Землетруси
Реферат на тему:
Землетруси
План
1. Загальна характеристика.
2. Реєстрація та вивчення землетрусів.
3. Сейсмічні хвилі.
4. Магнітуда й інтенсивність землетрусів.
5. Катастрофічні наслідки.
6. Географія поширення й прогнозування.
Загальна характеристика
Землетруси — коливання Землі, викликані раптовими змінами в стані надр планети. Ці коливання являють собою пружні хвилі, що поширюються з високою швидкістю в товщі гірських порід. Найсильніші землетруси іноді відчуваються на відстанях більше 1500 км від вогнища і можуть бути зареєстровані сейсмографами (спеціальними високочутливими приладами) навіть у протилежній півкулі. Район, де зароджуються коливання, називається вогнищем землетрусу, а його проекція на поверхню Землі — епіцентром землетрусу. Вогнища більшості землетрусів лежать у земній корі на глибинах не більше 16 км, однак у деяких районах глибини вогнищ сягають 700 км. Щодня відбуваються тисячі землетрусів, але лише деякі з них відчуваються людиною.
Згадки про землетруси зустрічаються в Біблії, у трактатах античних учених — Геродота, Плінія й Лівія, а також у давніх китайських і японських письмових джерелах. До XIX ст. більшість повідомлень про землетруси містили описи, щедро приправлені забобонами, і теорії, що грунтувалися на убогих і недостовірних спостереженнях. Серію систематичних описів (каталогів) землетрусів у 1840 р. почав А. Перрі (Франція). У 1850-х роках Р. Малле (Ірландія) склав великий каталог землетрусів, а його докладний звіт про землетрус у Неаполі в 1857 р. став одним із перших строго наукових описів сильних землетрусів Хоча вже з давніх часів ведуться численні дослідження, не можна сказати, що причини виникнення землетрусів повністю вивчені. За характером процесів у їхніх вогнищах виділяють кілька типів землетрусів, основними з яких є тектонічні, вулканічні й техногенні.
Тектонічні землетруси виникають унаслідок раптового зняття напруження, наприклад при переміщеннях уздовж розламу в земній корі (дослідження останніх років показують, що причиною глибоких землетрусів можуть бути і фазові переходи в мантії Землі, що відбуваються при певних температурах і тиску). Іноді глибинні розлами виходять на поверхню Під час катастрофічного землетрусу в Сан-Франциско 18 квітня 1906 р. загальна довжина поверхневих розривів у зоні розламу Сан-Андреас склала більше 430 км. максимальний горизонтальний зсув — 6 м. Максимальна зареєстрована величина сейс-могенних зсувів уздовж розламу 15 м.
Вулканічні землетруси виникають унаслідок різких переміщень магматичного розплаву в надрах Землі або в результаті виникнення розривів під впливом цих переміщень.
Техногенні землетруси можуть бути викликані підземними ядерними випробуваннями, заповненням водоймищ, видобутком нафти й газу методом нагнітання рідини у свердловини, підривними роботами при видобутку корисних копалин тощо. Менш сильні землетруси відбуваються при обвалі склепінь печер або гірських копалень.
Реєстрація та вивчення землетрусів
Прилад, що записує сейсмічні коливання, називається сейсмографом, а сам запис — сейсмограмою. Сейсмограф складається з маятника, підвішеного усередині корпуса на пружині, і записуючого пристрою Один з перших записуючих пристроїв являв собою обертовий барабан із паперовою стрічкою При обертанні барабан поступово зміщається в один бік, так що нульова лінія запису на папері має вигляд спіралі. Щохвилини на графік наносяться вертикальні лінії — оцінки часу; для цього використовується дуже точний годинник, який періодично звіряють з еталоном точного часу. Для вивчення близьких землетрусів необхідна точність маркування — до секунди або менше У багатьох сейсмографах для перетворення механічного сигналу в електричний використовуються індукційні пристрої, у яких при переміщенні інертної маси маятника щодо корпуса змінюється величина магнітного потоку, що проходить крізь витки індукційної котушки. Слабкий електричний струм, що виникає при цьому, пускає в хід гальванометр, з'єднаний із дзеркальцем, який відкидає промінь світла на світлочутливий папір записуючого пристрою У сучасних сейсмографах реєстрація коливань ведеться в цифровому вигляді з використанням комп'ютерів.
Уперше інструментальні спостереження з'явилися в Китаї, де в 132 р Чан Хен винайшов сейсмоскоп, що становив собою майстерно зроблену посудину. На зовнішньому боці посудини, із розміщеним усередині маятником, по колу були вигравірувані голови драконів, що тримають у пащі кульки При хитанні маятника від землетрусу одна або кілька кульок випадали у відкриті роти жаб, розміщених біля основи посудини у такий спосіб, щоб жаби могли їх проковтнути.
Спостереження за землетрусами ведуться з найдавніших часів Детальні історичні описи, що надійно свідчать про землетруси із середини І тис. до н е., створені японцями. Велику увагу сейсмічності приділяли й античні вчені — Арістотель та ін. Систематичні інструментальні спостереження, розпочаті в другій половині XIX ст., призвели до виділення сейсмології у самостійну науку (Б. Б. Голіцин, Е. Віхерт, Б. Гутенберг, А. Мохоровичич, Ф Оморі й ін.).
Постійні спостереження за землетрусами здійснюються сейсмічною службою. Сучасна світова мережа нараховує понад 2000 стаціонарних сейсмічних станцій, дані яких систематично публікуються в сейсмологічних бюлетенях і каталогах Крім стаціонарних станцій, використовуються експедиційні сейсмографи, у тому числі встановлювані на дні океанів. Експедиційні сейсмографи )асилалися також на Місяць (де 5 сейсмографів щорічно реєструють до 3000 місяцетрусів), а також на Марс і Венеру. Вивченням землетрусів займається сейсмологія Сейсмічні хвилі, що виникають при землетрусах, використовуються також для вивчення внутрішньої будови Землі, досягнення в цій області стали основою для розвитку методів сейсмічної розвідки
Сейсмічні хвилі
Коливання, що поширюються з вогнища землетрусу, являють собою пружні хвилі, характер і швидкість поширення яких залежать від пружних властивостей і щільності порід. До пружних властивостей належать модуль об'ємної деформації, що характеризує опір стисканню без зміни форми, і модуль зрушення, що визначає опір силі зрушення Швидкість поширення пружних хвиль збільшується прямо пропорційно до квадратного кореня значень параметрів пружності й щільності середовища.
Подовжні й поперечні хвилі На сейсмограмах ці хвилі з'являються першими Спочатку реєструються подовжні хвилі, при проходженні яких кожна частка середовища зазнає спершу стискання, а потім знову розширюється, здійснюючи при цьому зворотно-поступальний рух у подовжньому напрямку (тобто в напрямку поширення хвилі). Ці хвилі називаються також Р-хви-пями, або первинними хвилями. їхня швидкість залежить від модуля пружності й твердості породи. Поблизу земної поверхні швидкість Р-хвиль складає 6 км/с, а на дуже великій глибині — близько 13 км/с. Наступними реєструються поперечні сейсмічні хвилі, названі також S-хвилями. або вторинними хвилями. При їхньому проходженні кожна частка породи коливається пер- * пендикулярно до напрямку поширення хвилі. їхня швидкість залежить від опору породи зрушенню і складає приблизно 7/12 від швидкості поширення Р-хвиль.
