دهد. شاید حیوانات امواج طولی ضعیف را درک کنند، در حالی که انسان فقط امواج عرضی را درک می کند.

سطح آب زیرزمینی اغلب قبل از زلزله بالا یا پایین می‌آید، ظاهراً به دلیل وضعیت تنش سنگ‌ها. زمین لرزه می تواند بر سطح آب تأثیر بگذارد. آب در چاه ها می تواند هنگام عبور امواج لرزه ای به لرزه درآید، حتی اگر چاه دور از کانون زمین لرزه قرار داشته باشد. سطح آب در چاه هایی که در نزدیکی کانون زلزله قرار دارند اغلب تغییرات پایداری را تجربه می کند: در برخی از چاه ها بیشتر می شود و در برخی دیگر پایین تر می شود.

5. مشکلات در پیش بینی

مشکل پیش‌بینی زلزله در حال حاضر هم دانشمندان و هم عموم مردم را به عنوان یکی از جدی‌ترین و در عین حال بسیار مرتبط‌تر به خود جذب می‌کند. نظرات محققین در مورد امکان و راه های حل مسئله چندان روشن نیست.

مبنای اساسی برای حل مشکل پیش‌بینی زلزله این واقعیت اساسی است که تنها در 30 سال گذشته ثابت شده است، که خواص فیزیکی (مکانیکی و الکتریکی، در درجه اول) سنگ‌ها قبل از وقوع زلزله تغییر می‌کند. ناهنجاری‌های انواع میدان‌های ژئوفیزیکی به وجود می‌آیند: لرزه‌ای، میدان‌های سرعت موج الاستیک، الکتریکی، مغناطیسی، ناهنجاری‌ها در شیب‌ها و تغییر شکل‌های سطحی، شرایط هیدروژئولوژیکی و گاز-شیمیایی و غیره. در اصل، این همان چیزی است که تجلی اکثر منادیان بر آن استوار است. در مجموع، بیش از 300 پیش ساز در حال حاضر شناخته شده است که 10-15 مورد از آنها به خوبی مورد مطالعه قرار گرفته است.

یک پیش‌بینی زلزله را می‌توان کامل و عملاً مهم در نظر گرفت که سه عنصر از یک رویداد آینده از قبل پیش‌بینی شده باشد: مکان، شدت (بزراد) و زمان شوک. یک نقشه پهنه‌بندی لرزه‌ای، حتی مطمئن‌ترین نقشه، در بهترین حالت اطلاعاتی در مورد حداکثر شدت احتمالی زمین‌لرزه‌ها و میانگین فراوانی عود آن‌ها در یک منطقه خاص ارائه می‌کند. این شامل عناصر لازم پیش بینی است، اما قادر به ارائه پیش بینی خود نیست، زیرا در مورد رویدادهای مورد انتظار خاص صحبت نمی کند. فاقد مهمترین عنصر پیش بینی است - پیش بینی زمان یک رویداد.

مشکلات در پیش بینی زمان وقوع زلزله بسیار زیاد است. و پیش بینی محل و شدت طوفان های زیرزمینی آینده نیز به دور از حل مشکل است. امکانات اساسی و روش های خاص برای پیش بینی زمین لرزه در هر بخشی از یک منطقه لرزه ای خطرناک با دقت مکان و شدت معین در یک دوره زمانی معین هنوز توسعه نیافته است. بنابراین، برای مدت طولانی، طرح زیر ظاهراً ایده‌آل خواهد بود: در منطقه لرزه‌زا، یک منطقه نسبتاً بزرگ مشخص می‌شود، که در آن می‌توان یک رویداد بزرگ لرزه‌ای را طی چند سال یا چند دهه انتظار داشت. با تحقیقات قبلی، مساحت رویداد مورد انتظار کاهش می‌یابد، قدرت احتمالی شوک یا ویژگی‌های انرژی آن - بزرگی و دوره زمانی خطرناک مشخص می‌شود. در مرحله بعدی توسعه، محل شوک آتی مشخص می‌شود. ، و زمان انتظار برای رویداد به چند روز و ساعت کاهش می یابد. در اصل، این طرح سه مرحله متوالی پیش بینی - بلندمدت، میان مدت و کوتاه مدت را فراهم می کند.

نتیجه

با این حال، مشکل "با پیش بینی چه باید کرد" همچنان باقی است. برخی از زلزله شناسان وظیفه خود را با ارسال تلگراف هشدار خود به نخست وزیر انجام می دهند، برخی دیگر در تلاش هستند تا دانشمندان علوم اجتماعی را در بررسی این سوال مشارکت دهند که محتمل ترین واکنش عمومی به این هشدار چه خواهد بود. بعید است یک شهروند عادی از شنیدن این که شورای شهر او را به تماشای یک فیلم در فضای باز در میدان شهر دعوت می کند خوشحال شود اگر بداند خانه اش به احتمال زیاد ظرف یکی دو ساعت ویران می شود.

