David,
Estudiante de décimo grado, escuela secundaria No. 26, Vladikavkaz, Osetia del Norte–Alania

Los terremotos y su predicción

1. Introducción

Objeto de estudio– procesos geofísicos que preceden y acompañan a los terremotos.

Tarea– considerar las causas de un fenómeno natural complejo, así como los métodos para su registro y las perspectivas de pronóstico para crear equipos apropiados.

Los terremotos son una de las manifestaciones de la vida geológica de la Tierra. Este es el “pulso” de nuestro planeta, y para las personas es uno de los peores desastres naturales. Los sismógrafos detectan más de 100.000 terremotos al año. De estos, alrededor de 100 pueden clasificarse como destructivos. Aquí hay algunos testimonios históricos interesantes:

• 868 y 876, Bizancio - terremotos que duraron 40 días;
• 1000, 29 de marzo - un fuerte terremoto en todo el mundo;
• 1101, Kiev, Vladimir - “... las iglesias apenas se mantuvieron en pie y se hizo mucho daño. Cruces cayeron de las iglesias”;
• 1109, 2 de febrero, Novgorod - "... la tierra está estresada";
• 1117, 16 de septiembre, Rus de Kiev: un fuerte terremoto;
• 1188, 15 de septiembre, Rus' - terremoto "sacudir la tierra";
• 1446, Moscú - “... el mismo otoño de octubre, 1 día, a las 6 de la noche, la ciudad de Moscú tembló. El Kremlin y los asentamientos temblaron”; igualmente en 1471;
• 1525, Hungría - "...casas e iglesias se derrumbaron";
• 1595, Nizhny Novgorod - "... al mediodía, se produjo un gran ruido, como si la tierra temblara y la tierra se abriera ... Y la iglesia, las celdas, la cerca, los graneros y el patio del establo perecieron. sólo quedó la columna del altar”;
• 1751 Finlandia: una serie de terremotos de octubre a diciembre, algunos acompañados de ruido;
• 1771, Cáucaso: "un terremoto cerca del monte Beshtau ... parte del monte Mashuk se derrumbó";
• 1785, 12-13 de febrero, Mozdok: el primer terremoto estuvo acompañado por un estruendo subterráneo, el segundo, por una ola de agua en el Terek (los terremotos se sintieron hasta Kizlyar);
• 1798, Perm, Ekaterimburgo, Verkhoturye - el 8 de mayo hubo un fuerte aguacero, después de 2 días - una tormenta, aguacero y granizo, el 11 de mayo la temperatura cayó por debajo de cero, en la noche del 12 de mayo nevó. El mismo día, se escuchó el sonido sordo de un terremoto. Al mismo tiempo soplaba un fuerte viento, nevaba y hacía mucho frío;
• 1809, 26 de febrero, provincia de Vyatka: en la misma Vyatka, dos golpes que "todas las casas temblaron y crujieron", pero no hubo daños;
• 1814, Taganrog, Mar de Azov - “El 28 de abril, alrededor de las 2 de la tarde, en un clima tranquilo, de repente se escuchó un trueno en el mar y luego, a una distancia de unos 400 metros de la orilla, apareció una llama del agua. , rodeado de nubes de humo y acompañado de un estruendo incesante, similar a cañonazos. Enormes masas de tierra y piedras fueron arrojadas con fuerza hasta la noche, cuando vieron una pequeña isla, arrojando brea de montaña a través de muchos agujeros”;
• 1817, península de Taman - "en medio del lago... apareció un nuevo túmulo";
• 1832, 17 de marzo, Tiflis: un terremoto fue precedido por un fuerte viento racheado que duró tres días;
• 1841, Nizhny Tagil: se escucharon temblores y un estruendo, el cielo se iluminó con llamas multicolores durante la noche;
• 1851 28 de julio, provincia de Kutaisi: después del terremoto, estalló una fuerte tormenta con lluvia, que duró casi toda la noche;
• 1856, 1 de febrero, Gori: un terremoto, y en la noche hubo una tormenta;
• 1873, 9 de febrero, Cola: a las 4 en punto se escuchó un choque subterráneo y se produjo un terremoto. “Las casas se tambalearon y los utensilios cayeron”. El tiempo estaba tranquilo. De repente, "se oscureció", luego apareció una enorme bola carmesí oscura en el lado este del cielo, que luego desapareció hacia el oeste. En ese momento hubo un golpe.
• 1883 es ​​una época destacada en cuanto a fenómenos sísmicos y volcánicos en nuestro planeta (353 terremotos).

2. El surgimiento de condiciones para terremotos

La corteza terrestre es la parte superior de la litosfera. La teoría de las placas litosféricas y la deriva continental se creó a principios del siglo XX. Científico alemán A. Wegener. Según la teoría, la corteza, junto con parte del manto superior, está fragmentada por una compleja red de profundas grietas que dividen la litosfera en 7 placas grandes y decenas de placas más pequeñas. Las placas se encuentran sobre una capa relativamente blanda y plástica del manto, deslizándose sobre la cual, entre sí, las placas vecinas pueden acercarse y divergir.

La gran mayoría de los terremotos (más del 85%) ocurren en un entorno de compresión y solo el 15% ocurren en un entorno de extensión. La subducción de la microplaca móvil de Asia Menor bajo la escita más estable a una velocidad de aproximadamente 3,5 cm/año conduce al levantamiento de los sistemas montañosos del Cáucaso hasta el día de hoy. Un terremoto es una liberación instantánea de energía debido a la formación de una ruptura de rocas que se produce en un volumen determinado, llamado foco de un terremoto. También pueden ocurrir procesos menores, a consecuencia de los cuales se observa el llamado estallido de roca, por la presencia de labores mineras.

3. Dinámica del suelo. Peligro de resonancia para estructuras.

Un choque sísmico provoca vibraciones de baja frecuencia en las estructuras. Dado que tienen una gran masa, surgen fuerzas de inercia significativas durante las vibraciones. En el caso general, una estructura como cuerpo libre tiene seis grados de libertad. Sus vibraciones están influenciadas por los suelos sobre los que se encuentra. La tarea más importante en el cálculo del sistema oscilatorio estructura-cimentación es la predicción de frecuencias resonantes y amplitudes de desplazamiento máximas. La amplificación resonante de las oscilaciones del péndulo es especialmente peligrosa cuando el centro de gravedad de la estructura está significativamente alejado de su punto de apoyo, lo cual es típico de los soportes de puentes, tuberías y edificios de gran altura.

El efecto sísmico está determinado por tres parámetros: el nivel de amplitudes, el período predominante y la duración de las oscilaciones. Durante el terremoto de California del 27 de junio de 1966, las aceleraciones máximas en la superficie alcanzaron 0,5 gramo, pero debido a la brevedad del impacto, no hubo daños significativos en los edificios. Un impacto de baja amplitud que dura un tiempo relativamente largo puede provocar daños graves. La tarea se complica por los efectos mal predichos de la amplificación resonante de las vibraciones sísmicas por los suelos sueltos cerca de la superficie. En la Ciudad de México, ubicada a 300 km del epicentro del sismo de 1985, en algunas partes de la ciudad, la amplificación resonante de oscilaciones con un período de alrededor de 2 s llegó a 75 veces. Esto condujo a la destrucción de edificios de 15 a 25 pisos con períodos de resonancia cercanos. 10.000 personas murieron.

Muy a menudo, las fuentes de los terremotos se concentran en la corteza terrestre a una profundidad de 10 a 30 km. Como regla general, el choque sísmico subterráneo principal está precedido por choques locales: los preliminares. Los choques sísmicos que ocurren después del choque principal se denominan réplicas

4. Predicción de terremotos

Hay muchos presagios de terremotos. Consideremos los más significativos.

Sísmico. Por lo general, la tasa de acumulación de tensión no supera los 10 N/cm² por año, y cuanto mayor sea la magnitud del terremoto y la energía liberada, mayor será el intervalo entre terremotos fuertes. D.I. Mushketov expresó la idea de que las regiones de plegamiento alpino (por ejemplo, para el Cáucaso) se caracterizan por una mayor frecuencia, pero menor intensidad de terremotos que las regiones montañosas jóvenes que surgieron en el sitio de plataformas (por ejemplo, para el Tien Shan ).

Geofísico. Las mediciones precisas de deformaciones e inclinaciones de la superficie terrestre con la ayuda de deformadores indican que antes de un terremoto, la tasa de deformación aumenta considerablemente. En Japón, en promedio, a una distancia de 25 km entre sí, hay sensores para el movimiento de la corteza terrestre. Se trata de columnas de acero inoxidable de 4,5 m de altura con un receptor de sistema de posicionamiento por satélite en la parte superior. Cada 30 s, el receptor determina las coordenadas de ubicación del sensor con un error de unos 2 mm. Los telémetros láser también se utilizan para monitorear los movimientos de la corteza terrestre. satélites de radar InSAR, trabajando en parejas, obtienen mapas de los movimientos de la superficie terrestre en áreas extensas. Equipo similar fue entregado a la ISS el 16 de julio de 2008.

