Реферат на тему:
План
1. Загальна характеристика.
2. Реєстрація та вивчення землетрусів.
3. Сейсмічні хвилі.
4. Магнітуда й інтенсивність землетрусів.
5. Катастрофічні наслідки.
6. Географія поширення й прогнозування.
Загальна характеристика
Землетруси — коливання Землі, викликані раптовими змінами в стані надр планети. Ці коливання являють собою пружні хвилі, що поширюються з високою швидкістю в товщі гірських порід. Найсильніші землетруси іноді відчуваються на відстанях більше 1500 км від вогнища і можуть бути зареєстровані сейсмографами (спеціальними високочутливими приладами) навіть у протилежній півкулі. Район, де зароджуються коливання, називається вогнищем землетрусу, а його проекція на поверхню Землі — епіцентром землетрусу. Вогнища більшості землетрусів лежать у земній корі на глибинах не більше 16 км, однак у деяких районах глибини вогнищ сягають 700 км. Щодня відбуваються тисячі землетрусів, але лише деякі з них відчуваються людиною.
Згадки про землетруси зустрічаються в Біблії, у трактатах античних учених — Геродота, Плінія й Лівія, а також у давніх китайських і японських письмових джерелах. До XIX ст. більшість повідомлень про землетруси містили описи, щедро приправлені забобонами, і теорії, що грунтувалися на убогих і недостовірних спостереженнях. Серію систематичних описів (каталогів) землетрусів у 1840 р. почав А. Перрі (Франція). У 1850-х роках Р. Малле (Ірландія) склав великий каталог землетрусів, а його докладний звіт про землетрус у Неаполі в 1857 р. став одним із перших строго наукових описів сильних землетрусів Хоча вже з давніх часів ведуться численні дослідження, не можна сказати, що причини виникнення землетрусів повністю вивчені. За характером процесів у їхніх вогнищах виділяють кілька типів землетрусів, основними з яких є тектонічні, вулканічні й техногенні.
Тектонічні землетруси виникають унаслідок раптового зняття напруження, наприклад при переміщеннях уздовж розламу в земній корі (дослідження останніх років показують, що причиною глибоких землетрусів можуть бути і фазові переходи в мантії Землі, що відбуваються при певних температурах і тиску). Іноді глибинні розлами виходять на поверхню Під час катастрофічного землетрусу в Сан-Франциско 18 квітня 1906 р. загальна довжина поверхневих розривів у зоні розламу Сан-Андреас склала більше 430 км. максимальний горизонтальний зсув — 6 м. Максимальна зареєстрована величина сейс-могенних зсувів уздовж розламу 15 м.
Вулканічні землетруси виникають унаслідок різких переміщень магматичного розплаву в надрах Землі або в результаті виникнення розривів під впливом цих переміщень.
Техногенні землетруси можуть бути викликані підземними ядерними випробуваннями, заповненням водоймищ, видобутком нафти й газу методом нагнітання рідини у свердловини, підривними роботами при видобутку корисних копалин тощо. Менш сильні землетруси відбуваються при обвалі склепінь печер або гірських копалень.
Прилад, що записує сейсмічні коливання, називається сейсмографом, а сам запис — сейсмограмою. Сейсмограф складається з маятника, підвішеного усередині корпуса на пружині, і записуючого пристрою Один з перших записуючих пристроїв являв собою обертовий барабан із паперовою стрічкою При обертанні барабан поступово зміщається в один бік, так що нульова лінія запису на папері має вигляд спіралі. Щохвилини на графік наносяться вертикальні лінії — оцінки часу; для цього використовується дуже точний годинник, який періодично звіряють з еталоном точного часу. Для вивчення близьких землетрусів необхідна точність маркування — до секунди або менше У багатьох сейсмографах для перетворення механічного сигналу в електричний використовуються індукційні пристрої, у яких при переміщенні інертної маси маятника щодо корпуса змінюється величина магнітного потоку, що проходить крізь витки індукційної котушки. Слабкий електричний струм, що виникає при цьому, пускає в хід гальванометр, з'єднаний із дзеркальцем, який відкидає промінь світла на світлочутливий папір записуючого пристрою У сучасних сейсмографах реєстрація коливань ведеться в цифровому вигляді з використанням комп'ютерів.
Уперше інструментальні спостереження з'явилися в Китаї, де в 132 р Чан Хен винайшов сейсмоскоп, що становив собою майстерно зроблену посудину. На зовнішньому боці посудини, із розміщеним усередині маятником, по колу були вигравірувані голови драконів, що тримають у пащі кульки При хитанні маятника від землетрусу одна або кілька кульок випадали у відкриті роти жаб, розміщених біля основи посудини у такий спосіб, щоб жаби могли їх проковтнути.
Спостереження за землетрусами ведуться з найдавніших часів Детальні історичні описи, що надійно свідчать про землетруси із середини І тис. до н е., створені японцями. Велику увагу сейсмічності приділяли й античні вчені — Арістотель та ін. Систематичні інструментальні спостереження, розпочаті в другій половині XIX ст., призвели до виділення сейсмології у самостійну науку (Б. Б. Голіцин, Е. Віхерт, Б. Гутенберг, А. Мохоровичич, Ф Оморі й ін.).
Постійні спостереження за землетрусами здійснюються сейсмічною службою. Сучасна світова мережа нараховує понад 2000 стаціонарних сейсмічних станцій, дані яких систематично публікуються в сейсмологічних бюлетенях і каталогах Крім стаціонарних станцій, використовуються експедиційні сейсмографи, у тому числі встановлювані на дні океанів. Експедиційні сейсмографи )асилалися також на Місяць (де 5 сейсмографів щорічно реєструють до 3000 місяцетрусів), а також на Марс і Венеру. Вивченням землетрусів займається сейсмологія Сейсмічні хвилі, що виникають при землетрусах, використовуються також для вивчення внутрішньої будови Землі, досягнення в цій області стали основою для розвитку методів сейсмічної розвідки
Коливання, що поширюються з вогнища землетрусу, являють собою пружні хвилі, характер і швидкість поширення яких залежать від пружних властивостей і щільності порід. До пружних властивостей належать модуль об'ємної деформації, що характеризує опір стисканню без зміни форми, і модуль зрушення, що визначає опір силі зрушення Швидкість поширення пружних хвиль збільшується прямо пропорційно до квадратного кореня значень параметрів пружності й щільності середовища.
Подовжні й поперечні хвилі На сейсмограмах ці хвилі з'являються першими Спочатку реєструються подовжні хвилі, при проходженні яких кожна частка середовища зазнає спершу стискання, а потім знову розширюється, здійснюючи при цьому зворотно-поступальний рух у подовжньому напрямку (тобто в напрямку поширення хвилі). Ці хвилі називаються також Р-хви-пями, або первинними хвилями. їхня швидкість залежить від модуля пружності й твердості породи. Поблизу земної поверхні швидкість Р-хвиль складає 6 км/с, а на дуже великій глибині — близько 13 км/с. Наступними реєструються поперечні сейсмічні хвилі, названі також S-хвилями. або вторинними хвилями. При їхньому проходженні кожна частка породи коливається пер- • пендикулярно до напрямку поширення хвилі. їхня швидкість залежить від опору породи зрушенню і складає приблизно 7/12 від швидкості поширення Р-хвиль.
Поверхневі хвилі поширюються уздовж земної поверхні або паралельно до неї і не проникають глибше 80—160 км. У цій групі виділяються хвилі Релея й хвилі Лява (названі за іменами учених, що розробили математичну теорію поширення таких хвиль). При проходженні хвиль Релея частки породи описують вертикальні еліпси, що лежать у комірковій площині. У хвилях Лява частки породи коливаються перпендикулярно до напрямку поширення хвиль. Поверхневі хвилі часто позначаються скорочено як L-хвилі. Швидкість їхнього поширення складає 3,2—4,4 км/с. При глибокофокусних землетрусах поверхневі хвилі дуже слабкі.
Амплітуда й період характеризують коливальні рухи сейсмічних хвиль. Амплітудою називається величина, на яку змінюється положення частки ґрунту при проходженні хвилі в порівнянні з попереднім станом спокою. Період коливань — проміжок часу, за який відбувається одне повне коливання частки Поблизу вогнища землетрусу спостерігаються коливання з різними періодами — від часток секунди до декількох секунд. Однак на великих відстанях від центру (сотні кілометрів) короткоперіодні коливання виражені слабше: для Я-хвиль характерні періоди від 1 до 10 с, а для 5-хвиль — трохи більше. Періоди поверхневих хвиль складають від декількох секунд до декількох сотень секунд. Амплітуди коливань можуть бути значними поблизу вогнища, однак на відстанях 1500 км і більше вони дуже малі — менше декількох мікронів для хвиль Pi Si менше 1 см — для поверхневих хвиль.
Відображення й переломлення Зустрічаючи на своєму шляху шари порід із відмінними властивостями, сейсмічні хвилі відбиваються або переломлюються подібно до того, як промінь світла відбивається від дзеркальної поверхні або переломлюється, переходячи з повітря у воду. Будь-які зміни пружних характеристик або щільності матеріалу на шляху поширення сейсмічних хвиль змушують їх переломлюватися, а при різких змінах властивостей середовища частина енергії хвиль відбивається.
Шляхи сейсмічних хвиль. Подовжні й поперечні хвилі поширюються в товщі Землі, при цьому безупинно збільшується обсяг середовища, що втягується в коливальний процес. Поверхня, що відповідає максимальному просуванню хвиль певного типу в цей момент, називається фронтом цих хвиль Оскільки модуль пружності середовища зростає з глибиною швидше, ніж його щільність (до глибини 2900 км), швидкість поширення хвиль на глибині вища, ніж поблизу поверхні, і фронт хвилі виявляється більш просунутим усередину, ніж у латеральному (бічному) напрямку.