شکی نیست که مشکلات اجتماعی و اقتصادی که در نتیجه اخطار به وجود می آید بسیار جدی خواهد بود، اما اینکه در واقع چه اتفاقی خواهد افتاد تا حد زیادی بستگی به محتوای هشدار دارد. در حال حاضر، به نظر می رسد که زلزله شناسان ابتدا هشدارهای اولیه، شاید چندین سال قبل از آن را صادر کنند و سپس به تدریج زمان، مکان و بزرگی احتمالی زلزله مورد انتظار را با نزدیک شدن به آن اصلاح کنند. از این گذشته ، ارزش هشدار دادن را دارد و حق بیمه و همچنین قیمت املاک و مستغلات به شدت تغییر می کند ، مهاجرت جمعیت ممکن است شروع شود ، پروژه های ساختمانی جدید مسدود می شود و بیکاری در بین کارگران مشغول به تعمیر و رنگ آمیزی ساختمان ها آغاز می شود. . از سوی دیگر، ممکن است افزایش تقاضا برای تجهیزات کمپ، تجهیزات آتش نشانی و کالاهای ضروری و به دنبال آن کمبود و قیمت های بالاتر وجود داشته باشد.

مکانیسم وقوع

هر زلزله آزاد شدن آنی انرژی در اثر تشکیل یک گسیختگی سنگ است که در حجم معینی به نام کانون زلزله رخ می دهد که مرزهای آن را نمی توان به اندازه کافی دقیق تعریف کرد و به ساختار و وضعیت تنش-کرنش سنگ ها در منطقه بستگی دارد. یک مکان معین تغییر شکلی که به طور ناگهانی رخ می دهد، امواج الاستیک ساطع می کند. حجم سنگ های تغییر شکل یافته نقش مهمی در تعیین قدرت شوک لرزه ای و انرژی آزاد شده دارد.

فضاهای بزرگ پوسته زمین یا گوشته بالایی که در آنها گسیختگی و تغییر شکل‌های تکتونیکی غیرکشسانی رخ می‌دهد، زمین‌لرزه‌های قوی ایجاد می‌کنند: هر چه حجم منبع کوچک‌تر باشد، لرزش‌های لرزه‌ای ضعیف‌تر است. کانون یا کانون زمین لرزه مرکز مشروط منبع در عمق است. عمق آن معمولاً بیش از 100 کیلومتر نیست، اما گاهی اوقات به 700 کیلومتر می رسد. و مرکز زمین‌لرزه، برآمدگی کانون بر روی سطح زمین است. منطقه ارتعاشات قوی و تخریب قابل توجه در سطح در هنگام زلزله، منطقه pleistoseist نامیده می شود (شکل 1.2.1.)

برنج. 1.2.1.

زمین لرزه ها بر اساس عمق کانون های خود به سه نوع تقسیم می شوند:

1) فوکوس خوب (0-70 کیلومتر)،

2) فوکوس میانی (70-300 کیلومتر)،

3) فوکوس عمیق (300-700 کیلومتر).

اغلب کانون های زلزله در پوسته زمین در عمق 10-30 کیلومتری متمرکز می شوند. به عنوان یک قاعده، شوک لرزه ای اصلی زیرزمینی با لرزش های محلی - پیش لرزه ها همراه است. لرزه های لرزه ای که پس از شوک اصلی رخ می دهند پس لرزه نامیده می شوند، پس لرزه هایی که در مدت زمان قابل توجهی رخ می دهند به آزاد شدن تنش در منبع و پیدایش گسیختگی های جدید در ضخامت سنگ های اطراف منبع کمک می کنند.

برنج. 1.2.2 انواع امواج لرزه ای: الف - P طولی; ب - عرضی S; ج - LoveL سطحی; d - سطح Rayleigh R. فلش قرمز جهت انتشار موج را نشان می دهد

امواج لرزه ای ناشی از لرزش ها با سرعت 8 کیلومتر در ثانیه در همه جهات از منبع منتشر می شوند.

چهار نوع امواج لرزه ای وجود دارد: P (طولی) و S (عرضی) از زیر زمین عبور می کنند، امواج Love (L) و Rayleigh (R) از سطح زمین عبور می کنند (شکل 1.2.2.) همه انواع امواج لرزه ای بسیار سریع حرکت می کنند. . امواج P که زمین را بالا و پایین می لرزانند، سریع ترین هستند و با سرعت 5 کیلومتر در ثانیه حرکت می کنند. امواج S، نوسانات از یک طرف به سمت دیگر، فقط کمی از نظر سرعت کمتر از امواج طولی هستند. امواج سطحی کندتر هستند، با این حال، هنگامی که ضربه به شهر وارد می شود، آنها باعث تخریب می شوند. در سنگ های جامد، این امواج به قدری سریع حرکت می کنند که با چشم دیده نمی شوند. با این حال، امواج Love و Rayleigh می‌توانند رسوبات سست (در مناطق آسیب‌پذیر، به عنوان مثال، در مکان‌هایی که خاک اضافه می‌شود) را به رسوبات سیال تبدیل کنند، به طوری که می‌توان امواجی را که از میان آنها عبور می‌کنند، مثل دریا مشاهده کرد. امواج سطحی می توانند خانه ها را خراب کنند. هم در زلزله 1995 کوبه (ژاپن) و هم در زلزله 1989 سانفرانسیسکو، ساختمان هایی که بر روی خاک های پر شده ساخته شده اند بیشترین آسیب را متحمل شدند.

