Сейсмические волны и их измерение

Министерство образования и науки

Русской Федерации

Крымский федеральный институт имени В.И. Вернадского

Таврическая академия

Географический факультет

Кафедра Землеведения и геоморфологии

А.А. ПАСЫНКОВ

СЕЙСМИЧЕСКАЯ ГЕОМОРФОЛОГИИЯ

(Учебное пособие)

Симферополь – 2015

Пасынков Анатолий Андреевич

(Учебное пособие)

Симферополь: Крымский федеральный институт

Имени В.И.Вернадского, Таврическая академия. 2015. – 100 с.

Истинное учебное пособие

Курс лекций рассчитан на подготовку академических магистров по направлению « », студентов-геоморфологов географических факультетов, педагогов Сейсмические волны и их измерение, профессионалов.

© Крымский федеральный институт имени В.И. Вернадского, Таврическая академия, 2015

СОДЕРЖАНИЕ
№ темы раздел стр.
4

Тема 1. ПОНЯТИЕ О СЕЙСМОЛОГИИ

Сейсмология (от др.-греч. σεισμός — (земле)трясение и λόγος — слово, речь) — наука о распространении сейсмических волн в недрах Земли. Только при помощи сейсмологии удалось составить картину глубинного строения земного шара (кора, мантия, наружное и внутреннее ядро). Также Сейсмические волны и их измерение сейсмология занимается землетрясениями, движениями платформ, мониторингом разработок рудных месторождений и пр.

Сейсмология – это наука, занимающаяся измерениями и анализом всех движений, которые регистрируются сейсмографами на поверхности твёрдой Земли. Это раздел геофизики, изучающий землетрясения, их предпосылки, последствия и меры защиты искусственных сооружений.

Основной носитель инфы - сейсмические волны, интерпретация записи которых позволяет учить Сейсмические волны и их измерение вместе с землетрясениями строение Земли, также выявлять месторождения нужных ископаемых и фиксировать взрывы (к примеру, ядерные).

Основная задачка сейсмологии состоит в исследовании внутреннего строения Земли. Потому очень принципиально знать, как отличия от однородности оказывают влияние на распространение сейсмических волн. По существу все прямые данные о внутреннем строении Сейсмические волны и их измерение Земли получены из наблюдений за распространением упругих волн, возбуждаемых при землетрясениях.

Под сейсмичностью предполагается географическое рассредотачивание землетрясений, их связь со строением земной поверхности и рассредотачивание по магнитудам (либо энергиям).

Землетрясе́ния — подземные толчки и колебания поверхности Земли, вызванные естественными причинами (приемущественно тектоническими процессами) либо искусственными процессами (взрывы, наполнение водохранилищ, обрушением подземных полостей горных Сейсмические волны и их измерение выработок). Маленькие толчки могут вызывать также подъём лавы при вулканических извержениях.

Раз в год на всей Земле происходит около миллиона землетрясений, но большая часть из их так малозначительны, что они остаются незамеченными. Вправду сильные землетрясения, способные вызвать необъятные разрушения, случаются на планетке приблизительно раз в две недели Сейсмические волны и их измерение. К счастью, большая их часть приходится на дно океанов, и потому не сопровождается трагическими последствиями (если землетрясение под океаном обходится без цунами).

Землетрясения более известны по тем опустошениям, которые они способны произвести. Разрушения построек и сооружений вызываются колебаниями земли либо циклопическими приливными волнами (цунами), возникающими при сейсмических смещениях на морском деньке Сейсмические волны и их измерение.

Предпосылки землетрясений.

