Современное состояние проблемы прогноза землетрясений

Современное состояние проблемы прогноза землетрясений

Реферат выполнила студентка 507 группы Паукова Е.В.

Московский Государственный Университет им. Ломоносова

Геологический факультет

Кафедра инженерной и экологической геологии

Москва 2003

Введение

Землетрясения в провинции Шенси

Одна из крупнейших природных катастроф произошла в Средние века. 23 января 1556 года на территории Китая произошло землетрясение, погубившее 830000 человек. По современным оценкам сейсмологов его магнитуда равнялась 8.OR. Наибольшие бедствия выпали на долю густонаселенной провинции Шенси, где жилища местных крестьян представляли собой пещеры, вырытые в склонах лессовых холмов.Главный толчок случился ночью, и люди оказались заживо погребенными в своих домах под сдвинувшимися толщами лесса. Воздействие землетрясения проявилось в 212 районах Китая.

Землетрясение в Лиссабоне

1 ноября 1755 года грандиозное землетрясение разрушила большую часть Лиссабона. В то время это был город с населением около 275000 человек, расположенный в центре Португальской империи. Главный толчок сотрясал землю несколько минут, затем последовала короткая пауза, и после нее произошло еще два толчка. Но и на этом выход огромной энергии земли не закончился. В течение месяца произошло еще 500 афтершоков незначительной силы. По мнению некоторых сейсмологов, это было самое сильное историческое землетрясение, достигшее 9.0 баллов и унесшее до 60 тысяч жизней.

Землетрясение в Калабрии

В течение февраля и марта 1783 года полуостров Калабрия в Италии сотрясался несколько раз от сильных землетрясений. В общем счете было зарегистрировано шесть основных толчков, вследствие которых, согласно современным исследованиям, разрушению подверглись около 200 городов и селений. Погибло около 50000 человек. Позже правительство создало специальную комиссию по изучению последствий этих землетрясений и выяснению причин гибели стольких людей. Подробнейший отчет этой комиссии явился важным документом сейсмологических исследований.

Землетрясение 1934 года.

15 января 1934 года произошло одно из самых смертельных землетрясений в истории Индии. Согласно официальным данным 10 653 человека погибли в результате землетрясения, которое затронуло большинство частей восточной Индии. Толчки и повреждения были даже в Непале.

Индийский город Кангра...

Кангра, Индия, 4 апреля 1905 года. В 6 часов на спящий город Кангру обрушилось жесточайшее землетрясение силой 8,7 балла по шкале Рихтера. Город был почти полностью превращен в руины. 19 000 его жителей погибли, большинство встретили смерть в постелях. Когда началось землетрясение, в древнем святом храме Бхоавн находилось 2000 возносящих молитвы пилигримов. Все они, включая гуру, погибли, когда стены храма дрогнули и обвалились. Так храм Бхоавн стал для пилигримов братской могилой. В сельской местности размеры причиненного стихией ущерба были тоже огромны. Сильно пострадали соседние города: Дармсала, Наггар, Сукет, Сультенпур и Манди. Оползни, запрудившие реки, вызвали многочисленные наводнения, затопившие фермы. Плантации чая, - такие пышные и яркие накануне, стали грудами битого шифера, соломенных клочьев и перемешанного с грязью чая.

Землетрясение в Сан-Франциско.

Сан-Франциско, штат Калифорния, США, 18 апреля 1906 года, зарегистрировано 8.3 балла. Почти 7000 человек погибли, большая часть Сан-Франциско превратилась в развалины во время величайшего землетрясения и вызванного им пожара.

Италия скорбит о погибших...

Мессина, Италия, 28 декабря 1908 года. По разным источникам, во время катастрофического землетрясения, превратившего в руины город Мессину и 25 населенных пунктов по соседству, погибли от 160 000 до 250 000 человек.

Землетрясение в Новой Зеландии в 1931 году

Утро 3 октября 1931 года было жарким, лето было сухое и длинное. Первые толчки были зафиксированы где-то в 10:47. Второй удар стихии был следом, и он принес наибольшие разрушения. В течение нескольких минут после землетрясения множество пожаров охватили город. Сгорел почти весь город. Уцелели несколько зданий находившихся в центре. Многочисленные человеческие жертвы.

31 мая 1935 года произошло одно из самых сильных землетрясений на территории Пакистана. Землетрясение ударило рано утром по городу Кветты. Город служил военной базой и сотни солдат, размещенные там были убиты. 35000 человек было похоронено после этого чудовищного землетрясения..

Самое сильное из зарегистрированных землетрясений

Штат Ассам, Индия, 15 августа 1950 года. Здесь произошло самое сильное из когда-либо зарегистрированных землетрясений. Оно унесло 1000 жизней. Даже сейсмографы оказались не в силах его измерить, потому что стрелки зашкаливали. Позже подземному толчку стали приписывать силу 9 баллов по шкале Рихтера. Мощь землетрясения была столь колоссальной, что вызвала путаницу в вычислениях сейсмологов. Американские сейсмологи решили, что оно произошло в Японии, а японские - что в Америке. В зоне Ассама ситуация была не менее запутанной. Катастрофические толчки на протяжении 5 дней сотрясали землю, разверзая провалы и снова смыкая их, посылая в небо фонтаны горячего пара и перегретой жидкости, проглатывая целые деревни. Были повреждены плотины, затоплены города и поселки. Местные жители спасались от стихии на деревьях. По сообщениям газет, одна из женщин умудрилась прямо на дереве родить ребенка.

Землетрясение в Перу

Землетрясение 1970 года в Перу было наиболее сильным для всего Западного полушария. Его эпицентр находился в Перуанско-Чилийском глубоководном желобе в 25 км к востоку от Чимботе, портового города с населением 120000 человек. 31 мая произошел толчок силой 7.7R, вследствие которого пострадали Чимботе и другие прибрежные и удаленные от моря города, включая Касму, Хуармей и Хуарас. Площадь территории, пораженной землетрясением, составила около 100000 кв. км. Общее число жертв землетрясения и его последствий достигло 66000 человек. Более 50000 были ранены и около миллиона лишились крова.

Гватемалу опять трясет.

Гватемала, 4 февраля 1976 года. Во время обрушившегося на Гватемалу сильнейшего землетрясения погибло 22 000 человек, 70 000 человек получили ранения и свыше миллиона жителей страны остались без крова.

Глава 2. Виды прогноза

Различают долгосрочный, среднесрочный и краткосрочный прогнозы.

Наименее дискуссионным, пожалуй, является долгосрочный прогноз, плавно смыкающийся с задачами районирования [5]. Этот прогноз основывается на наблюдениях за изменением режима землетрясений, т.е. за появлением зон сейсмического застоя, за изменениями напряженного состояния вещества литосферы, изменением ее сейсмической прозрачности, наблюдении за тем, как отдельные небольшие блоки в своем поведении постепенно отказываются от самостоятельности и объединяются в процессе подготовки одного большого удара. Наблюдения над этими процессами могут дать сведения о подготовке землетрясения за срок от нескольких месяцев до нескольких лет [3].

Среднесрочный прогноз, дающий возможность получить предупреждение о сейсмическом событии за недели-месяцы обладает практической конкретностью. Этот прогностический уровень предполагает сценарий развития процесса разрушения по данным текущих наблюдений за геофизическими полями, за изменениями наклонов земной поверхности, режимные наблюдения над дебитом и химическим составом водных источников и глубоких водяных, нефтяных и газовых скважин. Используются формализированные критерии оценки статистической значимости каждого из предвестников и их комплекса. На основе установленных главным образом эмперических связей между параметрами предвестников и землетрясениями находится оценка места и магнитуды ожидаемого землетрясения [3,5].

Успехи по исследованиям среднесрочных предвестников скромны. Также как и в долгосрочном прогнозе специалисты вправе гордится конкретными результатами, но это исключение в общем потоке событий.

Краткосрочный прогноз – прогноз с заблаговременностью в несколько часов или дней. Здесь сохраняют силу почти все методы, описанные выше, но особое внимание уделяют активизации процесса изменения напряженно-деформированного состояния [3,5].

К надежности краткосрочного прогноза ввиду его большого социального значения должны предъявляться самые строгие требования. Особенно высока ответственность ученых и должностных лиц при объявлении “сейсмической тревоги”. Чтобы было понятно, насколько не проста здесь ситуация, напомним о знаменитом прогнозе китайских сейсмологов. В 1975 году они неоднократно объявляли тревогу в районе относительно небольшого города Хайчена, даже проводили эвакуацию населения. Несколько тревог оказались ложными, но в условиях аграрного района это не приводило к значительным экономическим потерям. Зато одна из эвакуаций была проведена за 2 часа до 9-бального землетрясения и позволила сохранить тысячи жизней. Однако уже в следующем году, обнаружив предвестники надвигающегося землетрясения, ученыу не решились объявить тревогу в г. Таншане6 с населением 1.3 млн. человек и развитой горнодобывающей промышленностью. Последовавшее землетрясение привело к гибели сотен тысяч людей [9].

Глава 5. Теория дилатансии

Теория, способная объяснить некоторые из предвестников, основана на лабораторных опытах с образцами горных пород при очень высоких давлениях. Известная под названием “теория дилатансии”, она впервые была выдвинута в 1960-х годах У.Брейсом из Массачусетского технологического института и развита в 1972 году А.М. Нуром из Станфордского университета. В этой теории дилатансия обозначает увеличение объема горной породы при деформации. Когда происходят движения земной коры, в породах растут напряжения и образуются микроскопические трещины. Эти трещины меняют физические свойства пород, например, уменьшаются скорости сейсмических волн, увеличивается объем породы, меняется электросопротивление (возрастает в сухих породах и уменьшается во влажных). Далее, по мере того, как в трещины проникает вода, они уже не могут схлопываться; следовательно, породы увеличиваются в объеме, и поверхность Земли может подняться. В результате вода распространяется по всей расширяющейся зане, повышая поровое давление в трещинах и снижая прочность пород. Эти изменения могут привести к землетрясению. Землетрясение высвобождает накопленные напряжения, вода выдавливается из пор, и многие из прежних свойств пород восстанавливаются [2].

Заключение

Оптимизм 60-70-х годов относительно возможности прогноза землетрясений сменился в 90-х годах глубоким пессимизмом. Распределение предвестников мозаично. Связь с землетрясением какого-либо геофизического параметра до сих пор не установлена и применение математических способов едва ли уменьшит эту неопределенность. Проблема прогноза не вышла за рамки научного поиска, остаются нерешенными все основные ее составляющие. Применение алгоритма КН, разработанного около 20 лет назад для среднесрочного прогноза, привело, вместо ожидавшегося предсказания 80% сильных землетрясений, к ошибкам типа “ложная тревога” - 30%, “пропуск цели” - 32%. Академик В.И.Кейлис-Борок, отмечая, что разрушительное Рачинское землетрясение 1991 года спрогнозировать не удалось, но повторный сильный толчок был предсказан, пишет: “Наш прогноз подтвердился. Но у меня лично от этого ощущение – это в основном беспомощность… Точность не велика, методика пока чисто эмпирическая…” [4]. Тяжелая ошибка (в 3 балла) “пропуска цели” на карте ОСР-78 – разрушительное Спитакское землетрясение 1988 года [10]. В США с 1977 года не было предсказано ни одно землетрясение [12]. “Согласно новой модели, землетрясение случайны”, резюмируют исследователи сейсмичности Калифорнии. Ныне в США отказались от проведения масштабных прогностических работ [2]. В Японии за 30 лет ни одного случая прогнозирования не было. Совещание по прогнозу землетрясений в Лондоне в 1996 году констатировало их непредсказуемость за истекшие 50 лет, весьма пессимистично оценило перспективы на будущее [5].

