Техногенные землетрясения. Причины возникновения землетрясений и последствия. Природа землетрясений

Книга о землетрясениях и связанных с ними явлениях природы. Рассказывается о том, почему происходят землетрясения. Приводятся малоизвестные сведения о сейсмических катастрофах прошлого и настоящего. О достижениях сейсмологии и о той роли, которую землетрясения играли и играют в истории человечества.

* * *

Приведённый ознакомительный фрагмент книги Катастрофы в природе: землетрясения (Б. С. Каррыев) предоставлен нашим книжным партнёром - компанией ЛитРес .

Какие бывают землетрясения?

Со времен академика Голицына сейсмические явления принято подразделять на микросейсмические и макросейсмические. Первые это те, которые обнаруживаются только приборами. К ним относятся колебания чаще всего не связанные с землетрясениями – сейсмический шум и микросейсмы, а также неощутимые человеком микроземлетрясения. Вторые, это сильные землетрясения способные вызывать разрушения и деформировать земную поверхность.

Слабые сейсмические явления сопутствуют нам повседневно. Проехавший мимо автомобиль узнается по дребезжанию стекол в окне, а на приближении поезда указывает вибрация пассажирской платформы. Во времена штыковых баталий и осадных машин враг делающий подкоп под крепостные стены узнавался по вызванной работами вибрации. Так случилось в 1608 году при осаде врагами Троице-Сергегиевской лавры под Москвой. Тогда бдительность Власа Корсакова спасла осажденную крепость, и подкоп был вовремя обнаружен.

Если вспомнить, хитрый индеец или опытный следопыт в романах Фениммора Купера прикладывая ухо к земле, определяли приближение врага по колебаниям почвы. А эффект вибрации воды в луже из кинофильма «Парк Юрского периода» использован для передачи зрителю ощущения приближения страшного динозавра. Да и знаменитая привычка страуса опускать к земле голову обусловлена не особенностями его психологии, а результатом мудрой эволюции – по вибрации почвы птица определяет приближение врага.

В сейсмологии есть место для различных курьезов. В 2001 году ровно в 11 часов утра целый миллион британских школьников в течение одной минуты начали подпрыгивать. Они пытались вызвать сигнал способный быть записанным сейсмическими станциями. Однако приборы Британского геологического управления в Эдинбурге не смогли зарегистрировать «детосейсмовоздействие». В отличие от этого эксперимента, в 1968 году колебания вызванные стартом ракеты «Сатурн-5» по программе высадки человека на Луну записали многие сейсмические станции в США.

30 июня 1908 года в бассейне реки Подкаменная Тунгуска произошло явление, известное под названием «Тунгусский метеорит». На огромной территории Восточной Сибири люди видели пролет огненного тела, который завершился взрывом, равным по мощности подрыву сорока мегатонной бомбы. Он был такой силы, что в течение почти пяти часов самописцы Иркутской обсерватории фиксировали возмущения магнитного поля Земли.

Падение метеорита причинило огромные разрушения в Тунгусской тайге, следы которых не исчезли и сегодня. На площади 500 квадратных километров был повален вековой лес, а ударная волна была такова, что сейсмические колебания записали сейсмографы в Иркутске, Ташкенте, Тбилиси и Йене.

В 2006 году в горах на севере Норвегии упал метеорит весом около одной тонны. Его падение сопровождалось мощным взрывом. В 2 часа 13 минут 25 секунд по местному времени, когда метеорит столкнулся с Землей, сейсмостанции зарегистрировали землетрясение в месте его падения.

Землетрясения различаются по своей силе, месторасположению и природе происхождения. Наиболее опасные из них имеют тектоническую природу.

Тектонические землетрясения

Эти землетрясения связаны с процессами горообразования и движениями литосферных плит. Как отмечалось выше, верхняя часть земной коры состоит из огромных блоков – литосферных плит способных под воздействием различных причин перемещаться в верхней мантии. Одни плиты двигаются навстречу друг другу, другие расходятся в стороны, а третьи скользят относительно друг друга в противоположных направлениях.

Поскольку горные породы обладают определенной эластичностью, то в местах тектонических разломов – границ плит там, где действуют силы сжатия или растяжения, непрерывно накапливаются напряжения до тех пор, пока они не превысят предела прочности горных пород. Тогда пласты горных пород разрушаются, и резко смещаются относительно друг друга. Подобные смещения называются тектоническими подвижками, а место где они возникают – очагами землетрясений.

Общая протяженность системы разрывов после Кумдагского землетрясения 1983 года в Западном Туркменистане достигала 27 километров.

Тектонические подвижки бывают различной пространственной ориентации. Они приводят к резкому опусканию, поднятию или смещению относительно друг друга огромных массивов горных пород. На дневной поверхности могут возникнуть протяженные тектонические трещины. По их бортам смещаются относительно друг друга участки земной поверхности, перенося находящиеся на их поля и инженерные сооружения. Тектонические подвижки происходят не только в видимых местах разломов – границ плит, но и в их центральной части, под складками и горами.

Формы проявления тектонических подвижек разнообразны. Одни образуют на дневной поверхности разрывы протяженностью в десятки километров, другие сопровождаются многочисленными обвалами и оползнями, а третьи практически не «выходят» на земную поверхность и без приборов точно определить место эпицентра землетрясения невозможно.

В Армении, Апеннинах на севере Италии, в Алжире, Калифорнии в США, в Туркменистане и многих других местах происходят землетрясения, которые не вспарывают земную поверхность, а связаны со скрытыми под поверхностным ландшафтом разломами. Иногда слабо верится, что сглаженная смятыми в складки породами и слегка волнистая местность может таить угрозу. Однако в подобных местах происходили и происходят сильные землетрясения. В терминологии американских сейсмологов Р. Стейна и Р. Йется они получили название скрытых тектонических землетрясений.

Одна из самых быстрорастущих складок в мире находится вблизи Вентуры в Калифорнии и характеризуется высокой сейсмической активностью. Землетрясения под складками произошли в Коалинге и Кетлемен-Хилзе в 1983 и 1985 годах с магнитудами 6,5 и 6,1 по шкале Рихтера. Ими в Коалинге было разрушено 75% неукрепленных зданий. В 1987 году землетрясение с М = 6 в Уиттиер-Нерроуз ударило по густозаселенным пригородам Лос-Анджелеса. Оно принесло ущерб в 350 миллионов долларов США и погубило восемь человек.

В схожих геологических условиях в предгорьях Копетдага возникло Ашхабадское катастрофическое землетрясение 1948 года унесшее жизни около сорока тысяч человек. В 1980 году в Эль-Асаме (Алжир) скрытое землетрясение с М = 7,3 привело к гибели трех с половиной тысяч человек.

Существование скрытых землетрясений таит в себе угрозу для освоения залежных земель. Как правило, на пустынных территориях признаваемых неопасными, размещают могильники и захоронения токсичных отходов (например, район Коалинга в США). Если допущен просчет в оценке их сейсмической опасности, то землетрясение способно нарушить целостность хранилищ и вызвать экологическую катастрофу.

Часть тектонических землетрясений происходит под морским дном также как и на суше. Некоторые из них сопровождаются смертоносными цунами. Сейсмические волны от землетрясений с эпицентрами в морях и океанах также могут вызвать разрушения на суше. Так было в Мехико в 1985 году, и часто происходит в Японском архипелаге, Сахалине и островах Курильской гряды.

Вулканические землетрясения

Одно из самых интересных и загадочных геологических образований на планете это вулканы. Их название пришло из римской мифологии, где Вулкан считается богом разрушительного и очистительного пламени. Его греческим родственником является бог Гефест, но в отличие от него Вулкан кузнечными делами не занимался, а его природный прототип далеко не безобиден.

Эти названия появились во времена, когда человек, будучи не в силах понять природу стихии, олицетворял её в образах мистических существ. Так было удобно не только объяснять мир, но и информировать потомков об опасности. Можно посмеяться над наивностью древних. Но столь ли важно, каким способом передается предупреждение – в форме мифа или в виде норм сейсмостойкого строительства остающихся для большинства современных людей тайной за семью печатями, так же как устройство смартфона несмотря на его ежедневное использование.

Человечеством должны были быть принесены огромные жертвы стихии, раз память о природных катастрофах древности не исчезла, и отразилась во всех религиозных вероучениях от Библии до Корана. Так, в Суре «Пещера» (58,59) рассказано о произошедшей задолго до возникновения ислама трагедии: «А Господь твой – прощающий, обладатель милосердия, – если бы Он схватил их за то, что они приобрели, то успокоил бы. Он для них наказание. Но у них есть определенный срок, и никогда они не найдут помимо Него убежища. И эти селения погубили Мы, когда они стали несправедливыми, и сделали их гибели определенный срок».

Благодаря начатым в 1748 году археологическим раскопкам стало ясно, что здесь речь идет об иных, чем описано в Библии, городах «разврата и богохульства». В начале первого тысячелетия нашей эры они располагались на побережье Неаполитанского залива и в 79 году были уничтожены извержением вулкана Везувия. Они именовались Геркуланум, Помпея и Стабия.

Предвестником пробуждения Везувия стало разрушившее часть Помпей и Геркуланума землетрясение. Оно произошло 5 февраля 63 года. Спустя шестнадцать лет произошло само извержение Везувия. Потоки огненного ливня с пеплом из пиниеобразного облака погребли под собой Геркуланум, Помпею и Стабию. Только в Помпеях погибло около двух тысяч человек.

До 1902 года, землетрясения и ураганы не раз производили опустошения на острове Мартиника принадлежащего группе Малых Антильских островов известных как Вест-Индия. В 1838 году сильное землетрясение известило об активизации образующего северную часть Мартиники вулкана Пеле, но сильного извержения тогда не произошло. Спустя 64 года все произошло иначе.

21 мая 1902 года над вулканом Пеле повисло густое серебристое облако, и завеса из черного дыма покрыла гавань и город. Это был праздник Вознесения и жители тридцатитысячного Сен-Пьера стали собираться в церковь. Ровно в 7 часов 30 минут раздался оглушительный рокот и плотное серовато-красное облако, опутанное сетью молний, покатилось с вулкана прямо на город. Горячие газы, пыль и грязь несли с собой смерть и разрушение. Последнее что услышал чиновник из Фор-де-Франсе разговаривавший по телефону с Сен-Пьером в этот момент, было бормотание задыхающегося человека, а затем непонятный шум и будто удар в ухо. Потом все стихло.

Спустя много лет можно констатировать, что признаков приближения извержения было на удивление много. В начале мая года жители начали слышать гул и ощущать слабые колебания почвы. Подземные удары с каждым днём становились все сильнее. От момента их возникновения до катастрофы прошло не менее двадцати дней. В последние дни сейсмические толчки перешли в непрерывные сотрясения почвы. Нарастал гул, происходили выбросы дыма и пара из жерла вулкана. Тем не менее, жители Сен-Пьера все эти признаки приближающегося извержения не приняли во внимание, и трагедия стала неизбежной.

В северной части Карибского моря расположен остров Ямайка – райское место для отдыха. Однако именно здесь в 1692 и 1907 годах произошли вулканические землетрясения с губительными для острова последствиями. В 1692 году до основания была разрушена его столица Порт-Ройял. Пришлось в соседнем Кингстоне основать новую столицу, которая также была разрушена вулканическим землетрясением спустя пятнадцать лет.

В 1883 году сильное землетрясение сопровождало извержение вулкана Кракатау в Индонезии. Взрывом была уничтожена половина вулкана, погибло все население острова и разрушены города на островах Суматра, Ява и Борнео. Последовавшее за землетрясением цунами смыло все живое с низменных островов Зондского пролива.

18 июля 1883 года курортный город на острове Иски около Неаполя был превращен в груду развалин вулканическим землетрясением. Город удобно расположился рядом с теплыми минеральными источниками, на склоне недействующего вулкана Ипомео. За неделю до катастрофы температура в источниках резко повысилась, возникли новые фумаролы – отдушины выбрасывающие струи вулканических газов. Жители стали ощущать подземные толчки и спустя некоторое время последовал сильный подземный удар. Извержения не произошло, но землетрясение напомнило о том, что вулкан способен в любой момент проснуться.

В 1914 году землетрясение предвестило начало извержения вулкана Саку-Яма в Японии.

В 1952 году взрыв рифа Мёдамн расколол воды океана, поднял со дна дым, огонь и лаву. Огненным шквалом было распылено японское наблюдательное судно «Дайго Кайёмару» с экипажем в тридцать один человек.

В конце 2001 года на Камчатке активизировался вулкан Карымский в России. Произошли многочисленные землетрясения, сильнейшие из которых имели магнитуду около 7 по шкале Рихтера. Это один из самых активных вулканов в мире. Вулканические землетрясения постоянно регистрируются в окрестностях вулканов Ключевской Сопки и Шивелуч.

Подготовка извержения ведется в течение многих десятков – сотен лет и сопровождается рядом явлений. Обычно сейсмическая активность в районе вулкана усиливается, происходит увеличение числа и силы землетрясений. Это связано с тем, что бурлящие в недрах вулканических гор раскаленные газы и лава давят на верхние слои породы примерно так, как пары кипящей воды на крышку чайника.

Возникают серии мелких землетрясений, т.н. вулканический трёмор (вулканическое дрожание). Он связан с подъёмом из глубин горячей магмы, которая вызывает растрескивание более холодных горных пород в верхней части вулкана. Происходит всплеск сейсмической и акустической активности, что является важным признаком пробуждения вулкана.

В зонах где одна тектоническая плита подвигается под другую возникают вулканы, а гипоцентры землетрясений образуют наклонную плоскость т.н. зоны Вадати-Беньёффа.

Поскольку области современного вулканизма, как это характерно для Японских островов, Курил, Камчатки или Италии, совпадают с местами возникновения тектонических землетрясений на фоне общей сейсмической активности региона трудно определить вулканическую природу отдельного толчка. Но различать по природе возникновения землетрясения крайне важно, поскольку если подземный удар связан с деятельностью вулкана он может помочь спрогнозировать извержение.

Сам сейсмический эффект вулканических землетрясений почти ничем не отличаются от тектонических, хотя их энергия, а следовательно «дальнобойность» меньше. Главным признаками вулканического землетрясения считается совпадение его очага с расположением вулкана и сравнительно небольшая мощность.

В свою очередь тектонические землетрясения могут спровоцировать вулканическую деятельность. Сильнейшие из них существенно меняют поле тектонических напряжений, тем самым облегчая доставку вулканического материала из земных недр. Так было в Чили в 1960 году, и достаточно часто происходит в районе Японских островов.

Вулканы разделяют на действующие, уснувшие и потухшие. К последним относятся те из них, которые сохранили свою форму, но сведений об их извержениях нет. Тем не менее, под ними также возникают слабые толчки, свидетельствуя, что в любой момент они снова могут проснуться.

В начале 2001 года активизировался самый большой вулкан Европы Этна, что в переводе с греческого языка означает «Я горю». Высота вулкана составляет 3200 метров над уровнем моря. Его первое из известных извержений произошло в 1500 году до нашей эры, а за последние триста лет произошло четыре крупных извержения Этны сопровождаемых землетрясениями.

В октябре 2002 года из-за опасности извержения Этны итальянские власти ввели в ряде районов Сицилии чрезвычайное положение. Произошло несколько сотен землетрясений, наиболее мощные из которых имели магнитуду около 4,3 по шкале Рихтера. В Санта-Венерина от них пострадало много домов, и почти тысяча жителей острова покинула свои дома. В ноябре 2006 года вулканический пепел из жерла вулкана поднялся на высоту пяти километров и парализовал аэропорт в городе Катания.

С вулканами связаны так называемые «тихие» землетрясения. Одно из них произошло на южном фланге вулкана Килауеа в 2000 году. После землетрясения с М = 5,7 по шкале Рихтера в течение 36 часов продолжались толчки вызванные опусканием на девять сантиметров южной стороны вулкана в море.

Обвальные землетрясения

На юго-западе Германии и в других местах богатых известковыми породами люди иногда ощущают слабые колебания почвы. Их возникновение связано с карстами – пустотами в земных недрах, образующихся из-за вымывания подземными водами известковых пород. Под давлением верхних пластов породы пустоты обрушиваются, и возникают землетрясения.

Иногда за первым происходит новый толчок или несколько ударов с промежутками в несколько часов или дней. Это объясняется тем, что первое сотрясение провоцирует обвал горной породы в других ослабленных местах. Это и есть обвальное или карстовое землетрясение.

Обвальные землетрясения вызываются обрушением со склонов гор породы, провалами и просадками грунтов. Чем больше масса обвалившейся породы и высота обвала, тем больше кинетическая энергия удара и, следовательно, магнитуда землетрясения.

Обвалы, сходы каменных или снежных лавин, обрушение кровли пустот под землей могут возникать под воздействием как естественных, так и техногенных факторов. Часто это следствие недостаточного отвода воды приводящее к размыванию оснований различных построек, или проведение земляных работ с использованием вибраций, взрывов из-за которых образуются пустоты, изменяется плотность окружающих пород и другое.

При добыче подземным способом легко растворимых в воде калийных солей на рудниках зачастую образуются карсты. При обрушении свода этих подземных полостей на поверхности образовываются провалы в виде так называемых карстовых воронок, сопровождаемых землетрясениями. С начала промышленной добычи калийных солей зарегистрированы сотни аварий на месторождениях в США, Канаде, Франции, Германии, России и многих других стран.

Во Франции в 1873 году в Варанжевиле из-за слишком больших объемов выработки не выдержали колонны шахты, на поверхности появились концентрические провалы диаметром 160 и 350 метров.

В 1974 году со склона хребта Викунаек в Перуанских Андах в долину реки Мантаро с высоты почти двух тысяч метров обрушилось около 1,5 миллиарда кубометров горных пород. Обвал похоронил под собою 400 человек. С невероятной он силой ударил по дну и противоположному склону долины. Колебания от этого обвального землетрясения с магнитудой более пяти были зарегистрированы на удалении в три тысячи километров.

