Земетресение

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към: навигация, търсене
Световна карта на епицентрите на земетресения 1963–1998

Земетресението (наричано още земетръс) е явление, което представлява осезаемо разклащане на земната повърхност, породено от разместването на част от земната кора и внезапното освобождаване на голямо количество енергия. Явлението е съпроводено с трептения в земните пластове и повърхност, които се разпространяват като сеизмични вълни. Настъпва вследствие на натрупано напрежение и деформации в земната кора. Областта на разрушенията се нарича огнище на земетресението. Началната точка, намираща се под земята в огнището, се нарича хипоцентър. Проекцията на хипоцентъра на земната повърхност се нарича епицентър. Земетресенията се изучават от науката сеизмология.[1]

Земетресенията могат да бъдат толкова силни, че да разрушат цели градове и да предизвикат цунами, свлачища и дори вулканично изригване. Сеизмичната активност на определен район се определя от честотата, вида и размера на земетресенията в продължение на определен период от време. Земетресенията се измерват с помощта на наблюдения от сеизмометри. Най-често използваната скала е скалата на Рихтер.

По своя произход земетресенията се делят основно на тектонски и вулканични. По дълбочина на хипоцентъра се делят на плитки (до 100 km), междинни (100 – 300 km) и дълбоки земетресения (300 – 700 km). Най-разрушителни са плитките тектонски земетресения.

Причини за земетресенията[редактиране | редактиране на кода]

Естествени земетресения[редактиране | редактиране на кода]

Земетресение в Сичуан, Китай, 2008 година

Първичната причина за сеизмичните процеси е свързана с отделянето на топлина в земните недра и по-конкретно с образуването на тектонски разломи, с вулканичната дейност или с комплексното им съвместно действие. Преобладават тектонските причини, а земетресенията, породени от тях, имат най-голям обхват и причиняват най-големи поражения.

Местоположенията на земетресенията е тясно свързано с наличието на разломи в земната кора. Тази връзка е ясно изразена при активните разломи по границите на тектонските плочи, където са съсредоточени огнищата на най-силните земетресения. Причините за тези явления може да се обяснят с теорията за тектониката на плочите.

Литосферните плочи се плъзват върху пластичния слой на горната мантия под действието на конвективни течения. Векторът на преместването им е ориентиран в различни посоки, поради което плочите се сблъскват или надхлъзват, раздалечават или плъзгат една спрямо друга. Движещите тектонски сили пораждат напрежения, които постепенно се увеличават, докато достигнат критична стойност, над която скалите се разрушават и земната кора се разкъсва. Тектонските блокове продължават да се преместват, докато напреженията се разсеят напълно. Освободената тектонска енергия поражда мощни механични импулси (земетресения), които се разпространяват в земната кора като еластични вълни. Възможно е също едно земетресение да предизвика образуване на разлом, но той има относително малки размери и се разпространява само в границите на седиментния слой на земната кора. Тези разломи се образуват в резултат на неравномерните слягания в седиментните отложения, предизвикани от сеизмичния трус (напр. разседите в плиоценския комплекс на Софийската котловина).

Земетресения се пораждат и от други естествени земни причини – вулканична дейност, срутвания в големи карстови празнини или в стръмни планински склонове и др. По сила те могат да бъдат съизмерими с тектонските земетресения, но обхватът им е малък и последиците от тях имат локално значение.

Изкуствени земетресения[редактиране | редактиране на кода]

Пожарите в Сан Франциско след земетресението 1906 г.

Докато повечето земетресения са причинени от движението на тектоничните плочи на Земята, човешката дейност също може да предизвика земетресения. Четири основни дейности допринасят за това явление: съхранение на големи количества вода зад бент (и евентуално изграждане на изключително тежка сграда), пробиване и инжектиране на течност в кладенци и от добива на въглища и нефт при сондиране[2]. Строителството на големи водохранилища нарушава геостатичното равновесие на скалите в земната кора чрез допълнителното им натоварване с огромна водна маса. Увеличаването на напреженията и намаляването на триенето във водонаситените скали причинява локални премествания в земната кора. След запълването през 1935 г. на водохранилището Мид в Аризона, което е разположено в несеизмичен район, в течение на 10 години са регистрирани 600 труса с магнитуд около 5. Подобен е случаят с язовир Койна, недалеч от Бомбай (запълнен през 1967 г.), който е предизвикал много земетресения с магнитуд до 6,5.Може би най-известният пример за това е земетресението в Съчуан[3] през 2008 г. в провинция на Китай; този трус довежда до 69,227 смъртни случая. Най-голямото земетресение в историята на Австралия също се твърди, че е предизвикано от човешки фактор, този път от добива на въглища. Градът Нюкасъл е построен върху въгледобивни райони. Земетресението се активира поради милионите тонове скална маса, отстранени в процеса на добив[4]. Подземните ядрени взривове също предизвикват изкуствени земетресения – в Невада през 1968 г. е предизвикан трус с магнитуд 6,3.