Cualquier cambio en el estado de tensión-deformación de la corteza terrestre afecta la resistencia eléctrica de las rocas, así como los cambios en el campo magnético causado por los minerales magnéticos. Esto implica la existencia de precursores electromagnéticos. A fines de la década de 1960 siglo 20 el rector del Instituto Politécnico de Tomsk A. Vorobyov expresó la idea de que debajo de la Tierra debería haber campos electromagnéticos asociados con procesos en las entrañas de la Tierra. Por ejemplo, en los puntos de contacto de los bloques surge una fuerza de fricción que conduce a la electrificación. Si los bloques adyacentes "se pegan", la fricción se detiene y los campos electromagnéticos desaparecen, pero se acumulan las tensiones mecánicas eliminadas por el terremoto. Las estadísticas muestran que, por lo general, el complejo de bloques se destruye en 8-10 días. El efecto de "calma" es una señal de un terremoto. Pero para mejorar la precisión del pronóstico, se necesita información de una red de estaciones de observación en el área. En el proceso de experimentos, los científicos han descubierto dos mecanismos de electrificación que son importantes en la deformación de la corteza terrestre:

- cuando dos dieléctricos o semiconductores entran en contacto, se produce la difusión de los portadores de carga y se produce una diferencia de potencial de contacto. Y en presencia de un líquido, se forman capas eléctricas dobles en la interfaz sólido-líquido. Cuando estos contactos se rompen, ocurren varios efectos eléctricos;

- dentro de los dieléctricos iónicos (tal es la sustancia de la corteza terrestre), durante la destrucción, el movimiento de cargas (movimiento de dislocaciones cargadas y grietas) ocurre bajo la acción de fuerzas mecánicas, que es equivalente a las corrientes locales. Se llama procesos mecanoeléctricos(MEP).

Las observaciones se llevan a cabo sobre cambios en el potencial eléctrico atmosférico, electrotelúrico (Tierra e ionosfera - las placas de un condensador esférico) y campos geomagnéticos, campo electromagnético pulsado natural. Se encontró que después del final de la perturbación de los campos electromagnéticos naturales y los parámetros ionosféricos (o en la etapa final), pueden ocurrir eventos sísmicos. Pero no hay una correlación completa, porque puede haber otras razones. Por ejemplo, los parámetros de la ionosfera dependen en gran medida del impacto cósmico y del entorno geomagnético. Las condiciones climáticas afectan el potencial eléctrico. Al realizar pronósticos, es necesario tener en cuenta la ubicación de las fuentes de perturbación en el espacio.

MEP están bajo deformación y destrucción de la corteza terrestre en las siguientes áreas: foco sísmico; borde de bloques y fallas; la capa superficial de la corteza terrestre, experimentando deformaciones en la etapa de preparación para un terremoto. (Las capas del subsuelo debido a la alta conductividad eléctrica no causan distorsión de los campos electromagnéticos naturales). Por lo tanto, los MEP se convierten en fuentes de radiación en el rango de radio. Afectan los campos electrotelúricos y geomagnéticos, así como el potencial eléctrico atmosférico. Pero la más efectiva será una fuente de corriente a gran escala (de decenas de kilómetros de tamaño), obtenida a lo largo de los límites de los bloques, donde muchos eurodiputados correrán sincrónicamente. Tal fuente pulsante opera a una frecuencia de 10 a 1000 Hz y es capaz de penetrar en la ionosfera.

Hay una hipótesis de científicos griegos (el grupo de P. Varotsos) sobre el efecto piezocristalino en algunas rocas que se produce antes de un terremoto.

Arroz. 2. Antes de un fuerte terremoto, el ancho de la guía de ondas tierra-ionosfera cambia: su pared superior (ionosfera) cae: 1 – estación transmisora; 2 - la fuente del terremoto; 3 es la región perturbada de la ionosfera; 4 – ionosfera; 5 – estratosfera; 6 – haz de radio de sondeo; 7 - estación receptora

Arroz. 1. Campo electrostático en la ionosfera y el campo de una fuente sísmica en el suelo

ionosférico. Por primera vez, las observaciones instrumentales de los fenómenos electromagnéticos asociados con la preparación de un terremoto fueron realizadas en 1924 por B.A. Chernyavski. Describió la perturbación de la electricidad atmosférica antes del terremoto de Jalal-Abad en Uzbekistán. Antes de los terremotos con una magnitud de más de 5, varias horas antes del choque, a veces se registraron cambios en la fuerza del campo electrostático vertical en la superficie de la Tierra en la región epicentral de varias decenas a 1000 V/m. Cerca de la superficie terrestre, el campo es vertical, mientras que a alturas ionosféricas se despliega paralelo a la tierra. Se forma una zona con un radio de decenas a cientos de kilómetros (Fig. 1). En la ionosfera a una altura de 100 a 120 km, antes de un terremoto, se puede observar la luminiscencia del gas atmosférico. Por lo tanto, la fuente del terremoto afecta inductivamente la parte inferior de la ionosfera. Como resultado de la investigación, se encontró que antes de un fuerte terremoto, el ancho de la guía de ondas tierra-ionosfera cambia: su pared superior (ionosfera) cae (Fig. 2). La información inicial de que el campo electromagnético en la guía de ondas aumenta o se debilita se obtuvo mediante el registro de descargas de rayos que tienen un curso diario regular. Es decir, se forma un área con una concentración aumentada o disminuida de partículas cargadas unas horas antes de un terremoto. El control de la parte inferior de la ionosfera, que es la pared de la guía de ondas, se realizó mediante sondeos oblicuos con ondas con una frecuencia de 10 a 15 kHz. La región perturbada de la ionosfera interrumpió la propagación normal de las ondas de radio. Así, la distorsión de fase de la señal de radio se registró antes del terremoto de Uzbekistán el 10 de septiembre de 1984.

Arroz. 3. Alteraciones en la fase de la señal de radio 1,5 horas antes del terremoto en Rumania ( METRO = 7,2)

GT Nestorov en Bulgaria el 4 de marzo de 1977, 1,5 horas antes del terremoto en Rumania ( METRO= 7.2) se encontró desvanecimiento: fluctuaciones rápidas e incluso desvanecimiento de la señal de radio (Fig. 3). Los cálculos de riesgo sísmico a corto plazo teniendo en cuenta la variabilidad de los parámetros de la guía de ondas tierra-ionosfera mostraron que en un caso de cada cinco el pronóstico era falso, no faltaban terremotos fuertes. En general, siempre ha habido informes de ruidos de tormentas eléctricas en los teléfonos, el olor a ozono durante un terremoto y casos de personas y animales expuestos a la electricidad.

Conclusiones. Antes de un terremoto, aparecen tensiones mecánicas y eléctricas en la corteza terrestre. La región de ionización adicional puede crear una emisión secundaria de radio de banda ancha y efectos de luz, así como distorsionar la propagación de ondas de radio en los rangos de onda larga y ultralarga. Una fuente pulsante en la tierra puede causar una resonancia del circuito oscilatorio Tierra-ionosfera (ν res ~ 10 2 Hz). Esto provocará una oleada de corriente eléctrica alterna en la ionosfera, su calentamiento e ionización adicionales. Como resultado, pueden aparecer nuevas fuentes de ondas de radio. Una señal más confiable de un fuerte terremoto no es una perturbación en la ionosfera inferior, sino un aumento en la frecuencia de estas perturbaciones. La región de las perturbaciones ionosféricas puede cambiar entre 500 y 1000 km, es decir Para aumentar la confiabilidad del pronóstico, es necesario tener en cuenta la saturación de energía del entorno montañoso (energía potencial debido a deformaciones elásticas). Además, algunos de sus efectos pueden estar en niveles más altos de la misma ionosfera.

Como resultado, los científicos han propuesto modelos que relacionan el desarrollo de anomalías en la ionosfera con las emisiones de radón, los cambios en la intensidad del campo eléctrico en la atmósfera y la perturbación de la ionosfera por oscilaciones elásticas de baja frecuencia que se producen durante la preparación de un terremoto. . Es cierto que los cambios enumerados son demasiado pequeños y no se notan en el contexto del "ruido". Desafortunadamente, se revelan solo estadísticamente, ya que representan cambios en las características estadísticas promedio de la ionosfera durante ciertos períodos de tiempo durante la preparación de un terremoto o durante el mismo.

sensibilidad animal(precursores electromagnéticos, infrasonidos). El sistema nervioso tiene la mayor sensibilidad en los organismos vivos. Para el movimiento de la sangre, sus propiedades electromagnéticas son esenciales. En el cuerpo, las cargas (electrones, iones) se mueven continuamente de manera ordenada, lo que determina los procesos de actividad vital de las células. Además, existen órganos que perciben específicamente el mapa geomagnético de la zona, que es necesario para la orientación. Todo esto en conjunto hace posible sentir cambios en los campos electromagnéticos y geomagnéticos en el medio ambiente.

Los científicos han descubierto que el mecanismo de orientación de las aves y algunos animales se basa en un delicado equilibrio de complejas reacciones químicas, cuyo curso cambia bajo la influencia de un campo magnético, aunque muy débil, de unos 50 μT. En general, no está claro qué afecta exactamente a los animales, ya que tanto los animales terrestres (perros, caballos, elefantes, etc.) como los peces (en el mar y en acuarios: bagre pigmeo japonés, etc.) anticipan el peligro. Los bagres son indicadores confiables de tsunamis resultantes de terremotos submarinos. En estos peces (así como en ciprínidos, rayas, truchas y cangrejos de río), se encontró un máximo de sensibilidad eléctrica en el rango de 7 a 8 Hz. (Una persona tiene un ritmo cerebral alfa, pero parece que hemos perdido la capacidad de anticipación).