В России 25 июля 1986 года при прорыве подземных вод на третьем руднике комбината в Березниках (Пермская область) образовалась карстовая воронка диаметром более 50 метров и глубиной более ста метров. Одновременно произошел выброс и взрыв природного газа.

В Германии 13 марта 1989 года произошло обрушение подземных пустот под городом Фёлькерсхаузен (Тюрингия). Перемещение подземных пластов на глубине 750-900 метров вызвало землетрясение магнитудой 5,6 по шкале Рихтера. Были разрушены 300 из 360 домов, включая старинный замок и церковь.

При добыче угля, которая продолжалась в Англии больше века, также происходили землетрясения, и не одно, а тысячи. Исходя из опыта шахтеров-угольщиков, землетрясения магнитудой больше 3,0 при подземной добыче ископаемых крайне маловероятны.

В России 5 января 1995 года при обрушении подземного рудника в г. Соликамске (Пермская область) произошло землетрясение магнитудой больше четырёх. Горные породы обрушились на площади почти 35 гектар. Земля осела на 4,7 метра. Там же 18 ноября 2014 года образовался провал на удалении трех километров от СКРУ-2 компании «Уралкалий». За сутки величина провала увеличилась с 20х30 метров до 30х40 метров. В тот же день на руднике произошла авария – приток солевого раствора в шахту. На месте провала были установлены сейсмические датчики, и сделаны с дирижабля фотоснимки.

В России 9 октября 1997 года в Березниках на территории Верхнекамского месторождения калийных и магниевых солей произошло обвальное землетрясение с эпицентром в районе второго и третьего рудоуправлений. За период с октября 1993 по ноябрь 2005 здесь зафиксировано несколько сотен слабых землетрясений.

На территории России обвальные землетрясения неоднократно происходили в Архангельске, Вельске, Шенкурске и других местах. На Украине в 1915 году жители Харькова ощутили сотрясения почвы от обвального землетрясения в Волчанском районе.

В 2003 году в Кош-Агачском районе Республики Алтай землетрясение вызвало обрушение древних озерно-ледниковых масс объемом 20 миллионов кубических метров. Из-за этого уровень грунтовых вод в пределах пойм рек Чуя и Джазатор поднялся на 1,2 метра. В разрезах трещин геологи наблюдали обилие льда, по которому происходили смещения. Подземные толчки спровоцировали таяние льда и выбросы теплой воды на поверхность.

Наведённые землетрясения

Эти землетрясения иногда называют техногенными или антропогенными. Природа их возникновения связана с деятельностью человека или неким масштабным природным воздействием на земные недра. Проводя подземные взрывы, закачивая в недра или извлекая оттуда большое количество воды, нефти или газа, создавая крупные водохранилища, которые своим весом давят на земные недра, человек оказался способным вызывать подземные удары.

Земные недра на определенный период времени находятся в состоянии устойчивого равновесия. Как только в силу различных причин (внешние воздействия, разработка месторождений полезных ископаемых, выработка шахт и др.) оно нарушается, в них происходит перераспределение напряжений, и уравновешенная система превращается в неустойчивую. Возвращение к устойчивому состоянию сопровождается землетрясениями

Техногенное воздействие на природную среду способно изменять структуру напряжений в ней и выступить спусковым крючком для подготовленного природой землетрясения. В 1976 году Б. Болт, а затем В. Адушкин, А. Гамбурцев и А. Николаев в своих работах показали, что подземные ядерные взрывы инициируют землетрясения. Так, во время ядерных испытаний на расположенном в штате Невада полигоне были зарегистрированы тысячи инициированных ядерными взрывами землетрясений. Однако впервые с реакцией недр на их деятельность люди столкнулись в шахтах и при прокладке в горных массивах тоннелей.

В 1901 году небольшое землетрясение привело к потере прочности склонов горы Тартл. Вибрации горных склонов из-за производимых для добычи каменного угля взрывов и от движения составов по проложенной у подножья горы железной дороге, постоянно воздействовали на горный массив. От добычи каменного угля в нем образовались большие пустоты. Здесь ежесуточно извлекалось до 1100 тонн. Всего было извлечено почти 397 тысяч кубометров породы, а образовавшиеся под землей пустоты составили около 181 тысячи кубометров. Землетрясение, антропогенная деятельность и образовавшиеся пустоты в недрах горы, в конце концов, ослабили устойчивость горных склонов.

29 апреля 1903 года на горе Тартл с высоты 900 метров сорвалось вниз почти 30 миллионов кубометров горных пород. Скально-земляной вал высотой 30 метров и шириной фронта в 2,5 километров перемещался со скоростью 160 км/час. Он похоронил под собой долину реки Кроузнест вместе с шахтерским городком Френк. Погибло 70 жителей, только 16 работавших в шахтах шахтеров смогли спастись, прорубив себе путь в слоях угля.

В Испании произошедшее 11 мая 2011 года землетрясение около города Лорки отнесено к спровоцированному осушением фермерами водоносных пластов. С 1960 года фермеры добывали здесь воду для поливки полей из всё более глубоких колодцев. За 50 лет уровень грунтовых вод в котловине, на границе которой произошел тектонический сдвиг в 20 сантиметров, упал на 250 метров.

Мощные природные силы могут спровоцировать землетрясения. К примеру, перемещение громадных масс воды при лунно-солнечных приливах или резкое нагружение ослабленных участков земной поверхности значительными массами дождевой влаги или снега. Резкая разгрузка или нагрузка территорий, которые сами по себе отличаются высокой тектонической активностью, может влиять на сейсмическую активность.

Хотя энергетика землетрясений колоссальна провоцирующие их силы могут быть относительно небольшими. Так, при гигантских величинах веса вышележащих пород для возникновения разрыва и был преодолен предел прочности горного материала достаточно десять – сто бар дополнительной нагрузки. Это происходит в процессе заполнения глубоких водохранилищ, и приводит к землетрясениям. Подобное наблюдалось в момент заполнения водохранилищ Нурекского, Токтогульского и Червакского.

Накопление огромной массы воды в водохранилищах приводит к изменению гидростатического давления в породах и снижению сил трения на контактах земных блоков. Это повышает вероятность возникновения землетрясений. Установлено, что давление возрастает с увеличением высоты плотины. Так, для плотин высотой более десяти метров наведенную сейсмичность вызывало около 0,63% из них. При строительстве плотин высотой более 90 метров уже 10%, а для плотин высотой более 140 метров уже 21%.

Процент плотин провоцирующих наведённые землетрясения в зависимости от их высоты.

Интересные особенности изменения сейсмической активности на западе Туркменистана автор отметил при перекрытии стока воды из Каспийского моря в залив Кара-Богаз-Гол в марте 1980 года. Затем при открытии стока воды 24 июня 1992 года.

В 1983 году залив перестал существовать как открытый водоем, а в 1993 году в него было пропущено 25 кубических километров морской воды. На примыкающей к заливу территории, где велись работы по добыче нефти и газа, друг за другом возникли два небольших землетрясения. Сначала произошло в 1983 году Кумдагское, а затем в 1984 году Бурунское землетрясение. Их очаги находились на необычно малой глубине поэтому их сейсмических эффект был значителен. Пострадал поселок нефтяников Кум-Даг и близлежащие села.

В Индии 11 декабря 1967 года в районе плотины Койна произошло землетрясение с М = 6,4 по шкале Рихтера. Оно было вызвано заполнением водохранилища. Погибли 177 человек, а расположенному рядом городку Койна-Нагар причинен значительный ущерб.

В Лесото в конце октября 1995 года удерживаемый плотиной Катсе резервуар стал заполняться водой. Несколько дней спустя люди ощутили слабые сейсмические толчки. 2 февраля 1996 года произошло землетрясение с М = 3,1 по шкале Рихтера.

Возникновение наведённых землетрясений с магнитудой до шести происходило при строительстве Ассуанской плотины в Египте, плотины Койна в Индии, Кариба в Родезии, Лейк Мид в США.

В России возможной причиной землетрясения магнитудой 4,7 балла, произошедшего в Усть-Илимске Иркутской области 17 января 2014 года, скорей всего было заполнение водохранилища Богучанской ГЭС в Красноярском крае. Очаг землетрясения находился в районе северной части водохранилища.

Комплекс проблем может возникнуть вокруг нефтегазового комплекса при бурении на шельфе Каспийского моря. Здесь интенсивная разработка месторождений углеводородного сырья осложняется неблагополучными сейсмическими условиями. К примеру, если раньше на месторождении Тенгиз не было зафиксировано толчков, то в 2004 году здесь произошло 43 слабых землетрясения. В Южной части Каспия располагаются зоны грязевого вулканизма. Попытки бурения здесь приводят к выбросам и провалам.

Появились сообщения о проседании дна Северного моря в пределах месторождения Экофиск после извлечения из его недр 172 миллионов тонн нефти и 112 млрд. кубометров газа. Оно сопровождается деформациями стволов скважин и самих морских нефтяных платформ.

Одно из первых вызванных добычей нефти техногенных землетрясений произошло в 1939 году на месторождении Уилмингтон в Калифорнии. За ним здесь стартовал цуг подземных толчков. Они вызвали разрушение зданий, повреждение дорог, мостов, нефтяных скважин и трубопроводов. В 1954 году было доказано, что закачка воды в пласт позволяет бороться с проседанием почвы. Она также увеличивала коэффициент отдачи нефтяного пласта.

Грязевой вулкан в Западном Туркменистане (Legal Notices of Google Earth, 2009).

В 1958 году стартовал первый этап работы по заводнению. На южном крыле нефтеносной структуры в продуктивный пласт закачивалось до 60 тысяч кубометров воды в сутки. Через десять лет закачивалось до 122 тысячи кубометров в сутки, и проседание практически прекратилось. Тем не менее, данный способ не всегда эффективен. Вода, закаченная в глубинные пласты, может повлиять на температурный режим массива и спровоцировать землетрясения.

При неблагоприятном сочетании техногенных факторов и тектонических условий увеличивается риск техногенных землетрясений способных создать аварийные ситуации. Таким как разрывы продуктопроводов, выход из строя эксплуатационных скважин, разрушение жилых и производственных строений или коммуникаций. Экологический ущерб от подобных аварий может оказаться несопоставим с выгодой добычи углеводородов. Тому пример аварии на продуктопроводе в России под станцией Аша в Башкирии, когда сгорели два пассажирских состава. Или крупная экологическая катастрофа под Усинском, где авария на нефтепроводе привела к нефтяному загрязнению обширной территории и другие.

Примером изменения рельефа при закрытой разработке месторождений служит Западный Донбасс в Украине. Здесь общая площадь участков с глубиной оседания почвы в 5-7 метров составляет более двадцати квадратных километров. На солепромысле Новый Карфаген деформациями охвачена практически вся его территория с амплитудами оседаний от трех до восьми метров. На Назаровском буроугольном месторождении от обрушения кровли штреков на поверхности возникают воронки глубиной до семи метров.

На рудных месторождениях также образуются провалы. Так в районе Нижнего Тагила в России подземные разработки железной руды ведутся более 260 лет на глубинах от 300 до 750 метров. Они привели к провалу в отработанное пространство горы Высокая. Местами глубина проседания здесь составляет до 80 метров.

В Швейцарии землетрясение в Базеле в декабре 2006 года с магнитудой 3.5 по шкале Рихтера, судя по всему, было вызвано работами по реализации проекта по использованию геотермальных источников.

В 2009 году в немецком городе Ландау работы по использованию геотермального тепла спровоцировали землетрясение магнитудой 2,7. Подземные толчки вызвали раскачивание зданий, но не нанесли ущерба. Они сопровождались громким звуком, напоминающим звуковой удар. Землетрясение было вызвано закачкой воды под большим давлением на глубину в несколько километров. По проекту для выработки электроэнергии использовался обратный пар, получаемый в результате испарения закаченной воды.

Изменения природного рельефа происходят при скважинной добыче углеводородного сырья. Еще на стадии разведки месторождений бурение скважин нарушает гидрогеологические условия, и вызывает активизацию карста. Самым впечатляющим примером этого является город Лонг-Бич в Калифорнии (США).

Добыча нефти и газа здесь привела к проседанию территории площадью в 52 квадратных километра. Оседание происходило с все возрастающей скоростью. К 1952 году его скорость достигла 30-70 см/год. Воронка оседания имела форму эллипса с осями длиной 65 и 10 километров. К началу 60-х годов прошлого века максимальное опускание составило 8,8 метров, а горизонтальные смещения 3,7 метров.

Негативные экологические последствия разработки месторождений полезных ископаемых проявляются не сразу, а спустя некоторое время. Так, оседание поверхности на 2-3 метра вызывает в будущем снижение урожайности сельскохозяйственных культур на 10%, на 5-6 метров на 50%, а при оседании более чем на 8 метров угодья разрушаются полностью.

Проседание грунта и землетрясения происходят в старых нефтедобывающих районах России. Особенно это сильно проявляется на Старогрозненском месторождении. Здесь слабые землетрясения, как результат интенсивного отбора нефти из недр, возникали в 1971 году. Тогда произошло землетрясение интенсивностью до VII баллов в эпицентре. Он находился в шестнадцати километрах от г. Грозный. Пострадали жилые и административные здания не только поселка нефтяников расположенного на месторождении, но и города.

На старых месторождениях Азербайджана Балаханы, Сабунчи и Романы в пригороде г. Баку также происходит оседание поверхности, сопровождаемое горизонтальными подвижками. Они приводят к смятию и поломки обсадных труб эксплуатационных нефтяных скважин.

Землетрясения могут возникать из-за добычи нефти и газа в районах с активной тектоникой. К примеру, спустя двадцать лет после начала разработки нефтяного месторождения на западе Туркменистана в 1983 году произошло Кумдагское землетрясение.

Спустя тридцать лет после начала разработки Первомайского нефтяного месторождения на Сахалине в 1985 году произошло Нефтегорское землетрясение.

Газлийские землетрясения в Узбекистане возникли в 1976 году с магнитудами 7 и 7,3 по шкале Рихтера и еще одно, с магнитудой 7 спустя всего семь лет – в 1984 году.

В Северном море, землетрясение с М = 5 по шкале Рихтера в мае 2001 года считается было спровоцировано добычей нефти и газа.

В 2014 году подземные толчки на севере Нидерландов интенсивностью более III балла привели к обсуждению вопроса о возможности продолжения газовых разработок в регионе Гронинген. Здесь залежи газа были открыты в 1959 году и с тех пор дали стране огромное преимущество перед соседними странами ЕС. Тем не менее, из-за протестов жителей Гронингена в 2015 году лимит добычи на месторождении уменьшен на 7% – до 39,4 млрд. кубометров. Потери выручки от продажи газа оценены в 700 млн. евро в 2015 году и в 130 млн. евро в 2016 году.

Особый интерес к наведённым землетрясением возникает в связи с расширяющейся добычей сланцевого газа содержащегося в непрочных осадочных породах. В 1947 году в США был впервые проведен эксперимент с применением гидравлического разрыва пласта методом фрекинга (Hydraulic Fracturing). Сам метод заключается в закачке воды в подземные пласты породы. Вода с добавлением песка под большим давлением вытесняет скопившийся за миллионы лет газ в сланцевых породах. С 1949 года началась его коммерческое использование. В Германии в районе Клоппенбурга почти сорок лет ведется добыча природного газа методом гидравлического разрыва.

Карта эпицентров землетрясений произошедших за последние 500 лет в Копетдагском регионе и Западном Узбекистане. В правом верхнем углу изолированное тёмное пятно образовано афтершоками Газлийских сильных землетрясений. Структура сейсмичности здесь иная, чем на других участках карты.

Собственно сам по себе гидроразрыв представляет собой небольшое микроземлетрясение, которое можно зафиксировать только с помощью специальной аппаратуры. Тем не менее, иногда толчки бывают настолько сильными, что их можно почувствовать на поверхности даже без приборов.

Считается, что закачка воды на месторождении Приз Холл при добыче сланцевого газа близ Блэкпула в Англии стала причиной землетрясений с М = 2,3 и 1,5 в апреле и мае 2011 года. Пробная добыча, начатая британской газовой компанией Cuadrilla, но была остановлена после этих землетрясений. Комиссия экспертов, назначенных департаментом энергетики и климатической безопасности страны, пришла к выводу, что подземные толчки будут продолжаться, но их энергия слишком мала для причинения серьезного ущерба. Поэтому комиссия разрешила продолжение работ с мониторингом состояния недр.

В США почти 20% землетрясений происходивших в штате Оклахома имеют отношение добычи газа методом гидроразрыва. Специалисты Корнелльского университета пришли к выводу, что пятая часть происходящих юго-восточнее города Оклахома-Сити землетрясений связана с четырьмя скважинами по добыче газа. По их данным промысловая деятельность способна вызывать подземные толчки в радиусе до 35 километров от места их расположения скважин.

Зачастую обычные землетрясения относят к спровоцированным фрекингом. Так, в Германии 13 февраля 2012 года произошло землетрясение недалеко от города Нойенкирхен-Тевель магнитудой три в районе газового месторождения. Последний гидроразрыв здесь был произведён за два года до него, а в 2004 году здесь уже случалось землетрясение с магнитудой 4,5. Поэтому новое землетрясение скорей всего с газодобычей не связано.

В Голландии и Нижней Саксонии регистрировались подземные толчки связанные с добычей природного газа, но они произошли до использования технологии фрекинга. То же самое можно сказать о тех сейсмоактивных районах, где подобные технологии еще не применялись.

Возникновение землетрясений в местах добычи сланцевого газа происходят редко и, скорей всего, обусловлены особенностями строения недр в местах разработок.

Мегалоземлетрясения

Это почти планетарного масштаба тектонические события. Их магнитуда может составлять от 8,5 до 9 по шкале Рихтера, но для более точного описания необходимо использовать специальные энергетические шкалы. Мегалоземлетрясения возникают не часто – всего несколько штук за столетие и именно они отвечают за основной расход сейсмической энергии на планете. Сила их такова, что они способны вызвать собственные колебания Земли и повлиять на скорость её вращения.

