МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ
И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение высшего профессионального
образования
УДМУРТСКИЙ ГОСУДАРСВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Кафедра физической географии
и ландшафтной экологии
Курсовая работа
по дисциплине ЗЕМЛЕВЕДЕНИЕ
на тему: «ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ И МЕТОДЫ ИХ
ПРОГНОЗА»
Выполнил:
студент группы ОБ-021000-11
ВОРОНЦОВА Д. С.
Научный руководитель:
к. г. н., доцент
ТЕРЕНТЬЕВА Л. Р.
Ижевск 2014
Содержание
Введение
- Глава 1.Основные понятия и характеристики землетрясений
- Глава 2. География распространения и причины возникновения землетрясений
- Глава 3. Прогноз землетрясений
3.1.
Первые пробы и ошибки
3.2.
Виды прогноза
3.3.
Методы прогноза
Заключение
Список литературы
Введение
В недрах нашей
планеты непрерывно происходят внутренние
процессы, изменяющие лик Земли. Чаще всего
эти изменения медленные, постепенные.
Точные измерения показывают, что одни
участки земной поверхности поднимаются,
другие опускаются. Не остаются постоянными
даже расстояния между континентами. Иногда
внутренние процессы протекают бурно,
и грозная стихия землетрясений превращает
в развалины города, опустошает целые
районы.
Под угрозой
землетрясений находятся обширные территории,
многие густонаселенные области и даже
целые страны. Наибольшая опасность землетрясений
заключается в их неожиданности и неотвратимости.
Однако научные достижения последних
лет открывают реальные возможности не
только предсказывать землетрясения,
но и влиять на их ход.
В своей работе
я рассмотрела характеристики землетрясений,
географию их распространения, причины
возникновения и методы прогноза землетрясений.
Я считаю, чтоважно знать причины возникновения
и характер землетрясений. Это позволит
предотвратить некоторые из них или ослабить
силу их разрушительного воздействия.
Кроме того заблаговременно принятые
меры помогут более действенно осуществить
меры по ликвидации последствий.
Я остановила свой выбор
на этой теме, поскольку она особенно важна
для нашей страны. Хотя Россия - не самое
сейсмоопасное место на Земле, землетрясения
и у нас могут принести немало бед: за последние
четверть века в России произошло 27 значительных,
то есть силой более семи баллов по шкале
Рихтера, землетрясений. Положение отчасти
спасает малонаселенность многих сейсмически
опасных районов - Сахалина, Курильских
островов, Камчатки, Алтайского края, Якутии,
Прибайкалья, чего, однако, не скажешь
о Кавказе. Тем не менее, в зонах возможных
разрушительных землетрясений в России
в общей сложности проживают 20 миллионов
человек.
Цель курсовой работы: рассмотреть землетрясение
как опасное геологическое явлениеи с
помощью литературных источников ознакомиться
сосновами научного прогноза землетрясений.
Задачи работы:
1. Выяснить, что такое
землетрясение и рассмотреть его характеристики.
2. Рассмотреть географию
распространения землетрясений.
3.Раскрыть причины
возникновения землетрясений.
4. Раскрыть основные
научные методы прогноза землетрясений.
5. Сделать выводы по
теме работы.
Глава 1.Основные
понятия и характеристики землетрясений
Землетрясения – подземные удары
(толчки) и колебания поверхности земли,
вызванные процессами высвобождения энергии
внутри неё (главным образом тектоническими).
По своим разрушительным последствиям
землетрясения не имеют себе равных среди
стихийных бедствий.. Землетрясения являются
результатом столкновения этих плит и
сопровождаются изменениями поверхности
земли в виде складок, трещин и т. п., которые
могут простираться на большое расстояние.
Изучением землетрясений занимается такая
отрасль геологии как сейсмология,
изучающая причины возникновения землетрясений
и их последствия.
Очаг (гипоцентр, фокус) землетрясения(Рис.
1) – место в земной коре, или в верхней
мантии, где возник подземный удар, и откуда
во все стороны расходятся упругие колебания.
Очаги большинства землетрясений располагаются
в земной коре, но во многих местах известны
очаги более глубокие – до 300 и даже 700 км.
Очаг не точка, а определенный объем в
толще Земли, тем больший, чем сильнее
землетрясение.
Плейстосейстовая область – такая область на дневной
поверхности, в пределах которой колебания
почвы, вызванные подземными ударами,
достигают наибольшей интенсивности.
Эпицентр(Рис. 1) – место, расположенное
в центре плейстосейстовой области, являющееся
проекцией очага землетрясения на дневную
поверхность.
Рис. 1 Эпицентр и очаг землетрясения
[8].
Сила (интенсивность) подземных толчков
и землетрясений в целом изменяется в
очень широких пределах, от самых слабых,
которые человеком не ощущаются и могут
быть отмечены только чувствительным
приборами, и до катастрофических. Наибольшей
силы землетрясение достигает в эпицентре.
Во все стороны от эпицентра сила подземных
толчков уменьшается.
Для определения силы землетрясений
были предложены различные шкалы. Наибольшее
распространение получила 12-балльная
шкала (MSK-64) (табл.1). Основой для определения
интенсивности землетрясений по ней служит
степень повреждения зданий, остаточных
деформаций грунта и т.п.
Шкала балльности землетрясений[10].
Таблица 1
Баллы |
Краткая характеристика интенсивности
землетрясений |
1 |
Колебания почвы отмечаются
приборами |
2 |
Ощущаются в отдельных случаях
людьми, находящимися в спокойном состоянии |
3 |
Отмечаются немногими людьми |
4 |
Отмечаются многими людьми.
Возможно дребезжание стекол |
5 |
Качание висячих предметов.
