Земля как физическое тело Гравитационное магнитное тепловое и

Земля как физическое тело Гравитационное, магнитное, тепловое и электрическое поля Земли. Радиоактивность Земли. Сейсмичность Земли. Землетрясения

Магнитное поле Земли Под магнетизмом понимается особая форма материальных взаимодействий, возникающая между движущимися электрическими заряженными частицами. Магнитное поле - пространство, в котором действуют силы магнетизма. Магнитное поле Земли мы не можем увидеть или ощутить, однако можем его измерить. Мы знаем о замечательном свойстве магнитной стрелки всегда ориентироваться в направлении с севера на юг. Cчитается, что китайцы первыми использовали магнетит для ориентирования во втором веке до нашей эры. Магнитный компас изобретен в 12 веке в Европе и с этого времени активно использовался в магнитной навигации.

Впервые предположение о наличии магнитного поля Земли высказал английский врач и натурфилософ Уильям Гильберт (William Gilbert) в 1600 году в своей книге «De Magnete» . Наблюдения английского астронома Генри Геллибранда (Henry Gellibrand) показали, что геомагнитное поле не постоянно, а медленно изменяется. Измерения магнитного поля для локализации железорудных месторождений выполнялись в Швеции уже в 1640 году. Карл Гаусс (Carl Friedrich Gauß) выдвинул теорию о происхождении магнитного поля Земли и в 1839 году доказал, что основная его часть выходит из Земли, а причину небольших, коротких отклонений его значений необходимо искать во внешней среде. Постоянные наблюдения за изменением геомагнитного поля во времени начаты в Англии в XVII в. В Лондоне, а затем в Париже были организованы первые магнитные обсерватории.

Исследования древних горных пород показывают, что магнитное поле, создаваемое жидким внешним ядром Земли, не является постоянным: северный и южный полюса меняются местами; сам магнитный полюс, смещенный относительно географического, перемещается. Кроме того на поведение стрелки могут оказывать влияние отдельные намагниченные объекты (месторождения железной руды), а также переменные магнитные поля (например, магнитные бури). Таким образом, в составе наблюденного поля выделяется три основных составляющих: -глобального магнитного поля Земли; -магнитный эффект намагниченных пород; -вариации магнитного поля.

Теоретические основы геомагнетизма Магнитные свойства физических тел создаются движением зарядов, например, вращением электрона вокруг атомного ядра. Магнитными свойствами обладают все микрочастицы, в том числе протоны, атомы, молекулы, отдельные элементарные частицы. Взаимодействие групп атомов и молекул определяет магнетизм веществ.

Свойства магнитного поля Магнитное поле Земли может быть уподоблено полю однородно намагниченного шара, или полю диполя, расположенного в области центра Земли. Ось такого диполя по отношению к оси вращения Земли составляет 11, 5. Места выхода продолжений оси этого диполя на земную поверхность называют геомагнитными полюсами. Принято считать магнитный полюс, близкий к северному географическому полюсу (между ними около 1400 км), южным (отрицательным) геомагнитным. Наоборот, магнитный полюс, находящийся в Антарктиде, северным (положительным) геомагнитным полюсом.

Свойства магнитного поля Единица измерения магнитного поля – Тесла – Тл Это очень большая величина: используется н. Тл = 10 -9 Тл На полюсах вертикальные составляющие магнитной индукции примерно равны 60000 н. Тл, а горизонтальные - нулю. На экваторе горизонтальная составляющая приблизительно равна 30 000 н. Тл, а вертикальная - нулю. Силовых линий много. Их можно увидеть рассыпав железные опилки на лист, размещенный над магнитом. Каждая частица станет магнитом и их концы объединятся вдоль силовых линий.

Магнитное поле Земли Земное поле проявляет себя как очень большой магнит, как если бы большой намагниченный брусок поместили в ядре Земли. Ось магнитного поля отклонена от географической оси (вращения Земли) на 11. 50 – МАГНИТНОЕ СКЛОНЕНИЕ.