Характеристики на земетресенията[редактиране | редактиране на кода]

Епицентър[редактиране | редактиране на кода]

Епицентърът е точката на земната повърхност, която е точно над хипоцентъра (или фокуса) на мястото, където земетресението или подземната експлозия е регистрирана. Терминът е въведен от ирландския сеизмолог Робърт Малет[5][6]. С други думи епицентърът е проекцията на хипоцентъра. За да се определи местоположението на епицентъра, се използват сеизмични станции. Не е задължително там да се наблюдават най-големите разрушения. Най-често най-голямото разрушение се случва на известно разстояние от епицентъра, в точки образуващи кръг около него, където сеизмичната вълна пристига под ъгъл.

Медиите често бъркат концепцията на понятието хипоцентър с епицентъра, по-специално на съобщения като „епицентърът на земетресението е на дълбочина от 2 километра“.

Хипоцентър[редактиране | редактиране на кода]

Хипоцентърът е мястото на възникване на земетресението под земята. Огнището на земетресението може да бъде на дълбочина от 2 – 3 до 35 километра, в редки случаи и до 600 – 700 километра[7]. От него във всички посоки се разпространяват земетръсните вълни. С отдалечаване от хипоцентъра силата на земетресението намалява.

В горната част на земната кора (до 20 километра) хипоцентровете се появяват в резултат на чупливи деформации. В по-дълбоките слоеве те възникват на фона на преобладаваяите пластична пластични деформации. При случай на експлозия на атомна бомба, хипоцентърът е зоната, непосредствено под експлозията.

Сеизмични вълни[редактиране | редактиране на кода]

Сеизмичните вълни са енергетични вълни, които възникват вследствие на земетресения, вулканични изригвания, движение на магмата, големи свлачища и големи изкуствени експлозии, които излъчват нискочестотна акустична енергия. Те се разпространяват радиално в земните недра. По своя път през вътрешността на Земята те могат да се пречупват, отразяват, разсейват и абсорбират. Скоростта на разпространение на сеизмичната вълна зависи от техния вид и от вида на материята, през която преминават[8]:48 – 50[9]:56 – 57.

Много други природни и антропогенни източници създават нискоамплитудни вълни наричани най-често шум. Сеизмичните вълни се проучват от геофизици, наречени сеизмолози. Сеизмичните вълнови полета се записват от сеизмометър, хидрофон, или акселерометър.

Скоростта на разпространение на вълните зависи от плътността и еластичността на средата. В геофизиката пречупването или отражението на сеизмичните вълни се използва за изследване на структурата на вътрешността на Земята.

Вторични трусове[редактиране | редактиране на кода]

Силните земетресения винаги са придружени от множество вторични трусове на същото място. Техният брой и интензитет с времето намаляват, но могат да продължат месеци. Особено висока вероятност за силни трусове има в първите часове след основния трус. Има много случаи, когато увредената от земетресение сграда се срутва едва при по-слаб вторичен трус. Вторичните трусове са заплаха по време на спасителните операции. Ако един вторичен трус е по-голям от основния, той бива квалифициран като основен, а първият става пред-трус. Вторичните трусове се получават когато земната кора се нагажда към ефектите от главния удар.

Измерване на силата и въздействието[редактиране | редактиране на кода]

Разрушения в Еквадор след земетресение, 2016 г.

Силата на земетресенията се оценява по техния ефект, които е намаляващ при отдалечаването от епицентъра. Проявата на определено място се оценява по макросеизмична ска̀ла и тя съответно е различна на разлините места. Оценката на отделената в епицентъра енергия се измерва обаче еднозначно чрез магнитуда. Магнитудът се имерва най-често по ска̀ла, създадена от Рихтерскала на Рихтер. В Европа ефектът на земетресенията се описва обичайно чрез ска̀лите на Медведев-Шпонхойер-Карник (MSK) и на Меркали-Канкани-Зиберг, в САЩ – модифицираната скала на Меркали. От 1996 година в страните от Европейския съюз се използва по-съвременната Европейска макросеизмична скала (EMS). В Япония използват Скалата на Омори.

Ска̀ла на магнитуда. Ска̀ла на Рихтер[редактиране | редактиране на кода]

Магнитудната ска̀ла измерва земетресенията по магнитуд, който е относителната характеристика на отделената енергия при земетресението. Съществуват няколко магнитуда и съответни магнитудни ска̀ли: локален магнитуд (Ml); магнитуд, определян по повърхностни вълни (Ms); магнитуд, определян по обемни вълни (Mb); моментен магнитуд (Mw).

Най-популярната ска̀ла за оценка на енергията при земетресение е локалната ска̀ла за магнитуд на Рихтер. При нея, нарастването с една степен на магнитуда съответства на 32-кратното увеличение на освобождаваната сеизмична енергия. Земетресение с магнитуд 2 е едва доловимо, докато магнитуд 7 е долната граница на разрушителните земетресения, обхващащи големи територии.

Ска̀ла на интензитета[редактиране | редактиране на кода]

Силата на земетресението е качествена характеристика и показва характера и степента на въздействието на земетресението върху повърхността на земята, хората, животните, както и върху естествените и изкуствените съоръжения в района на земетресението. По света се използват няколко ска̀ли на интензитета: в Европа – Европейска макросеизмична ска̀ла (EMS), в Япония – ска̀ла на Японската метеорологична агенция (Shindo), в САЩ и Русия – модифицираната ска̀ла на Меркали (MM):

  • 1-ва степен (незабележимо) – отбелязва се само от специални устройства;
  • 2-ра степен (много слабо) – усеща се само от много чувствителни домашни любимци и хора по горните етажи на високи сгради;
  • 3-та степен (слабо) – усеща се само във вътрешността на някои сгради, като вибрация на камион;
  • 4-та степен (умерено) – земетресението се усеща от много хора; възможно е отместване на отворени прозорци и врати;
  • 5-та степен (отбележимо силно) – разклащане на висящи предмети, шумове в конструкцията на сгради, счупване на прозорци, посипване на прах;
  • 6-та степен (силно) – леки повреди по конструкцията на сгради, пукнатини по мазилката и др.;
  • 7-ма степен (много силно) – значителни щети по сградите; пукнатини в мазилка и отчупване на отделни парчета, тънки пукнатини по стените, напукване на комини; пукнатини по основите;
  • 8-ма степен (разрушително) – разрушения в сградите: големи пукнатини по стените, падащи корнизи и комини. Свлачища и пукнатини до няколко сантиметра по планински склонове;
  • 9-та степен (опустошително) – срутвания на някои сгради, падащи стени, прегради и покриви. Свлачища, срутвания и падане на отломки в планините. Скоростта на нарастване на пукнатините може да бъде до 2 cm/s;
  • 10-та степен (унищожително) – срутване на много сгради; в други – сериозни щети. Пукнатини в почвата до 1 m ширина, лавини, свлачища. Поради струпването на отломки, в речните долини могат да се образуват езера;
  • 11-та степен (катастрофално) – многобройни пукнатини по земната повърхност, големи лавини в планините. Масово разрушение на сгради;
  • 12-та степен (тотално) – промени на релефа в големи мащаби. Огромни лавини и срутвания. Пълно разрушение на сгради и съоръжения.

Ска̀ла на Медведев-Шпонхойер-Карник (MSK-64)[редактиране | редактиране на кода]

12-степенната ска̀ла на Медведев-Шпонхойер-Карник е разработана през 1964 г. и получава широко разпространение в Европа. От 1996 г. в страните на Европейския съюз се използва по-съвременната Европейска макросеизмична скалаа (EMS).