Многие спящие просыпаются |
6 |
Легкие повреждения в зданиях,
тонкие трещины в штукатурке |
7 |
Трещины в штукатурке и откалывание
отдельных кусков, тонкие трещины в стенах |
8 |
Большие трещины в стенах, падение
карнизов, дымовых труб |
9 |
В некоторых зданиях обвалы:
падение стен, перекрытий, кровли |
10 |
Обвалы во многих зданиях, трещины
в грунтах до 1 м |
11 |
Многочисленные трещины на
поверхности Земли, большие обвалы в горах,
разрушение большинства зданий |
12 |
Изменение рельефа в больших
размерах, катастрофические разрушения |
Изучение землетрясений. Непосредственные визуальные
наблюдения последствий землетрясений,
определение силы подземных толчков с
помощью сейсмических шкал и составление
карт изосейст – это один способ изучения
землетрясений. Другого характера сведения
доставляют сейсмические станции.
На сейсмических станциях устанавливаются
приборы, сейсмографы(Рис.
2), которые регистрируют землетрясения,
записывая приходящие на станцию колебания
Земли, возникшие в очаге. Сейсмографы
сконструированы так, чтобы усиливать
в сотни и тысячи раз амплитуду колебаний,
и поэтому способны отмечать очень слабые
колебания, приходящие от очень удаленных
очагов.
Рис. 2 Сейсмограф [9].
Запись землетрясения, получаемая
на станции с помощью сейсмографа, носит
название сейсмограммы и
имеет форму волнистой линии, которая
повторяет в увеличенном виде пришедшие
на станцию слежения упругие колебания,
или сейсмические волны.
На каждой сейсмической станции
устанавливается обычно три сейсмографа.
Один из них регистрирует вертикальную
составляющую колебательного движения,
а два других – горизонтальные составляющие
(в меридиональном и широтном направлениях).
Таким образом, получается три сейсмограммы,
три составляющие колебательного движения
частиц земной коры. Изучение сейсмограмм
позволяет определить местоположение
эпицентра, глубину гипоцентра, величину
энергии, освободившейся в гипоцентре,
и многие другие параметры землетрясения.
Упругие колебания, возникающие
в очаге землетрясения, состоят из волн
нескольких типов.
Продольные волны (Р) (Рис. 3) – представляют собой
колебательные движения частиц вещества
вдоль сейсмического луча, т.е. в направлении
от очага или к очагу. Эти колебания приводят
к попеременному сжатию и разряжению вещества;
другими словами, продольные волны есть
реакция среды на изменения объема вещества.
Продольные волны распространяются с
различной скоростью в разных средах:
в воде – около 1500 м/сек, в горных породах –
5–7 км/сек.
Поперечные волны (S) (Рис. 3) – представляют собой
колебательные движения частиц вещества
поперек сейсмического луча. Они являются
реакцией среды на изменение формы. Поперечные
волны возникают только в твердых телах
(жидкие и газообразные вещества не сопротивляются
изменению формы), но распространяются
с меньшей скоростью, чем продольные (3–4
км/сек).
Поверхностные волны (L) (Рис. 3) – возникают на границе
двух различных сред. Например, волны,
образующиеся на воде при падении в нее
камня. Поверхностные волны распространяются
с небольшой скоростью и быстро затухают.
Но при землетрясениях, особенно в эпицентре,
они достигают большой амплитуды и причиняют
большой вред.
Рис.3 Типы сейсмических волн [11].
Один из способов
определения местоположения эпицентра
состоит в изучении последствий землетрясения
непосредственно на месте, определении
силы подземных толчков в каждом пункте
и вычерчивании карт изосейст. В центре
площади, оконтуренной изосейстой самого
высокого балла, будет располагаться эпицентр.
Для слабых землетрясений пользуются
математическими методами определения
эпицентров на основе анализа записей
амплитуд составляющих упругих колебаний.
Карты эпицентров составляются
для всех сейсмических районов и представляют
важный документ, позволяющий судить о
пространственном распределении землетрясений.
Частота землетрясений. В сейсмических районах землетрясения
происходят часто. За год на всем земном
шаре регистрируется несколько сот тысяч
землетрясений. Наибольшей частотой отличаются
слабые землетрясения; реже возникают
сильные.
Какой-либо правильной периодичности
в появлении землетрясений нет, но в целом
сейсмический режим на протяжении веков
и тысячелетий почти не меняется. Освобождение
энергии в форме землетрясений сохраняет
почти постоянный ритм.
Повторные толчки (афтершоки) – интересная особенность
каждого сильного землетрясения.
Они исходят их того же очага, что и основное
землетрясение, или же из соседних с очагом
участков. Количество и сила их со временем
падает, но все же в некоторых случаях
они ощущаются в течение многих месяцев,
до 3–4 лет. Афтершоки свидетельствуют
о том, что главное землетрясение, породившее
их, не сняло всех напряжений, накопившихся
в зоне очага; кроме того, перераспределение
масс, вызванное землетрясением, в свою
очередь ведет к появлению новых напряжений,
которые также разряжаются посредством
афтершоков.
Энергия землетрясений. При каждом землетрясении в
недрах Земли высвобождается определенное
количество энергии, которая накапливалась
в результате тектонических процессов,
причем накапливание происходило в течение
длительного времени. Породы, слагающие
земную кору или верхнюю часть мантии,
обладают определенной прочностью и способны
выдержать напряжение, создающееся в результате
тектонических процессов, но лишь до известного
предела. Если напряжение превысит предел
прочности горных пород, в толще этих пород
возникает разрыв, потенциальная энергия
перейдет в кинетическую, и произойдет
землетрясение; тем самым часть упругих
напряжений снимается и выделится энергия,
которая распространяется во все стороны
в форме упругих сейсмических волн.