Геофизические опасные явления доклад. Геофизические опасные явления. Землетрясения
 Скачать 22.69 Kb.
|
|
Геофизические опасные явления - события геофизического происхождения или результат процессов в литосфере, гидросфере, атмосфере Земли, возникающих под действием различных геофизических факторов или их сочетаний, оказывающих или могущих оказать поражающие воздействия на население, сельскохозяйственных животных и растения, объекты экономики и окружающую среду. Геофизические опасные явления вызываются эндогенными геологическими процессами (магматизмом, тектоникой, метаморфизмом), вызванными энергией земных недр, т. е. их внутренней динамикой. К геофизическим опасным явлениям относятся землетрясения и извержения вулканов. Землетрясения - это подземные толчки, сопровождающиеся колебаниями земной поверхности. Виды и причины возникновения землетрясений. Причиной землетрясений являются тектонические процессы, извержение вулканов, обрушение подземных карстовых пустот или заброшенных рудников, инженерная дея-тельность людей и падение метеоритов или столкновение планеты Земля с другими космическими телами. Землетрясения подразделяются на тектонические, вулканические, обвальные, наведенные, связанные с ударами космических тел о Землю и моретрясения. -при тектонических землетрясениях сейсмические волны возникают в результате разрушения или сдвига по разлому горных пород в недрах земной коры или верхней мантии. Причиной тектонических землетрясений являются тектонические процессы, происходящие на нашей планете. -при вулканических землетрясениях сейсмические волны возникают в результате извержения вулканов. -причиной обвальных землетрясений является обрушение карстовых пустот или заброшенных рудников. При этом сейсмические волны имеют небольшую силу и распространяются на незначительное расстояние. -причиной наведенных землетрясений являются последствия инженерной деятельности людей. Инженерная деятельность людей связана с заполнением водохранилищ, откачкой из недр при эксплуатации нефтяных и газовых месторождений, закачкой жидкости в скважины и проведением подземных и наземных ядерных и обычных большой мощности взрывов. -причиной землетрясений, связанных с ударом космических тел о Землю, являются удары и взрывы метеоритов, астероидов и комет. Взрыв космических тел порождает также воздушные ударные волны, распространяющиеся на большие расстояния. -причиной моретрясений являются подводные или прибрежные тектонические и вулканические землетрясения, сопровождающиеся сдвигом вверх и вниз протяженных участков морского дна. При моретрясениях возникают и распространяются на большие расстояния сейсмические и огромные гравитационные волны (цунами). Скорость распространения цунами от 50 до 1000 км/ч. Высота гравитационных волн составляет в эпицентре от 0,1 до 5,0 м, у побережья – от 10 до 50 м и более. Цунами производят опустошительные разрушения на суше. Последствия землетрясений. Участки земной коры в месте разлома могут смещаться по вертикали либо даже наползать друг на друга. В тех местах, где земля опускается по одну сторону разлома прямо на пересечении речного русла, образуются водопады. Нередко после землетрясения опускаются и затапливаются водой значительные участки суши. Помимо этого, подземные толчки могут смещать со склонов рыхлые верхние слои почвы, инициируя оползни и обвалы. Резкое перемещение значительных массивов земной коры в очаге сопровождается ударом колоссальной силы. В течение года жители планеты в разных ее точках ощущают порядка 10 тыс. землетрясений, из которых около 100 в той или иной степени разрушительны и могут повлечь за собой: опасные геологические явления; цунами, сейши, наводнения; пожары; паника; травмирование и гибель людей; повреждение и разрушение зданий; выбросы радиоактивных, аварийно химически опасных и других вредных веществ; транспортные аварии и катастрофы; нарушение функционирования систем жизнеобеспечения. Методы наблюдений. Сейсмические волны, распространяющиеся от очага землетрясения во все сторон, достигая поверхности земли, могут быть зафиксированы специальными приборами — сейсмографами. Они измеряют и автоматически записывают малейшие сотрясения, происходящие в любой точке земного шара. При колебаниях земной поверхности основная часть сейсмографа — подвесной груз — вследствие инерции приходит в движение относительно основания прибора, и самописец фиксирует сейсмический сигнал, передаваемый маркеру. Если говорить о прогнозе землетрясения, необходимо помнить, что он должен выявлять три параметра будущего события: 1) координаты эпицентра, 2) время, 3) магнитуду (энергию). Во всем мире прилагаются громадные усилия для решения проблемы прогноза землетрясений и не прекращаются поиски новых предвестников сейсмических событий. Попытки прогнозирования землетрясений начались давно, изучая различные методы наблюдений, многочисленными сейсмическими сетями станций расположенными на Земле. В районе эпицентра в процессе готовящегося землетрясения участвуют обширные пространства и территории, где предшественники землетрясений регистрируются по различным геофизическим параметрам. К настоящему времени известно около 200 предвестников землетрясений, с помощью которых делается попытка создания методов прогноза землетрясений. Практически все методы мониторинга и прогнозирования землетрясений имеют дело с физическими эффектами на поверхности Земли: 1. Измерения полей скоростей движения отдельных областей (деформаций) поверхности с помощью лазерных демографов, и со спутников; 2. Измерения акустической и сейсмической эмиссии в неглубоких скважинах в разных диапазонах частот; 3. Измерения поверхностной температуры Земли со спутников; 4. Мониторинг объёмно-напряжённого состояния глубин поверхности; 5. Измерения радиоактивного радона и других газов на поверхности; 6. Измерения электрических и магнитных полей на поверхности; 7. Поведение живых организмов; 8. Измерение электросопротивления земной коры; 9. Измерение проводимости среды, электрических и магнитотеллурических токов на небольших глубинах; 10. Измерения уровня грунтовых вод в неглубоких скважинах и т. д. Величины, характеризующие силу землетрясения. Для оценки силы землетрясения используют шкалу магнитуд и шкалу интенсивности. Первая различает землетрясения по величине магнитуды — энергетической характеристики землетрясения (меры его энергии). Наиболее популярная шкала, оценивающая энергию землетрясения, — шкала магнитуд Рихтера. Значение магнитуды лежит в пределах от 1 до 9. Эту шкалу нередко путают с 12-балльной шкалой интенсивности землетрясения, которая оценивает внешние проявления подземного толчка (воздействие на строения, людей, природные объекты). Когда случается землетрясение, то поначалу становится известна его магнитуда, определяемая по сейсмограммам, а интенсивность может быть выяснена лишь спустя время после получения достаточно полной информации о последствиях. Интенсивность землетрясений зависит как от глубины очага, так и от магнитуды. Она тем больше, чем ближе очаг располагается к поверхности. К примеру, если очаг землетрясения с магнитудой 8,0 расположен на глубине 10 км, то на поверхности земли его интенсивность составит 11–12 баллов. А при той же магнитуде, но в очаге, находящемся на глубине 40–50 км, воздействие на поверхности будет равно 9–10 баллам. Сейсмическая активность Сочи. В пределах Северо-Кавказского региона Сочинский полигон считается тектонически активным. Молодые Кавказские горы и литосферные плиты под ними постоянно двигаются, нагнетая давление, которое разряжается за счет новых подземных толчков. Согласно общему сейсмическому районированию ОСР-97 (А, В, С) по степени сейсмической опасности в баллах шкалы MSK-64 для средних грунтовых условий эта территория подвержена 8-10-балльным сейсмическим воздействиям. Последнее наиболее сильное землетрясение в Сочи (5,7 баллов) произошло в конце декабря 2012 года. Обычная мощность толчков равна 2−3 баллам. Извержения вулканов. Вулканом называется геологическое образование, возникающее над каналами и трещинами в земной коре, по которым на земную поверхность извергаются лава, пепел, горячие газы, пары воды и обломки горных пород. Вулканическое извержение — это период активной деятельности вулкана, когда он выбрасывает на земную поверхность раскаленные или горячие твердые, жидкие, газообразные вулканические продукты и изливает лаву. Причины вулканической деятельности. Географическое размещение вулканов указывает на тесную связь между поясами вулканической деятельности и дислоцированными подвижными зонами земной коры. Разломы, образующиеся в этих зонах, являются каналами, по которым происходит движение магмы к земной поверхности. Движение магмы происходит под влиянием тектонических процессов. Последствия извержения вулканов. Опасные явления, прямо или косвенно связанные с извержениями. - Раскаленные лавовые потоки. Жидкие потоки толщиной от 2 до 5 метров. Скорость течения достигает 100 км/ч. Проходят путь до десятков километров и покрывают площадь до сотен квадратных метров. - Палящие лавины, состоящие из глыб, песка, пепла и вулканических газов с температурой до 