Измервателни прибори[редактиране | редактиране на кода]

За откриването и записването на всички видове сеизмични вълни се използват специални устройства – сеизмографи. В повечето случаи, сеизмографът има тежест, закрепена с пружина, която по време на земетресението остава неподвижна, докато останалите части от прибора (корпус, опора) се движат спрямо тежестта. Някои сеизмографи са чувствителни към хоризонтални движения, а други – към вертикални. Вълните се регистрират от вибриращо перо върху движеща се хартиена лента. Има и електронни сеизмографи (без хартиена лента).

Големина и честота[редактиране | редактиране на кода]

Земетресението в Месина и последвалото цунами отнемат 200 000 живота, 28 декември 1908 г. в Сицилия и Калабрия

Смята се, че около 500 000 земетресения се случват всяка година, които могат да бъдат регистрирани със съвременната апаратура. 100 000 от тях могат да се усетят[10][11]. Незначителни земетресения се случват почти постоянно по целия свят в места като Калифорния и Аляска в САЩ, както и в Салвадор, Мексико, Гватемала, Чили, Перу, Индонезия, Иран, Пакистан, Азорските острови в Португалия, Турция, Нова Зеландия, Гърция , Италия, Индия, Непал и Япония, но земетресения могат да се случат почти навсякъде, включително Ню Йорк, Англия и Австралия[12]. По-големите земетресения се случват по-рядко. Честотата на земетресенипта се дава със закона на Гутенберг-Рихтер.

Броят на сеизмичните станции се е увеличил от около 350 през 1931 г. до десетки хиляди днес. В резултат на това, много повече земетресения са регистрирани, отколкото в миналото, но това се дължи на подобряване на апаратурата, а не на увеличаване на общия брой земетресения. Геоложки проучвания на САЩ показват, че от 1900 г. насам има средно по 18 големи земетресения (магнитуд 7,0 – 7,9) и едно голямо земетресение (магнитуд 8 или повече) на година, и че това средно число е относително стабилно[13] . През последните години, броят на силните земетресения годишно намалява, въпреки че това вероятно е статистическо колебание, а не тенденция. По-подробни статистически данни за размера и честотата на земетресенията съществуват от геоложките проучвания на САЩ. Едно скорошно увеличение на броя на големите земетресения е отбелязано, което би могло да се обясни с цикличен модел на периоди на интензивна тектонска активност, последвани с по-дълги периоди на ниска интензивност. Въпреки това, точни данни на земетресенията започват да се събират едва в началото на 20-ти век, така че е твърде рано да се заяви категорично, че това е случаят[14].

Повечето от световните земетресения стават в 40000 километровата, с форма на подкова зона, наричана тихоокеански сеизмичен пояс, известен като тихоокеански огнен пръстен[15][16]. Мащабните земетресения по принцип се появяват и по други граници на тектонски плочи, както по протежение на Хималаите[17]

С бързото развитие на мега-градове като Мексико Сити, Токио и Техеран, в райони с висока сеизмична опасност, някои сеизмолози предупреждават, че един трус може да отнеме живота на близо три милиона души[18]

Най-силните и най-опустошителните земетресения[редактиране | редактиране на кода]

Силата на земетресенията е определящ фактор, докато опустошенията, които те предизвикват, зависят от мястото на което са се случили.

20 век[19][редактиране | редактиране на кода]

