Землетрясениями называются любых колебаний земной коры и подземные удары, вызванные естественными причинами, протекающие в течение секунд и проявляющиеся в виде толчков и колебаний. Во время землетрясений повреждаются и разрушаются строение, появляются трещины земле и зданиях.
Для характеристики землетрясений пользуются специальной терминологией:
Очаг (фокус, гипоцентр) землетрясения - место, где возникает подземный толчок (удар) и откуда расходятся упругие колебания ( волны) сжатия и растяжения. Очаги располагаются на глубинах от первых десятков километров (в пределах срединно-океанических хребтов) до 100 и более километров - в Альпийско-Гималайском поясе и до 600-650 км - в районах основных дуг и активных континентальных окраин (Камчатка, Анды, Остров Ява и др.
Эпицентр - проект очага землетрясения на земную поверхность.
Сила (интенсивность) толчков - внешний эффект землетрясения на поверхности земли, выражающееся в степени разрушения зданий, проявлений смещений, трещин и др.
В странах СНГ применяется 12-балльная шкала интенсивности землетрясений Медведева — Шпонхойера — Карника (MSK-64), которая была опубликована в 1964 году.
Изосейсты - линии на поверхность Земли, соединяющие точки с одинаковой интенсивностью землетрясений.
Сейсмические станции - специальные подземные сооружения для изучения сейсмичности, в которых установлены приборы сейсмографы, регистрирующие землетрясения, возникающие в любой точке земного шара. Сейсмографы записывают графики сейсмических волн. Одновременно работающие три сейсмографа позволяют определить направление к очагу землетрясения, глубину очага, величину энергии и другие приметы.
Энергия ( Е) землетрясения - освободившаяся в очаге кинетическая энергия, вызывающая колебание поверхности Земли, распространяющаяся в виде упругих сейсмических волн и измеряемая в джоулях.
Сейсмические волны состоят из продольных и поперечных волн. Продольные волны вызываются колебательными движениями частиц породы по направлению волн. Они вызывают сжатие и растяжение вещества и свойственны всем средствам (жидком твердом газообразном), так как является реакцией среды на изменение объема.
Поперечные волны направлены поперек сейсмического луча и имеют сдвиговую природу. Они отсутствуют в жидкостях и газах, ибо являются результатом реакции среды изменения формы. Скорость продольных волн всегда больше скорости поперечных и составляет в породах коры, соответственно, 5-7 км/с и 3-4 км/с.
Ежегодно на земле происходит более 100.000 землетрясений. После сильного толчка обычно наблюдаются сотни слабых повторных толчков (автершоков).
Энергия землетрясений накапливаются на границах тектонических блоков, обладающих прочность и упругость, и освобождается внезапно при напряжениях, превышающих предел прочности горной породы на сжатие, растяжение или сдвиг. Классифицировать землетрясений по энергии затруднительно из-за отсутствия точных методов определения её величины, поэтому принято различать землетрясения по их магнитуде.
Магнитуда (М) - это условная величина, пропорциональная логарифму энергии (Е) и оцениваемые по расстоянию, на котором записывается данное землетрясение сеймиграфом определённой конструкции. Зависимость М и Е следующее . Величина M обычно меньше 8,5.
По глубине расположение очагов землетрясений делятся: на поверхностные ( до 10 км), нормальные (10-75км), промежуточные (75-300 км) и глубокофокусные (300-700 км). Поверхностный землетрясения приуроченных срединно-океанические хребтам, где преобладают механизмы субгоризонтального растяжениия, перпендикулярного к простиранию осевой рифтовой зоны. Глубина очков вдоль трансформных разломов субгоризонтальным смещением краёв и плит не превышает первых десятков километров.