Таким образом, при всем обилии проведенным и проанализированных наблюдений, место, время и магнитуда будущих разрушительных землетрясений даже в хорошо изученных регионах по-прежнему оказывается неожиданным. Тем не менее, необходимо собирать все новые, дополнительные данные, но какие? Комплекс возможных параметров в том или ином многопризнаковом факторе можно варьировать и расширять беспредельно, однако рамки реальных возможностей всегда заставляет как-то его ограничивать. Перспективен ли вообще такой путь?

А пока нет ответа на этот и многие другие вопросы, у человечества есть только один способ обезопасить себя – развивать и совершенствовать сейсмостойкое строительство на территориях, которые подвержены влиянию сильных землетрясений.

Список литературы

1. Войтов Г.И., Попов Е.А. Геохимический прогноз землетрясений. Природа. 1989. №12.С60-64.

2. Гир ДЖ., Шах Х. Зыбкая твердь. М., Мир, 1988. 220 с.

3. Друмя А. Землетрясения: где, когда, почему? Кишенев, Штиинца, 1985, с. 195.

4. Кейлис-Борок В.И. Повторный сильный толчок землетрясений: прогноз возможен. Наука в России. 1992. №1. С.60-63.

5. Моргунов В.А. Реальности прогноза землетрясений. Физика Земли. 1999. №1. С.79-91.

6. Новикова О.В., Ротвайн И.М. Опыт заблоговременного прогноза землетрясений с помощью алгоритма КН. Докл. РАН. 1996. Т348. №4. С.548-551.

7. Рейснер Г.И. Почему ошиблась карта. Природа. 1989. №12. С. 12-19.

8. Салман А.Г., Шилин Б.В. Сейсмическая активность: взгляд из космоса. Природа. 1989. №12. С. 55-58.

9. Соболев Г.А. Проблема прогноза землетрясений. Природа. 1989. №12. С.47-55.

10. Соболев Г.А. Основы прогноза землетрясений. М., Наука, 1993. 313 с.

11. Соломатина Э.К. Предвидеть земную бурю. Наука в СССР. 1990. №3. С. 5-13.

12. Ashida M. Faultu premise. Sciences. 1996. Vol. 36, №5. P. 15-19.

Современное состояние проблемы прогноза землетрясений

Реферат выполнила студентка 507 группы Паукова Е.В.

Московский Государственный Университет им. Ломоносова

Геологический факультет

Кафедра инженерной и экологической геологии

Москва 2003

Введение

Землетрясения в провинции Шенси

Одна из крупнейших природных катастроф произошла в Средние века. 23 января 1556 года на территории Китая произошло землетрясение, погубившее 830000 человек. По современным оценкам сейсмологов его магнитуда равнялась 8.OR. Наибольшие бедствия выпали на долю густонаселенной провинции Шенси, где жилища местных крестьян представляли собой пещеры, вырытые в склонах лессовых холмов.Главный толчок случился ночью, и люди оказались заживо погребенными в своих домах под сдвинувшимися толщами лесса. Воздействие землетрясения проявилось в 212 районах Китая.

Землетрясение в Лиссабоне

1 ноября 1755 года грандиозное землетрясение разрушила большую часть Лиссабона. В то время это был город с населением около 275000 человек, расположенный в центре Португальской империи. Главный толчок сотрясал землю несколько минут, затем последовала короткая пауза, и после нее произошло еще два толчка. Но и на этом выход огромной энергии земли не закончился. В течение месяца произошло еще 500 афтершоков незначительной силы. По мнению некоторых сейсмологов, это было самое сильное историческое землетрясение, достигшее 9.0 баллов и унесшее до 60 тысяч жизней.