Несмотря на масштаб энергии таких землетрясений в XIX веке около половины произошедших на планете подземных ударов магнитудой более 8,5 не были учтены. Сейсмических станций на тот период времени ещё не было, а учёт землетрясений был не совершенен, как из-за качества информационных коммуникаций, так и недостатка знаний необходимых для точной их классификации. Одним из подобных примеров является землетрясение на Камчатке 1841 года. Другой пример, это подземные толчки на Малых Антильских островах в 1843 году.

Мегалоземлетрясениям прошлого обязана своим ликом наша планета. Так, после землетрясения и крупнейшего на Земле оползня-обвала образовалось озеро Сеймерре в Иране. В Азербайджане озеро Гёйгёль (Голубое озеро) возникло после сильного землетрясения, произошедшего близ Гянджи 30 сентября 1139 года. Тогда вершина горы Кяпаз обрушилась в ущелье реки Ахсу.

«В месяце Арег, на 18-й день месяца, в течение ночи с пятницы на субботу, в день праздника святого Георга, ярость господнего гнева обрушилась на мир; неистовство земли и сильное разрушение двинулись ужасными толчками и достигли этой страны Албании. Этим землетрясением много было разрушено во многих местах в областях Парисос и Хачен, как на полях, так и в горах. В результате его столица Ганджак также была швырнута в ад, поглотив своих жителей. И во всех концах своей поверхности земля держала их в своих объятиях, а в горных районах многие крепости и деревни были разрушены вместе с монастырями и церквами, которые обрушились на головы их жителей, и бесчисленное множество людей было убито разрушенными зданиями и башнями» (Очевидец, уроженец и житель Гянджи Мхитар Гош).

При землетрясении 1958 года дно заливов Криллон и Джильберт на Аляске по тектоническому разлому резко сдвинулось почти на семь и приподнялось более чем на шесть метров. Со склонов гор в воду обрушилось более 36 миллионов кубометров горных пород.

Мегалоземлетрясениям предшествует активизация сейсмической активности на больших территориях. Их афтершоковые последовательности продолжаются многие годы. Сами по себе они бывают очень опасными, поскольку возникают на большой площади и далеко от места главного удара. В прошлом веке мегалоземлетрясениями были Чилийское 1960 года и Аляскинское 1964 года с очагами под морским дном.

При Чилийском землетрясении 1960 года многочисленные обвалы и оползни привели в движение массу горной породы объемом в сотни миллионов кубометров. Только в районе озера Риниту пять миллионов кубометров горной породы переместилось почти на километр по долине реки Сан-Педро. В зоне набольших сотрясений продолжительность сейсмических колебаний составила около 200 секунд. Землетрясение превратило Андийские Кордильеры в громадный «вибрационный стол» на котором горные массы приобретали необычную подвижность и обрушивались вниз.

Землетрясение 1964 года на Аляске спровоцировало грандиозный оползень Шерман. Сместилось 30 миллионов кубометров горной породы, и только слабая заселенность этих мест свела к минимуму человеческие потери.

Сильнейшие землетрясения в истории США произошли в 1811 и 1812 годах. Они были такой силы, что изменили русло реки Миссисипи. Толчки ощущались от южной Канады до Мексиканского залива, от Атлантического побережья США до Скалистых гор.

Мегалоземлетрясение с магнитудой более восьми по шкале Рихтера произошло 12 июня 1897 года в северо-восточной Бенгалии. Оно изменило рельеф земной поверхности в эпицентральной зоне.

Места возникновения сильнейших землетрясений XX века.

Сильные землетрясения начала XXI возникли в 2004 и 2005 годах в Юго-восточной Азии. Первое из них сопровождалось разрушительным цунами и гибелью более двухсот тысяч человек. Второе причинило значительный ущерб острову Ниас, расположенному неподалеку от западного побережья Суматры и унесло жизни нескольких тысяч человек. Третье землетрясение произошло в Пакистане, и вызвало гибель 73 тысяч человек. Четвертое возникло в Японии, и вызвало разрушение АЭС «Факусима». Таким образом, почти несколькими сотнями тысяч смертей открыта летопись сейсмических катастроф нового века.

Благодаря мегалоземлетрясениям доказано существование собственных колебаний Земли. Так, любое упругое тело после удара подобно колоколу совершает колебания. В 1911 году английский математик профессор Огастес Эдвард Хаф Ляв (Лав) вычислил период собственных колебания стального шара размером с Землю. Оказалось, что он будет равен одному часу. Первые собственные колебания Земли с периодом 57 минут обнаружены Беньоффом в 1952 году после землетрясения на Камчатке. После чилийского землетрясения в 1960 году были зарегистрированы колебания Земли с периодом 54 минуты.

Собственные колебания это лучший тест для оценки верности принятой модели Земли. Определённые теоретически они получают подтверждение путём наблюдения за последствиями мегалоземлетрясений. Сопоставление теоретических и наблюдательных данных решает вопрос о правильности или ошибочности принятых представлений о планете.

Мегалоземлетрясения всегда сопровождаются уникальными природными явлениями – извержениями вулканов, громадными обвалами, оползнями, цунами, снежными лавинами, протяженными разрывами земной поверхности и многим другим. Они приводят к изменению продолжительности земных суток. Так, землетрясение 2004 года на Суматре сократило земные сутки на 6,8 микросекунды, землетрясение 2010 года в Чили на 1,26 микросекунды, а землетрясение 2011 года в Японии на 1,8 микросекунды.

Отметим, оценивать величину землетрясений исходя из размеров принесённого ущерба неверно. Энергия землетрясения и потери от него чаще всего не адекватны друг другу. Суммарные человеческие потери от двух мегалоземлетрясений прошлого века не превысили десяти тысяч человек. Намного уступающие им по энергии землетрясения в Ашхабаде, Спитаке и других местах унесли в несколько раз больше жизней.

Крупный оползень в результате небольшого землетрясения сошел 18 февраля 1911 года на Памире – 2,2 миллиарда кубометров. Был завален кишлак Усой со всеми его жителями, их имуществом и домашним скотом. Скальные породы перегородили долину реки Мургаб с поперечником в 4 – 5 километров и высотой более 700 метров. Возникло новое озеро Памира – Сарезское. Оно стало быстро расти, и затопило кишлаки Сарез, Нисор-Дашт и Ирхт.

Относительно слабое Гиссарское землетрясение 23 января 1989 года с эпицентром в тридцати километрах юго-западнее столицы Таджикистана Душанбе с М=5,3 привело в движение лёссовидные толщи на горных склонах. Положение усугубило то, что из-за дождей произошло их сильное обводнение. Возник крупный оползень, заваливший поселок Шарора и погубивший более двухсот человек.

Вывод очевиден. Даже не очень сильное землетрясение там, где к нему не готовы, приносит несоизмеримый ущерб в сравнение с его энергией и тогда его называют катастрофическим.

Катастрофические землетрясения

Определение «катастрофическое» употребляется по отношению ко всем землетрясениям, независимо от их энергии повлекшим за собой обширные разрушения и многочисленные человеческие жертвы. Такие землетрясения могут привести к социальным потрясениям, вызвать нарушение естественных функций природного комплекса с неблагоприятными экологическими последствиями.

Сан-Франциско в огне, 1906 год (Public Domain).

Уже отмечалось, насколько судьбоносными для древних сообществ оказывались стихийные бедствия. Приходили в расстройство целые государства, уничтожалась их инфраструктура, возникали эпидемии и голод. В наши дни ситуация изменилась, природа тектонических землетрясений в целом понятна, а накопленные знания позволяют строить надежные дома и находить наиболее безопасные для их расположения места. Тем не менее, потери от стихийных бедствий растут пропорционально масштабам городских поселений, численности людей и определяются невозможностью большинства людей иметь безопасное жилье.

Особенностью катастрофических землетрясений является их каскадность. Иными словами, подземные удары влекут за собой новые беды, которые бывают опаснее самого землетрясения. Так произошло в США в 1906 году и в Италии в 1908 году, в Японии в 1923 году, когда убытки от пожаров намного превысили ущерб от самих землетрясений.

Сильное землетрясение и даже относительно слабое в горной местности во время затяжных дождей (частое явление на южно-американском континенте) или сильного снегопада (как это бывает в Афганистане) могут иметь дополнительные жертвы, а то и определить масштабы всего ущерба от них.

В апреле 1983 года в Колумбии землетрясение пришлось на период затяжных дождей от которых началось наводнение. Всего за 18 секунд административные и жилые здания в городе Папайян превратились в груду развалин.

13 января 2001 года морское землетрясение с магнитудой 7,6 по шкале Рихтера нанесло огромный ущерб Сальвадору. Хотя очаг располагался в Тихом океане на удалении в сто километров от побережья, землетрясение привело к многочисленным жертвам. Более тысячи человек оказались погребёнными под грязевым потоком в столице страны Сан-Сальвадор. Он накрыл около 400 домов не оставив никаких шансов на спасение людям.

На фоне тропических дождей в июне 1983 года произошло землетрясение на Тайване. С начала двадцатого столетия подобных дождей история острова не знала. Переувлажнение стало причиной возникновения гигантских земляных оползней, которые вместе с потоками воды унесли жизни многих людей.

В 1983 году на северо-востоке Турции подземный толчок совпал по времени с ненастной погодой. Обвалы и оползни в горах затруднили спасательные работы. Погибло и без вести пропало более 3,5 тысяч человек, а 120 тысяч осталось без крова.

С 1970 по 2013 годы по всему миру произошло 8835 стихийных бедствий с 1,9 миллионами человеческих жертв и экономическими потерями в 2,4 триллиона долларов (UN, 2014). Большинство жертв пришлось на бедные и развивающиеся страны.

17 августа 1999 года землетрясение произошло вблизи турецкого города Измит. Погибло около 17 тысяч человек, а общие убытки составили 8,5 миллиарда долларов США. Ситуацию усугубил мощный циклон. В черноморской провинции Самсун его скорость достигала 105 км/час. У многих домов были снесены крыши, оборваны линии электропередачи. Удар стихии чувствительно сказался на тех, кто пострадал от разрушительного землетрясения и жил во временных жилищах.

Цунамигентные землетрясения

Слово «цунами» произошло от японского слова «тсунамис». Это морские волны, возникающие при сдвиге вверх или вниз крупных участков дна при сильных морских землетрясениях и вулканических извержениях. Опускание дна приводит к резкому понижению уровня моря. Вода устремляется в образовавшийся провал, где потоки воды сталкиваются. Над местом провала образуется водяной холм. Затем происходит его опускание, ниже начального уровня и вокруг провала формируется концентрический водяной вал. Согласно законам гравитации и инерции место провала становится своеобразным генератором расходящихся и во все стороны и постепенно затухающих концентрических водяных валов. Это и есть цунами.

Волна цунами движется по водной поверхности со скоростью зависящей от её длины и периода. Если длина волны равна 100 км, а период равен 10 мин, то скорость движения такой волны около 600 км/час. Отмечены скорости движения цунами около 1000 км/час. В открытом море они практически незаметны, с приближением к пологому берегу, в заливах и бухтах, из-за уменьшения глубин, высота волн начинает расти. Формируется крутая водяная стена которая с колоссальной силой обрушивается на берег. Около 80% всех цунами возникает на периферии Тихого океана.

В России, США и Японии созданы службы предупреждения о цунами. Для извещения населения они используют тот факт, что скорость цунами намного меньше скорости сейсмических волн в земной коре. Поэтому, зарегистрировав морское землетрясение на сейсмической станции, можно успеть дать сигнал об опасности цунами.

Мощные цунами возникали в далёком прошлом из-за землетрясений, обвалов, падения метеоритов и др. В конце Ледникового периода, примерно десять тысяч лет назад, прорыв ледяной перемычки огромного озера Агассиз существовавшего на месте современной Канады привёл к возникновению мегацунами. По объему это озеро превышало все современные озера, включая Каспий и Байкал. Потепление или землетрясение разрушили ледяную дамбу между Агассиз и океаном. С площади более полумиллиона квадратных километров произошел быстрый слив воды в океан. Это мегацунами изменило направление океанических течений и климат на всей планете.

В XII веке до нашей эры сильное землетрясение, сопровождаемое разрушительным цунами и пожаром, уничтожило государство Угарит. Эта цивилизация сошла с исторической сцены.

Между 1660 и 1600 годами до нашей эры взорвался вулкан Стронгиле в архипелаге Санторин. Он буквально потряс всё Эгейское море. Вулканический остров взлетел в воздух. Выброс был таким, что облако пыли и пепла достигло Китая и Гренландии, и даже западного побережья США. По всему Средиземноморью прокатилась сизигийная волна – цунами. Её скорость достигала 566 км/ч, а высота составляла от 12 до 35 метров.

Руины дворца в Закро на острове Крит красноречиво говорят о буйстве стихии. Огромные куски массивных каменных стен были отброшены далеко от своих мест. На побережье каменные стены волной мегацунами были отброшены вглубь острова на 60 метров. Сильным разрушениям подверглись дворцы Кносса, Маллии, Феста, многие города, виллы и села. После этих событий торговые порты были заброшены, а минойская цивилизация пришла в упадок и ее остатки не смогли сопротивляться нашествию варваров.

После Лиссабонского землетрясения 1755 года возникло цунами. Примерно через час после главного удара море отступило, обнажив приливную полосу. Спустя некоторое время водные массы устремились назад и обрушились на берег несколькими волнами высотой от 5 до 7 метров. Они прокатились по улицам Лиссабона, неся смерть и разрушение.

В 1883 году заснувший в 1680 году вулкан Кракатау находился на плодородном, но малонаселённым острове. В начале июня расположенный на западном побережье Явы городок Аньер несколько дней сотрясали подземные толчки, которые не вызвали беспокойства у привыкших к землетрясениям индонезийцев. В конце июня природа предупредила людей в последний раз.

С покрытого толстым слоем вулканического пепла острова начали вздыматься две колонны дыма, а в бурлящей воде вокруг него плавали такие большие куски пемзы способные выдержать вес человека. Путешественники из Батавии (ныне Джакарта) сообщали: «Яростное пурпурное свечение, появлявшееся ненадолго каждые 5-10 минут, которое обрушивало во все стороны огненный дождь».

После полудня 26 августа остров Кракатау взорвался. Около двадцати кубических километров породы было выброшено в воздух на высоту до 80 километров. На площади диаметром 150 километров день превратился в ночь, а затем облако пыли окутало весь земной шар. Воды Зондского пролива обрушились в образовавшуюся гигантскую впадину и мгновенно испаряясь, вызвали новые взрывы.

Возникшее цунами достигало у берегов сорокаметровой высоты. Некоторые из ударных волн три раза обошли вокруг земного шара, а одна из них была зарегистрирована через полтора дня у побережья Франции. Точное число жертв катаклизма неизвестно. Считается, что погибло не менее 36 тысяч человек.

В России осталась малоизвестной трагедия вызванная землетрясением 4 ноября 1952 года с очагом в Тихом океане, недалеко от южной оконечности Камчатского полуострова, магнитудой 8,3 по шкале Рихтера. Его очаг находился в море за 130 км от мыса Шипунского на глубине 20 – 30 километров. Оно затронуло побережье на протяжении 700 километров – от полуострова Кроноцкого до северных Курильских островов. Подземные толчки продолжались примерно полчаса.

Само землетрясение не сопровождалось значительными разрушениями, однако спровоцировало мощное цунами. Через час после землетрясения пришла первая волна. Большинство жителей Северо-Курильска спаслось на близлежащих холмах, но затем вернулись в посёлок, не ожидая последующих волн. Вторая, самая высокая волна застигла людей врасплох, и уничтожила оставшиеся здания. Последняя третья волна была слабой, и не причинила значимого ущерба.

Сильные колебания уровня океана произошли 5 ноября в 700 километровой зоне побережья. Самые высокие волны были отмечены в бухтах Пираткова (10-15 метров) и Ольга (10-13 метров) на Камчатке. Погибло более двух тысяч человек, большинство из которых составляли военнослужащие и работники рыбообрабатывающих предприятий.

В 1958 году на залив Литуя на Аляске (США) обрушилось самое большое цунами современности. Почва и растительность оказались смыты с высоты 524 метра над уровнем моря. Волна распространялась со скоростью 160 км/ч. Причиной цунами стал вызванный землетрясением гигантский оползень. С высоты более 900 метров в бухту залива обрушилось более 30 миллионов кубических метров породы.

Самое смертоносное цунами современности произошло в канун 2005 года после землетрясения в Юго-восточной Азии. До него самым кровавым считалось цунами в Японии 1896 года унесшее жизни 27 тысяч человек.

В самый разгар рождественского курортного сезона 26 декабря 2004 года в 00:58:53 по Гринвичскому времени (07:58:53 по местному времени) произошло Суматранское землетрясение с магнитудой 8,9 по шкале Рихтера. Его очаг находился в Индийском океане на глубине 25 – 30 км, в 250 километрах к западу от северной оконечности острова Суматра в Индонезии.

Землетрясение было настолько сильным, что подземные колебания жители островов ощущали в течение семнадцати минут. Последовавшее за ним цунами прокатились через Индийский океан и достигло восточного побережья Африки. Высота волн достигала 34,6 метров. Они принесли страшные разрушения прибрежным районам Индонезии, Таиланда, Индии, Шри-Ланки, Малайзии и Мальдивских островов и унесли жизни по разным данным от 230 до 270 тысяч человек.

11 марта 2011 года произошло сильное землетрясение у восточного побережья острова Хонсю в Японии. Его очаг располагался в Тихом океане, в 130 километрах к востоку от города Сендай и в 373 километрах к северо-востоку от Токио, на глубине 32 километра. После основного толчка в 14:46 местного времени с магнитудой около 9,0 по шкале Рихтера последовала серия афтершоков с магнитудами от 7,2 до 4,5.