В Альпийско-Гималайском поясе планетарного сжатие очаги землетрясений концентрируются вдоль ряда крупных разломов зон. У большинства очагов глубина составляет 70-100 км. Но в четырёх точках - Калабрийская дуга в Италии; Эллинская дуга в Восточным Средиземноморье; район Вранча в Южных Карпатах; район города Хорог на Памире - зафиксированны очаги глубиной более 100 км, но не более 300 км. В рассмотренном поясе очагах преобладают разрывы при сжатии, сдвиги, со сжатием и сдвиги с растяжением.
Наиболее глубокий очаги (600 и более км) расположены в районах островных дуг, районах субдукции океанических коры. Здесь преобладают механизмы сжатия литосферы, как и во всём Циркумтихоокеанском планетарном поясе сжатии, например, в Камчатско-Курильской гряде.
Динамические параметры очага определяют по данным нескольких сейсмостанций. Составляют карты распределения зоны сжатия и растяжения, а по ним намечают направление смещения блоков по разрыву в виде надвигов, сбросов, сдвигов. В некоторых случаях разрывная зоны выходит на поверхность Земли в виде уступов (эскарпов).
Размещение.
Размещение землетрясений на земном шаре носит вполне закономерный характер и в целом хорошо объясняется теорией тектоники литосферных плит. Наибольшее количество землетрясений связано с конвергентными и дивергентными границами плит, то есть с такими зонами, где плиты либо сталкиваются друг с другом, либо расходятся и наращиваются за счет образования новой океанической коры.
Высокосейсмичный район - активные окраины Тихого океана, где океанические плиты субдуцируют, то есть погружаются под континентальные и напряжения, возникающие в холодной и тяжелой плите, разряжаются в виде многочисленных землетрясений, гипоцентры которых образуют наклонную сейсмофокальную зону, уходящую в верхнюю мантию до глубин в 600-700 км. Такие наклонные сверхглубинные сейсмофокальные зоны были установлены и описаны голландским геофизиком С.В. Виссером в 1936 году, японским геофизиком К. Вадати в 1938 году и русским ученым А.Н. Заварицким в 1946 году. Однако благодаря более поздним исследованиям американского сейсмолога Х. Беньофа в 1949 году они получили название сейсмофокальных зон Беньофа.
Еще один регион сильных и частых землетрясений - это Альпийский горно-складчатый пояс, простирающийся от Гибралтара через Альпы, Балканы, Анатолию, Кавказ, Иран, Гималаи в Бирму и возникший всего 15-10 млн лет тому назад в результате коллизии грандиозных литосферных плит: Африкано-Аравийской и Индостанской, с одной стороны, и Евразийской - с другой. Процесс сжатия продолжается и в настоящее время, поэтому постоянно накапливающиеся напряжения непрерывно разряжаются в виде землетрясений. Наибольшее количество гипоцентров землетрясений в этом поясе приурочено к земной коре, то есть к глубинам до 50 км, хотя есть и глубокие (до 300 км), однако наклонные сеймофокальные зоны выражены плохо и встречаются редко.
В пределах СНГ к наиболее сейсмически активным регионам относятся Восточные Карпаты, Горный Крым, Кавказ, Копетдаг, Тянь-Шань и Памир, Алтай, район оз. Байкал и Дальний Восток, особенно Камчатка, Курильские острова и о-в Сахалин.
Все перечисленные регионы обладают горным, часто высокогорным рельефом, свидетельствующим о том, что они в настоящее время испытывают активные тектонические движения, а вертикальная скорость подъема поверхности земли превышает скорость эрозии. Во многих регионах, например в Закарпатье, на Кавказе, на Байкале, последние извержения вулканов происходили геологически недавно, а на Камчатке и Курильских островах происходят и в наши дни. Именно такие районы и характеризуются высокой сейсмической активностью, прямо коррелирующейся с тектонической.
Подавляющая часть землетрясений (более 85%) происходит в условиях обстановки сжатия, и только 15% - в обстановке растяжения, что согласуется с современной геодинамикой геологических структур и характером перемещений литосферных плит.
