Землетрясения и их виды. ОПП Землетрясения_причины_виды. Лекция 1 Причины землетрясений

Название	Лекция 1 Причины землетрясений
Анкор	Землетрясения и их виды
Дата	27.06.2021
Размер	1.51 Mb.
Формат файла
Имя файла	ОПП Землетрясения_причины_виды.ppt
Тип	Лекция #221967

Лекция 1 Причины землетрясений

В истории человечества зафиксировано достаточно много землетрясений катастрофического характера, повлекших огромные жертвы среди населения.
В Египте в 1201 и в Иордании в 1202 г. погибло около одного миллиона человек.
В Китае во время землетрясения 1556 г. погибло 850 тыс. человек, в Японии во время землетрясения 1923 г. – 400 тыс. человек, в Индии в районе Калькутты в 1737 г. погибло 300 тыс. человек. В 1908 г. землетрясение разрушило итальянский город Мессина, в котором также погибло 300 тыс. человек. Землетрясение 1990 г. в Иране унесло жизни 200 тыс. человек.
В среднем на Земле от землетрясений погибает 1 человек из 8 тыс., а 10 человек из этих 8000 так или иначе страдают от землетрясений.

Земля представляет собой геоид со средним диаметром 12 740 км и длиной окружности по экватору порядка 40 тыс. км.
Масса Земли составляет 5,976 х 1027 г, объем – 1,0832 х 1027 см3, средняя плотность земного вещества находится в пределах 5,517 г/см3.
На основании данных сейсмической разведки в строении Земли выделяется несколько оболочек, которые сформировались вследствие гравитационной дифференциации веществ в процессе формирования Земли как планеты.

ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ ЗЕМЛИ

Наружная твердая оболочка называется земной корой, толщина ее колеблется от 43 км в пределах континентов до 7 км на дне морей и океанов.
В среднем, на поверхности материков до глубины 3-5 км находится слой осадочных пород, затем до глубины 10 км простирается так называемый гранитно-гнейсовый слой, под ним до глубины 20-25 км находится слой базальта. О строении нижнего слоя земной коры достоверных сведений нет.
Средняя плотность земной коры составляет 2,8 г/см3, температура на нижней границе земной коры составляет примерно 500оС.

СТРОЕНИЕ ВЕРХНИХ СЛОЕВ ЗЕМЛИ

Под земной корой находится так называемая мантия, которая в основном состоит из кремния, алюминия, железа, магния, кальция и кислорода.
Верхняя мантия простирается до глубины 670 км, затем до глубины 840 км следует переходная зона.
Температура верхней мантии составляет 500-1000оС при давлении свыше 20 Кбар.
Плотность верхней мантии порядка 3,3 г/см3, вещество в основном находится в твердом пластичном состоянии.

Средняя мантия простирается до глубины 1700 км, затем до глубины 2200 км вновь следует переходная зона.
Плотность вещества средней мантии составляет 4 г/см3, температура достигает 2800оС, а давление – 300 Кбар.
До отметки 2900 км простирается нижняя мантия.
Плотность нижней мантии порядка 5,9 г/см3, температура около 3000 – 4000оС, а давление достигает 1000 Кбар.

В центре Земли находится ядро, состоящее из двух частей.
Внешнее ядро продолжается до глубины 5146 км, внутреннее – до геометрического центра геоида на глубине 6371 км.
Плотность внешней оболочки составляет 10 г/см3, состоит вероятно из железа и никеля при температуре около 4300оС и давлении 1300 Кбар.
Плотность внутренней железисто-никелевой части ядра составляет 12,5 г/см3, при температуре более 4000оС и давлении 3000 Кбар.

Верхний слой Земли, включающий кору и верхнюю мантию до глубины 100 км, ведет себя как единое жесткое тело, поэтому его принято называть литосферой.
Литосфера разбита внутренними разломами на отдельные блоки, называемые литосферными или тектоническими плитами. Каждая плита реагирует на внешнее воздействие как более или менее связное целое и вовлекается в горизонтальные и вертикальные движения.