Поверхневі хвилі поширюються уздовж земної поверхні або паралельно до неї і не проникають глибше 80—160 км. У цій групі виділяються хвилі Релея й хвилі Лява (названі за іменами учених, що розробили математичну теорію поширення таких хвиль). При проходженні хвиль Релея частки породи описують вертикальні еліпси, що лежать у комірковій площині. У хвилях Лява частки породи коливаються перпендикулярно до напрямку поширення хвиль. Поверхневі хвилі часто позначаються скорочено як L-хвилі. Швидкість їхнього поширення складає 3,2—4,4 км/с. При глибокофокусних землетрусах поверхневі хвилі дуже слабкі.
Амплітуда й період характеризують коливальні рухи сейсмічних хвиль. Амплітудою називається величина, на яку змінюється положення частки ґрунту при проходженні хвилі в порівнянні з попереднім станом спокою. Період коливань — проміжок часу, за який відбувається одне повне коливання частки Поблизу вогнища землетрусу спостерігаються коливання з різними періодами — від часток секунди до декількох секунд. Однак на великих відстанях від центру (сотні кілометрів) короткоперіодні коливання виражені слабше: для Я-хвиль характерні періоди від 1 до 10 с, а для 5-хвиль — трохи більше. Періоди поверхневих хвиль складають від декількох секунд до декількох сотень секунд. Амплітуди коливань можуть бути значними поблизу вогнища, однак на відстанях 1500 км і більше вони дуже малі — менше декількох мікронів для хвиль Pi Si менше 1 см — для поверхневих хвиль.
Відображення й переломлення Зустрічаючи на своєму шляху шари порід із відмінними властивостями, сейсмічні хвилі відбиваються або переломлюються подібно до того, як промінь світла відбивається від дзеркальної поверхні або переломлюється, переходячи з повітря у воду. Будь-які зміни пружних характеристик або щільності матеріалу на шляху поширення сейсмічних хвиль змушують їх переломлюватися, а при різких змінах властивостей середовища частина енергії хвиль відбивається.
Шляхи сейсмічних хвиль. Подовжні й поперечні хвилі поширюються в товщі Землі, при цьому безупинно збільшується обсяг середовища, що втягується в коливальний процес. Поверхня, що відповідає максимальному просуванню хвиль певного типу в цей момент, називається фронтом цих хвиль Оскільки модуль пружності середовища зростає з глибиною швидше, ніж його щільність (до глибини 2900 км), швидкість поширення хвиль на глибині вища, ніж поблизу поверхні, і фронт хвилі виявляється більш просунутим усередину, ніж у латеральному (бічному) напрямку.
Траєкторією хвилі називається лінія, що з'єднує точку, яка знаходиться на фронті хвилі, із джерелом хвилі. Напрямки поширення хвиль Р і S являють собою криві, звернені опуклістю вниз (через те що швидкість руху хвиль більша на глибині). Траєкторії хвиль Р і S збігаються, хоча перші поширюються швидше. Сейсмічні станції, що знаходяться далеко від епіцентру землетрусу, реєструють не тільки прямі хвилі Р і S. але також хвилі цих типів, уже відбиті один раз від поверхні Землі — РР і SS (або PR, і SR,), а іноді — відбиті двічі — РРР і SSS (або PR2 і SR2).
Існують також відбиті хвилі, що проходять один відрізок шляху як Р-хвиля, а другий, після відбивання, — як 5-хвиля. Утворені обмінні хвилі позначаються як PS або SP. На сейсмограмах глибокофокусних землетрусів спостерігаються також інші типи відбитих хвиль, наприклад хвилі, які, перш ніж досягти реєструвальної станції, відбилися від поверхні Землі. їх прийнято позначати маленькою літерою, за якою йде велика (наприклад pR), Ці хвилі дуже зручно використовувати для визначення глибини вогнища землетрусу. На глибині 2900 км швидкість Р-хвиль різко знижується від >13 км/с до -8 км/с; а 5-хвилі не поширюються нижче цього рівня, що відповідає границі земного ядра й мантії. Обидва типи хвиль частково відбиваються від цієї поверхні, і певна кількість їхньої енергії повертається до поверхні у вигляді хвиль, що позначаються як РР і S.5. Р-хвилі проходять крізь ядро, але їхня траєкторія при цьому різко відхиляється, і на поверхні Землі виникає тіньова зона, у межах якої реєструються тільки дуже слабкі /"-хвилі. Ця зона починається на відстані близько 11 тис. км від сейсмічного джерела, а вже на відстані 16 тис км Я-хвилі знову з'являються, причому їхня амплітуда значно зростає через фокусуючий вплив ядра, де швидкості хвиль низькі. Р-хвилі, що пройшли крізь земне ядро, позначаються РКР або Ру. На сейсмограмах добре виділяються також хвилі, які шляхом від джерела до ядра йдуть як хвилі S. потім проходять крізь ядро як хвилі Р, а при виході хвилі знову перетворяться на тип 5. У самому центрі Землі, на глибині більше 5100 км, існує внутрішнє ядро, що знаходиться ймовірно у твердому стані, але природа його поки не цілком зрозуміла. Хвилі, що проникають крізь це внутрішнє ядро, позначаються як РК1КР або SKIKS.
Магнітуда й інтенсивність землетрусів
Магнипуда землетрусів звичай визначається за шкалою, що грунтується на )аписах сейсмографів Ця шкала відома під назвою шкали магнітуд, або шкали Ріхтера (за іменем американського сейсмолога Ч. Ф Ріхтера, що запропонував fi в 1935 р ) Магнипуда землетрусу — безрозмірна величина, пропорційна до логарифма відношення максимальних амплітуд певного типу хвиль цього іемлетрусу і деякого стандартного землетрусу. Існують розходження в методах визначення магнітуд близьких, віддалених, дрібнофокусних (неглибоких) і глибоких землетрусів. Магнітуди, визначені за різними типами хвиль, відрізняються за величиною Землетруси різної магнітуди (за шкалою Ріхтера) виявляються в такий спосіб.
2 - найслабші відчутні поштовхи,
41/2 — найслабші поштовхи, шо призводять до невеликих руйнувань,
6 — помірні руйнування,
81/2 — найдужчі з відомих землетрусів.
Інтенсивність землетрусів оцінюється в балах при обстеженні району за величиною викликаних ними руйнувань наземних споруджень або деформацій іємної поверхні. Для ретроспективної оцінки бальності історичних або давніших землетрусів використовують певні емпірично отримані співвідношення. У США оцінка інтенсивності зазвичай проводиться за модифікованою 12-баль-ною шкалою Меркаллі.
1 бал. Відчувається деякими особливо чутливими людьми в особливо сприятливих для цього обставинах.
