Геофизические опасные процессы и явления Лекция Зав кафедрой

Геофизические опасные процессы и явления Лекция Зав. кафедрой БЖД Николаевой Надежды Ивановны

Геофизические опасные процессы и явления - события геофизического происхождения или результат процессов в литосфере, гидросфере, атмосфере Земли, возникающих под действием различных геофизических факторов или их сочетаний, оказывающих или могущих оказать поражающие воздействия на население, сельскохозяйственных животных и растения, объекты экономики и окружающую среду.

Геофизические явления Землетрясения Извержения вулканов Тайфун

Землетрясение Подземные толчки и колебания земной поверхности, возникающие в результате смещения и разрывов в земной коре или верхней части мантии Земли и передающиеся на большие расстояния в виде упругих колебаний. По своему разрушительному действию землетрясения не имеют себе равных среди стихийных бедствий. На земном шаре ежегодно происходит более ста разрушительных землетрясений. Возникают они большей частью неожиданно, и хотя продолжительность главного толчка не превышает нескольких секунд, его последствия бывают трагическими.

Сейсмические волны, порождаемые землетрясениями, распространяются во все стороны от очага подобно звуковым волнам. Точка, в которой начинается подвижка пород, называется фокусом, очагом или гипоцентром, а точка на земной поверхности над очагом — эпицентром землетрясения. Ударные волны распространяются во все стороны от очага, по мере удаления от него их интенсивность уменьшается.

Измерение силы и воздействий землетрясений Для оценки и сравнения землетрясений используются шкала магнитуд и шкала интенсивности. Шкала магнитуд различает землетрясения по величине магнитуды, которая является относительной энергетической характеристикой землетрясения. Существует несколько магнитуд и соответственно магнитудных шкал: локальная магнитуда (ML); магнитуда, определяемая по поверхностным волнам (Ms); магнитуда, определяемая по объемным волнам (mb); моментная магнитуда (Mw). Наиболее популярной шкалой для оценки энергии землетрясений является локальная шкала магнитуд Рихтера. По этой шкале возрастанию магнитуды на единицу соответствует 32 -кратное увеличение освобождённой сейсмической энергии. Землетрясение с магнитудой 2 едва ощутимо, тогда как магнитуда 7 отвечает нижней границе разрушительных землетрясений, охватывающих большие территории. Интенсивность землетрясений (не может быть оценена магнитудой) оценивается по тем повреждениям, которые они причиняют в населённых районах.

Шкала интенсивности Интенсивность является качественной характеристикой землетрясения и указывает на характер и масштаб воздействия землетрясения на поверхность земли, на людей, животных, а также на естественные и искусственные сооружения в районе землетрясения.

В зависимости от интенсивности колебания грунта на поверхности землетрясения подразделяются по международной 12 -ти балльной шкале MSK-86 (шкала Меркали): ( 1 балл (незаметное) — колебания почвы, отмечаемые прибором; 2 балла (очень слабое) — землетрясение ощущается в отдельных случаях людьми, находящимися в спокойном состоянии; 3 балла (слабое) — колебание отмечается немногими людьми; 4 балла (умеренное) — землетрясение отмечается многими людьми; возможно колебание окон и дверей; 5 баллов (довольно сильное) — качание висячих предметов, скрип полов, дребезжание стекол, осыпание побелки; 6 баллов (сильное) — легкое повреждение зданий: тонкие трещины в штукатурке, трещины в печах и т. п. ; 7 баллов (очень сильное) — значительное повреждение зданий; трещины в штукатурке и отламывание отдельных кусков, тонкие трещины в стенах, повреждение дымовых труб; трещины в сырых грунтах;

8 баллов (разрушительное) — разрушения в зданиях: большие трещины в стенах, падение карнизов, дымовых труб. Оползни и трещины шириной до нескольких сантиметров на склонах гор; 9 баллов (опустошительное) — обвалы в некоторых зданиях, обрушение стен, перегородок, кровли. Обвалы, осыпи и оползни в горах. Скорость продвижения трещин может достигать 2 км/с; 10 баллов (уничтожающее) — обвалы во многих зданиях; в остальных — серьёзные повреждения. Трещины в грунте до 1 м шириной, обвалы, оползни. За счет завалов речных долин возникают озёра; 11 баллов (катастрофа) — многочисленные трещины на поверхности Земли, большие обвалы в горах. Общее разрушение зданий; 12 баллов (сильная катастрофа) — изменение рельефа в больших размерах. Огромные обвалы и оползни. Общее разрушение зданий и сооружений.

моретрясения наведённые тектонические Землетрясения вулканические обвальные Связанные с ударами космических тел о Землю

Сейсмограф — специальный измерительный прибор, который используется для обнаружения и регистрации всех типов сейсмических волн. В большинстве случаев сейсмограф имеет груз с пружинным прикреплением, который при землетрясении остаётся неподвижным, тогда как остальная часть прибора (корпус, опора) приходит в движение и смещается относительно груза. Одни сейсмографы чувствительны к горизонтальным движениям, другие — к вертикальным. Волны регистрируются вибрирующим пером на движущейся бумажной ленте. Существуют и электронные сейсмографы (без бумажной ленты).

Последствия землетрясений: Ø опасные геологические явления; Ø цунами, сейши, наводнения; Ø пожары; Ø паника; Ø травмирование и гибель людей; Ø повреждение и разрушение зданий; Ø выбросы радиоактивных, аварийно- химически опасных и других вредных веществ; Ø транспортные аварии и катастрофы; Ø нарушение функционирования систем жизнеобеспечения.

Правила безопасного поведения во время землетрясения: Ø не поддаваться панике; Ø защититься от обломков, стёкол, тяжёлых предметов; Ø находясь на 1 этаже быстро покинуть здание и отойти от него на открытое место; Ø находясь на 2 этаже и выше занять наиболее безопасное место (на удалении от окон, в проёмах внутренних капитальных стен, в дверных проёмах, в туалетных комнатах).

После землетрясения: Ø немедленно выйдите из здания на открытое место; Ø будьте осторожны на лестничных маршах, помните, что лифтом пользоваться нельзя; Ø держитесь дальше от линий электропередач, оборванных и провисших электропроводов; Ø не пользуйтесь открытым огнём.

Вулканы

Вулканы - геолологические образования на поверхности земной коры или коры другой планеты, где магма выходит на поверхность, образуя лаву, вулканические газы, камни (вулканические бомбы) и пирокластические потоки.

Вулканы линейные центральные

Линейные вулканы - или вулканы трещинного типа, обладают протяжёнными подводящими каналами, связанными с глубоким расколом коры. Как правило, из таких трещин изливается базальтовая жидкая магма, которая растекаясь в стороны, образует крупные лавовые покровы. Вдоль трещин возникают пологие валы разбрызгивания, широкие плоские конусы, лавовые поля. Если магма имеет более кислый состав (более высокое содержание диоксида кремния в расплаве), образуются линейные экструзивные валы и массивы. Когда происходят взрывные извержения, то могут возникать эксплозивные рвы протяжённостью в десятки километров.

Вулканы центрального типа - имеют центральный подводящий канал, или жерло, ведущее к поверхности от магматического очага. Жерло оканчивается расширением, кратером, который по мере роста вулканической постройки перемещается вверх. У вулканов центрального типа могут быть побочные, или паразитические, кратеры, которые располагаются на его склонах и приурочены к кольцевым или радиальным трещинам. Нередко в кратерах существуют озёра жидкой лавы. Если магма вязкая, то образуются купола выжимания, которые закупоривают жерло, подобно «пробке» , что приводит к сильнейшим взрывным извержениям, когда поток газов буквально вышибает «пробку» из жерла.

Вулканы моногенные возникли в результате однократного извержения полигенные возникли в результате многократных извержений

Классификация вулканов по форме § Щитовидные вулканы образуются в результате многократных выбросов жидкой лавы . Эта форма характерна для вулканов, извергающих базальтовую лаву низкой вязкости: она вытекает как из центрального кратера, так и из склонов вулкана. Лава равномерно растекается на многие километры. Как, например, на вулкане Мауна-Лоа на Гавайских островах, где она стекает прямо в океан. § Шлаковые конусы выбрасывают из своего жерла только такие неплотные вещества, как камни и пепел: самые крупные обломки скапливаются слоями вокруг кратера. Из-за этого вулкан с каждым извержением становится всё выше. Лёгкие частицы отлетают на более дальнее расстояние, что делает склоны пологими.

Классификация вулканов по форме § Стратовулканы, или «слоистые вулканы» , периодически извергают лаву и пирокластическое вещество — смесь горячего газа, пепла и раскалённых камней. Поэтому отложения на их конусе чередуются. На склонах стратовулканов образуются ребристые коридоры из застывшей лавы, которые служат вулкану опорой. § Купольные вулканы образуются, когда гранитная, вязкая магма вздымается над краями кратера вулкана и лишь небольшое количество просачивается наружу, стекая по склонам. Магма закупоривает жерло вулкана, подобно пробке, которую накопившиеся под куполом газы буквально вышибают из жерла.

Купольный вулкан Щитовидный вулкан Стратовулкан Шлаковый конус

Извержения вулкана относятся к геологическим чрезвычайным ситуациям, которые могут привести к стихийным бедствиям. Процесс извержения может длиться от нескольких часов до многих лет.

Типы извержений § Гавайский тип — выбросы жидкой базальтовой лавы, часто образуются лавовые озёра. Лавовые потоки небольшой мощности растекаются на десятки километров. § Стромболианский тип — извержение более вязкой основной лавы, которая выбрасывается разными по силе взрывами из жерла, образуя сравнительно короткие и более мощные лавовые потоки. § Плинианский тип — мощные, нередко внезапные взрывы, сопровождающиеся выбросами огромного количества тефры, образующей пемзовые и пепловые потоки. Плинианские извержения опасны, так как происходят внезапно, часто без предварительных предвещающих событий. § Пелейский тип — характеризуется образованием грандиозных раскалённых лавин или палящих туч, а также ростом экструзивных куполов чрезвычайно вязкой лавы.

Типы извержений § Газовый (фреатический) тип — выбросы в воздух обломков твёрдых, древних пород, обусловлен либо магматическими газами, либо связан с перегретыми грунтовыми водами. § Подлёдный тип — извержения, происходящие подо льдом или ледником, могут вызвать опасные наводнения, лахары и шаровую лаву. § Извержения пепловых потоков были широко распространены в недалёком геологическом прошлом, но в классическом не наблюдались человеком. В какой-то мере данные извержения должны напоминать палящие тучи или раскалённые лавины. § Гидроэксплозивный тип — извержения, происходящие в мелководных условиях океанов и морей, отличаются образованием большого количества пара, возникающего при контакте раскалённой магмы и морской воды.

Гавайский тип

• Извержения гавайского типа могут возникать вдоль трещин и разломов, как при извержении вулкана Мауна-Лоа на Гавайях в 1950 году. • Они также могут проявляться через центральное жерло, как при извержении в кратере Килауэа Ики вулкана Килауэа (Гавайи) в 1959 году. • Данный тип характеризуется излияниями жидкой, высокоподвижной базальтовой лавы, формирующей огромные плоские щитовые вулканы. Пирокластический материал практически отсутствует. В ходе извержений через трещины фонтаны лавы выбрасывается через разломы в рифтовой зоне вулкана и растекаются вниз по склону потоками небольшой мощности на десятки километров.

Стромболианский тип

• Стромболианский тип извержений связан с более вязкой основной лавой, которая выбрасывается разными по силе взрывами из жерла, образуя сравнительно короткие и более мощные лавовые потоки. При взрывах формируются шлаковые конусы и шлейфы кручёных вулканических бомб. Вулкан Стромболи регулярно выбрасывает в воздух «заряд» бомб и кусков (последнее извержение март 2007 г. ) раскалённого шлака.

Плинианский тип

• Плинианский тип (вулканический, везувианский) извержений получил своё название по имени римского учёного Плиния Старшего, погибшего при извержении Везувия в 79 году н. э. , уничтожившего три крупных римских города. Геркуланум, Стабии и Помпеи. • Характерной особенностью этого типа извержений являются мощные, нередко внезапные взрывы, сопровождающиеся выбросами огромного количества тефры, образующей пемзовые и пепловые потоки. Плинианские извержения опасны, так как происходят внезапно, часто без предварительных предвещающих событий.

Газовый (фреатический) тип • Пример механизма, приводящего к образованию стратовулкана

Газовый (фреатический) тип

Подлёдный тип извержений • 1: Облако водяного пара, 2: Озеро, 3: Лёд, 4: Слои лавы и пепла, 5: Слой породы, 6: Шаровая лава, 7: Магматический канал, 8: Магматическая камера, 9: Дайка

Гидроэксплозивный тип

Ø Последствия извержения вулканов Ø Раскаленные лавовые потоки. Жидкие потоки толщиной от 2 до 5 метров. Скорость течения достигает 100 км/ч. Проходят путь до десятков километров и покрывают площадь до сотен квадратных метров. Ø Палящие лавины, состоящие из глыб, песка, пепла и вулканических газов с температурой до 700 о. С. Спускаются по склону вулкана со скоростью 150 -200 км/ч и проходят путь длиной до 10 -20 км. Ø Тучи пепла и газов, выбрасываемые в атмосферу на высоту 15 -20 км. Толщина слоя откладывающегося пепла вблизи вулкана может быть больше 10 метров, а на расстоянии 100 -200 км от источника - 1 м. Под толстым слоем пепла гибнет все живое.

Ø Последствия извержения вулканов Ø Взрывная волна и разброс обломков. При взрыве, направленном в сторону, ударная волна с температурой в несколько сотен градусов разрушительна на расстоянии до 20 км, разбрасываемые вулканические бомбы имеют диаметр 5 -7 м и отлетают на расстояние до 25 км (при вертикальном выбросе до 5 км). Ø Водяные и грязекаменные потоки. Движутся со скоростью до 90 -100 км/ч. Проходят путь до 50 -300 км. Покрывают площадь до сотен квадратных километров. Источниками воды могут служить сама магма, кратерные озера, снежно-ледяной покров вулканов, грозовые ливни, вызываемые извержениями. Ø Резкие колебания климата, обусловленные изменением теплофизических свойств атмосферы из-за ее загрязнения вулканическими газами и аэрозолями. Примесь диоксида углерода (углекислого газа) и силикатных частиц может создавать парниковый эффект, ведущий к потеплению климата.

Действия в случае извержения вулкана: Ø Находясь в непосредственной близости, защитите органы дыхания, следуйте в укрытие. Ø Защитите тело и голову от камней и пепла. Ø Извержение вулканов может сопровождаться бурным паводком, селевыми потоками, затоплениями, поэтому избегайте берегов рек и долин вблизи вулканов, старайтесь держаться возвышенных мест, чтобы не попасть в зону затопления или селевого потока. Ø Необходимо также защитить источники питьевой воды. Ø Эвакуация населения производится при малейших признаках извержения.

После извержения вулкана: Ø Закройте марлевой повязкой рот и нос, чтобы исключить дыхание пепла. Ø Наденьте защитные очки и одежду, чтобы исключить ожоги. Ø Не пытайтесь ехать на автомобиле после выпадения пепла – это приведет к выходу его из строя. Ø Очистите от пепла крышу дома, чтобы исключить ее перегрузку и разрушение.

Цунами — длинные волны, порождаемые мощным воздействием на всю толщу воды в океане или другом водоёме. Причиной большинства цунами являются подводные землетрясения, во время которых происходит резкое смещение (поднятие или опускание) участка морского дна. Цунами образуются при землетрясении любой силы, но большой силы достигают те, которые возникают из-за сильных землетрясений (с магнитудой более 7 баллов).

Наиболее распространённые причины цунами Ø Подводное землетрясение (около 85 % всех цунами). При землетрясении под водой образуется вертикальная подвижка дна: часть дна опускается, а часть приподнимается. Поверхность воды приходит в колебательное движение по вертикали, стремясь вернуться к исходному уровню, — среднему уровню моря, — и порождает серию волн. Ø Оползни. Цунами такого типа возникают чаще, чем это оценивали в ХХ веке (около 7 % всех цунами). Ø Вулканические извержения (около 5 % всех цунами). Крупные подводные извержения обладают таким же эффектом, что и землетрясения. При сильных вулканических взрывах образуются не только волны от взрыва, но вода также заполняет полости от извергнутого материала или даже кальдеру, в результате чего возникает длинная волна.

Действия во время цунами: Ø Когда поступит сигнал об опасности цунами, реагируйте немедленно. Вы можете располагать временем от нескольких минут до получаса и более, поэтому действуйте спокойно и продуманно. Ø Если находитесь в помещении, немедленно покиньте его, предварительно выключив свет и газ, и переместитесь в безопасное место. Ø Переберитесь на возвышенное место высотой 30 -40 м над уровнем моря или быстро переместитесь на 2 -3 км от берега. Если времени на перемещении не осталось, поднимитесь как можно выше на верхние этажи здания, закройте окна и двери.

Действия во время цунами: Ø Наиболее безопасными зонами считаются места у капитальных внутренних стен, у колонн, в углах, образованных капитальными стенами. Уберите от себя рядом стоящие предметы, которые могут упасть, особенно стеклянные. Ø Оказавшись в воде, освободитесь от обуви и намокшей одежды, попробуйте зацепиться за плавающие на воде предметы. После прихода первой волны подготовьтесь к встрече со второй и последующими волнами Ø При необходимости окажите первую медицинскую помощь пострадавшим.

После цунами: Ø Ждите сигнал отбоя тревоги. Ø На прежнее место возвращайтесь после того, как убедитесь, что на море в течение двух-трех часов не было высоких волн. Ø Входя в дом, проверьте его прочность, сохранность окон и дверей. Убедитесь, что нет трещин в стенах и перекрытии, нет подмыва фундаментов. Ø Внимательно проверьте наличие утечек газа в помещениях, состояние электроосвещения. Ø Сообщите в комиссию по чрезвычайным ситуациям о состоянии Вашего дома. Ø Активно включайтесь в команду по проведению спасательных и других неотложных работ в поврежденных зданиях, розыску пострадавших и оказанию им необходимой помощи.

Желаем безопасной жизнедеятельности!