ТЕКТОНИЧЕСКИЕ ПЛИТЫ

Литосферные плиты, располагаясь на пластичном веществе мантии и обладая разной массой, находятся в неустойчивом состоянии.
За счет разности температур и давлений в самой мантии наблюдаются восходящие и нисходящие потоки, под действием которых плиты перемещаются относительно друг друга.
Наблюдается три вида перемещений литосферных плит:
расхождение или дивергенция;
сближение или конвергенция;
перемещение относительно друг друга или трансформация.

Дивергенция плит возникает за счет давления восходящего мантийного потока на земную кору.

В результате этого давления происходит разрыв коры и образование так называемой рифтовой зоны.
При подъеме к поверхности мантийное вещество испытывает декомпрессию, начинает плавиться и изливаться через трещины, компенсируя дефицит вещества, образующийся при расхождении плит.

Таким образом, образуется срединно-океанический хребет, по обе стороны от которого нарастает океаническая кора.
Процесс разрастания океанического дна называется спрединг.

Если при сближении плит одна из них начинает погружаться под другую, образуется так называемая зона субдукции, четко прослеживаемая по глубоководным океаническим желобам и островным дугам.

Этапы субдукции

На первом этапе субдукции образуется глубоководный желоб и цепочка вулканов.
Очаги землетрясений будут располагаться вдоль зоны субдукции на глубину до 700 км.

При полном закрытии морского бассейна островные дуги сближаются с материком, а затем океаническая кора полностью уходит под материковую.

На завершающем этапе возникает зона реликтовой субдукции, хорошо прослеживаемая по образующимся горным цепям. Вулканическая деятельность прекращается, а очаги землетрясений находятся на промежуточной глубине – 150 – 300 км.

Реликтовая субдукция на южной окраине Евразийского континента

Зоны конвергенций и дивергенций

Разлом Сан-Андреас

Таким образом, тектоническое землетрясение – это внезапная разрядка накопившихся механических напряжений в глубинах Земли, лавинообразное распространение трещины в земной коре.

Разрядка напряжения протекает, как правило, в форме разрыва (разлома) в глубинах литосферы, который распространяется со скоростью 2-3 км/с, в виде ряда беспорядочных смещений, обусловленных неодинаковой прочностью пород на пути распространения разрыва.

Размеры разломов при выходе на поверхность могут быть достаточно большими.
Так при катастрофическом землетрясении 4 декабря 1957 г. в Монгольском Алтае возник разлом Богдо длиной около 270 км, а общая длина образовавшихся разломов достигла 850 км.
Во время Камчатского 1952 г. и Чилийского 1960 г. землетрясений протяженность разломов составила более 500 км, а смещение краев достигало 10 м.

Разрыв горных пород, вышедший на поверхность

Землетрясения – аналоги ядерных взрывов

Место землетрясения	Год	Выделенная энергия, Мт
Китай Эквадор Япония Марокко Индия Чили Япония Япония США	1556 1906 1933 1775 1950 1960 1891 1923 1906	6500 5000 5000 3500 2000 1500 1000 800 700

Механизм землетрясения

Кроме того, землетрясения могут вызываться:
обвалами на поверхности или в глубинах Земли;
взрывами большой мощности на поверхности или в грунте;
заполнением крупных водохранилищ.

Обвальные землетрясения возникают:
при обвалах и оползнях, наносящих удар по поверхности Земли;
при подземных обвалах в шахтах;
при проседаниях грунта в полости, из которых выкачивается нефть или природный газ;
при обвалах сводов карстовых полостей.

Взрывные землетрясения возникают:
при наземных и подземных ядерных взрывах большой мощности;
при взрывах вулканов;
при взрывах метеоритов у поверхности или на поверхности Земли.

Землетрясение также может возникнуть как следствие напряжений в земной коре, которые вызываются давлением больших масс воды, собираемых в обширных водохранилищах.