ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ.

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ.

МАГНИТУДА– относительная энергетическая характеристика землетрясения – представляет собой логарифм максимальной скорости колебаний зем­ной поверхности или логарифм максимальных смещений в сейсмических вол­нах разного типа (Р, S, L), отсчитанный от некоторого условного уровня, отве­чающего слабому толчку, магнитуда которого принята за 0.

Магнитуда М – это условный показатель сейсмической энергии очага, который дает «величину» землетрясения в очаге в форме некоторой интенсивно­сти сейсмических колебаний на выбранном стандартном расстоянии г от оча­га. Родители магнитуды – Ч.Ф. Рихтер, к нему вскоре присоединился Б. Гутен­берг. Магнитудная интенсивность обычно определяется амплитудой А или от­ношением амплитуды к периоду колебания А/Тв определенной волне на рас­стоянии г₀=100км от очага записи колебаний с помощью частотно-избирательного стандартно сейсмографа. При записи колебаний на других расстояниях г от очага, как это обычно бывает, интенсивность приводят к стандарт расстоянию г₀ с помощью «калибровочных зависимостей», граф или таблиц, выражающих средние эмпирические зависимости интенсивности для коровых землетрясений – от расстояния г, а для подкоровых – еще и от глубины hочага. Совокупность определений зависимостей, позволяющих установить магнитуду из наблюдений, называют «магнитудной шкалой». В зависимости от рассмат­риваемого типа волн, компоненты колебаний, измеряемой величины (А или А/Т), типа аппаратуры и ряда других обстоятельств, вплоть до района исследований и имени автора, можно говорить о той или иной конкретной шкале магнитуд. В настоящее время таких шкал имеется уже несколько десятков, и рож­даются все новые. Нередко они плохо согласуются между собой. Взаимное со­гласование шкал разных магниту, стало крупной международной проблемой.

Магнитуда, определенная по разным типам волн, имеет различное число­вое значение.

 

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ КЛАС – Широко распространенная в СССР энергетическая шкала К= lgEДж. Т.Г. Раутиан представляет некоторую определен­ную форму сопоставления магнитуды с энергией. В своей основе эта шкала опирается на те же элементы, что и любая другая шкала магнитуд: в качестве магнитудной интенсивности принимается плотность энергии Е в точке наблю­дений или амплитуда А, или сумма амплитуд А_р + A_s, или отношения А/Т; для этой интенсивности строится эмпирическая калибровочная зависимость от расстояния r. В качестве стандартного радиуса «референц-сферы» принимается г₀ = 10 км. Стандартные сейсмографы ВЭГИК или СК. Переход от интенсивности к сейсмической энергии очага Е производится интегрированием плотности энергии Епо поверхности референц-сферы или в другом варианте – по поверх­ности очага тем большего радиуса, чем больше землетрясение.

Общая стратегия выхода из затруднительного положения с определением сейсмической энергии очага заключается в комбинировании обеих подходов: собственно энергетического и магнитудного. На довольно больших расстояни­ях очага должен применяться магнитудный подход, позволяющий, независимо от модели среды, привести наблюденные интенсивности к тем, которые наблю­дались бы на достаточно близких расстояниях. По близким же наблюдениям или приведенным к ним энергию может рассчитываться уже непосредственно по схеме Голицына. Сведения о строении и свойствах среды вблизи очага могут быть уточнены дополнительно методами сейсмологии, гравиметрии и др.

 

ИНТЕНСИВНОСТЬ– величина сейсмического эффекта в точке наблюдения, измеряется в баллах по 12 балльной шкале MSK -64.

I балл– неощутимое землетрясение:

а) Интенсивность колебаний лежит ниже предела чувствительности людей; сотрясения почвы регистрируются только сейсмографами.

II балла– едва ощутимое землетрясение:

а) Колебание ощущаются только отдельными людьми, находящимися в покое внутри помещения, особенно на верхних этажах.

III балла– слабое землетрясение:

а) Землетрясение ощущается немногими людьми, находящимися внутри помещений; под открытым небом – только в благоприятных условиях. Колеба­ния сходны с сотрясением, создаваемым проезжавшим легким грузовиком. Внимательные наблюдатели замечают легкое раскачивание висячих предметов, несколько более сильное на верхних этажах.

IV балла– заметное сотрясение:

а) Землетрясение ощущается внутри здания многими людьми; под открытым небом – немногими. Кое-где просыпаются спящие, но никто не пугается. Колебания схожи с сотрясением, создаваемым проезжающим, тяжело нагруженным грузовиком. Дребезжание окон, дверей, посуды. Скрип полов и стен. Начинается дребезжание мебели. Висячие предметы слегка раскачивают­ся. Жидкость в открытых сосудах слегка колеблется. В стоящих на месте авто­машинах толчок заметен.

V баллов– пробуждение:

а) Землетрясение, ощущается всеми людьми внутри помещения, под открытым небом – многими. Многие спящие просыпаются. Немногие люди выбегают из помещений. Животные беспокоятся. Сотрясение зданий в целом. Вися­чие предметы сильно качаются. Картина сдвигаются с места. В редких случаях останавливаются маятниковые часы. Некоторые неустойчивые предметы опро­кидываются или сдвигаются. Незапертые двери и окна распахиваются и снова захлопываются. Из наполненных открытых сосудов в небольших количествах выплескивается жидкость. Ощущаемые колебания схожи с колебаниями, создаваемыми падением тяжелых предметов внутри здания.

б) Возможны повреждения Iстепени в отдельных зданиях.

в) В некоторых случаях меняется дебит источников.

VI баллов– испуг.

а) Землетрясение ощущается большинством людей как внутри помеще­ний, так и под открытым небом. Многие люди, находящиеся в зданиях, пута­ются и выбегают на улицу. Немногие теряют равновесие. Домашние живот­ные выбегают из укрытий. В немногих случаях может разбиться посуда; па­дают книги. Возможно движение тяжелой мебели; может быть слышен звон малых колоколов на колокольнях.

б) Повреждения 1,2 степени в отдельных зданиях.

в) В немногих случаях в сырых грунтах возможны трещины шириной до Iсм: в горных районах отдельные случаи оползней. Наблюдаются изменения дебита источников и уровня воды в колодцах.

VII баллов– повреждение зданий.

а) Большинство людей испуганы и выбегают из помещений. Многие с трудом удерживаются на ногах. Колебания отмечаются водителями, ведущими автомашины. Звонят большие колокола.

б) Во многих зданиях повреждения 1,2,3,4 степени; В отдельных случаях оползни проезжих, частей дорог на крутых склонах и трещины на дорогах. Нарушения стыков трубопроводов, трещины в каменных оградах.

в) На поверхности воды образуются волны, вода становится мутной вследствие поднятия ила. Изменяется уровень воды в колодцах и дебит источников. В немногих случаях возникают новые или пропадают существующие источни­ки воды; Отдельные случаи оползней на песчаных или гравийных берегах рек.

VIII баллов– сильные повреждения зданий.

а) Испуг и паника; испытывают беспокойство даже лица, ведущие автомашины. Кое-где обламываются ветви деревьев. Сдвигается и тогда опрокидывается тяжелая мебель. Часть висячих ламп повреждается.

б) Во многих зданиях повреждения 1,2,3,4,5 степени. Отдельные случаи разрыва стыков трубопроводов. Памятники и статуи сдвигаются. Надгробные камни опрокидываются. Каменные ограды разрушаются.

в) Небольшие оползни на крутых откосах выемок и насыпей дорог; трещи­ны в грунтах достигают нескольких сантиметров. Возникают новые водоемы. Иногда пересохшие колодцы наполняются водой или существующие колодцы иссякают. Во многих случаях изменяется дебит источников и уровень воды в колодцах.

IX баллов– всеобщие повреждения зданий.

а)  Всеобщая паника; большие повреждения мебели. Животные мечутся и кричат.

б)  Во многих зданиях повреждения 3,4,5 степени Памятники и колонны опрокидываются. Значительные повреждения искусственных водоемов; разры­вы части подземных трубопроводов. В отдельных случаях искривление железнодорожных рельсов и повреждение проезжих частей дорог.

в) На равнинах наводнения, часто заметны наносы песка и ила. Трещины в грунтах достигают ширины 10 см, а по склонам и берегам рек – свыше 10 см; кроме того, большое количество тонких трещин в грунтах. Скалы обваливаются: частые оползни и осыпание грунта. На поверхности воды большие волны. 10 баллов – всеобщие разрушения зданий.

X баллов

а)  Во многих зданиях повреждения 4,5. Опасные повреждения плотин и дамб, серьезные повреждения мостов. Легкие искривления железнодорожных рельсов. Разрывы жди искривления подземных трубопроводов. Дорожные покрытия и асфальт образуют волнообразную поверхность.

б) Трещины в грунтах шириной несколько дециметров и в некоторых слу­чаях  до 1м. Параллельно руслам водных потоков появляются широкие разры­вы. Осыпание рыхлых пород с крутых склонов. Возможны большие оползни на берегах рек и крутых морских побережьях. В прибрежных районах перемеша­ется песчаные и илистые массы; выплескивание воды в каналах, озерах, реках и т.д. Возникают новые озера.

XI баллов– катастрофа.

б)  Серьезные повреждения даже зданий хорошей постройки, мостов, пло­тин и железнодорожных путей; шоссейные дороги приходят в негодность; раз­рушение подземных трубопроводов.

в) Происходят значительные деформации почвы: образуются широкие трещины, разрывы и перемещения в вертикальном, и горизонтальном направлениях, многочисленные горные обвалы. Определение интенсивности сотрясе­ния (балльности) требует специального исследования.

XII баллов– изменение рельефа.

б)  Сальное повреждение или разрушение практически всех наземных и подземных сооружений.

в)  Радикальные изменения земной поверхности. Наблюдаются значитель­ные трещины в грунтах с обширными вертикальными и горизонтальными пе­ремещениями. Горные обвалы и обвалы берегов рек на больших площадях. Возникают озера, образуются водопады, изменятся русла рек.

Определение интенсивности сотрясения (балльности) требует специально­го исследования.