Hidrodinámica. La compresión de las rocas eleva el nivel freático y, en consecuencia, el nivel del agua en perforaciones y pozos. El período de los géiseres puede cambiar.

Geoquímico. El nivel de radón cambia. De 15 a 20 horas antes del estallido de una roca (en las minas) en la zona de compresión, el nivel de este contenido de gas disminuye. Por otro lado, aumenta de 8 a 9 veces en la zona lejana, donde se produce el estiramiento. El estallido de una roca ocurre después de que ha pasado la concentración máxima de radón. Como regla general, se estudian las concentraciones de radón disuelto en las aguas subterráneas de los pozos que fluyen. Los cambios se sienten 3-4 meses antes del evento sísmico y son especialmente pronunciados 1-2 semanas antes.

La permeabilidad de un macizo rocoso, la presencia de poros conectados y grietas en él depende significativamente de su estado de tensión-deformación. Los cambios dinámicos en la concentración de radón en la capa de suelo cercana a la superficie reflejan este estado.

El radón es radiactivo y es un producto de la desintegración alfa del radio. Estos elementos químicos forman parte de la familia del uranio-238 radiactivo. El radón es el indicador óptimo para varios estudios geológicos. Su concentración en una cordillera suele ser constante, ya que, aunque algunos de los átomos entran en el aire, y otros se desintegran con una vida media de 3,825 días, esta pérdida se compensa constantemente con un nuevo aporte, que depende de la concentración de uranio. y, en consecuencia, el radio en una cadena montañosa determinada. Los chorros de gas, incluido el radón, pueden salir de profundidades de hasta 200 m. No hay problemas con el registro del radón debido a su radiactividad: se registra de forma fiable incluso en pequeñas dosis (30–50 decaimientos por 1 m 3 por 1 s, es decir, 30– 50 Bq / m 3 , lo que corresponde a una concentración de 10 -16% en la mezcla de gases). Para implementar el pronóstico, es necesario crear un sistema de monitoreo sobre toda el área sismogénica. En este caso, la distancia entre las estaciones no debe ser superior a 25 km, y la acumulación de datos debe realizarse durante no más de 24 horas.Además, las partículas cargadas emitidas por el radón radiactivo ionizan las moléculas del aire, generando centros de condensación, y contribuir a la formación de niebla.

A veces, las zonas de fallas geológicas activas se manifiestan en acumulaciones de nubes lineales cuando se observan desde un avión o desde el espacio. Sin embargo, hasta ahora el pronóstico basado en mapas de nubes no ha tenido éxito.

Difusión de gases ligeros desde el interior de la Tierra y el estado de las estructuras formadas en este caso permiten predecir la posibilidad de un fuerte terremoto con una precisión de un día, pero sobre un vasto territorio.

La influencia de la posición relativa de la Luna y el Sol, ya que los flujos y reflujos ocurren en la corteza terrestre.

Conclusión

En las disputas sobre la posibilidad fundamental de predecir terremotos, hasta ahora ningún modelo ha recibido una victoria razonada e inequívoca. Los escenarios de catástrofes que crecen en las profundidades de la Tierra dependen de tantos factores que siempre es difícil un análisis completo. Por lo tanto, la situación es peor con los pronósticos a corto plazo (días, horas), y la confiabilidad de los pronósticos a largo plazo (decenas de años) y mediano plazo (años, meses) es de 0,7 a 0,8, a pesar del seguimiento complejo (no solo registro de oscilaciones de la superficie terrestre, pero también mediciones del nivel, temperatura y composición química del agua en pozos, velocidad de la superficie terrestre, anomalías de los campos gravitatorios y geomagnéticos, seguimiento de fenómenos atmosféricos, ionosféricos y geoeléctricos), hasta el momento ha No ha sido posible obtener un pronóstico sísmico efectivo y económicamente justificado, en el cual las pérdidas prevenidas superen los daños por falsas alarmas.

La tectónica isostática también juega un papel importante, cuando, cuando las montañas son destruidas (por el sol, el viento y el agua), la materia blanda de la astenosfera es "aspirada" para restablecer el equilibrio. Las placas litosféricas flotantes, arrastradas por los flujos de esta sustancia, acercándose a las montañas desde diferentes lados, crean compresiones horizontales. Un ejemplo de isostático es el levantamiento de las cordilleras del Cáucaso y el hundimiento de la zona Indolo-Kuban.

Hay direcciones (canales) de propagación de ondas sísmicas en la corteza terrestre. Además, puede haber terremotos artificiales provocados por movimientos de tierra a gran escala y terremotos distantes, así como explosiones. Para separar las influencias no sísmicas, para aislar la influencia de las fuentes de perturbación (en las capas superficiales de la corteza terrestre, en la atmósfera, en la ionosfera), se necesitan complejos estudios sismológicos, de deformación y electromagnéticos. En este caso, se puede confiar en gran medida en los precursores electromagnéticos de los terremotos, ya que contienen información importante sobre el desarrollo del proceso: la transición del medio de un estado estable a uno inestable, seguido de un terremoto.

Las nuevas tecnologías satelitales permiten rastrear deformaciones de la superficie terrestre, cambios en la temperatura del suelo debido a la liberación de fluidos profundos, cambios en las propiedades de la ionosfera asociadas con la preparación y ejecución de fuertes terremotos.

La perforación durante 2004-2006 puede considerarse un gran avance en la investigación de terremotos. pozo profundo en la falla de San Andreas (EEUU) y la instalación de un observatorio en el mismo, diseñado para 20 años de funcionamiento. Medirá la actividad sísmica, la presión del agua subterránea, la temperatura y las deformaciones directamente en la zona de fuentes de microsismo de la falla. La misma teoría física del proceso sísmico todavía está en proceso de formación. Ahora hay una transición a un modelo de pronóstico probabilístico.

El estudio de varios precursores llevó a las siguientes conclusiones:

- el tiempo de aparición del precursor depende de la magnitud (energía) del futuro terremoto y también aumenta con su aumento;

– el radio de la región de manifestación de los precursores también aumenta al aumentar la magnitud;

– la amplitud de los precursores decae suavemente con la distancia desde el epicentro del futuro terremoto.

A la hora de predecir un terremoto se distinguen tres parámetros: las coordenadas del epicentro, el tiempo y la magnitud (energía). En consecuencia, se deben mostrar los errores de estos valores. La eficacia de los precursores es diferente. En particular, la geoquímica (concentración de gas en el agua subterránea) y la hidrodinámica (temperatura y nivel del agua subterránea) se consideran extremadamente inestables, porque no siempre se corresponden con las características anteriores de los precursores. Por ello, la búsqueda de nuevos precursores no se detiene.

358,214 epicentros de terremotos que ocurrieron en 1963-1998 Se puede ver que delinean bien los límites de las placas tectónicas (Magnitud del terremoto // Wikipedia - la enciclopedia libre. [Recurso electrónico]. URL: http://ru.wikipedia.org)

La magnitud de un terremoto es un valor que caracteriza la energía liberada en forma de ondas sísmicas. La escala original de magnitudes fue propuesta por el sismólogo estadounidense C. Richter en 1935, por lo tanto, en la vida cotidiana, el valor de la magnitud se denomina erróneamente escala de Richter. Según Richter, la fuerza de un terremoto (en su epicentro) ML evaluado como el logaritmo decimal del desplazamiento A(en micrómetros) las agujas de un sismógrafo estándar Wood-Anderson ubicado a una distancia de no más de 600 km del epicentro: ML= registro A + F, Dónde F es una función de corrección calculada a partir de la tabla y en función de la distancia al epicentro. La energía de un terremoto es aproximadamente proporcional a A 3/2, es decir, un aumento de la magnitud de 1,0 corresponde a un aumento de la amplitud de las oscilaciones por un factor de 10 y un aumento de la energía de aproximadamente 32 veces. La magnitud es una cantidad adimensional, no se expresa en puntos. Es correcto decir: “un terremoto de magnitud 6.0” (y no “un terremoto de magnitud 6”) o: “un terremoto de magnitud 5 en la escala de Richter”, y no “un terremoto de magnitud 6 en la escala de Richter (ibíd.)

El 13 de enero de 2010 se produjeron una serie de sismos en Haití, la magnitud del más fuerte se estima en 7 en la escala de Richter. (Tenga en cuenta que el propio Richter, debido a la "debilidad" de sus instrumentos, pudo registrar una magnitud máxima de 6,8). Placas litosféricas de América del Norte. La fuente del terremoto se encontraba a una profundidad de solo 10 km al suroeste de la isla. La estructura tectónica del Caribe aquí se desliza lateralmente sobre la Placa de América del Norte. Y el deslizamiento ocurrió justo debajo de la ciudad de Port-au-Prince. Se observaron más de 80 réplicas después del terremoto principal (URL: http://www.izvestia.ru).

