Факультативный курс для учащихся старших классов общеобразовательной школы (стр. 3 )

Зависимость между деформацией (общей и на единицу объема) характеризуется выражением:

.(6)

Деформация увеличивается так же в зависимости от магнитуды, как объем или энергия, поскольку деформация на единицу объема е является постоянной.

Независимость магнитуды от деформации на единицу объема в зоне землетрясения физически означает, что землетрясения с разной магнитудой различаются размерами очага. Землетрясение происходит тогда, когда деформация в очаге достигает критического значения.

5.        Объем. Другим параметром очага землетрясения является его объем. Это участок вокруг «фокуса» землетрясения, в котором нарушены условия упругости. В упрощенных моделях такой объем предполагается равным нулю, однако физически это не возможно. Объем увеличивается с ростом магнитуды, подобно энергии:

,(7)

но с другими коэффициентами (б= 9,58 и в=1,47 для магнитуды поверхностных волн).

Из уравнений (5) и (7) следует, что деформация на единицу объема в очаге землетрясения является постоянной. Если допустить, что деформация при землетрясении остается постоянной, можно рассчитать объемы (по крайней мере, относительные) очага землетрясения.

6.        Напряжение. Если мы предполагаем, что придельная деформация в районе землетрясения постоянна, то же самое мы должны допустить и для придельного напряжения, поскольку между ними имеется однозначное соответствие в теории упругости, применение которой представляется обоснованной вне очага землетрясения.

Когда происходит землетрясения, напряжение на гипотетической поверхности разлома падает, что соответствует прочности на сдвиг. Падение напряжения было подсчитано Чиннери для не глубоких землетрясений путем измерения горизонтального смещения по поверхности разлома, принятого за вертикальную плоскость[Chinnery, 1964]. При таком подходе падение напряжения составляет порядка 10-100 бар. Падение напряжения при землетрясениях с магнитудой 6,8-8,3 обычно не превышает 60 бар с крайними значениями от 10 до нескольких сотен бар. По сравнению с обычной прочностью пород в верхних слоях Земли эти величины оказываются очень низкими. Отсутствует явная корреляция между средним падением напряжения магнитудой соответствующего землетрясения.

7.        Длина, ширина разлома и наблюдающиеся движения. При многих не глубоких землетрясениях можно наблюдать тектонические подвижки. Для таких землетрясений были выявлены между длиной разлома L, относительными смещениями D (горизонтальными и вертикальными) и магнитудой M.

Кроме того, была установлена зависимость магнитуды от ширины разлома W и сейсмического момента мLDW (где м—жесткость).

Большинство зависимостей имеет вид:

(8)

(9)

(10).

Это предполагает также линейные зависимости между группами этих параметров:

(11)

(12)

(13)

и т. д.

Кинг и Кнопофф [King, Knopoff, 1969] использовали более сложную зависимость:

(14),

где n≈2. Чиннери повторно изучил эти корреляции и обнаружил отсутствие линейных зависимостей типа (8) или (10) для всей шкалы магнитуд, но подтвердил линейную зависимость (9) для  3<M<8. Однако надежное подтверждение этих зависимостей затрудняется из-за недостатка достоверных данных.

Таким образом, используя вышеназванные формулы можно определить длину и ширину разлома.

Занятие 4-5. Прогноз и предвестники землетрясений

Примечание: на предыдущем занятие дать учащимся вопросы к семинарскому занятию.

Тема семинарского занятия: «Прогноз и предвестники землетрясений»

Вопросы к семинару:

Пространственно-временной ход сейсмичности; Изменение соотношения скоростей продольных и поперечных волн VP/VS; Деформации и наклоны земной поверхности; Изменение уровня грунтовых вод; Форшоки (т. е. сейсмические толчки, предшествующие главному толчку); Изменения электромагнитных полей; Геохимические исследования; Наблюдения за животными

Прогноз и предвестники землетрясений

Цель: изучить предвестники землетрясения. Привить учащимся навыки самостоятельной работы. Развитие ораторского мастерства.

Методические рекомендации по проведению:

Важнейшее значение для уменьшения бедствий от землетрясений имеют прогноз этого явления и правильное понимание населением возможности прогноза. Существуют различные точки зрения на прогноз. В то же время от правильного решения этого вопроса зависит принятие адекватных действий. Поэтому столь важным является рассмотрение проблемы прогноза землетрясений.

Прогноз – это предсказание силы, места и времени землетрясения. Для этого в первую очередь необходимо выявить предвестники землетрясения, которые подразделяются на долгосрочные, среднесрочные и краткосрочные.

Долгосрочные предвестники.

Они основаны прежде всего на проведении общего сейсмического районирования (ОСР), осуществляемого по совокупности критериев и признаков: плотность сейсмических землетрясений, энергия и интенсивность землетрясений, геологические о геофизические признаки.