Предпосылкой землетрясения является резвое смещение участка земной коры как целого в момент пластической (хрупкой) деформации упруго напряженных пород в очаге землетрясения. Большая часть очагов землетрясений появляется близ поверхности Земли (рис.1). Само смещение происходит под действием упругих сил в процессе процесса разрядки - уменьшения упругих деформаций Сейсмические волны и их измерение в объёме всего участка плиты и смещения к положению равновесия. Землетрясение представляет собой резвый (в геологических масштабах) переход возможной энергии, скопленной в упруго-деформированных (сжимаемых, сдвигаемых либо растягиваемых) горных породах недр земли, в энергию колебаний этих пород (сейсмические волны), в энергию конфигурации структуры пород в очаге землетрясения. Этот переход Сейсмические волны и их измерение происходит в момент превышения предела прочности пород в очаге землетрясения.

Рис. 1 Современные эпицентры землетрясений и вулканов на Земле.

Предел прочности пород земной коры превышается в итоге роста суммы сил, действующих на неё:

Силы вязкого трения мантийных конвекционных потоков о земную кору;

Архимедовой силы, действующей на легкую кору со стороны более тяжеленной Сейсмические волны и их измерение пластичной мантии;

Лунно-солнечных приливов;

Изменяющегося атмосферного давления.

В момент землетрясения возможная энергия упругой деформации в очаге землетрясения стремительно (практически одномоментно) понижается до малой остаточной (чуть не до нуля). А в округах очага за счёт сдвига во время землетрясения плиты как целого упругие деформации несколько растут. Потому Сейсмические волны и их измерение и случаются нередко в округах головного повторные землетрясения — афтершоки. Точно так же малые «предварительные» землетрясения — форшоки — могут спровоцировать огромное в округах начального малого землетрясения. Огромное землетрясение (с огромным сдвигом плиты) может вызвать следующие индуцированные землетрясения даже на удаленных краях плиты.

Глубокофокусные землетрясения, очаги которых размещаются на глубинах до 700 км от Сейсмические волны и их измерение поверхности, происходят на конвергентных границах литосферных плит и связаны с субдукцией.

Сейсмические волны и их измерение

Скольжению пород повдоль разлома сначала препятствует трение. Вследствие этого, энергия, вызывающая движение, скапливается в форме упругих напряжений пород. Когда напряжение добивается критичной точки, превосходящей силу трения, происходит резкий разрыв пород с их обоюдным смещением; скопленная энергия Сейсмические волны и их измерение, освобождаясь, вызывает волновые колебания поверхности земли — землетрясения. Землетрясения могут появляться также при смятии пород в складки, когда величина упругого напряжения превосходит предел прочности пород и они раскалываются, образуя разлом.

Сейсмические волны, порождаемые землетрясениями, распространяются во все стороны от очага подобно звуковым волнам. Точка, в какой начинается подвижка пород Сейсмические волны и их измерение именуется фокусом, очагом либо 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 миниатюризируется. Скорости сейсмических волн способны достигать 8 км/с.

Типы сейсмических волн.

Сейсмические волны делятся на волны сжатия и волны сдвига.

Волны сжатия Сейсмические волны и их измерение, либо продольные сейсмические волны, вызывают колебания частиц пород, через которые они проходят, повдоль направления распространения волны, обуславливая чередование участков сжатия и разрежения в породах. Скорость распространения волн сжатия в 1,7 раза больше скорости волн сдвига, потому их первыми регистрируют сейсмические станции. Волны сжатия также именуют первичными (P-волны). Скорость P-волны Сейсмические волны и их измерение равна скорости звука в соответственной горной породе. При частотах P-волн, огромных 15 Гц, эти волны могут быть восприняты на слух как подземный рокот и грохот.

Волны сдвига, либо поперечные сейсмические волны, принуждают частички пород колебаться перпендикулярно направлению распространения волны. Волны сдвига также именуют вторичными (S-волны Сейсмические волны и их измерение).

Существует ещё 3-ий тип упругих волн — длинноватые либо поверхностные волны(L-волны). Конкретно они вызывают самые сильные разрушения.

Сейсмограф

В первый раз инструментальные наблюдения появились в Китае, где в 132 Чан Хен изобрел сейсмоскоп, представлявший собой умело изготовленный сосуд. На наружной стороне сосуда, с расположенным снутри маятником, по кругу были выгравированы головы драконов Сейсмические волны и их измерение, держащих в пасти шарики. При качании маятника от землетрясения один либо несколько шариков выпадали в открытые рты лягушек, размещенных у основания сосудов таким макаром, чтоб лягушки могли их проглотить (рис.2).

Рис. 2 . Сейсмоскоп Чан Хена.

Современный сейсмограф представляет собой набор устройств, регистрирующих колебания грунта при землетрясении и модифицирующих их в электронный Сейсмические волны и их измерение сигнал, записываемый на сейсмограммах в аналоговой и цифровой форме. Но, как и раньше, главным чувствительным элементом служит маятник с грузом (рис.3).

Рис. 3 Сейсмограф.

Сейсмическая служба

Неизменные наблюдения за землетрясениями осуществляются сейсмической службой. Современная глобальная сеть насчитывает св. 2000 стационарных сейсмических станций, данные которых систематически публикуются в сейсмологических бюллетенях и Сейсмические волны и их измерение каталогах. Не считая стационарных станций употребляются экспедиционные сейсмографы, в т. ч. устанавливаемые на деньке океанов. Экспедиционные сейсмографы засылались также на Луну (где 5 сейсмографов раз в год регистрируют до 3000 лунотрясений), также на Марс и Венеру.

Виды землетрясений

Тектонические

Тектонические землетрясения появляются вследствие неожиданного снятия напряжения, к примеру, при подвижках по разлому в Сейсмические волны и их измерение земной коре (последние исследования демонстрируют, что предпосылкой глубочайших землетрясений могут быть и фазовые переходы в мантии Земли, происходящие при определенных температурах и давлениях). горизонтальное смещение – 6 м. Наибольшая зарегистрированная величина сейсмогенных смещений по разлому 15 м.

Рис. 4. Механизм тектонического землетрясения

Рис.5 Последствия тектонических землетрясения

Время от времени глубинные разломы выходят на поверхность. Во время чертовского Сейсмические волны и их измерение землетрясения в Сан-Франциско 18 апреля 1906 общая протяженность поверхностных разрывов в зоне разлома Сан-Андреас составила более 430 км.

Рис.6 Разлом Сан-Андреас

Вулканические

Вулканические землетрясения - разновидность землетрясений, при которых землетрясение появляется в итоге высочайшего напряжения в недрах вулкана. Причина таких землетрясений - лава, вулканический газ. Землетрясения этого типа слабы, но длятся длительно, неоднократно Сейсмические волны и их измерение - недели и месяцы. Все же, угрозы для людей этого вида землетрясение не представляет.

Рис. 5. Вулканизм

Техногенные

В ближайшее время появились сведения, что землетрясения могут вызываться деятельностью человека. Так, к примеру, в районах затопления при строительстве больших водохранилищ, усиливается тектоническая активность — возрастает частота землетрясений и их магнитуда. Это связано Сейсмические волны и их измерение с тем, что масса воды, скопленная в водохранилищах, своим весом наращивает давление в горных породах, а просачивающаяся вода понижает предел прочности горных пород. Подобные явления происходят при выемке огромных количеств породы из шахт, карьеров, при строительстве больших городов из привозных материалов.

Рис. Последствия техногенного воздействия (Техногенные землетрясения)

Обвальные

Землетрясения также могут Сейсмические волны и их измерение быть вызваны обвалами и большенными оползнями. Такие землетрясения именуются обвальными, они имеют локальный нрав и имеют маленькую силу.

Рис. Последствия Обвального землетрясения


sebe-i-lyudyam-okazivaetsya-priverzhennost-k-religii-oslablyaet-nashi-estestvennie-perezhivaniya-i-emocii-vivodi-psihologov.html
sebestoimost-i-cena-proizvodimoj-produkcii-uchebno-metodicheskij-kompleks-po-discipline-innovacionnij-menedzhment.html
sebestoimost-molodnyaka-plemennih-loshadej-za-2012-god.html