3 бали. Відчувається людьми як вібрація від проїжджаючої вантажівки.
4 бали. Деренчать посуд і шибки, скриплять двері й стіни.
5 балів. Відчувається майже усіма; чимало сплячих прокидаються. Незакріп-лені предмети падають.
6 балів. Відчувається всіма. Невеликі ушкодження.
8 балів. Падають димарі, пам'ятники, валяться стіни. Змінюється рівень води в колодязях. Сильно ушкоджуються капітальні будинки.
10 балів. Руйнуються цегельні будівлі й каркасні спорудження. Деформуються рейки, виникають зсуви.
12 балів. Повне руйнування. На земній поверхні видно хвилі.
У Росії й деяких сусідніх із нею країнах прийнято оцінювати інтенсивність коливань у балах MSK (12-бальної шкали Медведева — Шпонхойєра — Карни-ка), у Японії — у балах ЯМА (9-бальної шкали Японського метеорологічного агентства). Інтенсивність у балах (що виражаються цілими числами без дробів) визначається при обстеженні району, у якому відбувся землетрус, або опитуванні жителів про їхні відчуття при відсутності руйнувань, або ж розрахунками за емпірично отриманими й прийнятими для цього району формулами. Серед перших відомостей про землетрус, що відбувся, стає відомою саме його магніту-да, а не інтенсивність. Магнітуда визначається на сейсмограмах навіть на великих відстанях від епіцентру.
Катастрофічні наслідки
Сильні землетруси мають катастрофічний характер, поступаючись за числом жертв тільки тайфунам і значно (у десятки разів) випереджаючи виверження вулканів. Матеріальний збиток одного руйнівного землетрусу може складати сотні мільйонів доларів. Кількість слабких землетрусів набагато більша, ніж сильних. Так, із сотні тисяч землетрусів, які щорічно відбуваються на Землі, тільки одиниці належать до катастрофічних. Вони вивільняють близько 1020 Дж потенційної сейсмічної енергії, що складає всього 0,01 % теплової енергії Землі, випромінюваної у космічний простір. Сильні землетруси залишають безліч слідів, особливо в районі епіцентру: найбільш поширеними є зсуви й осипання пухкого грунту й тріщини на земній поверхні. Характер таких порушень значною мірою визначається геологічною будовою місцевості. У пухкому та насиченому водою грунті на крутих схилах часто відбуваються зсуви й обвали, а могутня товща водонасиченого алювію в долинах деформується легше, ніж тверді породи. На поверхні алювію утворюються просадні улоговини, що заповнюються водою. І навіть не дуже сильні землетруси позначаються на рельєфі місцевості.
Зсуви уздовж розламів або виникнення поверхневих розривів можуть змінити планове й висотне положення окремих точок земної поверхні вздовж лінії розламу, як це відбулося під час землетрусу 1906 р. у Сан-Франциско. При землетрусі в жовтні 1915 р. у долині Плезант у Неваді на розламі утворився уступ завдовжки 35 км і заввишки до 4,5 м. При землетрусі в травні 1940 р. у долині Імперіал у Каліфорнії переміщення відбулися на 55-кілометровій ділянці розламу, причому спостерігалися горизонтальні зсуви до 4,5 м. У результаті Ассамського землетрусу (Індія) у червні 1897 р. в епіцентральній області висота місцевості змінилася не менше ніж на 3 м. Значні поверхневі деформації простежуються не тільки поблизу розламів і призводять до зміни напрямку річкового стоку, затоплення або розривів водотоків, порушення режиму джерел води, при чому деякі з них тимчасово або назавжди перестають функціонувати, але одночасно можуть з'явитися нові. Колодязі й свердловини запливають брудом, а рівень води в них відчутно змінюється.
При сильних землетрусах вода, рідкий бруд або пісок можуть фонтанами викидатися з грунту. При зсуві вздовж розламів відбуваються ушкодження автомобільних шляхів і залізниць, будинків, мостів й інших інженерних споруджень. Однак якісно побудовані будинки рідко руйнуються повністю. Зазвичай ступінь руйнувань знаходиться в прямій залежності від типу спорудження і геологічної будови місцевості. При землетрусах помірної сили можуть відбуватися часткові ушкодження будинків, а якщо вони невдало спроектовані або неякісно побудовані, то можливим є їхнє повне руйнування. При дуже сильних поштовхах можуть обвалитися й сильно постраждати спорудження, побудовані без врахування сейсмічної небезпеки. Зазвичай не руйнуються одно- і двоповерхові будівлі, якщо в них не дуже важкі.дахи, Однак буває, що вони зміщаються з фундаментів і часто в них розтріскується й відвалюється штукатурка. Диференційовані рухи можуть призводити до того, що мости зрушуються зі своїх опор, а інженерні комунікації і водопровідні труби розриваються. При інтенсивних коливаннях прокладені в грунті труби можуть «складатися», всовуючись одна в одну, або вигинатися, виходячи на поверхню, а залізничні рейки деформуватися. У сейсмонебезпечних районах споруди повинні проектуватися й будуватися з дотриманням будівельних норм, прийнятих для цього району відповідно до карти сейсмічного районування.
У густонаселених районах чи не більшого збитку, ніж самі землетруси, завдають пожежі, що виникають у результаті розриву газопроводів і ліній електропередач, перекидання печей, плит і різних нагрівальних приладів. Боротьба з пожежами ускладнюється через те, що водопровід виявляється ушкодженим, а вулиці непроїзними внаслідок утворених завалів. Іноді підземні поштовхи супроводжуються добре помітним низьким гулом, коли частота сейсмічних коливань лежить у діапазоні, що сприймається людським вухом, іноді такі звуки чуються і при відсутності поштовхів. У деяких районах вони являють собою досить звичайне явище, хоча відчутні землетруси відбуваються дуже рідко.
Є також численні повідомлення про виникнення світіння під час сильних землетрусів. Загальноприйнятого пояснення таких явищ поки немає. Цунамі (великі хвилі на морі) виникають при швидких вертикальних деформаціях морського дна під час підводних землетрусів. Цунамі поширюються в океанах у межах глибоководних зон океанів зі швидкістю 400—800 км/год і можуть викликати руйнування на берегах, віддалених на тисячі кілометрів від епіцентру. Біля прилеглих до епіцентру берегів ці хвилі іноді сягають заввишки 30 м. Цунамі найчастіше спустошують узбережжя Тихого океану, як це відбулося в 1933 р. у Японії й у 1952 р. на Камчатці.
При багатьох сильних землетрусах, крім основних поштовхів, реєструються форшоки (попередні землетруси) і численні афтершоки (землетруси, що йдуть за основним поштовхом). Афтершоки зазвичай слабкіші, ніж основний поштовх, і можуть повторюватися протягом тижнів і навіть років, стаючи чимраз рідшими. З величезного числа землетрусів, що відбуваються щорічно, тільки один має магнітуду, яка дорівнює або перевищує 8, десять — 7—7,9, сто — 6—6,9. Будь-який землетрус із магнітудою понад 7 може стати великою катастрофою. Однак він може залишитися і непоміченим, якщо відбудеться в пустельному районі. Так, грандіозна природна катастрофа — Гобі-Алтайський землетрус (1957 p.; магнітуда 8,5, інтенсивність 11 — 12 балів) — залишається майже невивченим, хоча через величезну силу, малу глибину вогнища і відсутність рослинного покриву цей землетрус залишив на поверхні найбільш повну й різноманітну картину (виникли 2 озера, миттєво утворилося величезне насування у дагляді кам'яної хвилі заввишки до 10 м, максимальний зсув уздовж скиду сягнув 300 м і т. ін.). Територія завширшки 50—100 км і завдовжки 500 км (як Данія або Голландія) була повністю зруйнована.
Якби цей землетрус відбувся в густонаселеному районі, кількість жертв вимірювалася б мільйонами. Наслідки одного з найдужчих землетрусів (магнітуда могла складати 9), що відбувся в найдавнішому районі Європи — Лісабоні — у 1755 р. і захопив територію понад 2,5 млн км2, були настільки грандіозні (загинуло 50 тис. з 230 тис. городян, у гавані виросла скеля, прибережне дно стало сушею, змінився обрис узбережжя Португалії) і так вразив європейців, що Вольтер відгукнувся на нього «Поемою про загибель Лісабо-на»(1756). Сильні землетруси, якими б рідкісними вони не були, ніколи не залишають сучасників байдужими. Так, у трагедії У. Шекспіра «Ромео й Джульєтта»(1595) годувальниця згадує землетрус 1580 р., який, зважаючи на все, пережив сам автор.
Загальне число жертв землетрусів на планеті за останні 500 років склало близько 5 млн чоловік, майже половина з них припадає на Китай. Так, у 1556 р. у китайській провінції Шеньсі під час землетрусу з магнітудою 8,1 запнуло 830 тис. чоловік, у 1976 р. в районі Таншан на схід від Пекіна землетрус із магнітудою 7,8 викликав загибель 240 тис. чол. за офіційними китайськими даними (за даними американських сейсмологів до 1 млн чоловік). Винятково важкі наслідки пов'язані також із землетрусами в 1737 р. в Калькутті (Індія), коли загинуло 300 тис. чол., у 1908 р. у Мессіні (Італія) — 120 тис чол., у 1923 р. в Токіо — 143 тис. чоловік. Великі втрати при землетрусах зазвичай пов'язані з високою густотою населення, примітивними методами будівництва, особливо характерними для бідних районів, при цьому зовсім не обов'язково, щоб землетрус був сильним (наприклад, у 1960 р. у результаті сейсмічного поштовху з магнітудою 5,8 загинуло до 15 тис. чоловік в Агадирі, Марокко). Природні явища — зсуви, тріщини відіграють меншу роль. Катастрофічним наслідкам землетрусу можна запобігти, поліпшивши якість будівель, тому що більшість людей гине під їхніми уламками.
Географія поширення й прогнозування землетрусів
Більшість землетрусів зосереджена у двох протяжних, вузьких зонах. Одна з них обрамляє Тихий океан, а друга тягнеться від Азорських островів на схід до Південно-Східної Азії. Тихоокеанська сейсмічна зона проходить уздовж західного узбережжя Південної Америки. У Центральній Америці вона розділяється на дві гілки, одна з яких йде вздовж острівної дуги Вест-Індії, а інша продовжується на північ, розширюючись у межах США, до західних хребтів Скелястих гір. Далі ця зона проходить через Алеутські острови до Камчатки і потім через Японські острови, Філіппіни, Нову Гвінею й острови південно-західної частини Тихого океану до Нової Зеландії й Антарктики..
Друга зона від Азорських островів простягається на схід через Альпи й Туреччину. На півдні Азії вона розширюється, а потім звужується й змінює напрямок на меридіональну, проходить через територію М'янми, острови Суматра і Ява і з'єднується з циркумтихоокеанською зоною в районі Нової Гвінеї. Виділяється також зона меншого розміру в центральній частині Атлантичного океану, що простягається вздовж Серединно-Атлантичного хребта. Існує ряд районів, де землетруси відбуваються досить часто. До них належать Східна Африка, Індійський океан, у Північній Америці долина р. Св. Лаврентія і північний схід США. Іноді в районах, що прийнято вважати неактивними, відбуваються сильні землетруси, як, наприклад, у Чарльстоні (шт. Південна Кароліна) у 1886 р.
У порівнянні з дрібнофокусними глибокофокусні землетруси мають більш обмежене поширення. Вони не були зареєстровані в межах Тихоокеанської зони від південної Мексики до Алеутських островів, а в Середземноморській зоні — на захід від Карпат. Глибокофокусні землетруси характерні для західної окраїни Тихого океану, Південно-Східної Азії і західного узбережжя Південної Америки. Зона з глибокофокусними вогнищами зазвичай розташовується вздовж зони Дрібнофокусних землетрусів із боку материка;
Для підвищення точності прогнозу землетрусів необхідно краще уявляти механізми нагромадження напруження у земній корі, крипу і деформацій на розламах, виявити залежності між тепловим потоком з надр Землі й просторовим розподілом землетрусів, а також встановити закономірності повторюваності землетрусів у залежності від їхньої магнітуди. У багатьох районах земної кулі, де існує ймовірність виникнення сильних землетрусів, ведуться геодинамічні спостереження з метою виявлення провісників землетрусів, серед яких заслуговують на особливу увагу зміни сейсмічної активності, деформації земної кори, аномалії геомагнітних полів і теплового потоку, різкі зміни властивостей гірських порід (електричних, сейсмічних і т. ін.), геохімічні аномалії, порушення водного режиму, атмосферні явища, а також аномальне поводження комах й інших тварин (біологічні провісники).
Такого роду дослідження проводяться на спеціальних геодинамічних полігонах (наприклад, Паркфіддському в Каліфорнії, Гармському в Таджикистані й ін.). З I960 р. працює безліч сейсмічних станцій, обладнаних високочутливою реєструвальною апаратурою і потужними комп'ютерами, що дозволяють швидко обробляти дані й визначати положення вогнищ землетрусів. Завдання прогнозу землетрусів, що здійснюється на основі спостережень за провісниками (передбачення не тільки місця, але, найголовніше, часу сейсмічної події), далеке від свого вирішення, тому що жоден із провісників не можна вважати надійним. Відомі одиничні випадки винятково вдалого своєчасного прогнозу, наприклад, у 1975 р. в Китаї дуже точно було передбачено землетрус із магнітудою 7,3- У сейсмонебезпечних районах важливу роль відіграє зведення сейсмостійких споруджень. Розподіл території за ступенем потенційної сейсмічної небезпеки входить до завдань сейсмічного районування. Воно ґрунтується на використанні історичних даних (про повторюваність сейсмічних подій, їхню силу) й інструментальних спостережень за землетрусами, геолого-географічного картування й відомостях про рух земної кори. Районування території пов'язане і з проблемою страхування від землетрусів.