Expertos, con base en observaciones desde el espacio, hablan sobre la posibilidad de un nuevo terremoto en las islas del Caribe. Las imágenes de satélite muestran que la placa del Caribe se mueve lentamente hacia el este a una velocidad de unos 2 cm por año y se desliza cada vez más sobre la placa del Atlántico. Este movimiento crea una tremenda energía. La mitad de esta energía se ha escapado a Haití y la otra mitad está esperando su turno. Los científicos temen que si atraviesa una falla submarina, un terremoto podría desencadenar un tsunami catastrófico. En la "zona roja" rusa de riesgos sísmicos se encuentran el Lejano Oriente, la región de Baikal, Altai y Daguestán. Las Kuriles son motivo de gran preocupación para los sismólogos. Sin embargo, según las previsiones de los científicos, aquí no deberían ocurrir terremotos catastróficos en los próximos seis meses (URL: http://www.internovosti.ru). - ed.

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David Tuchashvili ha estado investigando desde el 7mo grado. Ganador permanente de los concursos republicanos "Paso hacia el futuro", "Paso hacia la ciencia". Ganador del diploma de los concursos de toda Rusia "Tesoro Nacional de Rusia" en 2008 y 2009. En la Exposición de toda Rusia de creatividad científica y técnica de la juventud (Centro de exposiciones de toda Rusia, Moscú) en 2009, recibió la medalla "Por logros en creatividad científica y técnica". Su obra se menciona en la reseña de la revista "Radio" No. 8/2009. En el concurso internacional "Kolmogorov Readings" en 2009, obtuvo el tercer lugar. Estuvo entre los candidatos a la concesión del Premio en el marco del proyecto nacional. Tiene publicaciones (ciencia, literatura). Dibuja - hace gráficos. Ama la geografía. Participante del Breakthrough Winners Forum (Moscú, 2009).

En la foto: David en su stand "Earthquakes" en el All-Union Exhibition Center (Moscú, NTTM, junio de 2009). Presentó un modelo de su dispositivo capaz de registrar vibraciones y fijar las manifestaciones de los precursores de terremotos electromagnéticos. Para mejorar la fiabilidad del pronóstico, explora la posibilidad de procesamiento complejo de señales de sensores de vibración, campo magnético, etc.

David Tuchashvili ahora está en el grado 11, pero comenzó a trabajar en este tema junto con Valery Dryaev en el grado 7 (Radchenko T.I. Student project // Physics-PS. 2007. No. 4.). Publicamos un fragmento de este trabajo conjunto. - ed.

Hay reportes de muertes. Se ha emitido una alerta de tsunami para gran parte de la región del Pacífico. ¿Es posible evitar víctimas humanas en este tipo de desastres naturales? Las preguntas de Radio Liberty son respondidas por el director del laboratorio de tsunamis del Instituto de Oceanología de la Academia Rusa de Ciencias. PP Shirshova:

- El tsunami actual es quizás uno de los más fuertes en el Pacífico en los últimos 30-40 años. En Japón, la ola alcanzó los 10 metros, esto es lo que se sabe con certeza. Pero puede haber habido más. En las Kuriles, la población fue evacuada, más de 11 mil personas fueron evacuadas.

– ¿Hay alguna forma de minimizar las consecuencias de un desastre natural de este tipo?

- Sí. Poco antes del tsunami de hoy, hace un par de meses, se instaló una estación de aguas profundas en algún lugar frente a la isla Iturup. Y ahora funcionó, ahora estoy mirando estos registros. Con base en estos registros y otros registros estadounidenses, el Servicio de Tsunami de Sakhalin pudo desarrollar rápidamente un pronóstico de tsunami, y la población fue evacuada a tiempo. En Japón, por supuesto, esto es más difícil de hacer, porque allí el tiempo de viaje de las olas es muy corto. Para los habitantes de Honshu, todo es, por supuesto, más trágico.

¿A qué velocidad suele acercarse un tsunami?

- En mar abierto, va a gran velocidad, unos 800 km / h, es decir, a la velocidad de un avión. Creo que habrá destrucción. Realmente espero que los barcos hayan salido de los puertos a tiempo y hayan salido al mar abierto ... En primer lugar, uno debe tener cuidado con Shikotan, Yuzhno-Kurilsk, Kunashir. En general, el peligro principal, en primer lugar, amenaza las instalaciones portuarias y los barcos.

- ¿Hasta qué punto está preparada la costa japonesa para este tipo de desastres naturales? Japón sigue siendo famoso por sus altas tecnologías, su industria altamente desarrollada... El servicio sismográfico, obviamente, ¿está muy bien establecido en este país?

- Los japoneses están muy bien preparados. Pero cuando se trata de un tiempo de ejecución de onda tan corto, solo de 5 a 10 minutos... Durante este tiempo, ningún servicio puede llevar a las personas lejos. Es practicamente imposible. Solemos permitir 15-20 minutos para la evacuación de la población. Existen tales estándares, y no siempre es posible cumplirlos.

– ¿Qué tan probable es la recurrencia de los temblores?

- Los temblores, por supuesto, se repetirán en esta área durante al menos otros seis meses e incluso un año. Otra cosa es si alcanzarán tal fuerza como para causar tales olas y destrucción. En principio, los choques deben debilitarse, amortiguarse, si se produce una ruptura fuerte. Se ha producido una grieta en Japón, y continúa moviéndose durante algún tiempo.

Por cierto, el terremoto y el tsunami actuales están marcados por un evento tan poco frecuente como un terremoto (un choque sísmico que precede al choque sísmico principal de un terremoto). RS). En mi opinión, el 9 de marzo se registró en la misma zona un ligero terremoto y un tsunami muy pequeño, de medio metro aproximadamente.

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Los terremotos a veces alcanzan una fuerza violenta y todavía no es posible predecir cuándo y dónde ocurrirán. Con tanta frecuencia hacían que una persona se sintiera impotente que constantemente tenía miedo de los terremotos. En muchos países, la leyenda popular los conecta con un alboroto de monstruos gigantes que sostienen la Tierra sobre ellos.

Las primeras ideas sistemáticas y místicas sobre los terremotos surgieron en Grecia. Sus habitantes a menudo fueron testigos de erupciones volcánicas en el Mar Egeo y sufrieron terremotos que ocurrieron en las costas del Mar Mediterráneo y en ocasiones fueron acompañados por "maremotos" (tsunamis). Muchos filósofos griegos antiguos ofrecieron explicaciones físicas para estos fenómenos naturales. Por ejemplo, Strabo notó que los terremotos ocurren con más frecuencia en la costa que lejos del mar. Él, como Aristóteles, creía que los terremotos son causados ​​por los vientos subterráneos más fuertes que encienden sustancias combustibles.

A principios de nuestro siglo, se crearon estaciones sísmicas en muchos lugares del globo. Los sismógrafos sensibles están trabajando constantemente en ellos, que registran ondas sísmicas débiles que ocurren durante terremotos distantes. Por ejemplo, el terremoto de San Francisco de 1906 fue claramente registrado por docenas de estaciones en varios países fuera de los Estados Unidos, incluidos Japón, Italia y Alemania.

La importancia de esta red mundial de sismógrafos fue que la documentación de los terremotos ya no se limitaba a informes de sensaciones subjetivas y efectos observados visualmente. Se desarrolló un programa de cooperación internacional, que incluyó el intercambio de registros sísmicos, lo que ayudaría a determinar con precisión la ubicación de las fuentes. Por primera vez surgieron estadísticas del tiempo de ocurrencia de los sismos y su distribución geográfica.

La palabra "tsunami" proviene del idioma japonés y significa "ola gigante en el puerto". Los tsunamis ocurren en la superficie del océano como resultado de la erupción de volcanes submarinos o terremotos. Las masas de agua comienzan a balancearse y poco a poco llegan a un movimiento lento, pero portador de una enorme energía, que se esparce desde el centro en todas direcciones. Longitud de onda, es decir la distancia de una montaña de agua a otra es de 150 a 600 km. Siempre que las ondas sísmicas tengan una gran profundidad debajo de ellas, su altura no supera el metro y son bastante inofensivas. El monstruoso poder del tsunami se encuentra solo frente a la costa. Allí las olas aminoran su movimiento, el agua sube a alturas increíbles; cuanto más empinada es la costa, más altas son las olas. Al igual que con un fuerte reflujo, el agua primero se aleja de la orilla, dejando al descubierto el fondo por millas. Luego vuelve a subir en cuestión de minutos. La altura de las olas puede alcanzar los 60 metros, y se precipitan hacia la costa a una velocidad de 90 km/h, arrasando con todo a su paso.

En el futuro, la capacidad de determinar con la misma precisión la ubicación de terremotos de fuerza moderada en cualquier región de la superficie terrestre ha aumentado considerablemente como resultado de la creación - por iniciativa de los Estados Unidos - de un complejo de medición llamado Red Mundial de Estaciones Sísmicas Normalizadas (WWWSSN - Red Mundial de Sismógrafos Normalizados).

La intensidad de un terremoto - en la superficie de la tierra se mide en puntos. En nuestro país, se ha adoptado la escala internacional M8K-64 (escala Medvedev, Sponheuter, Karnik), según la cual los terremotos se dividen en 12 puntos según la fuerza de los choques en la superficie terrestre. Convencionalmente, se pueden dividir en débiles (1-4 puntos), fuertes (5-8 puntos) y los más fuertes o destructivos (8 puntos y más).

En un terremoto de magnitud 3, pocas personas notan las vibraciones y solo en interiores; con una puntuación de 5 puntos, los objetos colgantes se balancean y todos en la habitación notan temblores; con un punto 6: hay daños en los edificios; con una puntuación de 8 puntos, aparecen grietas en las paredes de los edificios, cornisas y derrumbes de tuberías; Un terremoto de 10 puntos va acompañado de la destrucción general de edificios y la perturbación de la superficie terrestre. Dependiendo de la fuerza de los temblores, pueblos y ciudades enteras pueden ser destruidas.

1.2 Profundidad de las fuentes sísmicas

Un terremoto es sólo una sacudida del suelo. Las ondas que provocan un terremoto se denominan ondas sísmicas; Al igual que las ondas de sonido que irradia el gong cuando se golpea, las ondas sísmicas también se irradian desde alguna fuente de energía en algún lugar de las capas superiores de la tierra. Si bien la fuente de los terremotos naturales ocupa un cierto volumen de rocas, muchas veces es conveniente definirlo como el punto desde el cual radian las ondas sísmicas. Este punto se llama el foco del terremoto. Durante los terremotos naturales, por supuesto, se encuentra a cierta profundidad por debajo de la superficie terrestre. En los terremotos artificiales, como las explosiones nucleares subterráneas, el foco está cerca de la superficie. El punto en la superficie de la tierra directamente sobre el foco de un terremoto se llama el epicentro del terremoto.

¿Qué profundidad tienen los hipocentros de los terremotos en el cuerpo de la Tierra? Uno de los primeros descubrimientos sorprendentes que hicieron los sismólogos fue que, aunque muchos terremotos ocurren a poca profundidad, en algunas áreas tienen cientos de kilómetros de profundidad. Tales áreas incluyen los Andes sudamericanos, las islas de Tonga, Samoa, las Nuevas Hébridas, el Mar de Japón, Indonesia, las Antillas en el Caribe; en todas estas áreas hay fosas oceánicas profundas. En promedio, la frecuencia de los terremotos aquí disminuye bruscamente a profundidades de más de 200 km, pero algunos focos incluso alcanzan profundidades de 700 km. Los terremotos que ocurren a profundidades entre 70 y 300 km se clasifican arbitrariamente como intermedios, mientras que los que ocurren a profundidades aún mayores se denominan de foco profundo. Los terremotos de foco intermedio y profundo también ocurren lejos de la región del Pacífico: en el Hindu Kush, Rumania, el Mar Egeo y bajo el territorio de España.

Los choques superficiales son aquellos cuyos centros están ubicados directamente debajo de la superficie terrestre. Son los terremotos de foco pequeño los que causan la mayor destrucción, y en la cantidad total de energía liberada en todo el mundo durante los terremotos, su contribución es 3/4. En California, por ejemplo, todos los terremotos conocidos hasta ahora han sido de foco pequeño.

En la mayoría de los casos, después de sismos moderados o fuertes de foco pequeño en la misma zona, se observan numerosos sismos de menor intensidad durante varias horas o incluso varios meses. Se llaman réplicas, y su número durante un terremoto realmente grande a veces es extremadamente grande.

Algunos terremotos están precedidos por sacudidas preliminares de la misma área de origen: sacudidas preliminares; se supone que pueden usarse para predecir el sismo principal.

1.3 Tipos de terremotos

No hace mucho tiempo, se creía ampliamente que las causas de los terremotos estarían ocultas en la oscuridad, ya que ocurren a profundidades demasiado alejadas del alcance de la observación humana.

Hoy podemos explicar la naturaleza de los terremotos y la mayoría de sus propiedades visibles desde el punto de vista de la teoría física. Según los puntos de vista modernos, los terremotos reflejan el proceso de constante transformación geológica de nuestro planeta. Considere ahora la teoría aceptada del origen de los terremotos en nuestro tiempo y cómo nos ayuda a comprender mejor su naturaleza e incluso a predecirlos.

El primer paso hacia la percepción de nuevas vistas es reconocer la estrecha relación en la ubicación de aquellas áreas del globo que son más propensas a terremotos y regiones geológicamente nuevas y activas de la Tierra. La mayoría de los terremotos ocurren en los márgenes de las placas: por lo tanto, concluimos que las mismas fuerzas geológicas o tectónicas globales que crean montañas, valles de grietas, dorsales oceánicas y fosas marinas profundas también son la causa principal de los terremotos más fuertes. La naturaleza de estas fuerzas globales actualmente no está del todo clara, pero no hay duda de que su aparición se debe a las heterogeneidades de temperatura en el cuerpo de la Tierra - heterogeneidades que surgen debido a la pérdida de calor por radiación en el espacio circundante, por un lado por un lado, y por la adición de calor procedente de la desintegración de elementos radiactivos, contenidos en las rocas, por otro.

Es útil introducir la clasificación de los terremotos según el método de su formación. Los terremotos tectónicos son los más comunes. Se producen cuando se produce una ruptura en las rocas bajo la acción de determinadas fuerzas geológicas. Los terremotos tectónicos son de gran importancia científica para comprender el interior de la Tierra y de gran importancia práctica para la sociedad humana, ya que son el fenómeno natural más peligroso.

Sin embargo, los terremotos también ocurren por otras razones. Temblores de otro tipo acompañan a las erupciones volcánicas. Y en nuestro tiempo, mucha gente todavía cree que los terremotos se deben principalmente a la actividad volcánica. Esta idea se remonta a los antiguos filósofos griegos, quienes llamaron la atención sobre la ocurrencia generalizada de terremotos y volcanes en muchas áreas del Mediterráneo. Hoy también distinguimos los terremotos volcánicos - aquellos que ocurren en combinación con la actividad volcánica, pero considera que tanto las erupciones volcánicas como los terremotos son el resultado de fuerzas tectónicas que actúan sobre las rocas, y no necesariamente ocurren juntos.

La tercera categoría está formada por terremotos de deslizamiento de tierra. Estos son pequeños sismos que ocurren en áreas donde hay vacíos subterráneos y labores mineras. La causa inmediata de las vibraciones del suelo es el colapso del techo de la mina o cueva. Una variación de este fenómeno que se observa con frecuencia son los llamados "protuberancias rocosas". Ocurren cuando las tensiones que surgen alrededor de una mina en funcionamiento hacen que grandes masas de rocas se separen abruptamente, con una explosión, de su cara, excitando ondas sísmicas. Se han observado estallidos de rocas, por ejemplo, en Canadá; son especialmente frecuentes en Sudáfrica.

De gran interés es la variedad de terremotos por derrumbes que a veces ocurren durante el desarrollo de grandes derrumbes. Por ejemplo, un deslizamiento de tierra gigante el 25 de abril de 1974 en el río Mantaro en Perú generó ondas sísmicas equivalentes a un terremoto moderado.

El último tipo de terremotos son terremotos explosivos artificiales hechos por el hombre que ocurren durante explosiones convencionales o nucleares. Las explosiones nucleares subterráneas, llevadas a cabo durante las últimas décadas en varios sitios de prueba en diferentes partes del mundo, han causado terremotos bastante importantes. Cuando un dispositivo nuclear explota en un pozo subterráneo profundo, se libera una gran cantidad de energía nuclear. En millonésimas de segundo, la presión allí salta a valores miles de veces superiores a la presión atmosférica, y la temperatura aumenta en este lugar en millones de grados. Las rocas circundantes se evaporan, formando una cavidad esférica de muchos metros de diámetro. La cavidad crece mientras la roca hirviendo se evapora de su superficie, y las rocas alrededor de la cavidad son perforadas por pequeñas grietas bajo la acción de la onda de choque.

Fuera de esta zona fracturada, que a veces se mide en cientos de metros, la compresión de las rocas hace que las ondas sísmicas se propaguen en todas las direcciones. Cuando la primera onda de compresión sísmica llega a la superficie, el suelo se dobla hacia arriba y, si la energía de la onda es lo suficientemente alta, la superficie y el lecho rocoso pueden ser expulsados ​​al aire en forma de embudo. Si el pozo es profundo, entonces la superficie solo se agrietará levemente y la roca se elevará por un momento, solo para luego colapsar nuevamente sobre las capas subyacentes.

Algunas explosiones nucleares subterráneas fueron tan fuertes que las ondas sísmicas que se propagaron a partir de ellas atravesaron el interior de la Tierra y se registraron en estaciones sísmicas distantes con una amplitud equivalente a terremotos con una magnitud de 7 en la escala de Richter. En algunos casos, estas olas han sacudido edificios en ciudades periféricas.

1.4 Señales de un próximo terremoto

En primer lugar, los sismólogos están particularmente interesados ​​en predecir los cambios en la velocidad de las ondas sísmicas longitudinales, ya que las estaciones sismológicas están especialmente diseñadas para marcar con precisión el tiempo de llegada de las ondas.

El segundo de los parámetros que se puede utilizar para el pronóstico es el cambio en el nivel de la superficie terrestre, por ejemplo, la pendiente de la superficie del suelo en regiones sísmicas.

El tercer parámetro es la liberación de gas radón inerte a la atmósfera a lo largo de zonas de fallas activas, especialmente de pozos profundos.

El cuarto parámetro que llama mucho la atención es la conductividad eléctrica de las rocas en la zona de preparación para terremotos. A partir de experimentos de laboratorio realizados en muestras de rocas, se sabe que la resistencia eléctrica de una roca saturada de agua, como el granito, cambia drásticamente antes de que la roca comience a colapsar bajo alta presión.

El quinto parámetro son las variaciones en el nivel de actividad sísmica. Hay más información sobre esta dimensión que sobre las otras cuatro, pero los resultados obtenidos hasta el momento no permiten extraer conclusiones definitivas. Se registran fuertes cambios en el fondo normal de la actividad sísmica; por lo general, se trata de un aumento en la frecuencia de terremotos débiles.

Veamos estas cinco etapas. La primera etapa consiste en la lenta acumulación de deformación elástica por acción de las principales fuerzas tectónicas. Durante este período, todos los parámetros sísmicos se caracterizan por valores normales. En la segunda etapa, se desarrollan grietas en las rocas de la corteza de las zonas de falla, lo que conduce a un aumento general del volumen, a la dilatación. Cuando se abren grietas, la velocidad de las ondas longitudinales que pasan a través de un área tan inflada cae, mientras que la superficie diurna se eleva, se libera gas radón, la resistencia eléctrica disminuye, la frecuencia de los micro-terremotos observados en esta área puede cambiar. En la tercera etapa, el agua se difunde desde las rocas circundantes hacia los poros y microfisuras, lo que crea condiciones de inestabilidad. A medida que las grietas se llenan de agua, la velocidad de las ondas P que pasan a través de la región dada comienza a aumentar nuevamente, el levantamiento de la superficie del suelo se detiene, la liberación de radón de las grietas recientes se desvanece y la resistencia eléctrica continúa disminuyendo. La cuarta etapa corresponde al momento del propio sismo, luego de lo cual se inicia inmediatamente la quinta etapa, cuando se producen numerosas réplicas en la zona.

Los terremotos son temblores y vibraciones de la superficie terrestre.

La mayor parte de Rusia no está amenazada por terremotos destructivos: ocurren principalmente en áreas montañosas donde la corteza terrestre es más móvil e inestable, ya que las cadenas montañosas son formaciones jóvenes, por lo tanto, la construcción antisísmica es de gran importancia en tales áreas.

La destrucción de edificios y estructuras es causada tanto por las vibraciones del suelo como por

Las vibraciones resultantes se propagan en la Tierra y, a través de las bases, se transmiten a las estructuras. destructivo ymaremotos gigantes (tsunamis) generados por desplazamientos sísmicos en el lecho marino.Las consecuencias de los terremotos también son peligrosas: pánico, incendios, interrupción de las comunicaciones de transporte.

Cada año en la Tierra se producen hasta cien mil terremotos registrados por instrumentos; de estos, la gente siente alrededor de diez mil, con alrededor de cien terremotos que conducen a grandes terremotos y, en promedio, un terremoto por año es catastrófico.

Un ejemplo de su posible poder destructivo es el terremoto ocurrido en Japón el 1 de septiembre de 1923. El sismo cubrió un área de unos 56 mil km². EN durante unos segundos fueronTokio, Yokohama, Yokosuka y otras 8 ciudades más pequeñas fueron destruidas casi por completo. En Tokio, más de 300 000 edificios (de un millón) fueron destruidos solo por el fuego; en Yokohama, 11 000 edificios fueron destruidos por los temblores y otros 59 000 se quemaron. Otras 11 ciudades se vieron menos gravemente afectadas.De los 675 puentes, 360 fueron destruidos por el fuego. Tokio perdió todos los edificios de piedra, solo sobrevivió el Hotel Imperial, erigido el año anterior por el famoso Frank Lloyd Wright. Este hotel fue el primer edificio de piedra resistente a los terremotos de Japón.El número oficial de muertos es de 174.000, con otros 542.000 desaparecidos y más de un millón sin hogar. El número total de víctimas fue de unos 4 millones.Los daños materiales que sufrió Japón por el terremoto de Kanto se estiman en 4.500 millones de dólares, lo que en ese momento era dos del presupuesto anual del país.

Según la clasificación científica, según la profundidad de ocurrencia, los terremotos se dividen en 3 grupos: "normal" - 33 - 70 km, "intermedio" - hasta 300 km, "foco profundo" - más de 300 km.

El último grupo incluye el terremoto que ocurrió el 24 de mayo de 2013 en el Mar de Ojotsk, luego las ondas sísmicas alcanzaron muchas partes de Rusia, incluida Moscú. La profundidad de este terremoto alcanzó los 600 km.

CAUSAS DEL TERREMOTO

Una de las causas de los terremotos es el rápido desplazamiento de una sección de la litosfera (placas litosféricas) en su conjunto en el momento de la relajación (descarga) de la deformación elástica de las rocas estresadas en la fuente del terremoto.

La mayoría de los terremotos ocurren cerca de la superficie de la Tierra.

Durante un terremoto, como resultado del movimiento de las partículas de roca, surgen ondas elásticas, llamadas ondas sísmicas. Se propagan en las capas superficiales de la Tierra con gran velocidad: longitudinal - de 5 a 8 km/s, transversal - de 3 a 5 km/s.

El deslizamiento de rocas a lo largo de la falla se previene inicialmente por la fricción. Como consecuencia, la energía que provoca el movimiento se acumula en forma de tensiones elásticas en las rocas. Cuando la tensión alcanza un punto crítico que supera la fuerza de fricción, se produce una ruptura brusca de las rocas con su desplazamiento mutuo; la energía acumulada, al ser liberada, provoca vibraciones ondulatorias en la superficie terrestre: terremotos.

Los terremotos también pueden ocurrir cuando las rocas se aplastan en pliegues, cuando la magnitud de la tensión elástica excede la resistencia máxima de las rocas y se parten formando una falla.

Las ondas sísmicas generadas por los terremotos se propagan en todas las direcciones desde la fuente como ondas sonoras. El punto en el que comienza el movimiento de las rocas se denomina foco, foco o hipocentro, y el punto de la superficie terrestre por encima del foco se denomina epicentro del terremoto. Las ondas de choque se propagan en todas las direcciones desde la fuente, a medida que se alejan de ella, su intensidad disminuye.

Las ondas sísmicas se dividen en ondas de compresión y ondas de corte.

Las ondas de compresión, u ondas sísmicas longitudinales, hacen que las partículas de roca a través de las cuales pasan vibren en la dirección de propagación de la onda, causando alternancia de compresión y rarefacción en las rocas. La velocidad de propagación de las ondas de compresión es 1,7 veces mayor que la velocidad de las ondas de corte, por lo que son las primeras que registran las estaciones sísmicas. Las ondas de compresión también se denominan primarias (ondas P). La velocidad de la onda P es igual a la velocidad del sonido en la roca correspondiente. A frecuencias de ondas P superiores a 15 Hz, estas ondas pueden ser percibidas por el oído como un estruendo y rugido subterráneo.

Las ondas transversales, u ondas sísmicas transversales, hacen que las partículas de roca oscilen perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda. Las ondas de corte también se denominan secundarias (ondas S).

Hay un tercer tipo de ondas elásticas: ondas largas o superficiales (ondas L). Son los que más destrucción causan.

Las velocidades de las ondas sísmicas pueden alcanzar los 8 km/s.

La fuerza de un terremoto experimentado por una estructura depende de la distancia y la profundidad del foco, de la geología del área y de la hidrogeología del sitio de construcción.

IMPACTOS DE LAS ONDAS SÍSMICAS EN LAS ESTRUCTURAS

Las consecuencias de los terremotos dependen de la rigidez espacial, el tamaño, la forma y el peso de los edificios, así como del número y naturaleza de los choques. Los más peligrosos para los edificios son los componentes horizontales de las vibraciones del suelo, ya que durante un terremoto los edificios actúan como una barra o placa vertical en voladizo en el suelo. Las cargas sísmicas verticales que surgen en el área del epicentro son más peligrosas para las estructuras horizontales: techos, cornisas, etc.

El grado de destrucción de edificios y estructuras en una región sísmica puede ser diferente debido a los diferentes tipos estructurales de estructuras, la diferente calidad de los materiales de construcción(por ejemplo, pagPara la misma intensidad de un sismo, algunos edificios pueden sufrir más daño que otros si tienen mala adherencia de piedra a mortero), detalles de la producción de obrasy la naturaleza de los cimientos (por ejemplo, sobre cimientos débiles siempre es mayor la destrucción que sobre cimientos fuertes).

EVALUACIÓN Y MEDICIÓN DE LA FUERZA E IMPACTOS DE LOS TERREMOTOS

Los terremotos se evalúan y comparan utilizando una escala de magnitud (por ejemplo, la escala de Richter) y varias escalas de intensidad.

La escala de magnitud distingue los terremotos por magnitud, que es una característica de energía relativa de un terremoto. Existen varias magnitudes y, en consecuencia, escalas de magnitud: magnitud local (ML); magnitud determinada a partir de ondas superficiales (Ms); magnitud determinada a partir de ondas de cuerpo (mb); magnitud del momento (Mw).La escala más popular para evaluar la energía sísmica es la escala local de magnitud de Richter. En esta escala, un aumento en la magnitud de uno corresponde a un aumento de 32 veces en la energía sísmica liberada.

Intensidad del terremoto(no se puede estimar por magnitud) se estima por los daños que causan en zonas pobladas.

