Типи сейсмічних хвиль
Сейсмічні хвилі діляться на хвилі стиснення і хвилі зсуву.
§ Хвилі стиснення, або поздовжні сейсмічні хвилі, викликають коливання частинок порід, крізь які вони проходять, вздовж напрямку поширення хвилі, обумовлюючи чергування ділянок стиснення і розрідження в породах. Швидкість поширення хвиль стиснення в 1,7 рази більше швидкості хвиль зсуву, тому їх першими реєструють сейсмічні станції. Хвилі стиснення також називають первинними (P-хвилі). Швидкість P-хвилі дорівнює швидкості звуку у відповідній гірській породі. При частотах P-хвиль, великих 15 Гц, ці хвилі можуть бути сприйняті на слух як підземний гул і гуркіт.
§ Хвилі зсуву, або поперечні сейсмічні хвилі, змушують частки порід коливатися перпендикулярно напрямку поширення хвилі. Хвилі зсуву також називають вторинними (S-хвилі).
Існує ще третій тип пружних хвиль - довгі або поверхневі хвилі (L-хвилі). Саме вони викликають найсильніші руйнування.
Вимірювання сили і впливів землетрусів
Для оцінки та порівняння землетрусів використовуються шкала магнітуд і шкала інтенсивності.
Шкала магнітуд розрізняє землетрусу за величиною магнітуди, яка є відносною енергетичної характеристикою землетрусу. Існує кілька магнітуд і відповідно магнітудних шкал: локальна магнітуда (ML); магнітуда, визначена за поверхневим хвилях (Ms); магнітуда, що визначається за об'ємним хвилям (mb); моментная магнітуда (Mw).
Найбільш популярною шкалою для оцінки енергії землетрусів є локальна шкала магнітуд Ріхтера. За цією шкалою зростанню магнітуди на одиницю відповідає 32-кратне збільшення звільненій сейсмічної енергії. Землетрус з магнітудою 2 ледь відчутно, тоді як магнітуда 7 відповідає нижній межі руйнівних землетрусів, що охоплюють великі території. Інтенсивність землетрусів (не може бути оцінена магнітудою) оцінюється за тими пошкоджень, які вони заподіюють в населених районах.
Інтенсивність є якісною характеристикою землетрусу і вказує на характер і масштаб впливу землетрусу на поверхню землі, на людей, тварин, а також на природні та штучні споруди в районі землетрусу. У світі використовується кілька шкал інтенсивності: в Європі - європейська макросейсмічною шкала (EMS), в Японії - шкала Японського метеорологічного агентства (Shindo), в США і Росії - модифікована шкала Меркалли (MM):
1. бал (непомітне) - коливання грунту, що відзначаються приладом;
2. бала (дуже слабке) - землетрус відчувається в окремих випадках людьми, що знаходяться в спокійному стані;
3. бала (слабке) - коливання відзначається деякими людьми;
4. бала (помірне) - землетрус відзначається багатьма людьми; можливе коливання вікон і дверей;
5. балів (досить потужне) - хитання висячих предметів, скрип підлоги, деренчання стекол, осипання побілки;
6. балів (сильне) - легке ушкодження будівель: тонкі тріщини в штукатурці, тріщини в печах і т. П .;
7. балів (дуже сильне) - значне пошкодження будівлі; тріщини в штукатурці і відламування окремих шматків, тонкі тріщини в стінах, пошкодження димових труб; тріщини в сирих грунтах;
8. балів (руйнівний) - руйнування в будівлях: великі тріщини в стінах, падіння карнизів, димових труб. Зсуви і тріщини шириною до декількох сантиметрів на схилах гір;
9. балів (спустошливе) - обвали в деяких будівлях, обвалення стін, перегородок, покрівлі. Обвали, осипи і зсуви в горах. Швидкість просування тріщин може досягати 2 км / с;
10. балів (що знищує) - обвали в багатьох будівлях; в інших - серйозні пошкодження. Тріщини в грунті до 1 м шириною, обвали, зсуви. За рахунок завалів річкових долин виникають озера;
11. балів (катастрофа) - численні тріщини на поверхні Землі, більше обвали в горах. Загальна руйнування будівель;
12. балів (сильна катастрофа) - зміна рельєфу в великих розмірах. Величезні обвали і зсуви. Загальна руйнування будівель і споруд.
Шкала Медведєва-Шпонхойера-Карника (MSK-64)
Процеси, що відбуваються при сильних землетрусах
Землетрус починається з розриву і переміщення гірських порід в якомусь місці у глибині Землі. Це місце називається вогнищем землетрусу або гипоцентром. Глибина його зазвичай буває не більше 100 км, але інколи доходить і до 700 км. За глибиною вогнища розрізняють: нормальні - 70-80 км, проміжні - 80-300 км, глибокі -> 300 км [2]. Іноді вогнище землетрусу може бути і у поверхні Землі. У таких випадках, якщо землетрус сильний, мости, дороги, будинки і інші спорудження виявляються розірваними і зруйнованими [.
Ділянка землі, в межах якого на поверхні, над вогнищем, сила підземних поштовхів досягає найбільшої величини, називається епіцентром.
В одних випадках пласти землі, розташовані по сторонах розлому,, рухається один на одного. В інших - земля по одну сторону розлому опускається, утворюючи скидання. У місцях, де вони перетинають річкові русла, з'являються водоспади. Склепіння подземнихпещер розтріскуються і обвалюються. Буває, що після землетрусу великі ділянки землі опускаються і заливаються водою. Підземні поштовхи зміщують зі схилів верхні, пухкі шари грунту, утворюючи обвали і зсуви. Під час землетрусу в Каліфорнії в 1906 році утворилася глибока тріщина на поверхні. Вона простяглася на 450 кілометрів.
Підводні землетрусу є причиною цунамі, довгих хвиль, породжуваних потужним впливом на всю товщу води в океані, під час яких відбувається різке зміщення (підняття або опускання) ділянки морського дна. Цунамі утворюються при землетрусі будь-якої сили, але великої сили досягають ті, які виникають через сильних землетрусів (більше 7 балів).
Зрозуміло, що різке переміщення великих мас землі в осередку повинно супроводжуватися ударом колосальної сили. За рік жителі Землі можуть відчувати близько 10 000 землетрусів. З них приблизно 100 бувають руйнівними.
Для виявлення і реєстрації всіх типів сейсмічних хвиль використовуються спеціальні прилади - сейсмографи. У більшості випадків сейсмограф має вантаж з пружинним прикріпленням, який під час землетрусу залишається нерухомим, тоді як інша частина приладу (корпус, опора) приходить в рух і зміщується щодо вантажу. Одні сейсмографи чутливі до горизонтальних рухів, інші - до вертикальних. Хвилі реєструються вібруючим пером на рухомій паперовій стрічці. Існують і електронні сейсмографи (без паперової стрічки).
Інші види землетрусів