Магнитное наклонение Линии магнитного поля пересекают поверхность Земли под разными углами. Магнитная стрелка, закрепленная на горизонтальной оси покажет направление силовых линий магнитного поля. Угол между линией горизонта и направлением линий магнитного поля – МАГНИТНОЕ НАКЛОНЕНИЕ Наклонение “I” положительно, когда стрелка ниже линии горизонта; отрицательно – когда выше. I = 00 на экваторе, I = +900 на магн. сев. полюсе. I = -90 на магн. южном полюсе. Пусть: I –наклонение, - географическая широта tg I =2 tg Пользуясь этой формулой и зная направление на север можно рассчитать широту (но не долготу)

Нормальное геомагнитное поле Геомагнитное поле Земли заметно отличается от поля диполя, образуя по крайней мере 4 мощные геомагнитные аномалии. Их называют материковыми, или континентальными, а происхождение связывают с наличием дополнительных магнитных диполей на верхней (~3000 км) и нижней (~5000 км) границах "жидкого" ядра. На территории России находится положительная часть Восточно. Азиатской аномалии.

Нормальное геомагнитное поле Нормальным (или главным) геомагнитным полем принято считать поле однородно намагниченного шара и дополнительных диполей в ядре, обуславливающих материковые аномалии. Карта определенного года является Международным эталонным геомагнитным полем или нормальным магнитным полем для этого времени. Карты принято строить через 5 лет. Они несколько изменяются за эти годы, что объясняется как вариациями поля во времени, так и появлением новых данных глобальных магнитных съемок (космических, воздушных, наземных, аквальных).

Аномальное магнитное поле Отклонения наблюденных значений магнитных векторов от нормального поля будут составлять аномалии региональные или локальные в зависимости от площади, на которых они получены. Аномальная часть постоянного магнитного поля Земли несет в себе информацию о геологическом строении верхних слоев земной коры.

Аномальное магнитное поле Региональные аномалии, например, Курская, простираются на больших территориях и связаны с наличием крупных структур, сложенных породами и железными рудами с высокими магнитными свойствами. Находясь в магнитном поле Земли, они намагнитились и создали добавочное аномальное поле, превышающее нормальное поле в отдельных местах в 2 - 4 раза.

Аномальное магнитное поле Локальные аномалии обусловлены разной намагниченностью геологических структур или залежей руд. Региональные и локальные аномалии бывают положительными и отрицательными. В северном полушарии и на территории России преобладают положительные аномалии. Таким образом, полное постоянное магнитное поле Земли складывается из нормального и аномального полей

Происхождение магнитного поля Земли Магнитное поле Земли продуцируется вихревыми электрическими токами в жидком ядре – процесс называемый «геодинамо» . Мы называем этот источник магнитного поля – «магнитным диполем» . Гипотеза вихревых токов в ядре: основана на том установленном геофизическом факте, что на глубине 2900 км под мантией Земли находится "жидкое" ядро с высокой электрической проводимостью. Благодаря так называемому гиромагнитному эффекту и вращению Земли во время ее образования могло возникнуть очень слабое магнитное поле. Наличие свободных электронов в ядре и вращение Земли в таком слабом магнитном поле привело к индуцированию в ядре вихревых токов. Эти токи, в свою очередь, создают (регенерируют) магнитное поле, как это происходит в динамомашинах. Увеличение магнитного поля Земли должно привести к новому увеличению вихревых потоков в ядре, а последнее - к увеличению магнитного поля и т. д. Процесс подобной регенерации длится до тех пор, пока рассеивание энергии вследствие вязкости ядра и его электрического сопротивления не скомпенсируется добавочной энергией вихревых токов и другими причинами. (В. К. Хмелевский. Геофизические методы исследования земной коры)

Из наблюдений обсерваторий за несколько сотен лет известно, что магнитная ось меняет свое направление. Т. о. поправки для пересчета показаний магнита в реальные географические координаты меняются через несколько лет. В настоящее время магнитный север - в Сев. Канаде. Ранее он находился в Сев. Европе и Сев. Азии. Медленное изменение направления на север – «вековая вариация» . Магнитная ось поворачивается вокруг оси вращения Земли примерно за 2000 лет. Интервалы изменения полярности магнитного поля –миллионы лет. Земное магнитное поле в геологическом прошлом

