Какие есть способы прогнозирования землетрясений
Выделяют три категории сейсмического прогноза: долгосрочный, среднесрочный, краткосрочный [5].
Долгосрочный прогноз осуществляется на ближайшие 10-15 лет. Он базируется на многолетней цикличности хода сейсмотектонического процесса, выявление периодов активизации, а также на анализ сейсмических затиший, миграционных процессов и т. д.
Сегодня на карте земного шара очерчены все области и зоны, где в принципе могут случиться землетрясения, а значит, известно, где нельзя строить (например, атомные электростанции) или где существует необходимость в строительстве сейсмостойких сооружений [3].
На территории Российской Федерации прогноз места и силы землетрясения осуществляется с помощью карт сейсмического районирования ОСР-97 под редакцией В.И.Уломова (Рис. 1). Каждая из карт показывает интенсивность предполагаемого сейсмического события с определённой степенью вероятности: карта А — вероятность 10% (раз в 500 лет), карта В — вероятность 5% (раз в 1000 лет), карта С — вероятность 1% (раз в 5000 лет).
Среднесрочный прогноз осуществляется на ближайшие 1-5 лет. Он базируется на выявлении следующих предвестников землетрясений:
- исчезновение постоянных слабых землетрясений,
- изменение деформаций земной коры,
- изменение электрических и магнитных свойств пород,
- снижение уровня подземных вод, уменьшение их температуры, меняется химический, газовый состав и т.д.
Сложность среднесрочного прогнозирования состоит в том, что эти аномалии могут проявляться не только в зоне очага, и поэтому ни один из известных среднесрочных предвестников нельзя отнести к универсальным [3].
Краткосрочный прогноз осуществляется на ближайшие дни. Он опирается на:
- исчезновение или уменьшение среднесрочных предвестников (изменения, происходящие вследствие уже начавшегося, но пока ещё скрытого развития крупной трещины),
- анализе спектрального состава колебаний,
- анализе типичность или аномальность первых вступлений поперечных и продольных волн,
- выявление тенденции к группированию (это называют роем землетрясений),
- оценке вероятности активизации тех или иных тектонически активных структур и др.
- иногда в качестве природных индикаторов землетрясения выступают предварительные толчки — форшоки.
- аномальном поведение животных и некоторых категорий людей [3].
Тем не менее, следует отметить, что краткосрочные предвестники отличаются более низкой вероятностью по сравнению со среднесрочными (Таблица 1) [1].
В последние годы для предсказания сейсмических событий активно используется явление изменения некоторых параметров физических полей незадолго перед землетрясением, которые нередко фиксируются, например, искусственными спутниками Земли (Рис. 2).
Тем не менее, прогноз землетрясений, основанный на изменении поведения некоторых животных, не теряет своей актуальности.
Наиболее чувствительны к землетрясениям мелкие зверьки и водные животные (Рис. 3). Причина аномального поведения животных — скопившееся в атмосфере электричество:
- при вдыхании положительно заряженных аэрозолей в организме животных начинает выделяться гормон серотонин, вызывающий резкие перепады настроения, а также тошноту.
- шерсть зверей заряжается электростатическим электричеством. На это особенно остро реагируют мелкие зверьки, у которых отношение площади поверхности тела к его объёму очень велико.
- водные животные чувствительны к заряженным частицам, поскольку вода — хороший проводник электричества.
- в закрытых помещениях содержание заряженных частиц выше, чем на воздухе, поэтому животные пытаются вырваться из клеток, выбегают из дома, выбираются из пещер [4].
Несмотря на столь развитую систему прогноза, крупное землетрясение удалось предсказать лишь однажды. Вот как описывает это событие А. Волков в журнале «Знание — сила»: «Случилось это в Китае. В 1974 году «председатель Мао» объявил в стране очередную кампанию — «народную войну» землетрясениям. Поводом послужило заявление учёных о том, что в ближайшую пару лет в провинции Ляонин произойдёт крупное землетрясение. По радио и в газетах, на производственных собраниях и школьных занятиях повторялось, что «надо присматриваться к поведению домашних животных».
За неимением подлинно научного метода присматривались. За несколько недель на эту «народную войну» были призваны свыше 100 тысяч добровольцев. Они доносили обо всех подозрительных фактах.
В первые дни февраля 1975 года в районе городка Хайчэн и впрямь стало твориться что-то необычное. Всюду видели змей, выползавших из пещер, где они зимовали, и замерзавших прямо на дороге. Уровень грунтовых вод стал меняться. Не к добру это, говорили старики! Наконец, 4 февраля местные власти, «следуя указаниям товарища Мао», решились объявить настоящую «войну». Было введено чрезвычайное положение. Весь день эвакуировали людей и домашних животных, вывозили все ценности. Когда беспокойный день подходил к концу и власти могли задуматься, а не поддались ли они панике, вот тогда и подоспела стихия. В 19.36 разразилось землетрясение силой 7,3 баллов. Город был полностью разрушен, но погибли лишь несколько сотен человек» [4].
Литература
1. Бондарик Г.К. Инженерная геодинамика: учебник/ Г.К.Бондарик, В.В. Пендин, Л.А. Ярг. — М.: КДУ, 2007. — 440 с.
2. Никонов А.А. Землетрясения… Прошлое, современность, прогноз. Изд. 2-е, стереотипное. — М.: КомпКнига, 2006. — 192 с. » target=»_blank»>
Источник
Методы прогнозирования землетрясений и извержений вулканов
Самостоятельная работа
по дисциплине Безопасность жизнедеятельности
Тема 1: ОПАСНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ И ПРОЦЕССЫ
Выполнил: студентка Умарова Алтынбике Барлыковна
Преподаватель: Кувшинова И.А.
1. Поражающие факторы землетрясения.
2. Методы прогнозирования землетрясений и извержений вулканов
3. Определение вулкана, его типы и характеристика
4. Механизм протекания землетрясения. Продольные и поперечные волны
5. Алгоритм поведения при землетрясении
6. Признаки землетрясения форшоки и афтершоки
7. Алгоритм поведения при извержении вулкана
8. Определение и характеристика вулкана, лава, магма, палящая туча.
9. Шкала Рихтера. Магнитуда землетрясения
10. Карта сейсмического районирования. Требования к объектам, строящимся в сейсмоопасных районах.
Поражающие факторы землетрясений
| Первичные | Вторичные |
| — смещение, коробление, вибрация почвогрунтов; — коробление, уплотнение, проседание, трещины; — разломы в скальных породах; — выброс природных подземных газов. | — активизация вулканической деятельности; — камнепады; — обвалы, оползни; — обрушение сооружений; — обрыв линий электропередач, газопроводных и канализационных сетей; — взрывы, пожары; — аварии на опасных объектах, транспорте. |
Методы прогнозирования землетрясений и извержений вулканов
Методы прогнозирования извержений вулканов
Стремление к решению задачи точного прогнозирования толкает многих ученых к расширению своих познаний в других сферах науки. Так, германский доктор Р. Томашек установил взаимосвязь между природными катастрофами и определенным расположением планет Солнечной системы.
Учёные начали учитывать влияние внешних процессов за пределами вулканов и прилегающих к ним территорий. Благодаря этому было выявлено (хотя до сих пор слабо изучено), что извержение некоторых вулканов совпадает во времени с климатическими изменениями или с действием земного прилива. Так, вулкан в Чили начал извергаться в 1960 г. через 48 часов после того, как произошло сильное землетрясение, эпицентр которого находился на расстоянии 300 км от вулкана.
Были выявлены и другие параметры, свидетельствующие о потенциальных извержениях: повышение температуры горных пород и природных вод, изменение состава газов. Для этих целей используется аэрофотосъемка в чувствительных к температуре инфракрасных лучах.
Примером эффективного использования этого метода является извержение вулкана на Филиппинах в 1965 г: благодаря ему удалось обнаружить повышение температуры воды в кратерном озере и предотвратить множество смертей в регионе извержения вулкана.
Поведение воды в кратере также может служить надежным показателем готовящегося извержения. Иногда температура воды повышается до кипения, а иногда незадолго до извержения она меняет свой цвет (становится бурой или красноватой). Перед извержением часто увеличивается концентрация серосодержащих газов и паров хлористоводородной кислоты, в то время как проценты водяных паров уменьшаются.
Оправдывает себя и метод изучения изменения магнитного поля. На Камчатке в 1966 г. за 12 ч до извержения напряженность магнитного поля ослабевала, а за несколько месяцев до извержения менялась и его ориентация.
Целесообразно также осуществлять контроль параметров в промежутки времени вблизи моментов прохождения Землей афелия (наиболее удалённой от Солнца точки орбиты планеты) иперигелия (ближайшая к Солнцу точка орбиты планеты) своей орбиты. При этом желательно, чтобы длительность этих промежутков времени составляла две недели до и две недели после прохождения Землей афелия и перигелия.
Повышения точности прогноза можно достигнуть, если в указанные промежутки времени дополнительно осуществлять контроль широты Луны и в моменты максимальных значений широты прогнозировать максимальную вероятность извержения вулкана.
В этом случае возможно сократить длительность наиболее активного контроля параметров до трех дней до и трех дней после момента прохождения Луной точки максимального отклонения от плоскости Эклиптики (видимого годового движения Солнца).
Нагревание приводит к размагничиванию пород, если температура магнитных минералов превышает точку Кюри. Это воздействие можно контролировать проведением наземной магнитной съемки. Значительные потери намагниченности горных пород были зарегистрированы перед извержением вулкана Осима в Японии, магматический очаг которого располагался относительно неглубоко. На гавайских же вулканах, которые питаются магмой из более глубоких очагов, магнитных эффектов обнаружено не было.
Методы прогнозирования землетрясений
Прогнозирование землетрясений — важнейшее мероприятие в системе контроля сейсмической обстановки, позволяющее своевременно принять меры к защите населения и территорий, резко снизить затраты на ликвидацию последствий землетрясений. К сожалению, из-за отсутствия надежных и относительно недорогих методик и аппаратуры надежный краткосрочный ( за несколько суток) и непосредственный ( за несколько часов) прогноз в настоящее время проблематичен. Прогнозирование землетрясений может быть долгосрочным и краткосрочным. Оно осуществляется сетью сейсмических станций на территории РФ. Предвестниками землетрясений являются рост слабых толчков ( форшоков), подъем воды в скважинах, деформация поверхности земли, повышение уровня радиации ( за счет радона), необычное ( беспокойное) поведение животных и птиц.
Прогнозирование землетрясений, по существу, является начальным этапом защиты от землетрясений. Применение тех или иных средств и способов защиты от землетрясений основывается прежде всего на прогнозе сейсмической опасности района. В настоящее время прогноз землетрясений осуществляется в основном путеманализа происшедших землетрясений и текущей сейсмической активности районов. Целью прогноза являются установление районов вероятных землетрясений и оценка степени их сейсмической опасности. На основе анализа инструментальных наблюдений землетрясений, исторических данных, геолого-тектонических и геофизических карт, а также данных о движениях блоков земной коры вначале выделяются в недрах земли зоны возможного возникновения очагов землетрясений. Далее по эффекту землетрясений на поверхности выделяют зоны с различной интенсивностью колебаний, оцениваемой обычно в баллах. В итоге создаются карты сейсмически опасных областей с выделением районов 9 -, 8 -, 7 -, 6 — и 5-балльной интенсивности землетрясений. Такое деление территорий на районы с разной степенью интенсивности ожидаемых землетрясений называется сейсмическим районированием. Карты сейсмической активности учитывают также тот факт, что эффект проявления землетрясения существенно зависит от инженерно-геологических условий строительства сооружений и резонансных колебаний слоев грунта в основании сооружений.
Феномен информационных свойств рыб в настоящее время используется в Японии для прогнозирования землетрясений. С этой целью сейсмические станции снабжены аквариумами со специальными рыбками, которые за семь-восемь часов до землетрясения начинают интенсивное движение в аквариуме, предчувствуя беду. Многие животные также обладают подобными свойствами. Реакция живого организма на изменение внешних условий связана с тремя взаимосвязанными функциями: сенсорной, процессорной и исполнительной.
В настоящее время в России разработано более 20 методик и технологий прогнозирования землетрясений. Создана сеть сейсмических станций, однако огромные размеры территории страны требуют много больших материальных затрат на мониторинг многокилометровых пространств, модернизацию и оснащение их современной и измерительной диагностической техникой, создание новых стационарных и мобильных наземных, самолетных и космических систем мониторинга.
К числу приоритетных видов контроля литосферы, безусловно, следует отнести контроль состояния сейсмичности и прогнозирование землетрясений, а также режимное наблюдение и оценку загрязнения подземных и грунтовых вод в местах расположения водозаборных и других систем, контроль состояния почв, грунтов, подземных и поверхностных вод в районах горнодобывающих предприятий, контроль распространенности естественных и искусственных радионуклидов и некоторые другие виды контроля.
Работа Кубанского государственного университета органично вписывается в разработанную в Краснодарском крае целевую программу комплексного мониторинга и прогнозирования землетрясений на территории Краснодарского края в 2001 — 2005 гг. и особенно актуальна для Северного Кавказа, где в зоне высокого сейсмического риска находится большое количество объектов, сотни километров нефте — и газопроводов, железных дорог, а около 80 % населения края проживает в населенных пунктах, построенных без учета реальной сейсмической опасности.
К числу технических задач экологического прогнозирования на базе мониторинга природно-техногенной сферы следует отнести создание новых систем и приборов, способных анализировать состояние геосфер Земли, включая космические средства дистанционного зондирования Земли, прогнозирования землетрясений, моделирования климатических изменений и перспектив развития социально-экономических комплексов с учетом меняющихся условий их функционирования.
Проблема контроля напряженного состояния горных пород, причиной возникновения которого являются действие гравитационных сил и тектонические процессы в земной коре и верхней мантии, является актуальной в геофизике и сейсмологии при разработке методов раннего прогнозирования землетрясений и сейсмического мониторинга сейсмоопасных районов. Особый интерес представляет разработка теоретических основ и создание экспериментальных методов направленного вибрационного воздействия на очаги концентрации напряжений в сейсмоопасных районах с целью преждевременного сброса накопившихся напряжений за счет инициирования искусственных землетрясений малой интенсивности.
3. Определение вулкана, его типы и характеристика.
Вулканы — это геологические образования на поверхности земной коры или коры другой планеты, где магма выходит на поверхность, образуя лаву, вулканические газы, камни (вулканические бомбы) и пирокластические потоки. Слово «вулкан» пришло от древнеримской мифологии и происходит от имени древнеримского бога огня Вулкана. Наука, изучающая вулканы, — вулканология, геоморфология. Вулканы классифицируются по форме (щитовидные, стратовулканы, шлаковые конусы, купольные), активности (действующие, спящие, потухшие), местонахождению (наземные, подводные, подледниковые) и др.
Типы вулканов:
1) Кальдера.
Характеризуется значительным провалом у вершины вулкана. Которое образовано обрушением верхней части магматического очага. Обычно круглая или в форме подковы, если смотреть сверху.
Источник