La intensidad es una característica cualitativa de un terremoto e indica la naturaleza y la escala del impacto de un terremoto en la superficie de la tierra, en las personas, los animales, así como en las estructuras naturales y artificiales en el área del terremoto. En el mundo se utilizan varias escalas de intensidad: en Europa, la escala macrosísmica europea (EMS), en Japón, la escala de la Agencia Meteorológica de Japón (Shindo), en EE. UU. y Rusia, la escala Mercalli modificada (MM):

1 punto (imperceptible) - notado solo por dispositivos especiales

2 puntos (muy débil): solo lo sienten mascotas muy sensibles y algunas personas en los pisos superiores de los edificios

3 puntos (débil): se siente solo dentro de algunos edificios, como una conmoción cerebral de un camión

4 puntos (moderado): muchas personas notan el terremoto; es posible el balanceo de ventanas y puertas;

5 puntos (bastante fuerte): objetos colgantes que se balancean, pisos que crujen, traqueteo de ventanas, desprendimiento de cal;

6 puntos (fuerte) - daños leves en edificios: grietas finas en yeso, grietas en estufas, etc.;

7 puntos (muy fuerte) - daños significativos a los edificios; grietas en el yeso y desprendimiento de piezas individuales, grietas finas en las paredes, daños en las chimeneas; grietas en suelos húmedos;

8 puntos (destructivo) - destrucción en edificios: grandes grietas en las paredes, caída de cornisas, chimeneas. Deslizamientos y grietas de hasta varios centímetros de ancho en laderas de montañas;

9 puntos (devastador) - derrumbes en algunos edificios, derrumbe de paredes, tabiques, techos. Derrumbes, desprendimientos y derrumbes en la montaña. La velocidad de propagación de grietas puede alcanzar los 2 cm/s;

10 puntos (destructivo) - se derrumba en muchos edificios; el resto están seriamente dañados. Grietas en el suelo de hasta 1 m de ancho, derrumbes, deslizamientos. Debido a los bloqueos de los valles de los ríos, surgen lagos;

11 puntos (catástrofe) - numerosas grietas en la superficie de la Tierra, grandes deslizamientos de tierra en las montañas. Destrucción general de edificios;

12 puntos (catástrofe grave): un cambio en el relieve a gran escala. Grandes derrumbes y deslizamientos de tierra. Destrucción general de edificios y estructuras.

Los terremotos de magnitud 6 o menos no causan daños peligrosos, pero los terremotos de magnitud 10 o más son tan destructivos que no pueden ser contrarrestados por los métodos convencionales de fortalecimiento sísmico y, por lo tanto, la construcción generalmente no se lleva a cabo en áreas donde tales terremotos son probables. En consecuencia, los edificios pueden protegerse de terremotos de magnitud 7-9. En áreas con una sismicidad de 9 puntos, la construcción de estructuras de primera categoría se acompaña de medidas antisísmicas adicionales.

No sin el uso de materiales del libro de M. Boyko "Diagnóstico de daños y métodos para restaurar el rendimiento de los edificios" y wikipedia.org

Terremoto- Son impulsos bruscos que sacuden partes de la superficie terrestre. Estos temblores pueden ser causados ​​por diversas causas, lo que nos permite dividir los sismos en los siguientes grupos principales según su origen:

• tectónico, debido a la liberación de energía resultante de las deformaciones de los macizos rocosos;
• volcánico, asociado al movimiento de magma, explosión y colapso de aparatos volcánicos;
• denudación asociada a procesos superficiales (grandes deslizamientos, colapso de las bóvedas de cavidades kársticas);
• hechos por el hombre, asociados con actividades humanas (producción de petróleo y gas, explosiones nucleares, etc.).

Los más frecuentes y poderosos son los terremotos de origen tectónico. Las tensiones causadas por las fuerzas tectónicas se acumulan con el tiempo. Luego, cuando se supera la resistencia a la tracción, se produce una ruptura de las rocas, acompañada de la liberación de energía y deformación en forma de vibraciones elásticas (ondas sísmicas). El área dentro de la Tierra donde se forman las fallas y ocurren las ondas sísmicas se llama foco de terremoto; La fuente es el área de origen de un terremoto. Como regla general, el choque sísmico principal está precedido por puntos preliminares más débiles: estremecimientos (Inglés "adelante" - al frente + "shock" - golpe, empuje) asociado con el inicio de la formación de fallas. Luego viene el choque sísmico principal y las réplicas que le siguen. Réplicas son los temblores que siguen al sismo principal desde la misma área de origen. El número de réplicas y la duración de su ocurrencia aumenta con un aumento en la energía de un terremoto, una disminución en la profundidad de su fuente y puede llegar a varios miles. Su formación está asociada a la aparición de nuevas fallas en la fuente. Por lo tanto, un terremoto generalmente se manifiesta como un grupo de sacudidas sísmicas, que consta de sacudidas preliminares, la sacudida principal (el terremoto más fuerte del grupo) y réplicas. La fuerza de un terremoto está determinada por el volumen de su foco: cuanto mayor sea el volumen del foco, más fuerte será el terremoto.

El centro de un terremoto se llama hipocentro, o enfocar temblores. Su volumen se puede delinear por la ubicación de los hipocentros de las réplicas. La proyección del hipocentro sobre la superficie se llama epicentro temblores. Cerca del epicentro, las oscilaciones de la superficie terrestre y la destrucción asociada a ellas se manifiestan con la mayor fuerza. La zona donde el sismo se manifestó con máxima fuerza se llama región pleistoseísta. A medida que te alejas del epicentro, la intensidad del terremoto y el grado de destrucción asociado con él disminuyen. Las líneas condicionales que conectan territorios con la misma intensidad sísmica se denominan isosístas. Debido a la diferente densidad y tipo de suelos, los isoseísmos divergen de la fuente del terremoto en forma de elipses o líneas curvas.

Según la profundidad de los hipocentros, los terremotos se dividen en foco superficial (0-70 km desde la superficie), foco medio (70-300 km) y foco profundo (300-700 km). La parte base de los terremotos se origina en las fuentes a una profundidad de 10-30 km, es decir se refiere a un foco pequeño.

Registro y medición de intensidad sísmica

Cada año, se registran varios cientos de miles de terremotos en la Tierra, algunos de ellos son destructivos, otros no los sienten las personas en absoluto. La intensidad de los terremotos se puede estimar desde dos posiciones: 1) el efecto externo de un terremoto y 2) midiendo el parámetro físico de un terremoto - magnitud.

La definición del efecto externo de un terremoto se basa en determinar su intensidad, que es una medida de la magnitud del movimiento del suelo. Está determinado por el grado de destrucción de los edificios, la naturaleza del cambio en la superficie terrestre y las sensaciones que experimentan las personas durante los terremotos. La intensidad de los terremotos se mide en puntos.

Se han desarrollado varias escalas para determinar la intensidad de los terremotos. El primero de ellos fue propuesto en 1883-1884. M. Rossi y F. Forel, la intensidad de acuerdo con esta escala se midió en el rango de 1 a 10 puntos. Más tarde, en 1902, se desarrolló en los Estados Unidos una escala más avanzada de 12 puntos, que se denominó escala Mercalli (en honor al vulcanólogo italiano). Esta escala, algo modificada, es actualmente ampliamente utilizada por sismólogos en los Estados Unidos y otros países. En nuestro país y algunos países europeos se utiliza una escala internacional de intensidad sísmica de 12 puntos (MSK-64), que lleva el nombre de las primeras letras de sus autores (Medvedev-Schionheuer-Karnik).

Escala MSK-64 (con simplificaciones)

Puntos	Criterios
UN PUNTO	Las personas no sienten un terremoto de este tipo, a excepción de los observadores individuales que se encuentran en lugares especialmente sensibles y ocupan ciertas posiciones. Los temblores son registrados solo por sismógrafos especiales.
DOS PUNTOS	El terremoto es muy débil. Algunas personas en reposo sienten el temblor del suelo, principalmente en los pisos superiores de los edificios ubicados en las inmediaciones del epicentro.
TRES PUNTOS	El terremoto es débil. Las vibraciones se sienten en el interior, principalmente en los pisos superiores de los edificios de gran altura. Durante este terremoto, los objetos suspendidos, especialmente los candelabros, se balancean, crujen y las puertas abiertas se mueven. Los autos estacionados comienzan a balancearse ligeramente sobre los resortes. Algunas personas pueden estimar la duración de una conmoción cerebral.
CUATRO PUNTOS	Terremoto moderado. Lo sienten muchas personas y especialmente aquellas que están en interiores. Solo unas pocas personas pueden sentir tal terremoto al aire libre, y solo aquellos que actualmente están en reposo. Algunas personas se despiertan por la noche debido a un terremoto de este tipo. En el momento de un sismo, los objetos suspendidos se balancean, los vidrios traquetean, las puertas se golpean, los platos traquetean, las paredes de madera, las cornisas y los techos se agrietan. Los autos parados se balancean notablemente en los resortes.
CINCO PUNTOS	Siente el terremoto. Es sentido por todas las personas, dondequiera que estén. Todos los durmientes se despiertan. Las puertas giran sobre sus goznes y se abren espontáneamente, los postigos traquetean, las ventanas se cierran y se abren de golpe. El líquido en los vasos se balancea y, a veces, se desborda. Parte de los platos se rompen, los cristales de las ventanas se agrietan, aparecen grietas en lugares del yeso, los muebles se vuelcan. El reloj de péndulo se detiene. A veces, los postes de telégrafo, los mástiles de soporte, los árboles y todos los objetos altos se balancean.
SEIS PUNTOS	Fuerte terremoto. Sentido por todas las personas. Muchas personas abandonan las instalaciones con miedo. En el momento de la vibración del suelo y después de ellas, la marcha se vuelve inestable. Las ventanas y la cristalería están rotas. Los artículos individuales se caen de la mesa. Las pinturas están cayendo. Mueve y voltea muebles. Aparecen grietas en las paredes del enladrillado. Los árboles y arbustos están visiblemente sacudidos.
SIETE PUNTOS	Un terremoto muy fuerte. Las personas tienen dificultad para mantener los pies. Asustados, instintivamente salen corriendo del local. Los objetos colgantes tiemblan. Roturas de muebles. Muchos edificios están gravemente dañados. Las chimeneas se rompen al nivel del techo. Se están desmoronando enlucidos, ladrillos mal colocados, piedras, tejas, cornisas y pretiles especialmente no reforzados. Aparecen grietas significativas en el suelo. Los deslizamientos y deslizamientos de tierra ocurren en laderas rocosas y arcillosas. Las campanas suenan espontáneamente. El agua se vuelve turbia en ríos y embalses abiertos. El agua se derrama fuera de las piscinas. Los canales de riego de hormigón están dañados.
OCHO PUNTOS	Terremoto destructivo. Los edificios típicos reciben daños significativos. A veces están parcialmente destruidos. Los edificios en ruinas son destruidos. Hay un desprendimiento de paneles de marcos. Chimeneas y chimeneas de fábricas, monumentos, torres, columnas, torres de agua se balancean y caen. Las pilas se rompen. Las ramas de los árboles se desprenden, aparecen grietas en suelos húmedos y en pendientes pronunciadas.
NUEVE PUNTOS	Terremoto devastador. El pánico surge de la acción de tal terremoto. Las casas están siendo destruidas. Las presas y los costados de los embalses están gravemente dañados. Explosión de tuberías subterráneas. Grietas significativas aparecen en la superficie de la tierra.
DIEZ PUNTOS	Terremoto destructivo. La mayoría de los edificios están destruidos hasta los cimientos. Algunos puentes y edificios de madera bien construidos se están derrumbando. Los daños graves son recibidos por presas, terraplenes y presas. En la superficie terrestre aparecen numerosas grietas, algunas de ellas de aproximadamente 1 m de ancho, se producen grandes hundimientos y grandes deslizamientos. El agua salpica de canales, lechos de ríos y lagos. Los suelos arenosos y arcillosos de las playas y zonas bajas se ponen en movimiento. Los rieles de los ferrocarriles están ligeramente doblados. Las ramas grandes y los troncos de los árboles se rompen.
ONCE PUNTOS	Terremoto catastrófico. Solo se conservan algunos edificios de piedra, especialmente fuertes. Se destruyen presas, terraplenes, puentes. Aparecen grietas anchas en la superficie de la tierra, que se adentran profundamente en las entrañas. Las tuberías subterráneas están completamente fuera de servicio. Los rieles de los ferrocarriles se hinchan fuertemente. Grandes deslizamientos de tierra ocurren en las laderas.
DOCE PUNTOS	Fuerte terremoto catastrófico. Destrucción completa de edificios y estructuras. El paisaje está cambiando más allá del reconocimiento, los macizos rocosos se están desplazando, las laderas se están deslizando, aparecen grandes fallas. La superficie de la tierra se vuelve ondulada. Se forman cascadas, aparecen nuevos lagos, cambian los cauces de los ríos. La vegetación y los animales mueren bajo deslizamientos de tierra y pedregales. Fragmentos de piedras y objetos son lanzados por los aires.

De acuerdo con esta escala, los terremotos se dividen en débiles, de 1 a 4 puntos, fuertes, de 5 a 7 puntos y los más fuertes, más de 8 puntos.

La evaluación de la intensidad del terremoto, aunque se basa en una evaluación cualitativa del efecto del terremoto (el impacto de un terremoto en la superficie), no permite una determinación matemática precisa de los parámetros del terremoto.

En 1935, el sismólogo estadounidense C. Richter propuso una escala más objetiva basada en la medición de la magnitud (esta escala más tarde se conoció como la escala de Richter). Magnitud (de lat. "magnitud" - magnitud), según la definición de Ch. Richter y B. Gutenberg, esta valor que representa el logaritmo de la amplitud máxima de la onda sísmica (en milésimas de milímetro) registrada por un sismógrafo estándar a una distancia de 100 km del epicentro del terremoto.

Aunque esta definición no especifica cuál de las ondas existentes se debe tener en cuenta, se ha vuelto común medir la amplitud máxima de las ondas longitudinales (para terremotos, cuya fuente se encuentra cerca de la superficie, la amplitud de las ondas superficiales suele ser Medido). En general, la magnitud caracteriza el grado de desplazamiento de las partículas del suelo durante los terremotos: cuanto mayor es la amplitud, mayor es el desplazamiento de las partículas.

La escala de Richter teóricamente no tiene límite superior. Los instrumentos sensibles registran choques con una magnitud de 1,2, mientras que las personas comienzan a sentir choques solo con una magnitud de 3 o 4. Los terremotos más poderosos que ocurrieron en el tiempo histórico alcanzaron una magnitud de 8,9 (el infame terremoto de Lisboa en 1755) .

Entre la intensidad del sismo en el epicentro (I 0), que se expresa en puntos, y el valor de la magnitud (M), existe una relación descrita por las fórmulas

Yo 0 \u003d 1.7M-2.2 Y M \u003d 0.6I 0 +1.2.

La relación entre la intensidad y la magnitud depende de la distancia entre la fuente y el punto de registro en la superficie de la tierra. Cuanto menor sea la profundidad del foco, mayor será la intensidad del temblor en la superficie con la misma magnitud.

Por lo tanto, terremotos de la misma magnitud pueden causar diferente destrucción en la superficie, dependiendo de la profundidad de la fuente.

Los terremotos se registran en estaciones sísmicas con la ayuda de instrumentos especiales: sismógrafos, que registran incluso las más mínimas vibraciones del suelo. El registro de vibraciones se llama sismograma. Los sismogramas deben registrar las vibraciones del suelo en dos direcciones mutuamente perpendiculares en el plano horizontal y las vibraciones en el plano vertical, para lo cual se incluyen tres dispositivos de registro (sismómetros) en los sismógrafos. A partir de la determinación de la diferencia en el tiempo de registro de diferentes tipos de ondas sísmicas, y conociendo la velocidad de propagación de las mismas, es posible determinar la posición del hipocentro del terremoto. La precisión de tales determinaciones es bastante alta, especialmente considerando que hoy en día existe una red internacional desarrollada de estaciones sísmicas.

Para la caracterización de los terremotos también es importante su energía y aceleración durante el movimiento del suelo.

La energía liberada durante un terremoto se puede calcular en función del valor de magnitud utilizando la fórmula

registro E = 11,5 M, donde E es la energía, M es la magnitud.

El valor de aceleración indica la velocidad a la que tiembla el suelo. Las aceleraciones que recibe el suelo se trasladan a las estructuras, que comienzan a tambalearse y colapsar. Para medir la aceleración, utilizan las lecturas de instrumentos especiales: acelerógrafos, con los que están equipados los sismógrafos modernos. Las aceleraciones en la dirección horizontal son siempre mayores que en la dirección vertical. Así, las aceleraciones horizontales más altas registradas son de 1,15 g, y las verticales más altas son de hasta 0,7 g. Es por eso que los choques horizontales se consideran los más peligrosos.

Localización de zonas sísmicamente activas

La gran mayoría de los terremotos están confinados a zonas tectónicamente activas de la corteza terrestre asociadas con los límites de las placas litosféricas. Por lo tanto, el marco del Océano Pacífico es una región altamente sísmica, donde la placa litosférica oceánica se mueve debajo de las placas oceánicas continentales o más antiguas (el proceso de subducción de la placa oceánica se denomina subducción). Las zonas de subcorrimiento de placas y su hundimiento en el manto están trazadas por la posición de las fuentes sísmicas fijadas en la superficie del manto inferior (el límite de 670 km, asociado con un aumento en la densidad de la materia) y, a veces, más profundo. Estas zonas se denominan zonas focales sísmicas de Benioff. Otra área de sismicidad activa está asociada con el cinturón alpino-himalaya, que se extiende desde Gibraltar hasta Birmania. Este grandioso cinturón de pliegues se formó como resultado de la colisión de placas litosféricas continentales. Dentro de este cinturón, las fuentes sísmicas están confinadas principalmente a la corteza terrestre (profundidades de hasta 40-50 km) y no forman zonas sísmicas pronunciadas. Su formación está asociada con los procesos de apiñamiento y división en placas de estratos de litosfera continental que se mueven una hacia la otra. Las fuentes sísmicas también están confinadas a las zonas de expansión y desprendimiento de placas. El proceso de expansión litosférica, acompañado por la formación de una nueva corteza oceánica debido a la fusión del manto, avanza activamente en las zonas de las dorsales oceánicas. Estiramiento de las placas litosféricas continentales (que se produce, por ejemplo, en el este de África o en la zona del lago Baikal).