По этим признакам строят карты сейсмического районирования двух типов: карты сейсмической активности и карты повторяемости землетрясений (силой 7 или 8 баллов). Таким образом, по сути карты второго типа указывают, через сколько времени в том или ином месте могут произойти землетрясения с той или иной магнитудой.

Краткосрочные и среднесрочные предвестники.

Пространственно-временной ход сейсмичности; Изменение соотношения скоростей продольных и поперечных волн VP/VS; Деформации и наклоны земной поверхности; Изменение уровня грунтовых вод; Форшоки (т. е. сейсмические толчки, предшествующие главному толчку); Изменения электромагнитных полей; Геохимические исследования; Наблюдения за животными

2.        Осветим кратко эти предвестники, поскольку они могут быть полезны как специалистам, так и непосредственно населению [Злобин,2000].

3.        Итог урока: в течении семинарского занятия учащихся должны заполнять следующую таблицу:

№ п/п	Признак	Форма проявлений	Примечание

Занятие 6. Меры защиты при землетрясениях. Шкалы сейсмической интенсивности

Цель: ознакомить учащихся с мерами защиты при землетрясениях, а так же со шкалами сейсмической интенсивности.

Методические рекомендации по проведению:

Меры защиты при землетрясениях

Для защиты от какого-либо стихийного бедствия и снижения негативных последствий существует три вида действий:

Предотвращение стихийного бедствия или катастрофы; Предсказание их; Принятие мер защиты;

Рассмотрим эти действия.

Предотвращение землетрясения

Предотвратить землетрясение практически невозможно. Однако известны случаи, когда землетрясение все же было предотвращено.

Предсказание землетрясений

Возможность предсказания и его эффективность мы рассмотрели на предыдущем занятии. За последнее время прогресс в этой области есть, но о возможности надежного спасения людей и инфраструктуры на основе прогноза говорить пока рано.

Принятие мер защиты

Исходя из вышесказанного, следует, что наиболее доступным и действенным сейчас остается последнее средство – принятие мер защиты при землетрясениях самими людьми на основе знаний и соответствующих действий.

Итак, что надо знать о необходимых действиях для того, чтобы уменьшить негативные последствия от землетрясений?

При всей общности явлений в каждом регионе имеются свои специфические особенности (степень сейсмичности территорий, надежность проведения сейсморайонирования и прогноза, удаленность от наиболее вероятных очаговых зон, максимально возможная магнитуда землетрясения и т. д.).

Решение всех этих задач требует больших усилий, средств и времени.

Все меры защиты можно систематизировать в следующие таблицы:

До землетрясения:

№ п/п	Меры и действия	Примечание
1	Получить информацию о сейсмо - стойкости здания, где вы проживаете или работаете.	В ЖЭУ, «Сахалингражданпроекте» узнайте серию дома и сейсмостойкость.
2	Ознакомьтесь заранее со шкалой интенсивности в баллах, признаками балльности, чтобы потом вовремя принять решение – следует ли покинуть здание или можно ещё остаться в нем из расчета имеющегося времени 15-20 с	Реально ощущаемые большинством людей колебания (сотрясения здания в целом, раскачивание висячих предметов, распахивание дверей, окон, колебания жидкости) и отличные от иных (движения грузовика), соответствуют уже 5 баллам. Поэтому надо будет немедленно покинуть здание.
3	Заранее продумайте план и наметьте маршрут.	На случай принятия решения об эвакуации.
4	Запомните наиболее безопасные места (проемы капитальных внутренних стен, входных дверей, углы у капитальных стен и др.) и наиболее опасные (застеклённые проемы, лифты, лестницы, балконы, карнизы).	На случай невозможности эвакуации.
5	Помня о необходимости защиты от обломков, стекол, падающих предметов, научите этому детей, проведите тренировки.	Места укрытия – под столом, кроватью.
6	Подумайте заранее - как увеличить безопасность детей, стариков, больных.	Эвакуация, помещение в безопасное место.
7	Закрепите мебель, освободите выход из квартиры.	Сделайте это заранее.
8	Тяжелые предметы переместите вниз.	Если они неустойчивы.
9	Проверьте отсутствие тяжелой мебели над спальными местами, входными дверями	В случае наличия – убрать.
10	Освободите лестничные площадки, коридоры	Особенно у выхода.
11	Не располагайте спальные места у больших стеклянных проемов окон.
12	Освободите балкон от легковоспламеняющихся и ядовитых жидкостей.
13	Проверьте крепления люстр и светильников
14	Отключите газ, электричество, водоснабжение.	В квартире и подъезде.
15	Знайте и умейте оказывать первую медицинскую помощь	Особенно при травмах и сдавливании конечностей.
16	Храните дома запас воды, продовольствия, аптечку скорой медицинской помощи	Запас воды – на 3-5 дней, продукты в консервах.
17	Основные документы храните компактно, помните, где они лежат.	Место хранения документов должно быть легко вам доступно.

Во время землетрясения: