Вулканы и земетрясения

  Гавайский тип — выбросы жидкой базальтовой  лавы, часто образуются лавовые озёра; должны напоминать палящие тучи или  раскалённые лавины.

  Гидроэксплозивный тип — извержения, происходящие в мелководных условиях океанов и морей, отличаются образованием большого количества пара, возникающего при контакте раскалённой магмы и морской воды.

  После извержений, когда активность вулкана  либо прекращается навсегда, либо он «дремлет»  в течение тысяч лет, на самом вулкане и его окрестностях сохраняются процессы, связанные с остыванием магматического очага и называемые поствулканическими. К ним относят фумаролы, термы, гейзеры.

  Во  время извержений иногда происходит обрушение вулканического сооружения с образованием кальдеры — крупной впадины диаметром до 16 км и глубиной до 1000 м. При подъеме магмы внешнее давление ослабевает, связанные с ней газы и жидкие продукты вырываются на поверхность, и происходит извержение вулкана. Если на поверхность выносятся древние горные породы, а не магма, и среди газов преобладает водяной пар, образовавшийся при нагревании подземных вод, то такое извержение называют фреатическим.

  Поднявшаяся к земной поверхности лава не всегда на эту поверхность выходит. Она  лишь поднимает слои осадочных пород и застывает в виде компактного тела (лакколита), образуя своеобразную систему невысоких гор. В Германии к таким системами относятся области Рён и Эйфель. На последней наблюдается и другое поствулканическое явление в виде озёр, заполняющих кратеры бывших вулканов, которым не удалось сформировать характерный вулканический конус (так называемые маары).

  Глава 2 Землетрясения

  2.1 Ежегодно на всей Земле происходит около миллиона землетрясений, но большинство из них так незначительны, что они остаются незамеченными. Действительно сильные землетрясения, способные вызвать обширные разрушения, случаются на планете примерно раз в две недели. Большая их часть приходится на дно океанов, и поэтому не сопровождается катастрофическими последствиями (если землетрясение под океаном обходится без цунами).

  Верхнюю часть земной коры составляют около  десятка огромных блоков - тектонических  плит. Эти плиты перемещаются под  воздействием конвекционных течений, поднимающихся из высокотемпературной  мантии. Здесь изображено движение плит навстречу друг другу. Из-за сопротивления пород в месте разлома накапливается напряжение.

  Напряжение  внутри земной коры растет до тех пор, пока не превысит прочности самих  пород. Тогда пласты горных пород  разрушаются и резко смещаются. Такое резкое смещение пород называется подвижкой. Вертикальные подвижки приводят к резкому опусканию или поднятию пород. Обычно смещение составляет лишь несколько сантиметров, но энергия, выделяемая при перемещении миллиардов тонн породы даже на малое расстояние, огромна. Накопленное напряжение в месте подвижки снимается.

    Хотя землетрясения часто описывают  как мгновенные события, что  вполне справедливо в масштабе  Земли, подвижка продолжается  в течение некоторого интервала  времени. Так, например, землетрясение 1906 г. в Сан-Франциско длилось около 40 секунд; продолжительность великого землетрясения на Аляске в 1964 г. было более 3 минут. Точка, в которой начинается подвижка, называется очагом, фокусом или гипоцентром землетрясения. Точка на земной поверхности, расположенная непосредственно над очагом, называется эпицентром. Здесь сила подземных толчков достигает наибольшей величины. Фокус землетрясения может находиться на разной глубине, поэтому землетрясения классифицируются на глубокофокусные (очаг землетрясения на глубине 300-700 км), промежуточные (глубина очага 55-300 км) и мелкофокусные (очаг от поверхности менее 55-60 км) землетрясения.

  Глубинный центр или очаг землетрясения  называется гипоцентром. Область, расположенная  на поверхности Земли над гипоцентром, называется эпицентром. Она характеризуется максимальными разрушениями, причем многие предметы здесь смещаются вертикально (подпрыгивают). Область над очагом называется плейстосейстовой областью.

  Для оценки и сравнения землетрясений  используются шкала магнитуд и шкала интенсивности.

  Шкала магнитуд различает землетрясения  по величине магнитуды, которая является относительной энергетической характеристикой  землетрясения. Существует несколько  магнитуд и соответственно магнитудных  шкал: локальная магнитуда (ML); магнитуда, определяемая по поверхностным волнам (Ms); магнитуда, определяемая по объемным волнам (mb); моментная магнитуда (Mw).

  Наиболее  популярной шкалой для оценки энергии  землетрясений является локальная  шкала магнитуд Рихтера. По этой шкале  возрастанию магнитуды на единицу соответствует 32-кратное увеличение освобождённой сейсмической энергии. Землетрясение с магнитудой 2 едва ощутимо, тогда как магнитуда 7 отвечает нижней границе разрушительных землетрясений, охватывающих большие территории. Интенсивность землетрясений (не может быть оценена магнитудой) оценивается по тем повреждениям, которые они причиняют в населённых районах.