епицентър дата географска
ширина
географска
дължина
магнитуд Брой жертви Забележка
Крайбрежие на Еквадор 31 януари 1906 1 с.ш. 81,5 з.д. 8,8 1 000 No. 4 най-силните по магнитуд
В близост до Сан Франциско 18 април 1906 37 с.ш. 122 з.д. 7,8 3 000
Валпараисо, Чили 17 август 1906 33 ю.ш. 72 з.д. 8,2 20 000
Месина, Италия 28 декември 1908 38,3 с.ш.. 15,6 и.д. 7,2 80 000
Нинся, Китай 16 декември 1920 36,6 с.ш. 105,3 и.д. 8,6 200 000
Камчатка 3 февруари 1923 54 с.ш. 161 и.д. 8,5 няма данни
Канто, Япония 11 септември 1923 35,4 с.ш. 139,1 и.д. 7,9 143 000
Танго, Япония 7 март 1927 35,8 с.ш. 134,9 и.д. 7,6 3 020
Цинхай, Китай 22 май 1927 37,4 с.ш. 102,3 и.д. 7,9 200 000
Санрику, Япония 2 март 1933 39,3 с.ш. 144,6 и.д. 8,4 2 990
Бихар, Индия 15 януари 1934 27,6 с.ш. 87,1 и.д. 8,1 10 700
Море Банда 1 февруари 1938 5,25 ю.ш. 130,5 и.д. 8,5 няма данни
Ерзинджан, Турция 26 декември 1939 39,8 с.ш. 39,5 и.д. 7,8 32 700
Ашхабат, дн. Туркменистан 6 октомври 1948 7,3 110 000 Не е официално регистрирано,
Индийско-китайска граница 15 август 1950 28,5 с.ш. 96,5 и.д. 8,6 1 526
Камчатка 4 ноември 1952 52,75 с.ш. 159,5 и.д. 9,0 няма данни No. 3 най-силните по магнитуд
Алеутски о-ви 9 март 1957 51,3 с.ш. 175,8 з.д. 9,1 няма данни
Канто, Япония 8 май 1908 35,9 с.ш. 139,8 и.д. 8,4 398 000
Валдивия, Чили 22 май 1960 38,2 ю.ш. 73,1 з.д. 9,5 5 000 Най-мощното земетресение, регистрирано до момента, No.1 най-силните по магнитуд
Аляска 28 март 1964 61,1 с.ш. 147,5 з.д. 9,3 125 No. 2 най-силните по магнитуд
Алеутски о-ви 4 февруари 1965 51,3 с.ш. 178,6 и.д. 8,7 няма данни No. 4 най-силните по магнитуд
Перу 31 май 1970 9,3 ю.ш. 78,8 з.д. 7,9 66 000
Манагуа, Никарагуа 23 декември 1972 12,4 с.ш. 86,1 з.д. 6,2 6 000
Хайченг Китай 4 февруари 1975 40,7 с.ш. 122,7 и.д. 7,0 10 000
Гватемала 4 февруари 1976 15,3 с.ш. 89,1 з.д. 7,5 23 000
Тангшан, Китай 27 юли 1976 39,6 с.ш. 117,9 и.д. 7,6 242 419
Табас, Иран 16 септември 1978 ? ? 7,5 – 7,9 25 000 Не е официално регистрирано
Авелино, Италия 23 ноември 1980 40,9 с.ш. 15,3 и.д. 7,0 2 735
Мичоакан, Мексико 19 септември 1985 18,4 с.ш. 102,4 з.д. 8,0 9 500
Спитак, дн. Армения 7 декември 1988 40,9 с.ш. 44,1 и.д. 6,8 25 000
Латур, Индия 29 септември 1999 18,1 с.ш. 76,5 и.д. 6,2 9 750
Кобе, Япония 17 януари 1995 34,6 с.ш. 135 и.д. 6,9 6 500
Нова Гвинея 17 юли 1998 2,9 ю.ш. 142,6 и.д. 7,0 1 600
Колумбия 25 януари 1999 4,5 с.ш. 75,7 з.д. 6,2 1 185
Измит, Турция 17 август 1999 40,8 с.ш. 30 и.д. 7,6 17 118
Тайван 20 септември 1999 23,8 с.ш. 120,9 и.д. 7,6 2 400
Общ брой загинали >1 252 368

21 век[редактиране | редактиране на кода]

епицентър дата географска
ширина
географска
дължина
магнитуд Брой жертви Забележка
Индийски океан, крайбрежие на о-в Суматра 26 декември 2004 3,4

5 с.ш.

94,7 и.д. 9,0 294 000
Порт-о-Пренс, Хаити 15 януари 2010 3,65 с.ш. 86,7 и.д. 7,0 200 000 доп. информация
Япония, крайбрежие на о-в Окинава 26 февруари 2010 25.902 с.ш. 128.417 и.д. 7,3 няма данни
Чили (89 km северно от град Консепсион) 27 февруари 2010 -35° 50' 45.60" с.ш. -72° 43' 8.40" и.д. 8,8 800
Аржентина (22 km северозападно от град Салта) 27 февруари 2010 -24° 49' 56.18" с.ш. -65° 27' 49.21" и.д. 6,3 2 доп. информация
Филипините (130 km североизточно от Тугуеагарао) 2 март 2010 -18° 36' 33.75" с.ш. -121° 04' 46.37" и.д. 6,1 няма данни
Мексико, Баха Калифорния 4 април 2010 32° 128' 33.75" с.ш. -115° 303' 46.37" и.д. 7,2 3
Индонезия, о-в Суматра 9 май 2010 7,4
Япония 11 март 2011 9,0 ~15000
Япония 11 март 2011 6,6
Япония 12 март 2011 6,0
Непал (34 km изток-югоизток от Ламджунг) 25 април 2015, 06:11 ч. 28.147° с.ш. 84.708° и.д. 7,8[20] 5 343[21] 11 520 ранени[22]
Непал (77 km източно от Катманду) 26 април 2015, 12:54 ч. 27.75° с.ш. 86.00° и.д. 6,7[23]
Еквадор 17 април 2016 7,8

Източници[редактиране | редактиране на кода]

  1. Петков И. Н., Обща геофизка, ч.I, Сеизмология, София: Наука и Изкуство, 1968
  2. Madrigal, Alexis. Top 5 Ways to Cause a Man-Made Earthquake. // Wired News. CondéNet, 4 June 2008. Посетен на 2008-06-05.
  3. How Humans Can Trigger Earthquakes. // National Geographic, February 10, 2009. Посетен на April 24, 2009.
  4. Brendan Trembath. Researcher claims mining triggered 1989 Newcastle earthquake. // Australian Broadcasting Corporation, January 9, 2007. Посетен на April 24, 2009.
  5. Filiatrault, A.. Elements of Earthquake Engineering and Structural Dynamics. 2. Presses inter Polytechnique, 2002. ISBN 978-2-553-01021-7. с. 1. Посетен на 5 July 2014.
  6. epicenter. // Merriam – Webster.
  7. The hypocenter is the point within the earth where an earthquake rupture starts. The epicenter is the point directly above it at the surface of the Earth. Also commonly termed the focus. Earthquake Glossary – hypocenter. // United States Geological Survey. Архив на оригинала от 15 March 2010.
  8. Peter M. Shearer. Introduction to Seismology. Cambridge University Press, 2009. ISBN 978-0-521-88210-1. (Also see errata)
  9. An Introduction to Seismology, Earthquakes, and Earth Structure. John Wiley & Sons, 1 April 2009. ISBN 978-14443-1131-0.
  10. Earthquake Facts. // United States Geological Survey. Посетен на 2010-04-25.
  11. Pressler, Margaret Webb. More earthquakes than usual? Not really.. // KidsPost. Washington Post, Washington Post, 14 April 2010. с. C10.
  12. Earthquake Hazards Program. // United States Geological Survey. Посетен на 2006-08-14.
  13. Common Myths about Earthquakes. // United States Geological Survey. Посетен на 2006-08-14.
  14. The 10 biggest earthquakes in history, Australian Geographic, March 14, 2011.
  15. Historic Earthquakes and Earthquake Statistics: Where do earthquakes occur?. // United States Geological Survey. Посетен на 2006-08-14.
  16. Visual Glossary – Ring of Fire. // United States Geological Survey. Посетен на 2006-08-14.
  17. Jackson, James, "Fatal attraction: living with earthquakes, the growth of villages into megacities, and earthquake vulnerability in the modern world," Philosophical Transactions of the Royal Society, doi:10.1098/rsta.2006.1805 Phil. Trans. R. Soc. A 15 August 2006 vol. 364 no. 1845 1911 – 1925.
  18. "Global urban seismic risk." Cooperative Institute for Research in Environmental Science.
  19. По данни от Американската Геологическа наблюдателна служба USGS
  20. M7.8 – 34 km ESE of Lamjung, Nepal. // Earthquake Hazards Program. U.S. Geological Survey.
  21. LIVE: 250 people feared missing after mudslide in Nepal village. // The Indian Express. 28 April 2015. Посетен на 28 April 2015.
  22. The Assam Tribune Online
  23. M6.7 – 17 km S of Kodari, Nepal. // usgs.gov.

Вижте също[редактиране | редактиране на кода]

Външни препратки[редактиране | редактиране на кода]

Уикиизточник разполага с оригинални творби на / за: