5288 (Циклические и ациклические воздействии природной среды на антропоэкосистемы), страница 8

В-пятых, учитывать различный уровень риска, для чего создавать карты сейсмической опасности с конкретными особенностями геологической ситуации.

В-шестых, привести ныне существующие постройки в соответствие со стандартами сейсмостойкости, что является серьезной проблемой.

В-седьмых, составлять планы мероприятий по смягчению последствий подземных толчков.

Чем отличается балл от магнитуды

В средствах массовой информации часто появляются подобные сообщения: «Вчера в 17 часов 30 минут по местному времени произошло сильное землетрясение на Филиппинах. Сила землетрясения составила 6,5 балла по шкале Рихтера. Имеются жертвы и разрушения». В такой информации есть явная путаница. Дело в том, что крупнейший американский сейсмолог Чарлз Рихтер разработал в 1935 г. классификацию землетрясений, основанную на оценке энергии, выделяющейся в очаге. Ведь для того чтобы получить объективную информацию о каком-либо землетрясении и других процессах, происходящих в глубоких оболочках Земли, нужны не приблизительные оценки в баллах, а точные — в физических единицах. В первой половине XX столетия сейсмологи научились определять энергию землетрясения, выделившуюся в его очаге, как бы глубоко и далеко он ни находился. Рихтер для удобства использовал не собственно величины колебаний, которые записываются на ленте сейсмографа, а их десятичные логарифмы. Получилась шкала с градацией от 1 до 9- Условная единица этой шкалы называется магнитудой (от лат. magnitude —«величина»). Шкала быстро нашла применение у сейсмологов. Только важно помнить, что магнитуда — это не сама энергия землетрясения, а величина, пропорциональная ей.

Находится в пределах от 0 до 9,0 и рассчитывается через амплитуду поверхностной волны Zm (мкм) и расстояния R (км) до эпицентра по формуле:

М = lg Zm + 1,32 *lg R.

Теперь, если где-нибудь в глубинах Тихого океана или в азиатских пустынях произойдёт сильное землетрясение, через полчаса - час сейсмологи во многих странах мира уже будут знать его магнитуду. Поскольку существует тесная связь между магнитудой, глубиной очага и интенсивностью в баллах, то эти параметры также можно оценить теоретически, не выходя из кабинета. Но именно оценить, а не установить, так как отклонения на месте события могут оказаться довольно значительными.

Степень разрушений зависит и от того, на какой глубине возникли толчки. Например, Ташкентское землетрясение имело магнитуду 5,3, а его очаг находился на глубине всего 5— 8 км. Это вызвало сотрясения в 8 баллов, и центральная часть города была разрушена. Если бы при той же магнитуде очаг землетрясения оказался на глубине 15—25 км, единственным его последствием стала бы лёгкая паника среди жителей.

При увеличении магнитуды всего лишь на единицу энергия землетрясения возрастает в 30 раз. Поэтому во время подземных толчков в Рачинске (Грузия, 1991 г.) с магнитудой 7,1 энергии выделилась в 900 раз больше, чем в Ташкенте, хотя сила их была одинаковой — 8 баллов.

Выделяющаяся во время землетрясения энергия измеряется в эргах (от греч. «эргон» — «работа»; 1 эрг =10-7 Дж). Самое слабое землетрясение, которое могут зарегистрировать сейсмографы, даёт 2-Ю4 эрг; едва ощутимое людьми с магнитудой около 3 высвобождает энергию 2-1010 эрг. Разрушительное землетрясение с магнитудой порядка 7, подобное Спитакскому, излучает 2-1015 эрг. А энергия самого крупного из зарегистрированных приборами землетрясений с магнитудой 8,9 была равна 2-Ю18 эрг. Вот какую энергию выделяет Земля, всего лишь ослабляя напряжения в своей каменной оболочке!

Спитак

7 декабря 1988 года весь мир узнал о страшной трагедии, когда был разрушен целый город, а под его развалинами погибли десятки тысяч жителей.

В развалины полностью обратился город Спитак, наполовину разрушился Ленинакан и Кировакан и другие города и села Армении.

Землетрясение 1988г. нанесло большой урон экономике республики. Оно охватило более 40% территории республики. Пострадал 21 город и район, 342 деревни, 58 из которых полностью были разрушены.

Армянское нагорье имеет более чем 600 больших и малых вулканических центра, оно является одним из сейсмоактивных центров земли, то есть здесь очень часты землетрясения. За последние 1500 лет на Армянском нагорье произошло более 300 землетрясений.

Многие помнят, какое мощное движение было развернуто по оказанию помощи пострадавшим. Все республики, входившие в состав Советского союза, откликнулись на беду, направляя на место трагедии людей, технику, все необходимое. Ежегодно 7 декабря в Армении поминают жертв землетрясения 1988 года. См. приложение 2

Нефтегорск

В ряду сравнительно недавних мощных землетрясений можно назвать и катастрофу в Нефтегорске на Сахалине. Прежде этот небольшой город, как и тысячи ему подобных, был известен очень немногим. После страшной ночи на 28 мая 1995 г. о нём узнала практически вся страна.

В ту ночь на Северном Сахалине 9-балльное землетрясение. Нефтегорск оказался ближайшим к эпицентру населённым пунктом и попал в 8— 9-балльную зону. Погибло около 2 тыс. человек, ущерб составил триллионы рублей.

Раньше на карте сейсмического районирования город помешали в зону 7-балльных сотрясений, поскольку более сильных толчков там не отмечалось и не прогнозировалось. Это была ошибка сейсмологов. Теперь, после специальных палеосейсмогеологических исследований на севере Сахалина, установлено, что землетрясения, подобные нефтегорскому, происходили там и прежде — с интервалом в несколько сот лет. Но ошибки допускали и строители. Большинство разрушенных в Нефтегорске домов не выдержало бы и менее сильных толчков: их строили вообще безо всяких антисейсмических приёмов, вопреки законам.

Столь мощных землетрясений и с такими жестокими последствиями в России давно уже не было. Поэтому ему уделили особое внимание, в том числе при проведении спасательных и восстановительных работ, при выработке рекомендаций на будущее.

Широко распространено мнение, что в последние годы землетрясений и связанных с ними несчастий стало больше. О тяжёлых последствиях слышно всё чаше, но совсем не потому, что растёт число землетрясений или они становятся сильнее. Если бы точно такое же землетрясение произошло на Сахалине, например, в начале XX в., его, скорее всего, заметили бы только рыбаки, моряки да случайные охотники.

В наши дни род человеческий расселился по всей планете, но быстрое освоение территорий не всегда сопровождается соответствующими защитными мероприятиями, многие постройки и коммуникации уязвимы, действия сил моментального реагирования на опасность недостаточно отработаны или не выполняются в нужный момент. Именно поэтому люди, особенно в развивающихся и экономически слабых странах, всё чаше становятся жертвами разбушевавшихся стихий, не всегда могут им противостоять, не успевают выработать и использовать меры предупреждения и борьбы со стихийными бедствиями.

Последствия землетрясения на Сахалине 1995 г. Город Нефтегорск практически перестал существовать.

Сверимся с картой

Среди всех известных карт — физических, политико-административных, карт минеральных ресурсов — есть и такие, которые составляют сейсмологи. Это карты эпицентров землетрясений, сейсмической активности, выделенной сейсмической энергии и др. Самая важная из них — карта сейсмического районирования. Её утверждают как государственный документ, и она становится законом для проектировщиков и строителей.

Такие карты начали составлять ещё в первой половине XX столетия. На них показывали зоны балльности, т. е. области, в которых интенсивность сотрясений на поверхности была одинаковой. Сначала отмечали только те районы, где уже произошли сильные землетрясения. Учёные полагали, что равные по силе толчки могут здесь повториться. Но мощные подземные колебания наблюдались и в других местах.

Тогда на картах стали выделять сравнительно однородные геологические зоны, где и землетрясения ожидались примерно одинаковой силы. Однако и это не избавляло от ошибок в прогнозировании. Сильные землетрясения время от времени случались совсем не в той зоне, в которой они считались наиболее вероятными. Например, такие разрушительные землетрясения, как Спитакское в Армении (1988 г.), Корякское на Дальнем Востоке (1990 г.), Зайсанское в Казахстане (1990 г.), Рачинское на Кавказе (1991 г.), наконец, Нефтегорское на Сахалине (1995 г.), произошли в местах, где карта сейсмического районирования СССР, утверждённая в 1980 г., предусматривала в качестве максимальных сотрясения на 1,5— 2 балла ниже.

Что же делать? Учиться на ошибках можно до бесконечности. И в 1991 г. российские сейсмологи взялись за решение проблемы иначе. Раньше на карте отмечали зоны максимально возможной балльности и указывали, как часто подобные события могут здесь повторяться (с периодичностью от 100 до нескольких тысяч лет). А теперь решили сделать карту, которая отвечала бы на вопрос: какова вероятность того, что в данной зоне балльности в ближайшие 50 лет случится более сильное землетрясение?

Обычно составляют три варианта карты — с вероятностью превышения расчётной интенсивности на 10, 5 и 1 %, что в среднем соответствует возможности повторения сильных землетрясений раз в 500, 1000 и5000 лет. Подобные карты для России составлены в 1997 г. Теперь проектировщик в зависимости от планируемой долговечности и важности объекта может выбрать допустимый уровень риска.

В целом карта 1997 г. заметно «покраснела» по сравнению с предыдущей: зоны, где раз в тысячу лет возможны землетрясения силой 8 и более баллов, занимают теперь примерно 15 % территории страны.

2. Циклические влияния природной среды на антропоэкосистемы

2.1 Наводнения и их антропоэкологическая характеристика

Рассказ о наводнениях подобает начать со Всемирного Потопа: "В шестисотый год жизни Ноевой, во второй месяц, в семнадцатый день месяца, в сей день разверзлись все источники великой бездны, и окна небесные отворились; и лился на землю дождь сорок дней и сорок ночей. И усилилась вода на земле чрезвычайно, так что покрылись все высокие горы, какие есть под небом. На пятнадцать локтей поднялась над ними вода, и покрылись горы". Легенды о нем найдены у народов всех частей Земли, и некоторые ученые не теряют надежды отыскать его природные причины. К сожалению, легендами исчерпывается все наличные сведения об этом колоссальном явлении. Современное естествознание не может его объяснить. Для всемирного сорокадневного дождя не хватит всей влаги, содержащейся в атмосфере, а для покрытия самых высоких гор - даже всей вообще воды на Земле, включая ледниковые щиты Антарктиды и Гренландии. По-видимому, такое поистине всемирное распространение легенд о потопе вызвано всемирным распространением великих наводнений.

Но не все наводнения были столь губительны, а некоторые, наоборот, обеспечивали благополучие и процветание. Ежегодные разливы Нила многие тысячелетия служили экономической базой цивилизации Египта. Искусство устройства каналов и запруд - одно из древнейших технических достижений человечества. Скорее всего, оно не намного младше колеса. Примечательно, что люди впервые научились ему в Египте и Шумере в связи с разливами рек. Уже в те отдаленные времена техника управления водой достигала высокого уровня. В Китае техника ирригации появилась вначале в долине реки Хуанхэ, также известной своими наводнениями.

Наводнения представляют собой значительные временные затопления суши в результате подъема уровня воды в реках, озерах, морях. В большинстве районов земного шара наводнения вызываются продолжительными, интенсивными дождями и ливнями в результате прохождения циклонов. Наводнения на реках Северного полушария происходят также в связи с бурным таянием снегов и заторами льда. Предгорья и высокогорные долины подвергаются наводнениям, связанным с прорывами внутриледниковых озер. В приморских районах при сильных ветрах нередки нагонные наводнения, а при подводных землетрясениях и извержениях вулканов наводнения, вызываемые волнами цунами. Ураганы, бури и смерчи обычно сопровождаются ливнями, в результате которых может резко подняться уровень воды в реках и озерах. На побережьях морей рассматриваемые природные явления могут вызвать ураганные волны, высота которых может приближаться к 15 м. Типичным примером места наводнений, вызываемых циклонами, является С.-Петербург с Финским заливом, вытянутым в направлении наиболее частого продвижения циклонов. Наводнение 1824 г., во время которого погибло более 200 человек, в одном из своих произведений описал Пушкин.