Землетруси
План
1. Загальна характеристика.
2. Реєстрація та вивчення землетрусів.
3. Сейсмічні хвилі.
4. Магнітуда й інтенсивність землетрусів.
5. Катастрофічні наслідки.
6. Географія поширення й прогнозування.
Загальна характеристика
Землетруси — коливання Землі, викликані раптовими змінами в стані надр планети. Ці коливання являють собою пружні хвилі, що поширюються з високою швидкістю в товщі гірських порід. Найсильніші землетруси іноді відчуваються на відстанях більше 1500 км від вогнища і можуть бути зареєстровані сейсмографами (спеціальними високочутливими приладами) навіть у протилежній півкулі. Район, де зароджуються коливання, називається вогнищем землетрусу, а його проекція на поверхню Землі — епіцентром землетрусу. Вогнища більшості землетрусів лежать у земній корі на глибинах не більше 16 км, однак у деяких районах глибини вогнищ сягають 700 км. Щодня відбуваються тисячі землетрусів, але лише деякі з них відчуваються людиною.
Згадки про землетруси зустрічаються в Біблії, у трактатах античних учених — Геродота, Плінія й Лівія, а також у давніх китайських і японських письмових джерелах. До XIX ст. більшість повідомлень про землетруси містили описи, щедро приправлені забобонами, і теорії, що грунтувалися на убогих і недостовірних спостереженнях. Серію систематичних описів (каталогів) землетрусів у 1840 р. почав А. Перрі (Франція). У 1850-х роках Р. Малле (Ірландія) склав великий каталог землетрусів, а його докладний звіт про землетрус у Неаполі в 1857 р. став одним із перших строго наукових описів сильних землетрусів Хоча вже з давніх часів ведуться численні дослідження, не можна сказати, що причини виникнення землетрусів повністю вивчені. За характером процесів у їхніх вогнищах виділяють кілька типів землетрусів, основними з яких є тектонічні, вулканічні й техногенні.
Тектонічні землетруси виникають унаслідок раптового зняття напруження, наприклад при переміщеннях уздовж розламу в земній корі (дослідження останніх років показують, що причиною глибоких землетрусів можуть бути і фазові переходи в мантії Землі, що відбуваються при певних температурах і тиску). Іноді глибинні розлами виходять на поверхню Під час катастрофічного землетрусу в Сан-Франциско 18 квітня 1906 р. загальна довжина поверхневих розривів у зоні розламу Сан-Андреас склала більше 430 км. максимальний горизонтальний зсув — 6 м. Максимальна зареєстрована величина сейс-могенних зсувів уздовж розламу 15 м.
Вулканічні землетруси виникають унаслідок різких переміщень магматичного розплаву в надрах Землі або в результаті виникнення розривів під впливом цих переміщень.
Техногенні землетруси можуть бути викликані підземними ядерними випробуваннями, заповненням водоймищ, видобутком нафти й газу методом нагнітання рідини у свердловини, підривними роботами при видобутку корисних копалин тощо. Менш сильні землетруси відбуваються при обвалі склепінь печер або гірських копалень.
Реєстрація та вивчення землетрусів
Прилад, що записує сейсмічні коливання, називається сейсмографом, а сам запис — сейсмограмою. Сейсмограф складається з маятника, підвішеного усередині корпуса на пружині, і записуючого пристрою Один з перших записуючих пристроїв являв собою обертовий барабан із паперовою стрічкою При обертанні барабан поступово зміщається в один бік, так що нульова лінія запису на папері має вигляд спіралі. Щохвилини на графік наносяться вертикальні лінії — оцінки часу; для цього використовується дуже точний годинник, який періодично звіряють з еталоном точного часу. Для вивчення близьких землетрусів необхідна точність маркування — до секунди або менше У багатьох сейсмографах для перетворення механічного сигналу в електричний використовуються індукційні пристрої, у яких при переміщенні інертної маси маятника щодо корпуса змінюється величина магнітного потоку, що проходить крізь витки індукційної котушки. Слабкий електричний струм, що виникає при цьому, пускає в хід гальванометр, з'єднаний із дзеркальцем, який відкидає промінь світла на світлочутливий папір записуючого пристрою У сучасних сейсмографах реєстрація коливань ведеться в цифровому вигляді з використанням комп'ютерів.
Уперше інструментальні спостереження з'явилися в Китаї, де в 132 р Чан Хен винайшов сейсмоскоп, що становив собою майстерно зроблену посудину. На зовнішньому боці посудини, із розміщеним усередині маятником, по колу були вигравірувані голови драконів, що тримають у пащі кульки При хитанні маятника від землетрусу одна або кілька кульок випадали у відкриті роти жаб, розміщених біля основи посудини у такий спосіб, щоб жаби могли їх проковтнути.
Спостереження за землетрусами ведуться з найдавніших часів Детальні історичні описи, що надійно свідчать про землетруси із середини І тис. до н е., створені японцями. Велику увагу сейсмічності приділяли й античні вчені — Арістотель та ін. Систематичні інструментальні спостереження, розпочаті в другій половині XIX ст., призвели до виділення сейсмології у самостійну науку (Б. Б. Голіцин, Е. Віхерт, Б. Гутенберг, А. Мохоровичич, Ф Оморі й ін.).
Постійні спостереження за землетрусами здійснюються сейсмічною службою. Сучасна світова мережа нараховує понад 2000 стаціонарних сейсмічних станцій, дані яких систематично публікуються в сейсмологічних бюлетенях і каталогах Крім стаціонарних станцій, використовуються експедиційні сейсмографи, у тому числі встановлювані на дні океанів. Експедиційні сейсмографи )асилалися також на Місяць (де 5 сейсмографів щорічно реєструють до 3000 місяцетрусів), а також на Марс і Венеру. Вивченням землетрусів займається сейсмологія Сейсмічні хвилі, що виникають при землетрусах, використовуються також для вивчення внутрішньої будови Землі, досягнення в цій області стали основою для розвитку методів сейсмічної розвідки
Сейсмічні хвилі
Коливання, що поширюються з вогнища землетрусу, являють собою пружні хвилі, характер і швидкість поширення яких залежать від пружних властивостей і щільності порід. До пружних властивостей належать модуль об'ємної деформації, що характеризує опір стисканню без зміни форми, і модуль зрушення, що визначає опір силі зрушення Швидкість поширення пружних хвиль збільшується прямо пропорційно до квадратного кореня значень параметрів пружності й щільності середовища.
Подовжні й поперечні хвилі На сейсмограмах ці хвилі з'являються першими Спочатку реєструються подовжні хвилі, при проходженні яких кожна частка середовища зазнає спершу стискання, а потім знову розширюється, здійснюючи при цьому зворотно-поступальний рух у подовжньому напрямку (тобто в напрямку поширення хвилі). Ці хвилі називаються також Р-хви-пями, або первинними хвилями. їхня швидкість залежить від модуля пружності й твердості породи. Поблизу земної поверхні швидкість Р-хвиль складає 6 км/с, а на дуже великій глибині — близько 13 км/с. Наступними реєструються поперечні сейсмічні хвилі, названі також S-хвилями. або вторинними хвилями. При їхньому проходженні кожна частка породи коливається пер- * пендикулярно до напрямку поширення хвилі. їхня швидкість залежить від опору породи зрушенню і складає приблизно 7/12 від швидкості поширення Р-хвиль.
Поверхневі хвилі поширюються уздовж земної поверхні або паралельно до неї і не проникають глибше 80—160 км. У цій групі виділяються хвилі Релея й хвилі Лява (названі за іменами учених, що розробили математичну теорію поширення таких хвиль). При проходженні хвиль Релея частки породи описують вертикальні еліпси, що лежать у комірковій площині. У хвилях Лява частки породи коливаються перпендикулярно до напрямку поширення хвиль. Поверхневі хвилі часто позначаються скорочено як L-хвилі. Швидкість їхнього поширення складає 3,2—4,4 км/с. При глибокофокусних землетрусах поверхневі хвилі дуже слабкі.
Амплітуда й період характеризують коливальні рухи сейсмічних хвиль. Амплітудою називається величина, на яку змінюється положення частки ґрунту при проходженні хвилі в порівнянні з попереднім станом спокою. Період коливань — проміжок часу, за який відбувається одне повне коливання частки Поблизу вогнища землетрусу спостерігаються коливання з різними періодами — від часток секунди до декількох секунд. Однак на великих відстанях від центру (сотні кілометрів) короткоперіодні коливання виражені слабше: для Я-хвиль характерні періоди від 1 до 10 с, а для 5-хвиль — трохи більше. Періоди поверхневих хвиль складають від декількох секунд до декількох сотень секунд. Амплітуди коливань можуть бути значними поблизу вогнища, однак на відстанях 1500 км і більше вони дуже малі — менше декількох мікронів для хвиль Pi Si менше 1 см — для поверхневих хвиль.
Відображення й переломлення Зустрічаючи на своєму шляху шари порід із відмінними властивостями, сейсмічні хвилі відбиваються або переломлюються подібно до того, як промінь світла відбивається від дзеркальної поверхні або переломлюється, переходячи з повітря у воду. Будь-які зміни пружних характеристик або щільності матеріалу на шляху поширення сейсмічних хвиль змушують їх переломлюватися, а при різких змінах властивостей середовища частина енергії хвиль відбивається.
Шляхи сейсмічних хвиль. Подовжні й поперечні хвилі поширюються в товщі Землі, при цьому безупинно збільшується обсяг середовища, що втягується в коливальний процес. Поверхня, що відповідає максимальному просуванню хвиль певного типу в цей момент, називається фронтом цих хвиль Оскільки модуль пружності середовища зростає з глибиною швидше, ніж його щільність (до глибини 2900 км), швидкість поширення хвиль на глибині вища, ніж поблизу поверхні, і фронт хвилі виявляється більш просунутим усередину, ніж у латеральному (бічному) напрямку.
Траєкторією хвилі називається лінія, що з'єднує точку, яка знаходиться на фронті хвилі, із джерелом хвилі. Напрямки поширення хвиль Р і S являють собою криві, звернені опуклістю вниз (через те що швидкість руху хвиль більша на глибині). Траєкторії хвиль Р і S збігаються, хоча перші поширюються швидше. Сейсмічні станції, що знаходяться далеко від епіцентру землетрусу, реєструють не тільки прямі хвилі Р і S. але також хвилі цих типів, уже відбиті один раз від поверхні Землі — РР і SS (або PR, і SR,), а іноді — відбиті двічі — РРР і SSS (або PR2 і SR2).
Існують також відбиті хвилі, що проходять один відрізок шляху як Р-хвиля, а другий, після відбивання, — як 5-хвиля. Утворені обмінні хвилі позначаються як PS або SP. На сейсмограмах глибокофокусних землетрусів спостерігаються також інші типи відбитих хвиль, наприклад хвилі, які, перш ніж досягти реєструвальної станції, відбилися від поверхні Землі. їх прийнято позначати маленькою літерою, за якою йде велика (наприклад pR), Ці хвилі дуже зручно використовувати для визначення глибини вогнища землетрусу. На глибині 2900 км швидкість Р-хвиль різко знижується від >13 км/с до -8 км/с; а 5-хвилі не поширюються нижче цього рівня, що відповідає границі земного ядра й мантії. Обидва типи хвиль частково відбиваються від цієї поверхні, і певна кількість їхньої енергії повертається до поверхні у вигляді хвиль, що позначаються як РР і S.5. Р-хвилі проходять крізь ядро, але їхня траєкторія при цьому різко відхиляється, і на поверхні Землі виникає тіньова зона, у межах якої реєструються тільки дуже слабкі /"-хвилі. Ця зона починається на відстані близько 11 тис. км від сейсмічного джерела, а вже на відстані 16 тис км Я-хвилі знову з'являються, причому їхня амплітуда значно зростає через фокусуючий вплив ядра, де швидкості хвиль низькі. Р-хвилі, що пройшли крізь земне ядро, позначаються РКР або Ру. На сейсмограмах добре виділяються також хвилі, які шляхом від джерела до ядра йдуть як хвилі S. потім проходять крізь ядро як хвилі Р, а при виході хвилі знову перетворяться на тип 5. У самому центрі Землі, на глибині більше 5100 км, існує внутрішнє ядро, що знаходиться ймовірно у твердому стані, але природа його поки не цілком зрозуміла. Хвилі, що проникають крізь це внутрішнє ядро, позначаються як РК1КР або SKIKS.
Магнітуда й інтенсивність землетрусів
Магнипуда землетрусів звичай визначається за шкалою, що грунтується на )аписах сейсмографів Ця шкала відома під назвою шкали магнітуд, або шкали Ріхтера (за іменем американського сейсмолога Ч. Ф Ріхтера, що запропонував fi в 1935 р ) Магнипуда землетрусу — безрозмірна величина, пропорційна до логарифма відношення максимальних амплітуд певного типу хвиль цього іемлетрусу і деякого стандартного землетрусу. Існують розходження в методах визначення магнітуд близьких, віддалених, дрібнофокусних (неглибоких) і глибоких землетрусів. Магнітуди, визначені за різними типами хвиль, відрізняються за величиною Землетруси різної магнітуди (за шкалою Ріхтера) виявляються в такий спосіб.
2 - найслабші відчутні поштовхи,
41/2 — найслабші поштовхи, шо призводять до невеликих руйнувань,
6 — помірні руйнування,
81/2 — найдужчі з відомих землетрусів.
Інтенсивність землетрусів оцінюється в балах при обстеженні району за величиною викликаних ними руйнувань наземних споруджень або деформацій іємної поверхні. Для ретроспективної оцінки бальності історичних або давніших землетрусів використовують певні емпірично отримані співвідношення. У США оцінка інтенсивності зазвичай проводиться за модифікованою 12-баль-ною шкалою Меркаллі.
1 бал. Відчувається деякими особливо чутливими людьми в особливо сприятливих для цього обставинах.
3 бали. Відчувається людьми як вібрація від проїжджаючої вантажівки.
4 бали. Деренчать посуд і шибки, скриплять двері й стіни.
5 балів. Відчувається майже усіма; чимало сплячих прокидаються. Незакріп-лені предмети падають.
6 балів. Відчувається всіма. Невеликі ушкодження.
8 балів. Падають димарі, пам'ятники, валяться стіни. Змінюється рівень води в колодязях. Сильно ушкоджуються капітальні будинки.
10 балів. Руйнуються цегельні будівлі й каркасні спорудження. Деформуються рейки, виникають зсуви.
12 балів. Повне руйнування. На земній поверхні видно хвилі.
У Росії й деяких сусідніх із нею країнах прийнято оцінювати інтенсивність коливань у балах MSK (12-бальної шкали Медведева — Шпонхойєра — Карни-ка), у Японії — у балах ЯМА (9-бальної шкали Японського метеорологічного агентства). Інтенсивність у балах (що виражаються цілими числами без дробів) визначається при обстеженні району, у якому відбувся землетрус, або опитуванні жителів про їхні відчуття при відсутності руйнувань, або ж розрахунками за емпірично отриманими й прийнятими для цього району формулами. Серед перших відомостей про землетрус, що відбувся, стає відомою саме його магніту-да, а не інтенсивність. Магнітуда визначається на сейсмограмах навіть на великих відстанях від епіцентру.
Катастрофічні наслідки
Сильні землетруси мають катастрофічний характер, поступаючись за числом жертв тільки тайфунам і значно (у десятки разів) випереджаючи виверження вулканів. Матеріальний збиток одного руйнівного землетрусу може складати сотні мільйонів доларів. Кількість слабких землетрусів набагато більша, ніж сильних. Так, із сотні тисяч землетрусів, які щорічно відбуваються на Землі, тільки одиниці належать до катастрофічних. Вони вивільняють близько 1020 Дж потенційної сейсмічної енергії, що складає всього 0,01 % теплової енергії Землі, випромінюваної у космічний простір. Сильні землетруси залишають безліч слідів, особливо в районі епіцентру: найбільш поширеними є зсуви й осипання пухкого грунту й тріщини на земній поверхні. Характер таких порушень значною мірою визначається геологічною будовою місцевості. У пухкому та насиченому водою грунті на крутих схилах часто відбуваються зсуви й обвали, а могутня товща водонасиченого алювію в долинах деформується легше, ніж тверді породи. На поверхні алювію утворюються просадні улоговини, що заповнюються водою. І навіть не дуже сильні землетруси позначаються на рельєфі місцевості.
Зсуви уздовж розламів або виникнення поверхневих розривів можуть змінити планове й висотне положення окремих точок земної поверхні вздовж лінії розламу, як це відбулося під час землетрусу 1906 р. у Сан-Франциско. При землетрусі в жовтні 1915 р. у долині Плезант у Неваді на розламі утворився уступ завдовжки 35 км і заввишки до 4,5 м. При землетрусі в травні 1940 р. у долині Імперіал у Каліфорнії переміщення відбулися на 55-кілометровій ділянці розламу, причому спостерігалися горизонтальні зсуви до 4,5 м. У результаті Ассамського землетрусу (Індія) у червні 1897 р. в епіцентральній області висота місцевості змінилася не менше ніж на 3 м. Значні поверхневі деформації простежуються не тільки поблизу розламів і призводять до зміни напрямку річкового стоку, затоплення або розривів водотоків, порушення режиму джерел води, при чому деякі з них тимчасово або назавжди перестають функціонувати, але одночасно можуть з'явитися нові. Колодязі й свердловини запливають брудом, а рівень води в них відчутно змінюється.
При сильних землетрусах вода, рідкий бруд або пісок можуть фонтанами викидатися з грунту. При зсуві вздовж розламів відбуваються ушкодження автомобільних шляхів і залізниць, будинків, мостів й інших інженерних споруджень. Однак якісно побудовані будинки рідко руйнуються повністю. Зазвичай ступінь руйнувань знаходиться в прямій залежності від типу спорудження і геологічної будови місцевості. При землетрусах помірної сили можуть відбуватися часткові ушкодження будинків, а якщо вони невдало спроектовані або неякісно побудовані, то можливим є їхнє повне руйнування. При дуже сильних поштовхах можуть обвалитися й сильно постраждати спорудження, побудовані без врахування сейсмічної небезпеки. Зазвичай не руйнуються одно- і двоповерхові будівлі, якщо в них не дуже важкі.дахи, Однак буває, що вони зміщаються з фундаментів і часто в них розтріскується й відвалюється штукатурка. Диференційовані рухи можуть призводити до того, що мости зрушуються зі своїх опор, а інженерні комунікації і водопровідні труби розриваються. При інтенсивних коливаннях прокладені в грунті труби можуть «складатися», всовуючись одна в одну, або вигинатися, виходячи на поверхню, а залізничні рейки деформуватися. У сейсмонебезпечних районах споруди повинні проектуватися й будуватися з дотриманням будівельних норм, прийнятих для цього району відповідно до карти сейсмічного районування.
У густонаселених районах чи не більшого збитку, ніж самі землетруси, завдають пожежі, що виникають у результаті розриву газопроводів і ліній електропередач, перекидання печей, плит і різних нагрівальних приладів. Боротьба з пожежами ускладнюється через те, що водопровід виявляється ушкодженим, а вулиці непроїзними внаслідок утворених завалів. Іноді підземні поштовхи супроводжуються добре помітним низьким гулом, коли частота сейсмічних коливань лежить у діапазоні, що сприймається людським вухом, іноді такі звуки чуються і при відсутності поштовхів. У деяких районах вони являють собою досить звичайне явище, хоча відчутні землетруси відбуваються дуже рідко.
Є також численні повідомлення про виникнення світіння під час сильних землетрусів. Загальноприйнятого пояснення таких явищ поки немає. Цунамі (великі хвилі на морі) виникають при швидких вертикальних деформаціях морського дна під час підводних землетрусів. Цунамі поширюються в океанах у межах глибоководних зон океанів зі швидкістю 400—800 км/год і можуть викликати руйнування на берегах, віддалених на тисячі кілометрів від епіцентру. Біля прилеглих до епіцентру берегів ці хвилі іноді сягають заввишки 30 м. Цунамі найчастіше спустошують узбережжя Тихого океану, як це відбулося в 1933 р. у Японії й у 1952 р. на Камчатці.
При багатьох сильних землетрусах, крім основних поштовхів, реєструються форшоки (попередні землетруси) і численні афтершоки (землетруси, що йдуть за основним поштовхом). Афтершоки зазвичай слабкіші, ніж основний поштовх, і можуть повторюватися протягом тижнів і навіть років, стаючи чимраз рідшими. З величезного числа землетрусів, що відбуваються щорічно, тільки один має магнітуду, яка дорівнює або перевищує 8, десять — 7—7,9, сто — 6—6,9. Будь-який землетрус із магнітудою понад 7 може стати великою катастрофою. Однак він може залишитися і непоміченим, якщо відбудеться в пустельному районі. Так, грандіозна природна катастрофа — Гобі-Алтайський землетрус (1957 p.; магнітуда 8,5, інтенсивність 11 — 12 балів) — залишається майже невивченим, хоча через величезну силу, малу глибину вогнища і відсутність рослинного покриву цей землетрус залишив на поверхні найбільш повну й різноманітну картину (виникли 2 озера, миттєво утворилося величезне насування у дагляді кам'яної хвилі заввишки до 10 м, максимальний зсув уздовж скиду сягнув 300 м і т. ін.). Територія завширшки 50—100 км і завдовжки 500 км (як Данія або Голландія) була повністю зруйнована.
Якби цей землетрус відбувся в густонаселеному районі, кількість жертв вимірювалася б мільйонами. Наслідки одного з найдужчих землетрусів (магнітуда могла складати 9), що відбувся в найдавнішому районі Європи — Лісабоні — у 1755 р. і захопив територію понад 2,5 млн км2, були настільки грандіозні (загинуло 50 тис. з 230 тис. городян, у гавані виросла скеля, прибережне дно стало сушею, змінився обрис узбережжя Португалії) і так вразив європейців, що Вольтер відгукнувся на нього «Поемою про загибель Лісабо-на»(1756). Сильні землетруси, якими б рідкісними вони не були, ніколи не залишають сучасників байдужими. Так, у трагедії У. Шекспіра «Ромео й Джульєтта»(1595) годувальниця згадує землетрус 1580 р., який, зважаючи на все, пережив сам автор.
Загальне число жертв землетрусів на планеті за останні 500 років склало близько 5 млн чоловік, майже половина з них припадає на Китай. Так, у 1556 р. у китайській провінції Шеньсі під час землетрусу з магнітудою 8,1 запнуло 830 тис. чоловік, у 1976 р. в районі Таншан на схід від Пекіна землетрус із магнітудою 7,8 викликав загибель 240 тис. чол. за офіційними китайськими даними (за даними американських сейсмологів до 1 млн чоловік). Винятково важкі наслідки пов'язані також із землетрусами в 1737 р. в Калькутті (Індія), коли загинуло 300 тис. чол., у 1908 р. у Мессіні (Італія) — 120 тис чол., у 1923 р. в Токіо — 143 тис. чоловік. Великі втрати при землетрусах зазвичай пов'язані з високою густотою населення, примітивними методами будівництва, особливо характерними для бідних районів, при цьому зовсім не обов'язково, щоб землетрус був сильним (наприклад, у 1960 р. у результаті сейсмічного поштовху з магнітудою 5,8 загинуло до 15 тис. чоловік в Агадирі, Марокко). Природні явища — зсуви, тріщини відіграють меншу роль. Катастрофічним наслідкам землетрусу можна запобігти, поліпшивши якість будівель, тому що більшість людей гине під їхніми уламками.
Географія поширення й прогнозування землетрусів
Більшість землетрусів зосереджена у двох протяжних, вузьких зонах. Одна з них обрамляє Тихий океан, а друга тягнеться від Азорських островів на схід до Південно-Східної Азії. Тихоокеанська сейсмічна зона проходить уздовж західного узбережжя Південної Америки. У Центральній Америці вона розділяється на дві гілки, одна з яких йде вздовж острівної дуги Вест-Індії, а інша продовжується на північ, розширюючись у межах США, до західних хребтів Скелястих гір. Далі ця зона проходить через Алеутські острови до Камчатки і потім через Японські острови, Філіппіни, Нову Гвінею й острови південно-західної частини Тихого океану до Нової Зеландії й Антарктики..
Друга зона від Азорських островів простягається на схід через Альпи й Туреччину. На півдні Азії вона розширюється, а потім звужується й змінює напрямок на меридіональну, проходить через територію М'янми, острови Суматра і Ява і з'єднується з циркумтихоокеанською зоною в районі Нової Гвінеї. Виділяється також зона меншого розміру в центральній частині Атлантичного океану, що простягається вздовж Серединно-Атлантичного хребта. Існує ряд районів, де землетруси відбуваються досить часто. До них належать Східна Африка, Індійський океан, у Північній Америці долина р. Св. Лаврентія і північний схід США. Іноді в районах, що прийнято вважати неактивними, відбуваються сильні землетруси, як, наприклад, у Чарльстоні (шт. Південна Кароліна) у 1886 р.
У порівнянні з дрібнофокусними глибокофокусні землетруси мають більш обмежене поширення. Вони не були зареєстровані в межах Тихоокеанської зони від південної Мексики до Алеутських островів, а в Середземноморській зоні — на захід від Карпат. Глибокофокусні землетруси характерні для західної окраїни Тихого океану, Південно-Східної Азії і західного узбережжя Південної Америки. Зона з глибокофокусними вогнищами зазвичай розташовується вздовж зони Дрібнофокусних землетрусів із боку материка;
Для підвищення точності прогнозу землетрусів необхідно краще уявляти механізми нагромадження напруження у земній корі, крипу і деформацій на розламах, виявити залежності між тепловим потоком з надр Землі й просторовим розподілом землетрусів, а також встановити закономірності повторюваності землетрусів у залежності від їхньої магнітуди. У багатьох районах земної кулі, де існує ймовірність виникнення сильних землетрусів, ведуться геодинамічні спостереження з метою виявлення провісників землетрусів, серед яких заслуговують на особливу увагу зміни сейсмічної активності, деформації земної кори, аномалії геомагнітних полів і теплового потоку, різкі зміни властивостей гірських порід (електричних, сейсмічних і т. ін.), геохімічні аномалії, порушення водного режиму, атмосферні явища, а також аномальне поводження комах й інших тварин (біологічні провісники).
Такого роду дослідження проводяться на спеціальних геодинамічних полігонах (наприклад, Паркфіддському в Каліфорнії, Гармському в Таджикистані й ін.). З I960 р. працює безліч сейсмічних станцій, обладнаних високочутливою реєструвальною апаратурою і потужними комп'ютерами, що дозволяють швидко обробляти дані й визначати положення вогнищ землетрусів. Завдання прогнозу землетрусів, що здійснюється на основі спостережень за провісниками (передбачення не тільки місця, але, найголовніше, часу сейсмічної події), далеке від свого вирішення, тому що жоден із провісників не можна вважати надійним. Відомі одиничні випадки винятково вдалого своєчасного прогнозу, наприклад, у 1975 р. в Китаї дуже точно було передбачено землетрус із магнітудою 7,3- У сейсмонебезпечних районах важливу роль відіграє зведення сейсмостійких споруджень. Розподіл території за ступенем потенційної сейсмічної небезпеки входить до завдань сейсмічного районування. Воно ґрунтується на використанні історичних даних (про повторюваність сейсмічних подій, їхню силу) й інструментальних спостережень за землетрусами, геолого-географічного картування й відомостях про рух земної кори. Районування території пов'язане і з проблемою страхування від землетрусів.