Землетрясение в Калабрии

В течение февраля и марта 1783 года полуостров Калабрия в Италии сотрясался несколько раз от сильных землетрясений. В общем счете было зарегистрировано шесть основных толчков, вследствие которых, согласно современным исследованиям, разрушению подверглись около 200 городов и селений. Погибло около 50000 человек. Позже правительство создало специальную комиссию по изучению последствий этих землетрясений и выяснению причин гибели стольких людей. Подробнейший отчет этой комиссии явился важным документом сейсмологических исследований.

Землетрясение 1934 года.

15 января 1934 года произошло одно из самых смертельных землетрясений в истории Индии. Согласно официальным данным 10 653 человека погибли в результате землетрясения, которое затронуло большинство частей восточной Индии. Толчки и повреждения были даже в Непале.

Индийский город Кангра...

Кангра, Индия, 4 апреля 1905 года. В 6 часов на спящий город Кангру обрушилось жесточайшее землетрясение силой 8,7 балла по шкале Рихтера. Город был почти полностью превращен в руины. 19 000 его жителей погибли, большинство встретили смерть в постелях. Когда началось землетрясение, в древнем святом храме Бхоавн находилось 2000 возносящих молитвы пилигримов. Все они, включая гуру, погибли, когда стены храма дрогнули и обвалились. Так храм Бхоавн стал для пилигримов братской могилой. В сельской местности размеры причиненного стихией ущерба были тоже огромны. Сильно пострадали соседние города: Дармсала, Наггар, Сукет, Сультенпур и Манди. Оползни, запрудившие реки, вызвали многочисленные наводнения, затопившие фермы. Плантации чая, - такие пышные и яркие накануне, стали грудами битого шифера, соломенных клочьев и перемешанного с грязью чая.

Землетрясение в Сан-Франциско.

Сан-Франциско, штат Калифорния, США, 18 апреля 1906 года, зарегистрировано 8.3 балла. Почти 7000 человек погибли, большая часть Сан-Франциско превратилась в развалины во время величайшего землетрясения и вызванного им пожара.

Италия скорбит о погибших...

Мессина, Италия, 28 декабря 1908 года. По разным источникам, во время катастрофического землетрясения, превратившего в руины город Мессину и 25 населенных пунктов по соседству, погибли от 160 000 до 250 000 человек.

Землетрясение в Новой Зеландии в 1931 году

Утро 3 октября 1931 года было жарким, лето было сухое и длинное. Первые толчки были зафиксированы где-то в 10:47. Второй удар стихии был следом, и он принес наибольшие разрушения. В течение нескольких минут после землетрясения множество пожаров охватили город. Сгорел почти весь город. Уцелели несколько зданий находившихся в центре. Многочисленные человеческие жертвы.

31 мая 1935 года произошло одно из самых сильных землетрясений на территории Пакистана. Землетрясение ударило рано утром по городу Кветты. Город служил военной базой и сотни солдат, размещенные там были убиты. 35000 человек было похоронено после этого чудовищного землетрясения..

Самое сильное из зарегистрированных землетрясений

Штат Ассам, Индия, 15 августа 1950 года. Здесь произошло самое сильное из когда-либо зарегистрированных землетрясений. Оно унесло 1000 жизней. Даже сейсмографы оказались не в силах его измерить, потому что стрелки зашкаливали. Позже подземному толчку стали приписывать силу 9 баллов по шкале Рихтера. Мощь землетрясения была столь колоссальной, что вызвала путаницу в вычислениях сейсмологов. Американские сейсмологи решили, что оно произошло в Японии, а японские - что в Америке. В зоне Ассама ситуация была не менее запутанной. Катастрофические толчки на протяжении 5 дней сотрясали землю, разверзая провалы и снова смыкая их, посылая в небо фонтаны горячего пара и перегретой жидкости, проглатывая целые деревни. Были повреждены плотины, затоплены города и поселки. Местные жители спасались от стихии на деревьях. По сообщениям газет, одна из женщин умудрилась прямо на дереве родить ребенка.