700оС. Спускаются по склону вулкана со скоростью 150-200 км/ч и проходят путь длиной до 10-20 км. - Тучи пепла и газов, выбрасываемые в атмосферу на высоту 15-20 км. Толщина слоя откладывающегося пепла вблизи вулкана может быть больше 10 метров, а на расстоянии 100-200 км от источника - 1 м. Под толстым слоем пепла гибнет все живое. - Взрывная волна и разброс обломков. При взрыве, направленном в сторону, ударная волна с температурой в несколько сотен градусов разрушительна на расстоянии до 20 км, разбрасываемые вулканические бомбы имеют диаметр 5-7 м и отлетают на расстояние до 25 км (при вертикальном выбросе до 5 км). - Водяные и грязекаменные потоки. Движутся со скоростью до 90-100 км/ч. Проходят путь до 50-300 км. Покрывают площадь до сотен квадратных километров. Источниками воды могут служить сама магма, кратерные озера, снежно-ледяной покров вулканов, грозовые ливни, вызываемые извержениями. - Резкие колебания климата, обусловленные изменением теплофизических свойств атмосферы из-за ее загрязнения вулканическими газами и аэрозолями. Примесь диоксида углерода (углекислого газа) и силикатных частиц может создавать парниковый эффект, ведущий к потеплению климата. - Извержение вулкана может сопровождаться землетрясением. Методы наблюдений и предсказаний извержения. Сейсмические методы – наблюдения за землетрясениями с коротким и длинным периодами и за сейсмическим дрожанием. Перед извержением обычны рои землетрясений с небольшой магнитудой (М<5). Повышается доля землетрясений с высокочастотными сейсмическими волнами. Перед извержением появляется усиливается вулканический тремор (сейсмическое дрожание). Высокочастотная составляющая также возрастает. Геохимические методы – наблюдения за выделением газов, преимущественно He, SO2. Геодезические методы – наблюдения за изменением поверхности земли. Физические методы – наблюдения за изменением температуры источников, почвы, воды в озерах и т.д., гравиметрия, магнитометрия. Шкала вулканической активности. Подобно шкале Рихтера для землетрясений, мощность извержения вулкана измеряется с использованием индекса вулканической взрывоопасности (также VEI, от англ. Volcanic Explosivity Index) — показатель силы извержения вулкана, основанный на оценке объёма извергнутых продуктов (тефра) и высоте столба пепла. Предложен К. Ньюхоллом (C. A. Newhall) и С. Селфом (S. Self) в 1982 году для оценки воздействия извержений на земную атмосферу. Диапазон изменения: от нуля («невзрывное») — для извержений, с объёмом выбросов менее 10 тыс. м³ (104 м³), до восьми («мегаколоссальное») — для извержений, выбрасывающих в атмосферу более 1000 км³ (1012 м³) пепла и высотой столба пепла более 25 км (см. рис.) Извержения с показателем VEI 6 баллов и более могут вызывать эффект вулканической зимы — заметного похолодания в планетарном масштабе. Примеры наиболее разрушительных извержений. Гора Тамбора, Индонезия, 1815 (VEI 7)Гора Тамбора является самым смертоносным извержением в истории человечества, погибли около 120 000 человек. 10 апреля 1815 года Тамбора разразился, отправив вулканический пепел на 40 км в небо. Это было самое мощное извержение за 500 лет. При входе в океан сила пирокластического течения вызвала создание ряда возвышающихся цунами. Благодаря огромному количеству выброшенных SO2, мир испытал сильное падение температуры, которое привело к глобальным сбоям урожая. Тысячи людей умерли от голода в Китае, а тиф распространился по всей Европе. За два года после взрыва цена зерна в Швейцарии выросла более чем в четыре раза. Лаки, Исландия, 1783 (VEI6) Разрушение извержения Лаки ощущалось глобально в течение многих лет после этого события. Извержение Лаки длилось 8 месяцев, испуская около 14,7 км лавы. Токсичные газы отравили урожай и убили 60 процентов поголовья скота Исландии. Вулкан высвободил достаточно SO2, чтобы вызвать кислотный дождь. Извержение привело к голоду, в результате которого погибло более 10 000 исландских людей, примерно четверть населения страны в то время. По мере того как токсическое извержение Лаки путешествовало на юг, оно убило 23 000 человек в Великобритании и вызвало голод в Египте. Некоторые историки считают, что европейский голод, вызванный извержением, может быть катализатором Французской революции. На территории Сочи находится грязевой вулкан. Кратер был обнаружен во время проведения работ по расчистке территории около Ачигварского озера. Грязевой вулкан занимает территорию площадью 50 кв. м. Глубина впадины небольшая и составляет около 1.5 метров. Ежедневно вулкан выбрасывает около кубометра грязи. |