Вариации земного магнетизма. Напряженность магнитного поля и его элементы меняются во времени. Эти изменения получили название вариаций. Принято различать четыре вида магнитных вариаций: вековые, годовые, суточные и магнитные возмущения (бури). Вековые вариации магнитного поля происходят в течение десятков и сотен лет и приводят к значительным изменениям среднегодовых элементов земного магнетизма. Выявлен ряд периодов изменения поля в 500 - 2000 5000 лет и более. Вековой ход - разности значений параметров магнитного поля в разные эпохи, деленные на число лет между эпохами. Вековой ход обычно рассчитывается по обобщенным данным глобальных магнитных съемок за прошедшие 5 лет. Вековые вариации различны в разных регионaх. Имеется несколько зон (фокусов), в которых изменения поля максимальны. Эти фокусы перемещаются по земной поверхности. Например, за 1942 г. в Индонезии вариации достигли 130 н. Тл, а на юге Каспийского моря +110 н. Тл. Возникновения вековых вариаций объясняются процессами, протекающими внутри Земли (в ядре и на границе ядра с мантией).

Вариации земного магнетизма. На постоянноe поле Земли накладывается переменное магнитное поле или вариации (годовые, суточные, магнитные бури), вызванные внешними процессами, происходящими в ионосфере. Годовые вариации - это изменения среднемесячных значений напряженности магнитного поля. Они характеризуются небольшой амплитудой (десятки н. Тл). Суточные вариации связаны с солнечносуточными и лунносуточными изменениями напряженности геомагнитного поля из-за изменения солнечной активности. Максимума вариации достигают днем и противостоянии Луны. Годовые и суточные вариации являются плавными, периодическими, невозмущенными вариациями. Их интенсивность возрастает от экватора к полюсам, достигая 200 н. Тл.

Вариации земного магнетизма. Кроме невозмущенных вариаций, существуют возмущенные вариации, к которым относятся непериодические импульсные вариации и магнитные бури. Магнитные бури бывают разной интенсивности - до 1000 н. Тл и более, чаще в северных и южных широтах. Они возникают спорадически и проходят по всей земной поверхности либо одновременно, либо с запаздыванием на несколько часов. Продолжительность магнитных бурь колеблется от нескольких часов до нескольких суток. Намечается четкая связь между интенсивностью магнитных бурь и солнечной активностью. В годы максимумов солнечной активности, период которых около 11 лет, наблюдается наибольшее число бурь. Магнитные бури зависят от возмущений в ионосфере, которые, в свою очередь, связаны со вспышками на Солнце и приходом на Землю корпускулярных потоков. Магнитным бурям сопутствуют полярные сияния, ухудшение радиосвязи, возникновения магнитотеллурических полей.

Плазмосфера, «Солнечный ветер» Заметное влияние на магнитное поле на поверхности Земли оказывают токи в ионосфере. Эта область верхней атмосферы, простирающаяся от высот порядка 50 км и выше, содержит большое количество ионов. Плазма удерживается магнитным полем Земли, но ее состояние определяется взаимодействием магнитного поля Земли с солнечным ветром, чем и объясняется связь магнитных бурь на Земле с солнечными вспышками. На небольшом удалении от поверхности Земли, порядка трёх её радиусов, магнитные силовые линии имеют диполеподобное расположение. Эта область называется плазмосферой Земли. По мере удаления от поверхности Земли усиливается воздействие «солнечного ветра» : со стороны Солнца геомагнитное поле сжимается, а с противоположной, ночной стороны, оно вытягивается в длинный хвост .

Намагниченность пород ДИАМАГНЕТИКИ – намагничивание происходит в направлении, противоположном действующему на материал внешнему магнитному полю (вода, соль, Au, Ag, Cu и др) Атомы большинства химических элементов магнитоактивны, но у большинства элементов направления намагниченности атомов случайно ориентированы. Под воздействием внешнего магнитного поля Земли атомы слабо ориентируются, материал становится слабомагнитным. После снятия поля – намагниченность исчезает (отсутствует способность создавать остаточное поле) – ПАРАМАГНЕТИК. У ФЕРРОМАГНЕТИКОВ направления намагниченности атомов самопроизвольно согласуется в пределах доменов. Под воздействием внешнего поля домены стремятся перестроиться под него. После снятия внешнего поля сохраняется частичная ориентация доменов – остаточное поле. Большинство ферромагнетиков – соединения железа, широко представленные во многих породах.

Намагниченность горных пород и руд Образец несет в себе информацию о современном поле и о той намагниченности, которая существовала в момент образования породы и сложным образом менялась до настоящего времени. Ее называют остаточной (Jr). Региональные и локальные магнитные аномалии зависят от интенсивности намагничения пород как современным (индуцированная намагниченность), так и древним (остаточная намагниченность) магнитными полями, т. е. это векторная сумма.

Остаточная намагниченность пород и руд При остывании расплавленных минералов и горных пород и переходе их температуры через точку Кюри они намагничиваются окружающим магнитным полем, приобретая начальную остаточную намагниченность. Очень большая намагниченность - у быстро охлаждавшихся излившихся изверженных пород типа базальтов. В породах, подвергшихся термальному метаморфизму – средние значения. Остальные породы слабо намагничены. Основным фактором, увеличивающим намагниченность пород, является наличие в них хотя бы малых концентраций ферромагнетиков. У изверженных пород остаточная намагниченность возникает в ходе их охлаждения (перехода через точку Кюри), т. е. имеет кристаллизационную (химическую) природу. У осадочных пород она седиментационная. В ходе осаждения в водоемах твердые частицы намагничивались и сохранили в консолидированных осадочных породах эту относительно стабильную ориентированную остаточную намагниченность. Остаточную намагниченность измеряют на образцах горных пород кубической или цилиндрической формы с размером 2 - 5 см, строго ориентированных в пространстве. Для этого, выбирая образец, его "привязывают" к горизонту, т. е. ставят на нем метки (х, у) по компасу и (z) - по отвесу. Для измерения используются астатические или так называемые сверхпроводящие СКВИД-магнитометры. Методика измерений основана на представлении о том, что каждый образец является магнитным. Поэтому, измеряя три магнитные составляющие поля такого магнита на нескольких расстояниях от его центра, можно получить избыточную систему уравнений для расчета (за принимается среднее магнитное поле района расположения лаборатории). С помощью специальных приемов проводится определение первичной намагниченности во время образования породы и исключения вторичных перемагничиваний за время ее жизни.

Магнитная восприимчивость горных пород и руд Способность материалов и горных пород намагничиваться характеризуется магнитной восприимчивостью (k) - основным магнитным свойством горных пород. В системе Си это безразмерная величина. Практически ее измеряют в 10 -5 ед. Си. У разных горных пород она меняется от 0 до 10 ед. Си. По магнитным свойствам минералы и горные породы делятся на три группы: диамагнитные, парамагнитные и ферромагнитные. У диамагнитных пород магнитная восприимчивость очень мала (менее 10 -5 ед. Си) и отрицательна, их намагничение направлено против намагничивающего поля. К диамагнитным относятся многие минералы и горные породы, например, кварц, каменная соль, мрамор, нефть, лед, графит, золото, серебро, свинец, медь и др. У парамагнитных пород магнитная восприимчивость положительна и также невелика. К парамагнитным относится большинство минералов, осадочных, метаморфических и изверженных пород. Особенно большими (до нескольких миллионов 10 -5 ед. Си) обладают ферромагнитные минералы, к которым относятся магнетит, титаномагнетит, ильменит, пирротин.

Магнитная восприимчивость горных пород и руд Магнитная восприимчивость большинства горных пород определяется прежде всего присутствием и процентным содержанием ферромагнитных минералов. Среди изверженных пород наибольшей магнитной восприимчивостью обладают ультраосновные и основные породы, слабо магнитны и магнитны кислые породы. У метаморфических пород магнитная восприимчивость ниже, чем у изверженных. Осадочные породы, за исключением некоторых песчаников и глин, практически немагнитны. Магнитная восприимчивость пара- и ферромагнетиков уменьшается с повышением температуры и практически исчезает при температуре Кюри, которая у разных минералов меняется от +400 до +700 С. Максимальная глубинность магниторазведки примерно составляет 25 50 км. На больших глубинах температуры недр превышают точку Кюри, и все залегающие здесь породы становятся практически одинаково немагнитными.

• При подъеме температуры колебания зерен (или доменов) возрастают, увеличивается возможность разрушения стен между доменами или разворота направления их намагничения. – «блокирующая температура» ; • При дальнейшем нагревании до точки Кюри атомарные магниты теряют связь друг с другом и свойство самопроизвольной намагниченности (св-во ферромагнетика) исчезают – м-л становится парамагнетиком. Точка Кюри

Палеомагнетизм ПАЛЕОМАГНЕТИЗМ – изучение и практическое применение древней намагниченности: -изучение движения континентов, - изучение деформаций пород. Многие породы сохраняют намагниченность, приобретенную во время их формирования. Например, лава намагничивается при остывании по направлению существовавшего на тот момент магнитного поля. Из скважин (или с поверхности) отбирают ориентированный керн (образец). В лаборатории из образцов вырезают маленькие цилиндры и на магнитометре устанавливают направление намагниченности. Намагниченность пород позволяет оценить ее прошлую долготу (по наклонению), но не долготу. Направление магнитного поля изменяется во времени (инверсия полюсов). МАГНИТОСТРАТИГРАФИЯ – датирование геологических пород с использованием изучения направления их намагниченности. Магнитные свойства пород и руд частично определяются историей их формирования. Благодаря этому магнетизм используется для изучения: - источников осадков, - интенсивности эрозии, - присутствия в разрезе вулканических компонент.

Главные границы литосферных плит и возраст океанической коры

Временная шкала полярности магнитного поля Земли

Продольная зональность океанического дна Южной Атлантики

Полосовые магнитные аномалии При интенсивной остаточной намагниченности пород они могут создавать аномалии другого знака, например, отрицательного среди обычно положительных, если знаки древнего и современного поля противоположны.

Главные границы литосферных плит и возраст океанической коры

Сейсмология и сейсмичность

Глобальная сейсмология и сейсмические волны • Сейсмология направлена на изучение структуры Земли. Она использует способность сейсмических волн (вибраций пород) проходить через земные недра. • Глобальная сейсмология показывает, что земля концентрически расслоена: в ее составе выделяются кора, мантия ядро. • Длина волны – повторяющееся расстояние между гребнями или прогибами, • Амплитуда – максимальное отклонение от стационарной позиции.

Волна движется с определенной скоростью – сейсмическая скорость V Число гребней или прогибов, проходящих через фиксированную точку в 1 секунду – частота (гц). Импульс очень короткая серия волн (самый простой случай – один гребень и один прогиб). Могут создваться взрывами. Часто – это возбуждение колебаний в скважинах. Быстрое расширение – создает сжатие, которое распространяется во все стороны. Точки среды возвращаются в исходное положение – растяжение. Сжатие имеет сферическую форму волновой фронт.

Продольные и поперечные волны Т. к. P и S волны по разному деформируют породы, скорость их прохождения различна. P – волны приходят раньше S волн. Поскольку жидкие среды могут принимать любую форму, они не сопротивляются поперечным деформациям - S волны не проходят. P волны – отражаются и преломляются, S волны – отражаются и преломляются.

Сейсмограф (магнит помещенный в катушку) используется в глобальной сейсмологии и предназначен для измерения очень слабых сигналов. Сейсмограф может зафиксировать движение человека в километре от прибора. Для получения полной информации о движении волны используются 3 приемника (иногда компонуются в один прибор). Обеспечивается измерение вертикальной и двух горизонтальных компонент смещений поверхности Земли.

Сейсмическая модель Земли. Структура расслоенности Земли установлена по сейсмологическим данным. Земная кора – Vp = 2. 3 - 7. 2 км/сек. На границе Мохо – резкий скачек до 7. 8 -8. 4 км/сек. Граница Голицина – 400 км. Объясняется фазовым переходом доминирующих минералов (оливин, пироксен) в более компактную форму (аналогично переходу графита в алмаз). Область 400 -600 км переходная зона верхней мантии.

Сейсмическая модель Земли. Граница 660 км разделяет верхнюю и нижнюю мантию. Предполагается фазовый переход минералов. Возможен небольшой вещественный переход. Ниже 660 км Vp и Vs плавно увеличиваются за исключением нижних 200 км (слой D). Он выделяется как более высокой температурой, так и несколько отличным составом. 2700 км- граница ядра. Ядро делится на внешнее и внутреннее.

Особенности строения и состава ядра Земли. • Наблюдения P и S волн свидетельствуют о том, что граница ядра и нижней мантии - это переход от твердого состояния вещества к жидкому (продольные волны проходят, а поперечные – нет). • Почему жидкость находится ниже твердого субстрата? С учетом состава метеоритов и теории происхождения Земли предполагается, что мантия состоит из кристаллических силикатов, в то время как внешнее ядро – из Fe, которое локализовалось в центре Земли в связи с более высокой плотностью. Fe имеет меньшую температуру плавления, чем силикаты и граница ядро-мантия – это граница между точками плавления двух минералов. • Внутреннее ядро, через которое проходят поперечные волны, твердое. Возможно, оно также состоит из Fe при температуре ниже температуры плавления при таком давлении. Предполагается, что температура плавления внешнего ядра понижена за счет присутствия таких элементов, как сера.

Трассы лучей в Земле Сигнал проходит через ядро за 20 мин. Анализ всех типов волн – является основой сейсмологической модели Земли.

Томография – базовый метод изучения внутреннего строения (как Земли, так и человека). Пример. Пусть лучи имеют одинаковую протяженность. Время прихода волн по трассам: AA 1, BB 1, CC 1, HH 1 - одинаково (стандарт). Время прихода волн по трассам: DD 1, EE 1, FF 1, GG 1 увеличено (уменьшено) по отношению к стандарту. Различия во времени прихода по отношению к стандарту таких волн – первые проценты при нижней точке луча –несколько сотен км. В нижней мантии изменения Vp и Vs менее 1%. У Vs различия больше чем у Vp. Сейсмическая томография

Примеры сейсмотомографических разрезов Томография очень важна, так как может фиксировать вариации сейсмических скоростей, латеральные или вертикальные, которые не разделяются контрастными сейсмическими границами. Томографические разрезы ОД Тонга -Кермадек показывают, что субдуцирующая плита (слэб) проявляется как зона повышенных скоростей, т. к. ее температура ниже, чем у окружающих мантийных образований. Плита изгибается на границе верхней и нижней мантии (660 км).

Землетрясения и распространение упругих волн

Что такое землетрясение? Землетрясение приводит к двум явлениям: - сотрясение Земли, - неожиданное перемещение сегментов Земли и формирование разрывных нарушений. Разломы формируются тогда, когда увеличивающееся тектоническое напряжение превышает предел прочности пород. Внешние проявления землетрясения: слабые - дребезжат часы, качаются люстры, сильные – разрушения домов, магистралей, путепроводов и др. Причина землетрясения – прохождение сейсмической волны.

Ареалы развития землетрясений

Геодинамические обстановки формирования землетрясений

Источник землетрясения – неожиданное смещение масс Энергия, накопленная в напряженном объеме пород резко освободилась: часть энергии через трение – в тепло, часть –в сейсмические волны. Только небольшая часть землетрясений вызвана вулканическими извержениями. • • а) имеются постоянно нарастающие сдвиговые силы в двух блоках, разделяемых разломом. b) из-за трения первоначально нет движения – блоки деформируются. c) напряжение превышает силы трения и слабейшая часть зоны напряжения резко смещается вдоль разлома. Амплитуда смещения – «упругое восстановление»

Источник землетрясения

Расчет положения источника землетрясения (время задержки S-волн относительно P-волн) S-волна приходит с задержкой относительно P-волны. Используя значения задержки по графику – оцениваем расстояние для трех станций. Если эпицентр на поверхности – трех станций достаточно для расчета эпицентра землетрясения.

Гипоцентр и эпицентр землетрясения Гипоцентр – точка, зарождения сейсмических волн. Эпицентр – проекция гипоцентра на поверхность Земли. Глубина гипоцентра землетрясения может быть найдена по разности прихода прямых P-волн и p. Pволн, отраженных от поверхности Земли (используются таблицы расчета глубины гипоцентра по разности прихода прямых P-волн и p. Pволн).

Какова протяженность разрыва в землетрясении? Как велико смещение? Протяженность зоны разрыва вдоль разлома, после сильных землетрясений обычно много больше ее глубины – апроксимируется прямоугольником. Прямой путь оценки L и W -изучение новообразованных деформаций. Но часто трещины не достигают поверхности или локализованы под водой. Непрямой путь – по афтершокам – более слабым землетрясениям, следующим за крупным. Система афтершоков обрисовывает плоскость разрыва. Разрывы крупных землетрясений имеют длины – до сотен км, ширину - десятки км, смещение – до десятков метров.

Величины смещений на дневной поверхности

• Измерения величин землетрясений Используется несколько методик измерения величин землетрясений. 1. По интенсивности. Интенсивность землетрясения – мера разрушительных последствий землетрясения в конкретной точке. Модифицированная шкала Меркалли (12 категорий – от I-й до XII-й). III – в помещении раскачиваются подвешенные предметы, вибрация – как от проезжающего легкого грузовика (можно не заметить). VI – ощущается всеми, многие пугаются и выбегают на улицу. XII – разрушения зданий и сооружений почти полные, отмечается перемещение больших масс. Оценка не строгая, но может быть выполнена после события путем визуальных наблюдений над разрушениями и опросом свидетелей. Если собрано достаточно данных – интенсивность может быть обозначена изосейсмами.

Измерения величин землетрясений • По магнитуде. • Рихтер – выдающийся сейсмолог, разработал шкалу землетрясений в 1935 г. Магнитуда землетрясения по шкале Рихтера Измеряется (в микронах) амплитуда наибольших колебаний поверхностных волн, записанных конкретным видом сейсмографа в 100 км от источника землетрясения. Т. к. значения амплитуд имеют большой размах – используется логарифмирование с основанием 10. Увеличение магнитуды на 1 означает увеличение амплитуды в 10 раз (энергия увеличивается в 30 раз). Т. к. точно на расстоянии в 100 км от землетрясения сейсмостанцию не поставить – вводятся поправки за расстояние. Шкала не имеет ограничений. Максимально известное землетрясение в Японии (1923 г. ) имело магнитуду 8. 9

В целом, чем больше магнитуда землетрясения, тем крупнее область разрыва. Крупнейшие землетрясения имеют очень большую протяженность разрыва. Например, Чилийское землетрясение 1960 г. имело протяженность разрыва около 800 км

Величины землетрясений

Последствия землетрясений (разрушения зданий и сооружений)

Последствия землетрясений (изменения ландшафта)

Последствия землетрясений (цунами)

Последствия землетрясений (оползни)

Землетрясения сдвиговых границ плит (Сан-Андрес)

Облик региона Сан. Франциско

Землетрясе ния коллизион ных и внутрипли тных сдвиговых границ плит

Землетрясения рифтогенных границ плит

Сейсмоактивные зоны территории РФ Главные сейсмоактивные зоны РФ: - границы современных литосферных плит (Тихоокеанская, Кавказская), - формирующиеся границы плит (Байкальско-Становая, хр. Гаккеля – Камчатка), - древние границы палеоплит (Тетис, Урал и др. ).

Современные землетрясения Фенноскандии

Землетрясения Фенноскандии за последние 4200 лет (по археологическим и геоморфологическим данным)

Эпицентры землетрясений восточной части территории России

Техногенные землетрясения Современная сейсмическая активность во все большей степени связывается с техногенным воздействием человека (выемка полезных ископаемых, добыча нефти и газа, откачка подземных вод). В Кузнецком бассейне количество техногенных землетрясений и их энергия увеличивается каждые 12 -15 лет на 12 -15%. В России землетрясения 4 -6 баллов зафиксированы на Кольском п-ве, Северном Урале, Татарстане. Рурский каменноугольный бассейн в Германии – 3 -4 балла. Наиболее сильная техногенная сейсмичность – на интенсивно осваиваемых м-х УВ. Так, на м-и Лак (юг Франции) зафиксировано более 50 толчков силой 3 -4 балла. Эти обстоятельства определяют постановку работ по оценке геодинамической опасности основных промышленных районов (морфоструктурный анализ земной поверхности по топографическим картам, наблюдения на геодинамических полигонах, анализ геофизических и геологических данных).

Берегите себя!