  Интенсивность является качественной характеристикой  землетрясения и указывает на характер и масштаб воздействия  землетрясений на поверхность земли, на людей, животных, а также на естественные и искусственные сооружения в районе землетрясения. В мире используется несколько шкал интенсивности: в США — модифицированная шкала Меркалли (MM), в Европе — европейская макросейсмическая шкала (EMS), в Японии — шкала Японского метеорологического агентства (Shindo).

  12-балльная  шкала Медведева-Шпонхойера-Карника  была разработана в 1964 году  и получила широкое распространение  в Европе и СССР. С 1996 года  в странах Европейского союза применяется более современная Европейская макросейсмическая шкала (EMS). MSK-64 лежит в основе СНиП II-7-81 «Строительство в сейсмических районах» и продолжает использоваться в России и странах СНГ.

   2.2 Сейсмические волны и их  измерение

  Скольжению  пород вдоль разлома вначале препятствует трение. Вследствие этого, энергия, вызывающая движение, накапливается в форме упругих напряжений пород. Когда напряжение достигает критической точки, превышающей силу трения, происходит резкий разрыв пород с их взаимным смещением; накопленная энергия, освобождаясь, вызывает волновые колебания поверхности земли — землетрясения.

  Сейсмические  волны, порождаемые землетрясениями, распространяются во все стороны  от очага подобно звуковым волнам. Точка, в которой начинается подвижка пород называется фокусом, очагом или гипоцентром, а точка на земной поверхности над очагом — эпицентром землетрясения. Ударные волны распространяются во все стороны от очага, по мере удаления от него их интенсивность уменьшается.

  Сейсмические  волны делятся на волны сжатия и волны сдвига.

  Волны сжатия, или продольные сейсмические волны, вызывают колебания частиц пород, сквозь которые они проходят, вдоль  направления распространения волны, обуславливая чередование участков сжатия и разрежения в породах. Скорость распространения волн сжатия в 1,7 раза больше скорости волн сдвига, поэтому их первыми регистрируют сейсмические станции. Волны сжатия также называют первичными (P-волны). Скорость P-волны равна скорости звука в соответствующей горной породе. При частотах P-волн, больших 15 Гц, эти волны могут быть восприняты на слух как подземный гул и грохот.

  Волны сдвига, или поперечные сейсмические волны, заставляют частицы пород  колебаться перпендикулярно направлению  распространения волны. Волны сдвига также называют вторичными (S-волны). Существует ещё третий тип упругих волн — длинные или поверхностные волны (L-волны). Именно они вызывают самые сильные разрушения.

   2.3 Виды землетрясений

• Вулканические землетрясения

Вулканические землетрясения — разновидность  землетрясений, при которых землетрясение возникает в результате высокого напряжения в недрах вулкана. Причина таких землетрясений — лава, вулканический газ. Землетрясения этого типа слабы, но продолжаются долго, многократно — недели и месяцы. Тем не менее, опасности для людей этого вида землетрясение не представляет.

• Техногенные землетрясения

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 искусственно: например, взрывом большого количества взрывчатых веществ или же при подземном ядерном взрыве (тектоническое оружие). Такие землетрясения зависят от количества взорванного вещества.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

  Немногие  из грозных явлений природы могут сравниться по разрушительной силе и опасности с землетрясением или извержением вулкана. История человечества насчитывает миллионы жертв, сотни погибших городов и поселков, сооружений, повреждений и уничтоженных от этих стихийных бедствий.

  В настоящее время в сейсмически  опасных районах создаются пункты наблюдения за предвестниками. Их задача - предупреждение и оповещение населения о надвигающемся бедствии. В оборудование таких пунктов входят буровые скважины, на дно которых устанавливают сейсмограф с автоматической регистрацией, устройство для изучения уровня и химического состава грунтовых вод, наклономеры, измерители напряжения электрического и магнитного полей в грунтах и атмосфере. Показания приборов снимаются автоматически 1-2 раза в час.

  С другой стороны землетрясения и  извержения вулканов являются важными  рельефообразующими факторами, которые  играют огромную роль в преобразовании и формировании земной коры.

  СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Короновский Н.В., Якушева А.Ф. Основы геологии, — М.: Высшая школа, 1991. — С. 225-232.
2. Мархинин Е.К. Вулканизм. - М.: Недра, 1985.
3. Трухин В.И. Основы экологической геофизики: Учебное пособие для ВУЗов. - СПб.: Лань, 2004. - 384с.
4. География. Современная иллюстрированная энциклопедия. — М.: Росмэн. Под редакцией проф. А. П. Горкина. 2006.
5. Онлайн энциклопедия «Кругосвет»: [сайт]. URL: http://www.krugosvet.ru/ (дата обращения 29.04.2011)

                                Строение Вулкана                     (Приложение А) 

  1 - вулканическая бомба; 2 – канонический  вулкан; 3 – слой пепла золы  и лавы; 4 – дайка; 5 – жерло  вулкана; 6 – силь; 7 – магматический  очаг; 8 – щитовой вулкан.