Землетрясение было вызвано тектонической подвижкой в тектонической зоне длиной 400 км и шириной 200 км и простирающейся от Иватэ до Ибараки. Она сдвинула часть северной Японии на 2,4 метра в сторону Северной Америки. Участок побережья протяженностью 400 километров опустился на 0,6 метра, а Тихоокеанская плита сдвинулась на восток на расстояние около 20 метров. Последовавшее цунами привело к многочисленным разрушениям на северных островах японского архипелага. Оно распространилось по всему Тихому океану.

В прибрежных странах, по всему тихоокеанскому побережью Северной и Южной Америки от Аляски до Чили, было объявлено предупреждение и эвакуировалось население. До побережья Чили, находившиеся от Японии на удалении в 17 тысяч километров, дошли двухметровые волны.

Цунами обрушились на префектуры Мияги и Фукусима, расположенные на северо-востоке Японии. По состоянию на 5 сентября 2012 года официальное число погибших в 12 префектурах Японии составило 15870 человек, 2846 человек числилось пропавшими без вести, а 6110 человек получили ранения. Ущерб от землетрясения оценён в 198-309 миллиардов долларов США.

В Японии 11 энергоблоков АЭС из 53 в стране были автоматически остановлены. На АЭС Фукусима-1 три из шести энергоблоков были сразу остановлены, другие три на этот момент события не работали. Из-за отказа системы охлаждения три работавших реактора оказались в аварийном состоянии. Они в разной степени оказались повреждены и стали источником радиоактивных выбросов.

Цунами случались в Средиземном, Чёрном и Каспийском морях. В Каспийском море в 957 году море в районе Дербента отошло при землетрясении на 150 метров. В 1868 году море возле Баку сначала поднялось, затем опустилось почти на полметра, а расположенная на 90 километров южнее Баку, так называемая Погорелая Плита, возвышавшаяся на 2 метра над уровнем моря, погрузилась в него. В время Красноводского землетрясения 1895 года волны покрыли поселок Узун-Ада, залив его постройки и пристань и образовав трясину. На улицах возникли двухметровой ширины трещины, из которых била вода. В 1933 году в 40 километрах от Красноводска (ныне Туркменбаши) наблюдался длившийся около десяти минут подъем уровня моря на 1,5 метра.

Маломощные цунами возможны в Балтийском море. Так, цунами, известное из записей летописцев, как «Морской Медведь» произошло в странах Балтии в 1497 году. Они происходили во второй половине XVII века. Имеются сообщения о трёх цунами случившихся в Балтийском море в XIX веке. В Ревеле, когда произошло в 1869 году землетрясение, на берег волной выбрасывало суда. На остров Кихну в 1877 году волной также было выброшено судно. Вблизи северного побережья Хийумаа в 1858 году наблюдались небольшие волны.

Мегацунами будут происходить в будущем. Учёными определены предполагаемые места их возникновения. Считается, что западный склон вулкана Кумбре Вьеха представляет собой наполовину отколовшуюся от тела горы скалу объемом в пятьсот кубических километров. Если она сорвется, то над Канарскими островами поднимется водный купол высотой в 900 метров, и возникнет самое высокое из всех когда-либо испытанных человечеством цунами.

Со скоростью 800 км/час оно устремится в океан. Водой будут затоплены береговые регионы за многие тысячи километров от Канарских островов. На север Бразилии обрушиться сорокаметровые волны, а побережье Флориды, Нью-Йорка, Бостона, востока Северной Америки и Гренландии накроет пятидесятиметровая волна. Цунами проникнет на глубину в десятки километров от береговой линии.

Если отломится и упадет в океан южный фланг другого вулкана Килауеа на Большом острове то на побережье Японии, Китая, Филиппин, Камчатки, США (Калифорния), Колумбии, Чили и Австралии обрушатся другое катастрофическое цунами.

Цунами это опасный спутник морских землетрясений, но их последствия можно значительно снизить путем совершенствования систем наблюдения и предупреждения населения. Специальным планированием расположения населенных пунктов на побережье и обучением населения правилам поведения при чрезвычайных ситуациях.

Горные удары

В недавнем прошлом проникновение в земные недра сравнивали с походом в царство мертвых Ад награжденное эпитетом: «Оставь надежду, всяк сюда входящий» и видимо не зря. В христианском и мусульманском вероучениях Ад это место вечного наказания отверженных ангелов и душ умерших грешников.

Оснований помещать «исправительное учреждение» именно в земные недра у наших предков было предостаточно. Оттуда приходили разрушительные удары и там же проживали изобретенные его воображением ужасные существа. К тому же, добывание подземных богатств это самое древнее и наиболее опасное из занятий человека. Даже в наше время неожиданные выбросы породы – горные удары ежегодно уносят жизни десятков и сотен шахтеров.

Горные удары чаще всего возникают на угольных шахтах, при глубинах разработки в 200 – 600 метров. Их число может достигать 60-70 ударов за год. С такой частотой они происходили в 1954 – 1955 годах на шахтах Кизеловского угольного бассейна. Тогда резкое увеличение производственного травматизма от горных ударов поставило вопрос о закрытии ряда участков, несмотря на то, что под землей оставались ещё большие запасы угля.

Горные удары это хрупкое разрушение предельно напряженной части пласта породы, прилегающей к горной выработке. Они сопровождаются резким звуком, выбросом породы, разрушением крепи, машин, оборудования, образованием пыли и воздушной волны. Проблема борьбы с горными ударами и их прогноз являются актуальной задачей для многих рудных и угольных районов мира.

С развитием горной науки стала понятна природа горных ударов. Выемка пород и создание свободного объема в пласте вызывают изменение структуры внутренних напряжений и перераспределение нагрузки. Её частично компенсирует специальный крепеж в шахтах. Не всегда удается добиться полной безопасности проходки с равномерным перераспределением на крепёж возникающей нагрузки. В такой ситуации происходят выбросы породы и обвалы шахт.

Горные удары возбуждают сейсмические колебания распространяющиеся на десятки и сотни километров от их источника. Но в отличие от вулканических и тектонических землетрясений их силы обычно недостаточно для нанесения существенного вреда на поверхности.

В попытке предугадать горные удары шахтеры заметили, что перед ними слышаться посторонние звуки – треск, хлопки и резкие удары. Не один раз это явление помогало им сохранить жизни. Нарастание акустических и сейсмических импульсов происходит при образовании в горной породе трещин, снижающих прочность проходки.

В 1951 году советский геофизик С.А.Назарный начал исследовать звуковые предвестники выброса с использованием акустических приборов – геофонов. Год спустя ему удалось записать сигналы перед выбросом угля и газа на шахте «Красный Профинтерн». Тогда почти двести тонн угля было выброшено в штрек, но уцелевший геофон смог записать все фазы этого явления.

В 60-х годах прошлого столетия только на Донбассе почти каждом втором угольном пласте происходило по одному – двум внезапных выбросов породы. Они возникают на шахтах в Германии, Англии, Китая, Польши, России, ЮАР, Японии и других стран.

На юго-востоке Австралии интенсивная угледобыча инициирует техногенные землетрясения. В 1989 году в центре Ньюкасла произошел толчок на глубине пяти километров. Погибло 12 человек, а двести получили ранения. Особенностью землетрясения было почти полное отсутствие повторных толчков, что не типично для тектонических землетрясений. Спустя несколько лет в Ньюкасле произошло новое землетрясение с М = 4 по шкале Рихтера.

Проблема борьбы с горными ударами остается актуальной для рудных и угольных регионов мира. Каждый год масс-медиа сообщают о внезапных авариях и гибели шахтеров.

Слабые землетрясения

Энергии слабых землетрясений недостаточно для возбуждения опасных сейсмических колебаний на земной поверхности, но они способны вызывать панику и беспокойство у людей. А там где есть неустойчивые горные склоны спровоцировать обвалы, снежные лавины, оползни и сели.

В зимний вечер 18 февраля 1911 года ничто не предвещало трагедии в Горном Бадахшане. В 23 часа 15 минут земля содрогнулась, и громадная масса горной породы обрушилась с правого склона долины реки Мургаб на небольшой таджикский кишлак Усой. Поднявшиеся клубы пыли несколько дней висели в долине густой пеленой. Когда они рассеялись, стало видно, что на месте погребенного с 57 жителями кишлака возникла гигантская каменная плотина перегородившая долину реки.

Ширина завала составила 3150 метров, высота около 750 метров, а длина 3750 метров. Сила удара была такова, что на озере Каракуль расположенном в 120 километрах от обвала был разбит и выброшен на восточный берег ледяной покров. В долине речки Шадаудара образовалось небольшое озеро Шадаукуль. Завал назван по имени погребенного кишлака Усойским. Спаслись только жители расположенного от него в 20 километрах кишлака Сарез успевшие выбежать из своих домов.

В сентябре 1911 года накапливавшиеся воды реки Мургаб затопили кишлак Срез и образовалось Сарезское озеро. Оно содержит 17 миллионов кубических метров воды и расположено на высоте около 3000 метров над уровнем моря. Озеро называют спящим драконом Центральной Азии из-за возможного прорыва водоёма при очередном землетрясении. Тогда будет затоплена часть территории Таджикистана, Узбекистана, Кыргызстана, Афганистана и Туркменистана.

В 1956 году в каньоне реки Ниагара слабое землетрясение вызвало растрескивание массива горных пород рядом с электростанцией Шуллкопф. Произошел резкий приток грунтовых вод нарушивших равновесие пород на горном склоне. На станцию обрушилось около 50 тысяч тонн скальных пород.

В 1958 году прорыв защитной дамбы вызвал выброс шести тысяч кубометров радиоактивного материала на 25-километровом участке узбекской реки Майли-Сай. Там же в 1992-1996 годах вызванные землетрясениями оползни привели к размыву и частичному разрушению хранилищ и выбросу токсичных материалов.

В апреле 1973 года цуг слабых землетрясений в Узбекистане вызвал Атчинский оползень. Природное и без того неустойчивое равновесие склона Кураминского хребта под воздействием многократно повторяющихся сейсмических толчков было нарушено и 700 миллионов кубических метров породы начали движение вниз. Оползень охватил площадь в восемь квадратных километров, а в месте отрыва возникли прямолинейные трещины глубиной более трёх метров, шириной более одного метра и протяженностью до 1700 метров. На территории шахтерского городка Тешикташ возникли валы и бугры высотой до полутора метров, вершины которых были рассечены трещинами протяженностью до 270 метров.

Землетрясения в Южной Калифорнии. Жёлтые пятна – эпицентры 23 тысяч слабых землетрясений зарегистрированных за 16 лет. Голубые линии это тектонические разломы, а красные – скрытые разломы в складках (Стейн, Йетс, 1989).

В 1983 году очаг землетрясения в Западном Туркменистане с М = 5,7 был расположен на глубине пяти километров. На поверхности образовались система разрывов протяженностью 27 километров. Основной разрыв пересек территорию поселка Кум-Даг и разорвал фундаменты, цоколь и стены домов. В его зоне металлические трубы газовых и водопроводных коммуникаций изогнулись, а местами разорвались.

Слабые землетрясения опасны тем, что возникают на малоизученных в сейсмическом отношении территориях. Для сильных землетрясений можно найти те или иные признаки их возникновения, но по слабым данных очень мало. Это вызывает тревогу, поскольку происходит интенсивное освоение залёжных территорий, на них размещают предприятия с опасным циклом производства.

Это касается объектов ядерной энергетики построенных в то время, когда представление о землетрясениях значительно отличались от современных. Они могут находиться в зонах подверженных «скрытым» землетрясениям. Подобные землетрясения уже происходили в Южной Калифорнии вблизи от могильников токсичных отходов промышленности.

Микроземлетрясения

Эти землетрясения неопасны и обнаруживаются только приборами. В отличие от сильных они происходят практически повсеместно. Здесь вопрос только в том насколько чувствительны сейсмоприёмники для их обнаружения. В зонах с активной тектоникой микроземлетрясений происходит намного больше, чем на асейсмичных территориях.

Микроземлетрясения вызываются силами способными оказывать влияние на структуру напряжений в горной породе. Например, ученые Университета Колумбии исследовали активный донный вулкан Axial на хребте Juan Fuca. Он расположен недалеко от побережья Вашингтона и Штата Орегон в Тихом океане. Было обнаружено, что между числом микроземлетрясений и приливами существует причинно-следственная связь. За период почти в десять лет они чаще всего происходили во время приливно-отливных изменений уровня воды.

Наблюдая за микроземлетрясениями можно выявить скрытую угрозу – «живой» тектонический разлом опасный возникновением сильного землетрясения. Зона разлома Сан-Андреас в США относится к таковым. Южнее Сан-Франциско на профиле длиной почти сто километров регистрируется огромное количество микротолчков. Хотя в последнее время здесь не происходили сильные землетрясения, но микросейсмичность является подтверждением потенциальной сейсмической опасности региона.

Японская сеть сейсмических станций гидрометеорологического агентства и университетов страны ежегодно регистрирует десятки тысяч микроземлетрясений. Было замечено, что их активность выше там, где происходили или происходят сильные землетрясения. Только в зоне активного разлома Неодани с 1963 года по 1972 годы было зарегистрировано более двадцати тысяч микроземлетрясений.

Изучение микроземлетрясений помогает разобраться в причинах возникновения более сильных. Иногда данные о микросейсмичности позволяют предугадать время возникновения сильных землетрясений.

В 1977 году в районе разлома Ямасаки в Японии по поведению слабых землетрясений сейсмологами было предсказано возникновение сильного землетрясения. При оценке сейсмической опасности в зоне будущего строительства крупного водохранилища на реке Герируд в пограничной области Ирана и Туркменистана в середине 90-х годов прошлого века автору благодаря высокочувствительным цифровым станциям удалось получить записи микроземлетрясений в зонах тектонических разрывов. Это само по себе оказалось очень важным, поскольку сведений о сейсмической активности этой территории не имелось.

Микросейсмы и сейсмический шум

Если вглядеться в сейсмограмму, то линии записи в отсутствии землетрясений никогда не бывают ровными. Это фиксируются очень слабые колебания, источниками являются различные явления – ветер, колебания воды в водоемах или удары воды о береговые линии и т. д. Микросейсмы начали исследовать в конце XIX века, когда Эмиль Вихерт предположил, они вызываются ударами морских волн о берега. Затем представления о природе генерации микросейсмических колебаний значительно расширилось. Оказалось, что часть из них возбуждаются стоячими морскими волнами в морях и океанах при прохождении циклонов.

Микросейсмы регистрируются в широком частотном диапазоне, и служат фоном определяющим порог чувствительности сейсмографов. Поэтому, при наблюдениях за землетрясениями стараются выбрать такую чувствительность приборов, чтобы записи не искажались помехами или шумами. Тем не менее, изучение микросейсм представляет самостоятельный интерес, так как механизмы их генерации и особенности спектрального распределения до сих пор не совсем ясны.

Было установлено повсеместное присутствие микросейсм. Также была обнаружена корреляция между характерными периодами микросейсм и средними периодами морских гравитационных волн. В 1989 году во время 45-го рейса научно-исследовательского судна «Дмитрий Менделеев» с помощью широкополосной донной станции удалось сделать уникальную запись микросейсмических шумов на дне Эгейского моря и практически одновременно гравитационных волн на его поверхности.

В 1913 году детальное изучение микросейсмических колебаний провёл академик Голицын на сейсмических станциях в Пулково, Иркутске, Ташкенте, Тифлисе и Баку. Им было высказано предположение, что помимо причин связанных с метеорологической обстановкой, микросейсмы могут быть связаны и с особенностями внутреннего строения планеты. Исследования волнового состава микросейсмических колебаний показали преобладание в их структуре поверхностных сейсмических волн (Релея и Лява), однако, отмечалось присутствие и объемных продольных и поперечных волн. Попытки определения направлений и расстояний до источников микросейсм давали противоречивые результаты.

Микросейсмы, вызываемые стоячими водяными волнами циклонов в океанах, распространяются на огромные расстояния. Область стоячих водяных волн генерирует периодически изменяющееся давление на дно океана, которое не затухает с глубиной. Под влиянием этого давления в земной коре возникают слабые колебания – штормовые микросейсмы. Их записывают все сейсмические станции мира. Например, микросейсмы от атлантических циклонов фиксируют не только станции, расположенные на европейском континенте, но и в Азии – Ашхабаде и Ташкенте, Сибири – в Иркутске и Новосибирске и многих других местах.

Другая часть микроколебаний, т.н. сейсмический шум, порождаются городами, транспортом всем тем, что так или иначе связано с деятельностью человека. Если посмотреть на записи подобных колебаний, то в них заметны «антропогенные циклы» – начало и конец рабочего дня, воскресные дни и, даже, перерывы на обеденное время. Шумы большого города связаны с одновременным действием большого количества источников. Поэтому сейсмические станции выносят за пределы городских территорий.

В зависимости от своей природы сейсмический шум может оказаться полезным для прогноза сильных землетрясений. Так, при анализе гидроакустических записей с шельфа Камчатского полуострова были выделены два типа сигналов, предваряющих землетрясения. Это микроземлетрясения с гипоцентрами близкими к очагу главного землетрясения и сейсмический шум, который сопровождает тектоническую подвижку.

Почти пятьдесят лет назад академик Гамбурцев предлагал различать микросейсмы глубинного и поверхностного происхождения. Им были обнаружены микросейсмические явления, названные им «сейсмоакустическими», которые иногда называют сейсмической или акустической эмиссией. Их исследование представляет интерес с точки прогноза землетрясений.

Традиционно высокочастотные сейсмические шумы (ВСШ) в диапазоне первых десятков герц рассматривались как помеха. Впервые они исследованы как источник геофизической информации группой ученых под руководством член-корреспондента РАН Л.Н.Рыкунова. Было обнаружено, что ВСШ модулируются длиннопериодными деформационными процессами, одним из которых является приливы.

На основе достижений в области средств цифровой регистрации микросейсмических шумов развивается технология пассивного сейсмического мониторинга разработок месторождений нефти и газа. Т.н. метод эмиссионной томографии. В нефтегазовой индустрии он применяется для диагностической визуализации гидроразрывов пластов при добыче углеводородов или трассировки потоков флюидов. Он используется для картирования термальных фронтов, обнаружения разломов в окрестности подземных газовых хранилищ и т. д.

Разработаны методы определения по микросейсмам частот колебаний грунтов или собственных колебаний уже построенного сооружения. Они отражают характерные периоды сотрясений всего комплекса, т.е. грунтов, фундамента и самого здания.

Зная диапазон периодов наиболее опасных колебаний от землетрясений, и сравнивая его с выявленными собственными микроколебаниями сооружения, можно заблаговременно принять меры к увеличению его сейсмостойкости. Подобные эксперименты проводились автором совместно с учеными Израиля для оценки сейсмической опасности территории города Ашхабада в Туркменистане.

могут быть вызваны подземными ядерными испытаниями, заполнением водохранилищ, добычей нефти и газа методом нагнетания жидкости в скважины, взрывными работами при добыче полезных ископаемых и пр. Менее сильные землетрясения происходят при обвале сводов пещер или горных выработок.

Землетрясения можно подразделить на эндогенные , связанные с процессами, происходящими в глубине Земли, и экзогенные , зависящие от процессов, происходящих вблизи поверхности Земли.
К зндогенным землетрясениям относятся вулканические землетрясения, вызванные процессами извержения вулканов, и тектонические, обусловленные перемещением вещества в глубоких недрах Земли.
К экзогенным землетрясениям относятся землетрясения, происходящие в результате подземных обвалов, связанных с карстовыми и некоторыми другими явлениями, взрыво газов и т.п. Экзогенные землетрясения могут вызываться также процессами, происходящими на самой поверхности Земли: обвалами скал, ударами метеоритов,падением воды с большой высоты и другими явлениями, а также факторами, связанными с деятельностью человека (искусственными взрывами, работой машин и т.п.).
Генетически землетрясения можно классифицировать следующим образом:
I. Естественные
Эндогенные: а) тектонические, б) вулканические. Экзогенные: а) карстово-обвальные, б) атмосферные в) от ударов волн, водопадов и т. п.
II. Искусственные
а) от взрывов, б) от артиллерийской стрельбы, в) от искусственного обрушения горных пород, г) от транспорта и т. п.

В курсе геологии рассматриваются только землетрясения, связанные с эндогенными процессами.
В тех случаях, когда сильные землетрясения происходят в густонаселенных районах, они наносят огромный вред человеку.

Атмосферные осадки, попадая на земную поверхность, разделяются обыкновенно на три неравные части. Одна часть течет прямо по поверхности и образует ручьи, реки и озера: другая - испаряется, возвращается снова в атмосферу и отчасти расходуется организмами; третья - поглощается почвой, проникает на разную глубину внутрь земной коры и служит основным источником питания подземных вод. В целом подземными водами называются воды, находящиеся в горных породах в жидком, твердом и газообразном состоянии.
Подземные воды играют существенную роль в геологическом развитии земной коры. Их чрезвычайно широкое распространение и подвижность приводят к постоянному взаимодействию с горными породами и к перераспределению вещества в земной коре. Прежде всегогеологическая деятельность подземных вод проявляется в карстовых явлениях, суффозии и явлениях, связанных с многолетнемерзлыми породами.
Карстовые явления связаны с выщелачиванием подземными водами карбонатных и других растворимых пород. Выщелачивание обычно начинается с поверхности. Образуется воронка, затем глубокие борозды, или карры . В дальнейшем выщелачивание проникает вглубь. В результате на дне карра образуется нечто вроде природного колодца, в который устремляется вода. Такие колодцы называются понорами . В конечном итоге в горных породах образуются многочисленные каналы и пещеры, часто поглощающие целые ручьи и реки.
Классическим примером развития карста считается плато Карст в Югославии, с которым связано название этого явления.

Подземные воды не только выщелачивают горные породы, но при благоприятных условиях отлагают растворенные вещества, создавая разнообразные натечные образования: сталактиты и сталагмиты. Сталактиты представляют собой удлиненные, растущие вниз от кровли пещеры сосульки, состоящие чаще всего из кальцита. Сталагмиты, наоборот, растут вверх, образуя более толстые натечные формы.
Кроме натечных форм подземные воды отлагают минеральные вещества в пустотах рыхлых пород, цементируя их. В результате цементации образуются новые породы: песчаники, конгломераты, брекчии и др.
Наряду с химическим взаимодействием с горными породами подземные воды производят и механический вынос из горных пород мелких минеральных частиц; этот процесс называется суффозией. Процессы суффозии приводят, в частности, к возникновению оползней. Оползни -это передвижения масс горных пород вниз по склону под влиянием силы тяжести.
В обычное время вода стоит ниже водопроницаемого (песчаного) горизонта. Во время паводка вода поднимается выше горизонта песков. Сток подземных вод прекращается. В песках накапливается много воды. Когда паводок спадает, вода устремляется к выходу, увлекая за собой песчаные частицы, вынося в реку тысячи тонн песка. Связь с подстилающим водоупорным слоем ослабляется, и вышележащая толща пород вместе с пластом песка сползает вниз.
Многолетнемерзлыми породами называются толщи горных пород, имеющие отрицательную температуру в течение неопределенно долгого времени, что обусловливает наличие в них льда, цементирующего частицы пород.

При переувлажнении оттаявшего грунта деятельного слоя под влиянием силы тяжести может начаться солифлюкция, или течение грунта. Солифлюкция обычно проявляется уже при небольших уклонах местности - всего в несколько градусов, что существенно затрудняет строительные работы в районах вечной мерзлоты.
В районах распространения многолетнемерзлых пород обычны наледи и бугры пучения вследствие образования льда в результате замерзания подземной воды в толще промерзших пород, а также термокарст - замкнутые воронко-, котловино- или блюдцеобразные понижения, заполненные чаще всего водой и образующиеся вследствие вытаивания погребенного льда или оттаивания многолетнемерзлого грунта.

Район КавМинВод располагается в пределах смыка́ния Ставропольской возвышенности (Предкавказья) и северных склонов и предгорий Северного Кавказа. Это центрПрикавказья, где за длительную геологическую историю наряду со складчатыми и вертикальными движениями происходили и горизонтальные перемещения. Его территория со всех сторон окаймлена огромными глубинными разломами. С разломами связано происхождение лакколитов. Эти горы образовались путём постепенного поднятия или тектонического выдавливания сквозь толщу осадочных отложений вязкой, остывающей лавы. Вулканические тела остывают ещё и в наше время. В основании наклонённых на север пластовых равнин в самом низу лежат палеозойские смятые в складки и пронизанные при горообразовании жилами кислой магмы породы: кварцево-хлоритовые сланцы, кварциты, граниты. Самые древние породы района можно увидеть в долине реки Аликоновки к югу от Кисловодска, в 4-5 км выше от скалы Замок,. Здесь выходят на поверхность розовые и красные граниты, возраст которых определяется в 220-230 млн лет. В мезозойское время выходившие на поверхность граниты были разрушены и образовали мощный (до 50 м) слой коры выветривания, состоящий из кристалловкварца, полевого шпата, слюды.

При всём разнообразии состава вод и характера месторождений минеральные источники КМВ тесно связаны общностью геологических условий образования и общей историей развития на их основе группы прославленных, старейших в России курортов.
Наличие минеральных источников связано с комплексом осадочных образований мезо-кайнозойского возраста, полого погружающихся с Ю на С от Большого Кавказа к Ставропольской возвышенности. С точки зрения возможностей накопления и движения подземных вод, погружающиеся к северу породы мезо-кайнозоя образуют крупный артезианский склон, основная область питания которого совпадает с площадью выхода на поверхность древнейших метаморфических пород. Большое значение в гидрогеологии района имеют разломы и внедрения магматических горных пород (интрузии), образующие в рельефе своеобразные куполовидные горы-лакколиты (Машук, Бештау, Железная, Развалка, Змейка и др.). С зонами тектонических нарушений, а также с контактами интрузий и осадочных пород связаны отдельные месторождения минеральных вод (Берёзовское, Кисловодское, Кумское, Ессентукское, Пятигорское, Железноводское, Нагутское, Кумагорское и др.) и большое количество выходов разнообразных по составу минеральных источников. Ресурсы подземных вод КМВ (пресных и минеральных) формируются главным образом за счёт инфильтрации атмосферных осадков (в горах Большого Кавказа). Часть подземных вод обогащается газами (углекислота), образующимися в условиях высокой температуры недр. Формирование состава минеральных вод протекает при значительном участии процессов выщелачивания вмещающих пород, катионного обмена и смешения; этот последний процесс имеет особенно широкое развитие в верхних частях разреза, куда поступают восходящие по разломам из фундамента глубинные высокогазонасыщенные порции воды. Оттесняя менее минерализованные потоки и частично смешиваясь с ними, восходящие воды здесь формируют окончательный химический и температурный облик минвод района.

Первичные магмы, образуясь на разных глубинах, имеют тенденцию скапливаться в большие массы, которые продвигаются в верх­ние горизонты земной коры, где литостатическое давление мень­ше. При определенных геологических и в первую очередь тектонических условиях магма не достигает поверхности Земли и застывает (кристаллизуется) на различной глубине, образуя тела разной фор мы и размера - интрузивы. Любое интрузивное тело, будучи окруженное породами или рамой, взаимодействуя с ними, обладает дву мя контактовыми зонами. Влияние высокотемпературной, богатой флюидами магмы на окружающие интрузивное тело породы приводит к их изменениям, выражающимся по-разному. Такую зону шириной от нескольких сантиметров до десятков километров называют зоной экзоконтакта. т.е. внешним контактом . С другой стороны, сама внедряющаяся магма, взаимодействуя с вмещающими породами и быстрее охлаждаясь, частично ассимилируют породы рамы, в результате чего изменяются состав магмы, ее структура и текстура. Такую зону измененных магматических пород в краевой части интрузива называют зоной эндо контакта, т. е. внутренней зоной.

В зависимости от глубины формирования интрузивные массивы подразделяют на приповерхностные, или субвулканические от нескольких сотен метров до 1,0 - 1,5 км; среднеглубинные, или, гипабиссальные, - до 1 - 3 км и глубинные, или абиссальные, - глубже 3 км. Глубинные породы, застывавшие медленно, обладают полнокристаллической структурой, а приповерхностные, в которых падение температуры было быстрым, - порфировой, очень похожей на структуру вулканических пород.

По отношению к вмещающим породам интрузивы подразделяют на конкордантные, или согласные, и дискордантные - несогласные

Согласные интрузивы обладают разнообразной формой. Наиболее широко среди них распространены силлы, или пластовые тела, особенно в платформенных областях, где отложения залегают почти горизонтально. Мощность силлов колеблется от нескольких десятков сантиметров до сотен метров. Так как силлы более прочные, чем вмещающие породы, они выделяются в рельефе в виде «ступеней гигантской лестницы». Силлы часто диф­ференцированы, и тогда в их подошве скапливаются более тяжелые минералы, образовавшиеся раньше более легких. В результате внедрения магмы образуются различные формы интрузивных тел.

Лополлит (от греч. «лопос» - чаша) - чашеобразный согласный интрузив, залегающий в синклинальных структурах и, так же как и силл, образующийся в условиях тектонического растяжения, когда магма легко заполняет ослабленные зоны, не деформируя сильно вмещающие слои. Размеры лополитов в диаметре могут достигать десятков километров, а мощность - многих сотен метров. Круп­нейшие дифференцированные лополиты - Бушвельдский в Южной Африке площадью 144 ООО км 2 и Сёдбери в Канаде. Чашеобразная форма лополитов связана еще и с явлением проседания субстрата, под весом внедрившейся магмы.

Лакколиты в классическом виде представляют грибообразные тела что свидетельствует о сильном гидростатическом давлении mагмы превышающем литостатическое в момент ее внедрения. Обычно лакколиты относятся к малоглубинным интрузивам. Идеальные грибовидные лакколиты встречаются не так уж и часто. Пожалуй, наиболее типичный пример это лакколиты гор Генри в США. Многочисленные так называемые лакколиты в районе Минеральных Вод на Северном Кавказе или на Южном берегу Крыма на самом деле представляют собой каплевидные массивы, напоминающие «редьку хвостом вниз». Только в верхней части таких «капель» - магматических диапиров, слои залегают

Несогласные интрузивы пересекают, прорывают пласты вмещаю­щих пород. К наиболее распространенным несогласным интрузи­вам относятся дайки (от шотл. «дайк», «дейк» - забор) тела, длина которых во много раз превышает их мощность, а плоскости контак­тов практически параллельны.Дайки обладают длиной от десятков метров до нескольких сотен километров, например Ве­ликая дайка Африки. Естественно пред­положить, что образование даек связано с внедрением магмы по трещинам в условиях тектонического растяжения. Вертикальные дайки рас­положены перпендикулярно оси минимальных сжимающих напря­жений. Иными словами, они ориентированы по простиранию рифтовой зоны. Многократное внедрение даек приводит к увеличению ширины зоны на суммарную их мощность. Магма, внедряясь снизу в толщу пород, действует на них как гидравлический клин, раздвигая породы в стороны.

Дайки могут быть одиночными либо группироваться в кольце­вые или радиальные рои параллельных даек. Радиальные и кольцевые дайки часто приурочены к интрузивным телам и вулканам, ког­да сказывается расклинивающее давление магмы на вмещающие породы и последние растрескиваются с образованием кольцевых и радиальных трещин. Кольцевые дайки могут быть не только верти­кальными, но и коническими, как бы сходящимися к магматичес кому резервуару на глубине.

От даек следует отличать магматические жилы, имеющие не правильную, ветвистую форму и гораздо меньшие размеры.

Большое распространение имеют штоки (от нем. «шток» - пал­ка) - столбообразные интрузивы изометричной формы с крутыми контактами площадью менее 100 км 2 .

Существуют и другие менее распространенные формы интру­зивных тел. Факолит (от греч. «факос» - чечевица) - линзовидные тела, располагающиеся в сводах антиклинальных складок, согласно с вмещающими породами. Гарполит (от греч. «гарпос» серп) - серпообразный интрузив, по существу, разновидность факолита. Хонолит - интрузив неправильной формы, образовавшийся в наиболее ослабленной зоне вмещающих пород, как бы заполняющий «пустоты» в толще. Бисмалит - грибообразный ин­трузив, похожий на лакколит, но осложненный цилиндрическим горстообразным поднятием, как бы штампом в центральной час­ти. Все эти интрузивы, как правило, малоглубинные и развиты в складчатых областях.

Крупные гранитные интрузивы значительной мощностью и площадью во многие сотни и тысячи км 2 называют батолитами . Батолиты обладают вертикальной мощностью в первые километры и отнюдь не «бездонны». От батолитов, обладающих неправильной формой, часто отходят апофизы - более мелкие ветвящиеся интрузивы, расположенные в ослабленных зонах рамы батолита. Крупнейшие батолиты известны в Андах Южной Америки, где они непрерывно прослеживаются более чем на 1000 км, имея ширину около 100 км; в Северо-Американских Кордильерах длина батолита превышает 2000 км. Батолиты - это абиссальные интрузивы, как и многие штоки, в то время как дайки являются приповерхностными или малоглубинными образованиями.

Существенными являются процессы ассимиляции, когда агрес­сивная магма как бы «усваивает» часть пород из рамы интрузива, сама изменяясь при этом по составу и образуя гибридные породы. Однако все эти явления для объяснения проблемы пространства огромных батолитов, сложенных «нормальными», преимущественно биотитовыми гранитами, имеют явно ограниченное значение Главную роль в этом случае играют процессы магматического заме­щения, когда вмещающие породы преобразуются под воздействием потоков трансмагматических растворов. При воздействии последних осуществляются вынос химических компонентов, избыточных но отношению к эвтектике, и усвоение компонентов, стоящих близко к эвтектическому составу гранитной магмы. При таком процессе вмещающие породы перерабатываются на месте, что решает проблему пространства батолитов. Граниты, залегающие на месте гене рации магмы, называют автохтонными, а граниты, связанные с перемещением магмы, - аллохтонными. Формирование аллохтонных гранитов зависит от состава вмещающих пород и происходит в не сколько фаз внедрения. При этом ранние внедрения характеризуются более основным составом.

Внутреннее строение интрузивов устанавливается по форме их контактов и по ориентированным первичным текстурам, возникающим в магматическом теле еще тогда, когда оно находилось в жидком состоянии, и связанным с ориентировкой минералов, струй магмы различного состава и вязкости, направленной кристаллизации и т.д. Как правило, они параллельны экзоконтактам При остывании магматических интрузивных тел возникают трещины, которые располагаются вполне закономерно по отношению к первичным текстурам течения. Изучая эти трещины, удается восстановить первичную структуру интрузива, даже если не видно eго контактных зон.

ГРАНИТ. На протяжении всей истории планеты Земля, образование гранитов происходило многократно, поэтому появление этой породы специалисты не привязывают ни к одной из геологических эпох. Названием породы послужило латинское слово granum (гранум) - зерно.Плотность гранитов - около 2700 кг/м3. Ввиду своих полезных свойств (высокой прочности на сжатие, малой истираемости, разнообразию цветов породы, возможности полировки и т.д.), гранит ценен как камень для строительных работ - от гранитного щебня для строительства зданий, сооружений и дорог, до массивных вычурной формы гранитных глыб для облицовки фасадов и ландшафтного дизайна. Большое количество разновидностей гранита породило массу их наименований.Зачастую гранит обывают открытым карьерным способом. Отчленение гранитных блоков от породного массива производится посредством взрывания, или же расклинивания. При этом процессе вначале производится бурение шпуров пневматическими перфораторами, в которые затем помещаются заряды взрывчатых веществ, или же стальные клинья. Отделенные от общей части породы блоки в дальнейшем подвергаются обработке: распилу, фрезеровке, окантовке, изготовлению конечной продукции. опускают вниз. Дальнейшее расчленение сырого материала производится на крупных предприятиях с помощью пилорам. Окончательная нарезка плит выполняется с помощью дисковых пил, армированных алмазами.

ЛАБРАДОРИТ. Плотность породы около 2700 кг/м3. Обладает характерным стеклянным блеском и цветовой гаммой от дымчато-серого до серовато-черного. Отличается непрозрачностью и игрой (переливанием) цветов, которая особенно проявляется на полированных поверхностях. Лабрадорит находит применение как в производстве ювелирных изделий, так и в строительстве, в качестве облицовочного материала.

ГАББРО - интрузивная порода, одной из самых отличительных черт которой является насыщенный темный цвет - полированная поверхность камня производит впечатление почти черной. Зачастую встречаются оттенки от голубовато-серого до темно-серого, иногда - буроватого. Основное применение габбро находит в качестве камня для изготовления ритуальных конструкций, а так же как камень для дорожного строительства.

Облик планеты меняется медленно, но постоянно и подчиняется законам циклов. В одних местах к поверхности Земли поднимается новый материал и земная кора увеличивается, в других вещество поглощается недрами планеты. Это вечное движение и лежит в основе всех изменений на Земле.

Человек привык к тому, что земная твердь под его ногами незыблема. Однако это не так. Грозные землетрясения и извержения вулканов напоминают нам, что Земля живет. Она живет и развивается, проходя все три составляющие эволюции: направленность (необратимость), цикличность (повторяемость) и неравномерность (нелинейность).

Мы остановимся на цикличности - периодическом повторении последовательности событий или стадий развития, плавно или скачкообразно переходящих друг в друга.

На протяжении своего длительного пути в 4,6 млрд лет наша планета то сжималась, образуя континенты и горные цепи, то расширялась, создавая бездонные океанские пучины.

Земля словно дышит...

Как говорят мифы разных народов о сотворении мира, много лет назад в бескрайнем первичном океане зародилась земная твердь.

Научные данные также свидетельствуют о том, что 4,6 млрд лет назад существовал протоокеан Панталасса, в котором сформировался единый протоконтинент Пангея, затем распавшийся на отдельные самостоятельные континенты. На протяжении истории Земли и ее эволюции объединение континентов и их раскол отмечался трижды и сопровождался активным вулканизмом и землетрясениями. Последний из расколов Земли был 200 млн лет назад. Из единого континента к настоящему времени сформировалось шесть самостоятельных континентов. Впервые предположение о возможности существования единого континента и его распада высказал Фрэнсис Бэкон в 1620 г. Создание и распад суперконтинентов известно под названием цикла Уилсона с периодичностью 650 млн лет. Есть также активные тектонические циклы Бертрана (175–200 млн лет) и циклы Штилле (30 млн лет), происходящие на протяжении всей эволюции Земли.

Каков же механизм образования этой глобальной цикличности? Пока на эту проблему единой точки зрения не существует.

Одним из механизмов движения континентов и их эволюции является конвекция (перераспределение магмы по ее плотностям). Земная кора - это грандиозная кристаллическая система: она улавливает, аккумулирует, трансформирует и распределяет разные виды космической энергии. «Область земной коры, - писал В.И. Вернадский, - занята трансформаторами, переводящими космическое излучение в действенную земную энергию... вещество ее, благодаря космическим излучениям, проникнуто энергией, оно активно...» Поглощение космической энергии происходило со дня образования Земли как планеты и продолжается до сих пор.

Обсуждается возможность связи цикличности тектонических, биотических и климатических процессов с бомбардировками Земли галактическими кометами. Такие бомбардировки носят характер кометных ливней, которые повторяются каждые 19–37 млн лет. В земной атмосфере ледяные ядра комет разрушаются, и огромная кинетическая энергия проникает в мантию. Этот механизм по сравнению с конвекцией является более действенным и незатухающим.

Одна из возможных причин движения континентов - приливная эволюция системы Земля-Луна, носящая циклический характер (временной интервал - 40–60 млн лет), близкий по размерности к циклам Штилле.

В планетарном масштабе на периодическое расширение и сжатие Земли влияют также изменения скорости вращения планеты и формы геоида.

Таким образом, в глубинной части земной коры и верхней мантии аккумулируется космическая энергия начальных этапов формирования планеты и более поздняя, снабжающая Землю энергией космических тел.

Все это создает в глубоких недрах Земли высоко энергетический огненный котел, природную алхимическую печь, в которой трансформируются горные породы на протяжении ее длительного развития.

Огонь есть неизменный спутник эволюции Земли. Гераклит говорил: все из огня. Платон писал: «Образ пирамиды (тетраэдра)... будет первоначалом и семенем огня».

Интересно, что Земля, на 80% состоящая из силикатов (кремнистых соединений), в кристаллической решетке имеет тетраэдрические ядра (SiO 4) 4 (кремнекислородный тетраэдр). Возможно, тетраэдрическая симметрия глубинных сфер Земли и жизненной энергии вступают в резонанс, и память огня, живущая в скалах и утесах, передается нам, даруя чувство сопричастности с бесконечностью космоса.

Распространение современных землетрясений на земном шаре в настоящее Время установлено с большой точностью. Прежде всего, это Тихоокеанское кольцо, в котором эпицентры землетрясений совпадают с островными дугами: Алеутской, Курильской, Восточной Камчатки, Японской и т. д. На востоке Тихого океана это побережье Северной Америки, Мексика, Центральная Америка, Южная Америка, а также полоса вдоль Восточно-Тихоокеанского поднятия. В Атлантическом и Индийском океанах сейсмичность сосредоточена вдоль срединно-океанских хребтов. Восточно-Африканская рифтовая зона также отличается высокой сейсмичностью. Протяженная полоса современных Землетрясений приурочена к Альпийско-Средиземноморскому поясу: это побережье Алжира, Италия, Динариды, Балканы и Эгейское морс, Турция, Крым, Кавказ, Иран, Афганистан, Памир, Тянь-Шань и т. д. В пределах СССР повышенной сейсмичностью отмечена Байкальская рифтовая зона.

распространение землетрясений говорит о том, что все они приурочены к областям высокой современной тектонической активности и связаны с конвергентными или дивергентными границами литосферных плит, т.е. там, где происходят либо сжатие, поглощение океанской коры в зонах субдукции, коллизии плит и т. д., либо растяжение, наращивание океанской коры, или раздвиг континентальной коры. В этих регионах непрерывно накапливаются тектонические напряжения, которые периодически разряжаются в виде землетрясений. В то же время существуют огромные асейсмичные пространства, совпадающие с древними платформами, внутренними частями океанских плит, эпипалеозойскими плитами.

Активные сейсмические и вулканические зоны, по данным Е.С. Штенгелова, довольно точно приурочены к областям превышения геоида над эллипсоидом вращения, причем с выпуклостями геоида связано примерно 83% землетрясений с М-6 и 86% действующих вулканов Мира. Форма геоида определяется процессами, происходящими во внутренних частях Земли - в мантии и ядре. На это явление накладываются ротационные силы Земли, неравномерность ее вращения и т. д. известно, что число преимущественно мелкофокусных землетрясений возрастает примерно на 20-25% в момент перехода Луны от апогея к перигею. Это вызвано тем, что гравитационное воздействие Луны на Землю в перигее значительно выше, так как Луна в этот момент ближе к Земле, чем в апогее. Эти гравитационные силы действуют как "спусковой крючок" и напряжения разряжаются сейсмическими подвижками.

Сейсмогенные дислокации образуются в плейстосейстовой и прилегающих областях. Районы, затронутые сейсмодислокациями, занимают площадь в десятки, и даже сотни тысяч км. Сейсмотектонические нарушения могут выражаться вертикальными смещениями с амплитудой до первых десятков метров, формированием поднятий, впадин и провалов, горизонтальными смещениями, образованием ступенчатых сбросов, взбросов и т. д. Примеры сейсмодислокаций известны и описаны во многих сейсмичных районах.

Землетрясения вызывают образование крупных оползней, обвалов, оползней-обвалов и других форм сейсмодислокаций. Объем таких оползней может достигать сотен тысяч м, длина - нескольких километров, а площадь - десятков км. Подобные сейсмодислокации известны на Тянь-Шане, в Прибайкалье и Забайкалье, на Кавказе, в Становом хребте и во многих других местах. Изучение древних сейсмодислокаций способствует проведению сейсмического районирования, так как по их форме и характеру появляется возможность оценить балльность данного региона, хотя, скажем, в наши дни землетрясения там не происходят. Степень выраженности сейсмодислокаций и их масштаб зависят от многих факторов: от глубины залегания очага его механизма, характера геологической структуры региона, типа горных пород и др. Поэтому одинаковые по силе землетрясения в разных геологических районах приводят к разным последствиям. Как правило, горные массы находятся в состоянии равновесия, они устойчивы при данной обстановке. Но чтобы вывестиих из этого состояния, порой нужно изменение наклона какого-нибудь склона всего лишь на десятки угловых секунд - и произойдет оползень или обвал. Важным фактором создания неустойчивости масс горных пород могут быть очень слабые сейсмоколебания, своеобразная сейсмовибрация, которая приводит в подвижное состояние рыхлые моренные, мощные пролювиальные конусы выноса, лессы.

В настоящее время важное значение приобретает палеосейсмология - метод, позволяющий устанавливать следы землетрясений в геологическом прошлом. Многие современные плейстосейстовые области оказываются унаследованными от более древних. Большое значение имеет и археосейсмология, когда рассматриваются повреждения древних построек, имеющие сейсмогенный характер, и поихтипу реконструируется балльность.

Землетрясения происходят не только на суше, но и в морях и океанах. В пределах океанского дна над очагом могут возникать поднятия или впадины, что сразу же изменяет объем воды и над плейстосейстовой областью образуется волна, которая в открытом океане практически незаметна из-за своей очень большой длины в первые сотни километров. Распространяясь со скоростью до 800 км/ч, при подходе к побережью на мелководье волна становится круче, достигая 15- 20м, и, обрушиваясь на берег, уничтожает все на своем пути. Такие волны, вызванные землетрясениями, называются цунами.

С деятельностью подземных и поверхностных вод и другими факторами связаны разнообразные смещения горных пород, слагающих крутые береговые склоны долин рек, озер и морей. К таким гравитационным смещениям, помимо осыпей, обвалов, относятся и оползни. Именно в оползневых процессах подземные воды играют важную роль. Под оползнями понимают крупные смещения различных горных пород по склону, распространяющиеся в отдельных районах на большие пространства и глубину. Простейший случай оползня представлен на, где пунктиром показано первоначальное положение склона и его строение после одноактного оползня. Поверхность, по которой происходит отрыв и оползание, называется поверхностью скольжения, сместившиеся породы - оползневым телом, которое часто отличается значительной неровностью. Место сопряжения оползневого тела с надоползневым коренным уступом называется тыловым швом оползня, а место выхода поверхности скольжения в низовой части склона - подошвой оползня.

Часто оползни бывают очень сложного строения, они могут представлять серию блоков, сползающих вниз по плоскостям скольжения с запрокидыванием слоев смещенных горных пород в сторону коренного несмещенного склона. Такие оползни, соскальзывающие под влиянием силы тяжести, А.П. Павлов назвал деляпсивными (лат. "деляпсус" - падение, скольжение). Нижняя же часть такого оползня бывает представлена сместившимися породами, значительно раздробленными, перемятыми в результате напора выше расположенных движущихся блоков. Эта часть оползня называется детрузивной (лат. "детрузио" - сталкивание). Местами под давлением оползневых масс на прилежащие части речных долин и различных водоемов возникают бугры пучения.

Оползневые процессы протекают под влиянием многих факторов, к числу которых относятся: 1) значительная крутизна береговых склонов и образование трещин бортового отпора; 2) подмыв берега рекой (Поволжье и другие реки) или абразия морем (Крым, Кавказ), что увеличивает напряженное состояние склона и нарушает существовавшее равновесие; 3) большое количество выпадающих атмосферных осадков и увеличение степени обводненности пород склона как поверхностными, так и подземными водами. В ряде случаев именно в период или в конце интенсивного выпадения атмосферных осадков происходят оползни. Особенно крупные оползни вызываются наводнениями; 4) влияние подземных вод определяется двумя факторами - суффозией и гидродинамическим давлением. Суффозия, или подкапывание, вызываемое выходящими на склоне источниками подземных вод, выносящих из водоносного слоя мелкие частицы водовмещающей горной породы и химически растворимых веществ. В результате это приводит к разрыхлению водоносного слоя, что естественно вызывает неустойчивость выше расположенной части склона, и он оползает; гидродинамическое давление, создаваемое подземными водами при выходе на поверхность склона. Это особенно проявляется при изменении уровня воды в реке в моменты половодий, когда речные воды инфильтруются в борта долины и поднимается уровень подземных вод. Спад полых вод в реке происходит сравнительно быстро, а понижение уровня подземных вод относительно медленно (отстает). В результате такого разрыва между уровнями речных и подземных вод может происходить выдавливание присклоновой части водоносного слоя, а вслед за ним оползание горных пород, расположенных выше; 5) падение горных пород в сторону реки или моря, особенно если в их составе есть глины, которые под воздействием вод и процессов выветривания приобретают пластические свойства; 6) антропогенное воздействие на склоны (искусственная подрезка склона и увеличение его крутизны, дополнительная нагрузка на склоны устройством различных сооружений, разрушение пляжей, вырубка леса и др.).

Таким образом, в комплексе факторов, способствующих оползневым процессам, существенная, а иногда и решающая роль принадлежит подземным водам. Во всех случаях при решении вопросов строительства тех или иных сооружений вблизи склонов детально изучается их устойчивость, и вырабатываются меры по борьбе с оползнями в каждом конкретном случае. В ряде мест работают специальные противооползневые станции.

Методы борьбы с оползнями устанавливают на основе тщательного изучения природных физико-геологических условий, уяснения основных причин неустойчивости и аналитических расчетов предельного равновесия рассматриваемых массивов грунта .

В практике в качестве основных противооползневых мероприятий применяются:

• организация стока поверхностных вод в зоне оползней и прилегающих к ней территорий;
• дренирование подземных вод путем сооружения различных дренажных систем;
• уменьшение внешних нагрузок;
• уполаживание откосов и пригрузка их с помощью контрбанкетов;
• ограждение откосов и защита их от подмыва и размыва проточными водами рек или волнами морей, водохранилищ;
• зеленые насаждения по верху откоса и оползневом откосе;
• искусственное закрепление масс оползневого тела;
• искусственные сооружения для удержания грунтовых масс.

Такие мероприятия осуществляются:

• с помощью вертикальной планировки и производства земляных работ;
• путем устройства дренажных сетей;
• применением агролесомелиоративных мер;
• с применением подпорных стен, волноломов, свай и др.

Применяемые в борьбе с оползнями мероприятия разработаны и выбор их определяется причинами возникновения оползней.

Совокупность явлений, связанных с движением магмы к поверхности Земли, называется вулканизмом. В зависимости от характера движения магмы и степени ее проникновения в земную кору вулканизм может быть поверхностным (эффузивным) , когда магма прорывает земную кору и изливается на поверхность, и глубинным (интрузивным) , когда перемещение магмы заканчивается внутри земной коры. Если жидкий магматический расплав достигает земной поверхности, происходит его извержение, характер которого определяется составом расплава, его температурой, давлением, концентрацией летучих компонентов и другими параметрами. Одной из самых важных причин извержений магмы является ее дегазация. Именно газы, заключенные в расплаве, служат тем "движителем", который вызывает извержение. В зависимости от количества газов, их состава и температуры они могут выделяться из магмы относительно спокойно, тогда происходит излияние - эффузия лавовых потоков. Когда газы отделяются быстро, происходит мгновенное вскипание расплава и магма разрывается расширяющимися газовыми пузырьками, вызывающими мощное взрывное извержение - эксплозию. Если магма вязкая и температура ее невысока, то расплав медленно выжимается, выдавливается на поверхность, происходит экструзия магмы.

Таким образом, способ и скорость отделения летучих определяют три главные формы извержений: эффузивное, эксплозивное и экструзивное. Вулканические продукты при извержениях бывают жидкими, твердыми и газообразными.

ВУЛКАНИЧЕСКИЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ- горные породы, образующиеся в результате вулканических извержений.

В зависимости от характера извержения (излияния лав или взрывные извержения) образуются 2 типа пород: излившиеся, или эффузивные горные породы, и вулканогенно-обломочные, или пирокластические породы; последние расчленяются на рыхлые (вулканический пепел, песок, бомбы и др.), уплотнённые и сцементированные (туфы,туфобрекчии и др.). Кроме того, выделяют промежуточные типы вулканических горных пород - туфолавы, возникшие в результате извержений богатых газами пенящихся лавовых потоков, и игнимбриты, представляющие собой спёкшийся вулканогенно-обломочный материал, главным образом кислый, которым покрыты огромные площади, измеряемые сотнями и тысячами км 2 . Форма эффузивных тел определяется вязкостью лав и их температурным режимом. Покровы и потоки характерны для маловязких базальтовых лав, но встречаются и кислые (липаритовые) потоки. Купола и иглы возникают при извержениях вязких лав (дациты, липариты). Дайки и некки представляют собой заполнения расплавом трещин и подводящих каналов. Эффузивные и пирокластические вулканические горные породы могут залегать в виде стратифицированных толщ; они присутствуют в разрезах вулканических областей, переслаиваясь с осадочными горными породами.
Вулканические горные породы различаются по химическому составу, структурно-текстурным особенностям и по степени сохранности вещества пород. По химическому составу эффузивные вулканические горные породы делятся на щёлочноземельные и щелочные горные породы и, кроме того, на основные горные породы (недосыщенные кремнекислотой), средние горные породы (насыщенные кремнекислотой) и кислые горные породы (пересыщенные кремнекислотой). Степень кристаллизации лав, а также структуры и текстуры их зависят от вязкости расплава и характера его остывания. Внутренние части эффузивных тел обычно раскристаллизованы, внешние - шлаковидные, пористые и стекловатые. Для эффузивных пород характерны порфировые, микролитовые, полустекловатые структуры и флюидальные полосчатые, массивные, пористые текстуры.
Глубоко изменённые, обычно более древние, эффузивные породы называются палеотипными, а неизменённые -кайнотипными. Наиболее распространённые кайнотипные породы - базальты, андезиты, Трахиты, липариты, а их палеотипные аналоги по химическому составу - соответственно диабазы, базальтовые и андезитовые порфириты, трахитовые и липаритовые порфиры. К обломочным вулканическим горным породам относятся наряду с пирокластическими породами (туфы, вулканические брекчии) и вулканогенно-осадочные породы.
Вулканические горные породы применяются в качестве строительного и облицовочного камня, служат материалом для каменного литья (базальт и др.). Каолинизированные кислые и щелочные вулканические горные породы используются в качестве "фарфорового камня" в керамической промышленности. Некоторые виды вулканических пеплов и туфов (трассы и пуццоланы), обладая вяжущими свойствами, применяются в качестве добавок к цементным материалам. Вулканическая пемза употребляется как абразивный материал и идёт на изготовление пемзобетона. Перлит используется в качестве лёгких звуко- и теплоизоляционных наполнителей в бетоне, штукатурке и других смесях. крупные месторождения вулканических горных пород известны на Кавказе, в Закарпатье, на Тянь-Шане и Памире, в Забайкалье, на Дальнем Востоке и в Приморье.

Порфирит. Строение порфировое. Минералогический состав такой же, как у диорита. Окраска темная: темно-серая, темно-зеленая. Плотность небольшая (среднего веса). Порфирит - строительный и кислотоупорный материал, также используется для орнаментировки. Порфириты встречаются на Урале, Кавказе, в Закавказье, Украинской ССР, в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке.
Базальт. Строение плотное, тонкозернистое. Минералогический состав такой же, как у габбро. Окраска темная: черная, темносерая. Плотность большая (тяжелый). Из магмы габбрового состава, излившейся на поверхность, получается вулканическая порода базальт. Древний, сильно зменившийся базальт называется диабазом, который отличается от базальта только по окраске: он темно-зеленый. Базальт и диабаз используются как строительный, облицовочный, кислотоупорный материал и в качестве сырья для каменного литья. Базальты широко распространены и преобладают среди всех вулканических пород. В СССР базальт встречается на Камчатке, в Армянской ССР и в других районах. Диабазы имеются в Карелии, на Урале и на Кавказе.
Вулканическое стекло (обсидиан) . Строение плотное, стекловидное. Излом раковистый. Цвет черный, серый, красно-бурый, сургучный; бывает обсидиан пятнистой и полосчатой окраски. Плотность небольшая (среднего веса). Обсидиан используется в производстве теплоизоляционных и строительных материалов, также используется как поделочный камень.
Пемза. Строение пористое. Порода однородная. Окраска сероватая, белая, желтоватая, черная. Легкая. Применяется как шлифующий, чистящий материал, как добавка к цементу. В качестве фильтров. Встречается в районах распространения действующих и потухших вулканов (Камчатка, Кавказ).
Вулканический туф. Строение обломочно-пористое; на фоне массы, имеющей пористое строение, разбросаны обломки различной величины, формы и цвета. Окраска различная. Легкий. Вулканический туф представляет обломочный материал, образовавшийся при вулканических взрывах, в дальнейшем сцементированный и уплотненный. Встречается в районах распространения действующих и потухших вулканов (Армения, Грузия).
Вулканический туф - строительный и архитектурный материал.
Яшма - аморфный кремнезем, содержащий примеси. Строение плотное. Царапает стекло. Цвет непостоянный. Излом неровный. Яшма - порода вулканогенно-осадочного, химического и биохимического происхождения. Используется как поделочно-декоративный и облицовочный материал в строительном деле. Из яшмы изготовляют вазы и различные изящные украшения. Знамениты уральские и алтайские яшмы.

Кавказ относится к складчатым сооружениям Средиземноморского пояса , который заложился еще в рифее. Окраинные части этого пояса претерпели складкообразовательные движения в палеозое, превратившись в эпигерцинские плиты. К числу их относится Скифская плита, лежащая в основе Предкавказья. Середина пояса закрылась в конце плиоцена и относится к альпийской складчатости. В рассматриваемом регионе она представлена мегантиклинорием Большого Кавказа и отделена от плиты Терско-Каспийским и Кубанским краевыми прогибами.

В тектоническом развитии Кавказа выделяют 3 этапа : догерцинский, герцинский и альпийский.

Вдогерцинский этап (рифей - нижний палеозой) на Кавказе господствовал геосинклинальный режим. В докембрии территория подвергалась складкообразованию, которое еще раз повторилось в каледонскую складчатость. С последней связаны многочисленные интрузии, способствовавшие оруденению Большого Кавказа. Неплохо изучена батолитовая интрузия гранитов Б.Кавказа.

В эпоху герцинской складчатости (карбон-пермь) Предкавказье и Б.Кавказ были дифференцированы на систему субширотных геосинклинальных прогибов. В карбоне геосинклинали Предкавказья и Б.Кавказа испытали мощные поднятия и рельеф приобрел горный облик.

Альпийский этап формирования Кавказа начинается с юрского периода. В нем различают 3 стадии. В раннюю стадию (юра) территория подвергалась значительному опусканию и морской трансгрессии по осям двух синклинальных зон. Одна протягивалась вдоль южного склона Б.Кавказа, переходя на северный в Дагестане. Вторая - Малокавказская протягивалась почти параллельно первой. В обеих геосинклиналях шло интенсивное накопление осадков. Средняя стадия (мел - начало Pg) характеризуется нисходящими движениями земной коры, распространением трансгрессий. В верхнем мелу, в фазу максимальной трансгрессии, море затопило всю территорию Кавказа, включая Главный хребет

Позднеальпийская стадия (Палеоген-четвертичный период) делится на 2 этапа. В течение первого Кавказ превратился в обширный остров, слабо подверженный эрозионным процессам. На месте геосинклинали Б.Кавказа формировалась единая обширная геоантиклиналь - область погружения превращалась в область поднятия. Малокавказская геосинклиналь и Закавказье превращались в зоны погружений - геосинклинали и быстро заполнялись грубообломочным материалом. Так, толщи конгломератов в предгорьях Северного Кавказа имеют мощность до 2 тыс.м, в результате чего море было вытеснено из передовых прогибов и произошло соединение Б.Кавказа с Русской равниной (четвертичное время).

В Pg и неогене, когда Кавказ был островом, он был покрыт вечнозеленой тропической растительностью (полтавская флора

К концу N рельеф Кавказа подвергался сильным эрозионным процессам. В результате получили широкое распространение формы зрелого рельефа - поверхности выравнивания, обширные долины с ровными днищами, куэстовые формы.

В четвертичном периоде произошло резкое омоложение рельефа Б.Кавказа и Закавказского нагорья. Древние поверхности выравнивания оказались приподнятыми и расчлененными глубокими ущельями.

Прослеживаются 2 ледниковые эпохи, соответствующие периодам московского и валдайского оледенений.

В современную эпоху тектоническое развитие Кавказа продолжается. Район осевой части Б.Кавказа, хр. Малого Кавказа, Джавахетско-Армянского нагорья продолжают подниматься со скоростью 1-2 см/год. Колхидская и Куринская низменности погружаются со скоростью до 0,6 см/год. Этим объясняется сейсмичность Кавказа. Это зона 6-7 балльных землетрясений.

Герцинский этап развития начинается с девона. Область прогибания в это время охватила все Предкавказье и Большой Кавказ.

В Предкавказье накапливались преимущественно терригенно-карбонатные морские отложения. По южной окраине зоны прогибания (Пшекиш-Тырныаузская шовная зона) в девоне и раннем карбоне сформировалась мощная (до 5-6 км) вулканогенно-осадочная толща, представленная основными, реже кислыми эффузивами и их туфами в сочетании с глинистыми сланцами, песчаниками и известняками. На западе Большого Кавказа верхняя пермь представлена маломощными известняками.

Отложения этих двух комплексов образуют нижний структурный ярус гор и складчатый фундамент Скифской плиты.

Существенная перестройка структурного плана произошла на Кавказе в конце триаса - начале юры, когда резко усилились тектонические движения. Произошло раздробление на отдельные глыбы и общее опускание южной части герцинской складчатой области (территории современного Большого Кавказа). С этого времени начинается альпийский этап развития, в течение которого северный склон Большого Кавказа представлял собой миогеосинклиналь .

В мелу снова началась морская трансгрессия, которая частично охватила и Скифскую плиту. Низы нижнего мела (неоком) представлены на Кавказе различными известняками с прослоями мергелей и песчаников. Остальная часть разреза слагается терригенными породами, что свидетельствует о возобновлении поднятий.

Палеогеновые поднятия привели к образованию в области Большого Кавказа массива суши, который в дальнейшем все более разрастался, но до среднего неогена все еще оставался островом.

В олигоцене (Р3) Большой Кавказ вступил в орогенный этап развития , в течение которого происходило формирование горного сооружения Кавказа и связанных с ним краевых прогибов. Предкавказский краевой прогиб , состоящий из отдельных частных прогибов, заложился по северной периферии во время еще невысокого поднятия Большого Кавказа. Он сложен мощной толщей пород олигоцен-четвертичного возраста. В пределах всего краевого прогиба распространены отложения майкопской серии (олигоцен-нижнемиоценовые), представленные темными, часто битуминозными глинами с различной примесью песчанистого материала. Майкопская серия формировалась в основном за счет материала, поступающего со Скифской плиты, но и с Кавказа в это время поступал еще достаточно тонкий материал,

В конце миоцена - раннем плиоцене (N13-N21) происходит воздымание поперечного поднятия (Ставропольское поднятие - Минераловодческий перешеек - Центральный Кавказ - Дзирульский массив в Закавказье), в результате которого освобождается от моря центральная часть Предкавказья и возникает огромная суша, протянувшаяся к Волге.

На границе Большого Кавказа с эпигерцинской Скифской плитой в миоцен-плиоценовое время возник Минераловодческий магматический район , где произошло внедрение интрузий (Пятигорские лакколиты).

В четвертичное время благодаря новым поднятиям произошло резкое омоложение рельефа Большого Кавказа. Поднятие носило сводовый характер. На окраинах Большого Кавказа и в Предкавказье в нижнечетвертичное время продолжалось складкообразование. Породы осадочного чехла здесь местами образуют своеобразные платформенные складки. Так, Ставропольская возвышенность является огромной антиклинальной складкой с широким пологим северным крылом и более узким крутым южным. На ее фоне возник ряд антиклиналей и синклиналей второго порядка. На Большом Кавказе расположены крупные центры новейшего вулканизма. Эльбрус и Казбек были действующими вулканами в четвертичное время.

Неоген-четвертичные поднятия и общее похолодание климата в северном полушарии привели к развитию на Кавказе горного оледенения. Обычно выделяют три-четыре ледниковые эпохи. На Кавказе обнаружены следы позднеплиоценового (апшеронского) оледенения. Четвертичное похолодание сильно повлияло на развитие флоры и фауны Кавказа.

В течение длительного островного периода существования Кавказа его поверхность была покрыта вечнозеленой тропической растительностью(полтавская флора) . Четвертичное оледенение привело к полному вымиранию теплолюбивых видов на Северном Кавказе. Они сохранились лишь в некоторых убежищах Закавказья.

В ледниковые эпохи растительность оттеснялась с гор к предгорьям.

В послеледниковое время на Кавказе возникли новые центры видообразования, с которыми связан молодой эндемизм .

В современную эпоху продолжается тектоническое развитие Кавказа. На его территории проводились повторные нивелировки, которые позволили установить не только направление, но и скорость тектонических движений. Большой Кавказ продолжает подниматься со скоростью 1-3 мм в год. Скорость опускания в Терско-Каспийском прогибе достигает 4 мм в год.

О продолжающихся тектонических подвижках Кавказа свидетельствует и его сейсмичность.

Геохронологи́ческая шкала́ - геологическая временная шкала истории Земли, применяемая в геологии и палеонтологии, своеобразныйкалендарь для промежутков времени в сотни тысяч и миллионы лет.

Согласно современным общепринятым представлениям возраст Земли оценивается в 4,5-4,6 млрд лет. На поверхности Земли не обнаружены горные породы или минералы, которые могли бы быть свидетелями образования планеты. Максимальный возраст Земли ограничивается возрастом самых ранних твёрдых образований в Солнечной системе - тугоплавких включений, богатых кальцием иалюминием (CAI) из углистых хондритов.

Эон Эра Период

Четвертичный(Антропоген) Q
Ф Кайнозой KZ Неоген N

А Палеоген P

Е Мезозой MZ Юра J

Р Триас T

О Поздний Пермь P

З Палеозой PZ 2 Карбон(Каменноугольный) C

О Девон D

Й Ранний Силур S

Палеозой PZ 1 Ордовик O

Кембрий C

КРИП- Протерозой Поздний

ТОЗОЙ PR Ранний

В этой статье вы узнаете, что такое землетрясение, по каким причинам оно возникает и насколько может быть опасным для человека . Также узнайте о разновидностях землетрясений, о способах измерения силы.

Землетрясения являются одним из самых серьезных врагов для человека, ввиду своей природы происхождения и разрушительным потенциалом. В зависимости от силы подземных толчков, разрушения на поверхности земли могут достигать катастрофических размеров. Какими бы крепкими не были здания и любые постройки человека, все может быть уничтожено силой природы.

Каждый год на нашей планете происходит около миллиона землетрясений , большая часть которых не причиняет вреда для человека и даже не ощущается физически. Но периодически происходят сильные подземные толчки (примерно, раз в две недели), несущие угрозу для жизнедеятельности человека. Большая часть землетрясений происходит на дне океана, что является причиной появления другого природного явления – цунами , которое может быть не менее опасно, разрушая все на своем пути приливной волной. Опасность цунами возникает только в прибрежных районах и при значительном подземном толчке, а землетрясения опасны практически для всей планеты.

Землетрясение – не что иное, как подземные толчки , спровоцированные процессами, происходящими внутри нашей планеты, это сейсмическое явление, которое возникает вследствие резких смещений земной коры. Этот процесс может происходит на большой глубине в земных недрах, но чаще всего на поверхности (до 100 км).

Землетрясения – это завершающий этап движения пород Земли . Сила трения препятствует сдвигам земной коры, но когда напряжение достигает критического уровня, происходит резкое смещение с разрывом пород, энергия силы трения находит выход в движении , колебания от которых распространяются, подобно звуковым волнам, во все стороны. Место, где происходит разлом или движение, называется фокусом землетрясения , а точка на земной поверхности над фокусом – эпицентром землетрясения . По мере удаления от эпицентра, сила ударной волны уменьшается. Скорость таких волн может достигать 7-8 км в секунду.

Причинами возникновения землетрясений являются тектонические процессы (связанные с естественным, природным движением или деформацией земной коры или мантии), вулканические и другие, менее серьезные, связанные с обвалами, оползнями, заполнением водохранилищ, обрушением подземных полостей горных выработок, взрывами и другими изменениями, чаще всего спровоцированные деятельностью человека, которые называются искусственными возбудителями.

Разновидности землетрясений

Вулканические землетрясения возникают в результате высокого напряжения в недрах вулкана, в связи с движениями лавы или вулканического газа. Подобные землетрясения не несут большой угрозы для человека, но продолжаются долго и многократно.

Техногенные землетрясения вызываются деятельностью человека, например, в случае затопления при строительстве крупных водохранилищ, при добыче нефти или природного газа, угля, то есть при нарушении целостности земной коры. Землетрясения в таких случаях не имеют больших магнитуд, но могут быть опасными для небольшого участка поверхности Земли, а также провоцировать более серьезные тектонические изменения, что влечет повышение напряжения пород в коре планеты.

Обвальные землетрясения вызываются обвалами и крупными оползнями, не так опасны и несут локальный характер.

Искусственные землетрясения возникают в случае применения мощного оружия или использования климатического оружия (тектоническое оружие). Сила таких землетрясений зависит от мощности взрыва или интенсивности использования (в случае климатического оружия). Информации о применении тектонического оружия чаще всего засекречена для простых смертных и можно только догадываться, что именно привело к землетрясению в том или ином регионе планеты.

Для измерения силы землетрясения используют шкалу магнитуд и шкалу интенсивности .

Шкала магнитуд – относительная характеристика землетрясения, которая имеет свои разновидности: локальная магнитуда (ML), магнитуда поверхностных волн (MS), магнитуда объемных волн (MB), моментная магнитуда (MW). Самой популярной шкалой является локальная шкала магнитуд Рихтера, который в 1935 году предложил этот способ измерения силы землетрясений, что и дало название этой шкале. Шкала Рихтера имеет диапазон от 1 до 9, величина магнитуды измеряется специальным прибором - сейсмографом. Шкалу магнитуд часто путают с 12-бальной шкалой, которая оценивает внешние проявления подземных толчков (разрушения, воздействие на людей, природные объекты). В момент самого толчка поступают в первую очередь данные о величине магнитуды, а уже после землетрясения – сила землетрясения, которая измеряется по шкале интенсивности.

Шкала интенсивности – качественная характеристика землетрясения, указывающая на характер и масштаб этого явления по отношению к человеку, животным, природе, естественным и искусственным сооружениям в зоне поражения землетрясения.

Интенсивность землетрясения может определяется в баллах одной из принятых сейсмологических шкал интенсивности, либо максимальными кинематическими параметрами колебаний земной поверхности

В разных странах принято по-разному измерять интенсивность землетрясения :

В России и некоторых других странах принята 12-балльная шкала Медведева - Шпонхойера - Карника.

В Европе - 12-балльная Европейская макросейсмическая шкала.

В США - 12-балльная модифицированная шкала Меркалли.

В Японии - 7-балльная шкала Японского метеорологического агентства.

Давайте посмотрим, что же означают эти цифры, исключая японский способ измерения :

3 балла - незначительные колебания, которые замечают особо чувствительные люди, находящиеся в момент землетрясения в помещении.

5 баллов - наблюдается раскачивание предметов в помещении, толчки ощущает каждый, кто в сознании.

6-7 баллов - возможны разрушения в зданиях, трещины в земной коре, толчки ощущаются в любой местности и в любом помещении.

8-10 баллов - здания практически любой конструкции начинают разрушаться, человеку сложно устоять на ногах, возможно появление крупных трещин в земной коре.

Рассуждая логически, можно примерно представить, что меньшая величина по этой шкале несет меньший ущерб, максимальная - стирает все с лица Земли.

В последнее время появились сведения, что землетрясения могут вызываться деятельностью человека. Так, например, в районах затопления при строительстве крупных водохранилищ, усиливается тектоническая активность - увеличивается частота землетрясений и их магнитуда. Это связано с тем, что масса воды, накопленная в водохранилищах, своим весом увеличивает давление в горных породах, а просачивающаяся вода понижает предел прочности горных пород. Аналогичные явления происходят при добыче нефти и газа (произошла серия землетрясений с магнитудой до 5 на Ромашкинском месторождении нефти в Татарстане) и выемке больших количеств породы из шахт, карьеров, при строительстве крупных городов из привозных материалов.

Обвальные землетрясения

Землетрясения также могут быть вызваны обвалами и большими оползнями. Такие землетрясения называются обвальными, они имеют локальный характер и небольшую силу.

Землетрясения искусственного характера

Землетрясение может быть вызвано и искусственно: например, взрывом большого количества взрывчатых веществ или же при подземном ядерном взрыве(тектоническое оружие). Такие землетрясения зависят от количества взорванного вещества. К примеру, при испытании КНДР ядерной бомбы в 2006 году произошло землетрясение умеренной силы, которое было зафиксировано во многих странах.

Сейсмическое ускорение, коэффициент сейсмичности и балльность землетрясения.

Балльность землетрясения

Интенсивность землетрясения, выраженная в баллах. В СССР с 1952 г. принята 12-балльная шкала С. В. Медведева. При определении бальности землетрясения по этой шкале учитывается совокупность многих признаков: показания сейсмологических станций, характер повреждений зданий и сооружений (с раздельным учетом типов зданий, степени повреждений и количества поврежденных зданий), остаточные явления в грунтах и изменения режима грунтовых и наземных вод, субъективные ощущения толчков и колебаний. Упрощенная характеристика землетрясений разной балльности: 1-4 - слабые, не вызывают разрушений; 5-7 - сильные, разрушают ветхие постройки; 8 - разрушительные, падают фабричные трубы, частично разрушаются прочные здания; 9 - опустошительные, разрушается большинство зданий, появляются значительные трещины на поверхности Земли; 10 - уничтожающие, разрушаются мосты, разрываются трубопроводы, происходят оползни; 11 - катастрофы, разрушение всех сооружений, изменения ландшафта; 12 - сильные катастрофы, большие изменения рельефа местности на обширном пространстве.

Коэффициент сейсмичности - отношение значения максимального ускорения к ускорению силы тяжести: К=a/g.

42. Влияние рельефа местности, состава пород, условий залегания и обводненности их на силу землетрясения.

Оползень. Основные причины, необходимые для возникновения оползней; типы оползней и мероприятия по борьбе с ними.

Оползень – движение грунтов на склонах рельефа под действием силы тяжести, без опрокидывания оползневого тела.

Оползень:

1) В однородных грунтах

2) Слой по слою

Оползень:

1) Современный

2) Древний

Элементы оползня

3 1 – оползневое

1 2 – подошва оползня

4 3 – бровка срыва

2 4 – плоскость скольжения

Степень устойчивости склона

К(уст)=А/В А

А – сталкивающие силы

В – противодействующие силы В

В>А – склон устойчив

В=А – предельное равновесие

В<А – склон неустойчив

Причины возникновения:

1) Перегрузка склона

2) В рез-те деятельности человека (подрезание склона)

3) Сброс воды на склон

4) Подземные, грунтовые склоны.

Оползневые тела:

1) Медленносползающие (мм в сутки, см в годы)

2) Соскальзывающие (мгновенно рушится вниз).

Как строить на склонах:

1) Определить в каком состоянии находится склон (коэффициент устойчивости)

2) Прогноз как поведёт себя склон после строительства (фундамент стараются опирать на коренные породы)

3) Даже за застроенным склоном устанавливается сеть наблюдения.

Методы борьбы:

1) Разглаживание склона 3) Придавливают песком подошву оползня

2) Подпорная стена 4) Подземные галереи спасают от подз. вод

Нужно НЕ ДОПУСКАТЬ ОПОЛЗНЯ!!! Т.к. его практически невозможно остановить.

Земная твердь во все времена была символом безопасности. И сегодня человек, который боится полетов на самолете, чувствует себя защищенным, только ощутив под ногами ровную поверхность. Страшнее всего поэтому становится, когда в буквальном смысле почва уходит из-под ног. Землетрясения, даже самые слабые, настолько сильно подрывают чувство безопасности, что многие последствия связаны не с разрушениями, а с паникой и имеют психологический, а не физический характер. Кроме того, это одна из тех катастроф, предотвратить которые человечество не в силах, а потому множество ученых исследуют причины возникновения землетрясений, разрабатывают методы фиксации толчков, прогнозирования и предупреждения. Уже накопленный человечеством объем знаний по этому вопросу позволяет свести к минимуму потери в некоторых случаях. В то же время примеры землетрясений последних лет явно свидетельствуют о том, что еще очень многое предстоит узнать и сделать.

Суть явления

В основе каждого землетрясения лежит сейсмическая волна, приводящая в Она возникает в результате мощных процессов различной глубины. Довольно незначительные землетрясения происходят из-за дрейфа на поверхности, часто вдоль разломов. Более глубокие по своему расположению причины возникновения землетрясений чаще имеют разрушительные последствия. Они протекают в зонах вдоль краев смещающихся плит, которые погружаются в мантию. Происходящие здесь процессы приводят к наиболее заметным последствиям.

Землетрясения случаются каждый день, однако большую их часть люди не замечают. Они лишь фиксируются специальными приборами. При этом наибольшая сила толчков и максимальные разрушения приходятся на зону эпицентра, места над очагом, породившим сейсмические волны.

Шкалы

Сегодня существует несколько способов, позволящих определить силу явления. В их основе лежат такие понятия, как интенсивность землетрясения, его энергетический класс и магнитуда. Последняя из названных представляет собой величину, которая характеризует количество энергии, выделившейся в виде сейсмических волн. Такой способ измерения силы явления был предложен в 1935 году Рихтером и поэтому в народе называется шкалой Рихтера. Она используется и сегодня, однако в ней, вопреки расхожему мнению, каждому землетрясению приписываются не баллы, а определенная величина магнитуды.

Баллы землетрясений, которые всегда приводятся в описании последствий, имеют отношение к другой шкале. В ее основе лежит изменение амплитуды волны, или величины колебаний в эпицентре. Значения этой шкалы также описывают интенсивность землетрясений:

• 1-2 балла: достаточно слабые толчки, регистрируются только приборами;
• 3-4 балла: ощутимо в высотных здания, часто заметно по раскачиванию люстры и смещению небольших предметов, человек может почувствовать головокружение;
• 5-7 баллов: толчки можно ощутить уже на земле, возможно появление трещин на стенах зданий, осыпание штукатурки;
• 8 баллов: мощные толчки приводят к появлению глубоких трещин в земле, заметным повреждениям зданий;
• 9 баллов: разрушаются стены домов, часто подземные сооружения;
• 10-11 баллов: такое землетрясение приводит к обвалам и оползням, обрушению зданий и мостов;
• 12 баллов: приводит к самым катастрофическим последствиям, вплоть до сильного изменения ландшафта и даже направления движения воды в реках.

Баллы землетрясений, которые приводятся в различных источниках, определяются именно по этой шкале.

Классификация

Возможность предсказывать любую катастрофу связана с четким пониманием того, что ее вызывает. Основные причины возникновения землетрясений можно поделить на две большие группы: природные и искусственные. Первые связаны с изменениями в недрах, а также с влиянием некоторых космических процессов, вторые вызваны деятельностью человека. Классификация землетрясений основана на причине, вызвавшей его. Среди природных выделяют тектонические, обвальные, вулканические и прочие. Остановимся на них подробнее.

Тектонические землетрясения

Кора нашей планеты постоянно находится в движении. Именно оно лежит в основе большинства землетрясений. Тектонические плиты, составляющие кору, перемещаются друг относительно друга, сталкиваются, расходятся и сходятся. В местах разломов, где проходят границы плит и возникает сила сжатия либо натяжения, накапливается тектоническое напряжение. Нарастая, оно, рано или поздно, приводит к разрушению и смещению горных пород, в результате чего и рождаются сейсмические волны.

Вертикальные подвижки приводят к образованию провалов или же поднятию пород. Причем смещение плит может быть незначительным и составлять всего несколько сантиметров, однако количества высвобождаемой при этом энергии достаточно для серьезных разрушений на поверхности. Следы таких процессов на земле очень заметны. Это могут быть, например, смещения одной части поля относительно другой, глубокие трещины и провалы.

Под толщей вод

Причины возникновения землетрясений на дне океана те же, что и на суше — подвижки литосферных плит. Несколько отличаются их последствия для людей. Очень часто смещение океанических плит вызывает цунами. Зародившись над эпицентром, волна постепенно набирает высоту и у берега часто достигает десяти метров, а иногда и пятидесяти.

По статистике, свыше 80 % цунами обрушиваются на берега Тихого океана. Сегодня существует множество служб в сейсмоопасных зонах, трудящихся над прогнозированием возникновения и распространения разрушительных волн и оповещающих население об опасности. Однако человек по-прежнему мало защищен от подобных стихийных бедствий. Примеры землетрясений и цунами начала нашего века - лишнее тому подтверждение.

Вулканы

Когда речь заходит о землетрясениях, поневоле в голове возникают и виденные когда-то изображения извержения раскаленной магмы. И это неудивительно: два природных явления связаны между собой. Причиной землетрясения может стать вулканическая деятельность. Содержимое огненных гор оказывает давление на поверхность земли. В течение иногда достаточно длительного периода подготовки к извержению происходят периодические взрывы газа и пара, которые порождают сейсмические волны. Давлением на поверхность создается так называемый вулканический тремор (дрожание). Он представляет собой серию мелких сотрясений почвы.

Причиной землетрясений являются процессы, протекающие в недрах как действующих вулканов, так и потухших. В последнем случае они являются признаком того, что замершая огненная гора еще может проснуться. Исследователи вулканической деятельности часто используют микроземлетрясения для прогнозирования извержения.

Во многих случаях бывает трудно однозначно отнести землетрясение к тектонической или вулканической группе. Признаками последней считается расположение эпицентра в непосредственной близости от вулкана и относительно небольшая магнитуда.

Обвалы

Причиной землетрясения может послужить и обрушение горных пород. в горах возникают вследствие как разнообразных процессов в недрах и природных явлений, так и человеческой деятельности. Обрушиваться и порождать сейсмические волны могут пустоты и пещеры в земле. Обвалу горных пород способствует недостаточное отведение воды, которая разрушает, казалось бы, твердые структуры. Причиной обвала может стать и тектоническое землетрясение. Обрушение внушительной массы при этом вызывает незначительную сейсмическую активность.

Для подобных землетрясений характерна небольшая сила. Как правило, объема обрушившейся породы недостаточно, чтобы вызвать значительные колебания. Тем не менее иногда землетрясения такого типа приводят к заметным разрушениям.

Классификация по глубине возникновения

Основные причины возникновения землетрясений связаны, как уже говорилось, с различными процессами в недрах планеты. Один из вариантов классификации подобных явлений основывается на глубине их зарождения. Землетрясения разделяют на три типа:

• Поверхностные - очаг располагается на глубине не более 100 км, к этому типу относится примерно 51 % землетрясений.
• Промежуточные - глубина варьируется в диапазоне от 100 до 300 км, на этом отрезке располагаются очаги 36 % землетрясений.
• Глубокофокусные - ниже 300 км, на долю этого типа приходится около 13 % подобных катастроф.

Наиболее значительное морское землетрясение третьего вида произошло в Индонезии в 1996 году. Его очаг располагался на глубине свыше 600 км. Это событие позволило ученым «просветить» недра планеты на значительную глубину. С целью исследования структуры недр используются практически все глубокофокусные землетрясения, неопасные для человека. Многие данные о строении Земли были получены в результате изучения так называемой зоны Вадати-Беньофа, которую можно представить в виде кривой наклонной линии, обозначающей место захода одной тектонической плиты под другую.

Антропогенный фактор

Природа землетрясений со времени начала развития технических знаний человечества несколько изменилась. Кроме естественных причин, вызывающих подземные толчки и сейсмические волны, появились и искусственные. Человек, осваивая природу и ее ресурсы, а также наращивая техническую мощь, своей деятельностью может спровоцировать стихийное бедствие. Причины возникновения землетрясений — это подземные взрывы, создание крупных водохранилищ, добыча большого объема нефти и газа, следствием чего становятся пустоты под землей.

Одна из достаточно серьезных проблем в этом плане — землетрясения, возникающие из-за создания и заполнения водохранилищ. Огромные по объему и массе толщи воды оказывают давление на недра и приводят к изменению гидростатического равновесия в породах. При этом чем выше созданная плотина, тем больше вероятность появления так называемой наведенной сейсмической активности.

В местах, где происходят землетрясения по естественным причинам, часто деятельность человека наслаивается на тектонические процессы и провоцирует возникновение стихийных бедствий. Подобные данные накладывают определенную ответственность на компании, занимающиеся разработкой нефтяных и газовых месторождений.

Последствия

Сильные землетрясения приводят к большим разрушениям на обширных территориях. Катастрофичность последствий уменьшается по мере удаления от эпицентра. Наиболее опасные результаты разрушений — это различные Обрушение или деформация производств, связанных с опасными химическими веществами, приводит к их выбросу в окружающую среду. То же можно сказать и о могильниках и местах захоронения ядерных отходов. Сейсмическая активность способна стать причиной заражения огромных территорий.

Помимо многочисленных разрушений в городах, землетрясения имеют последствия и иного характера. Сейсмические волны, как уже отмечалось, могут вызывать обвалы, сели, наводнения и цунами. Зоны землетрясений после стихийного бедствия часто меняются до неузнаваемости. Глубокие трещины и провалы, смыв грунта — эти и другие «преображения» ландшафта приводят к значительным экологическим изменениям. Они могут привести к гибели флоры и фауны местности. Этому способствуют различные газы и соединения металлов, поступающие из глубоких разломов, и просто уничтожение целых участков зоны обитания.

Сильные и слабые

Наиболее внушительные разрушения остаются после мегалоземлетрясений. Их характеризует магнитуда свыше 8,5. Такие бедствия, к счастью, крайне редки. В результате подобных землетрясений в далеком прошлом образовывались некоторые озера и русла рек. Живописный пример «деятельности» стихийного бедствия — озеро Гек-Голь в Азербайджане.

Слабые землетрясения — скрытая угроза. О вероятности их возникновения на местности, как правило, узнать очень трудно, тогда как более внушительные по магнитуде явления всегда оставляют опознавательные знаки. Поэтому под угрозой находятся все производственные и жилые объекты вблизи сейсмически активных зон. К таким строениям относятся, например, многие АЭС и электростанции США, а также места захоронения радиоактивных и ядовитых отходов.

Районы землетрясений

С особенностями причин возникновения стихийного бедствия связано и неравномерное распределение сейсмически опасных зон на карте мира. В Тихом океане расположен сейсмический пояс, с которым, так или иначе, связана внушительная часть землетрясений. Он включает Индонезию, западное побережье Центральной и Южной Америки, Японию, Исландию, Камчатку, Гавайи, Филиппины, Курилы и Аляску. Второй по степени активности пояс — Евроазиатский: Пиренеи, Кавказ, Тибет, Апеннины, Гималаи, Алтай, Памир и Балканы.

Карта землетрясений полна и других зон потенциальной опасности. Все они связаны с местами тектонической активности, где велика вероятность столкновения литосферных плит, либо с вулканами.

Карта землетрясений России также полна достаточного количества потенциальных и действующих очагов. Наиболее опасные зоны в этом смысле — это Камчатка, Восточная Сибирь, Кавказ, Алтай, Сахалин и Курильские острова. Самое разрушительное по своим последствиям землетрясение последних лет в нашей стране произошло на острове Сахалин в 1995 году. Тогда интенсивность стихийного бедствия составила без малого восемь баллов. Катастрофа привела к разрушению большой части Нефтегорска.

Огромная опасность стихийного бедствия и невозможность его предотвращения заставляет ученых всего мира подробно изучать землетрясения: причины возникновения и последствия, «опознавательные» знаки и возможности прогнозирования. Интересно, что технический прогресс, с одной стороны, помогает все точнее предсказывать грозные события, улавливать малейшие изменения во внутренних процессах Земли, а с другой — он же становится источником дополнительной опасности: к разломам поверхности добавляются аварии на ГЭС и АЭС, в местах добычи, ужасные по своим масштабам пожары на производстве. Само землетрясение — явление столь же неоднозначное, как и научный и технический прогресс: оно разрушительно и опасно, но свидетельствует о том, что планета живет. По мнению ученых, полное прекращение вулканической деятельности и землетрясений будет означать смерть планеты в геологическом плане. Завершится дифференциация недр, закончится топливо, разогревающее нутро Земли уже несколько миллионов лет. И пока непонятно, будет ли место людям на планете без землетрясений.