منشا یک زلزله با شدت اثر لرزه ای مشخص می شود که در نقاط و بزرگی بیان می شود. در روسیه از مقیاس 12 درجه ای شدت مدودف- اسپونهوئر- کارنیک استفاده می شود. بر اساس این مقیاس، درجه بندی شدت زلزله زیر اتخاذ می شود (1.2.1.)

جدول 1.2.1. مقیاس شدت 12 نقطه ای

گاهی اوقات منبع زلزله می تواند نزدیک سطح زمین باشد. در چنین مواقعی اگر زلزله شدید باشد پل ها، جاده ها، خانه ها و سایر سازه ها پاره و تخریب می شوند.

گزارش هایی از مرگ و میر وجود دارد. هشدار سونامی برای بیشتر مناطق اقیانوس آرام صادر شده است. آیا می توان در چنین بلایای طبیعی از تلفات انسانی جلوگیری کرد؟ رئیس آزمایشگاه سونامی در موسسه اقیانوس شناسی آکادمی علوم روسیه به سوالات رادیو آزادی پاسخ می دهد. پ.پ.شیرشوا:

- سونامی فعلی شاید یکی از قوی ترین سونامی های اقیانوس آرام در 30 تا 40 سال گذشته باشد. در ژاپن، موج به 10 متر رسید - این همان چیزی است که به طور قطع شناخته شده است. اما شاید بیشتر بود. جمعیت در جزایر کوریل تخلیه شد؛ بیش از 11 هزار نفر تخلیه شدند.

- آیا راهی برای به حداقل رساندن عواقب چنین بلای طبیعی وجود دارد؟

- آره. اندکی قبل از سونامی امروز، چند ماه پیش، یک ایستگاه در اعماق دریا در جایی روبروی جزیره ایتوروپ نصب شد. و اکنون کار کرده است، من در حال تماشای این ضبط‌ها هستم. بر اساس این رکوردها و سایر سوابق آمریکایی، سرویس سونامی ساخالین توانست به سرعت پیش بینی سونامی را توسعه دهد - و جمعیت به موقع تخلیه شد. البته در ژاپن انجام این کار دشوارتر است، زیرا زمان سفر با موج به آنجا بسیار کوتاه است. برای ساکنان هونشو، همه چیز، البته، تراژیک تر است.

- معمولاً سونامی با چه سرعتی نزدیک می شود؟

- در اقیانوس باز با سرعت زیاد - حدود 800 کیلومتر در ساعت، یعنی با سرعت یک هواپیما حرکت می کند. من فکر می کنم تخریب خواهد بود. من واقعا امیدوارم که کشتی ها به موقع از بنادر خارج شده و به اقیانوس آزاد رفته اند ... اول از همه باید برای شیکوتان، یوژنو کوریلسک، کوناشیر بترسید. به طور کلی، خطر اصلی در درجه اول تأسیسات بندری و کشتی ها را تهدید می کند.

- سواحل ژاپن تا چه اندازه برای این نوع بلایای طبیعی آماده است؟ به هر حال ژاپن به خاطر فن آوری بالا و صنعت بسیار توسعه یافته اش معروف است... مشخصاً خدمات لرزه نگاری در این کشور بسیار خوب است؟

- ژاپنی ها واقعاً آماده هستند. اما وقتی صحبت از زمان کوتاه سفر موج است - فقط 5-10 دقیقه ... در این مدت هیچ سرویسی قادر نیست مردم را به راه دور برساند. عملا غیر ممکن است. ما معمولا 15-20 دقیقه برای تخلیه جمعیت وقت می گذاریم. چنین استانداردهایی وجود دارد، اما همیشه نمی توان آنها را رعایت کرد.

- احتمال عود لرزش چقدر است؟

– البته لرزش در این ناحیه حداقل تا شش ماه و حتی یک سال دیگر تکرار خواهد شد. اینکه آیا آنها به قدرتی می رسند که باعث ایجاد چنین امواج و ویرانی شود، بحث دیگری است. در اصل، در صورت بروز خطای قوی، لرزش باید ضعیف شود، از بین برود. یک گسل در ژاپن رخ داده است و برای مدتی به حرکت خود ادامه می دهد.

به هر حال، زمین لرزه و سونامی فعلی با چنین رویدادی نه چندان مکرر به عنوان پیش لرزه (یک شوک لرزه ای که قبل از شوک لرزه ای اصلی یک زلزله است) مشخص می شود. RS). به نظر من در 18 اسفند یک زلزله خفیف و یک سونامی بسیار کوچک در حدود نیم متر در همین منطقه ثبت شد.

این و سایر مطالب مهم از نسخه نهایی برنامه "زمان آزادی" را در صفحه بخوانید