Физическая природа землетрясений.

Землетрясение является результатом скачкообразного освобождения энергии в некотором пространстве внутри Земли. В этом скачке разряжается напряжение, постепенное или резкое нарастание которого превысило сопротивление окружающей среды, что в свою очередь приводит к возникновению остаточной деформации в очаге, где произошла разрядка накопившегося напряжения. Скачкообразно освободившаяся энергия распространяется за пределы деформированного участка в виде упругих волн. Механизм такого освобождения энергии может быть различным.

Пространство внутри Земли, в пределах которого происходят освобождение энергии и деформация, называется очагом землетрясения, а центр очага — гипоцентром. Проекция гипоцентра на поверхность Земли называется эпицентром землетрясения. Расстояние от гипоцентра до эпицентра представляет собой глубину очага землетрясения. Расстояние от эпицентра до точек наблюдения (например, до сейсмической станции), измеренное на поверхности Земли в градусах или километрах, называется эпицентральным расстоянием. Изменения и остаточные деформации вещества в очаге землетрясения во многих случаях представляют собой нарушения первичного залегания горных пород.

За пределами очага возмущения окружающей среды в большинстве случаев имеют характер упругих деформаций. Реже при землетрясениях большой силы остаточные деформации возникают и за пределами очага, особенно в слабоустойчивых породах. Упругие деформации, распространяющиеся во все стороны от очага землетрясения, вызываются сейсмическими волнами. Энергия сейсмических волн по мере удаления от очага распространяется на все большую поверхность окружающей среды. Это вместе с поглощением энергии на внутреннее трение ведет к постепенному ослаблению колебаний по мере удаления сейсмических волн от очага.

Рис. 137. Блок-диаграмма, показывающая распространение уппугих волн при землетрясениях.Н — гипоцентр; Е —эпицентр; ЕН — глубина очага землетрясения; m1 т2, m3, m4 — последовательные положения волнового фронта; l1 l2 l2 l3 l4 — сейсмические лучи; VI, VII, VIII — изосеисты. Внутри изосеисты VIII заштрихована плейстосейстовая область.

На рис. 137 видно, что сейсмические волны достигают земной поверхности раньше всего в эпицентре Е, где землетрясение достигает наибольшей силы и наблюдаются максимальные изменения рельефа и разрушения сооружений.

Очаг землетрясения всегда имеет некоторый объем, поэтому на поверхности Земли образуется область максимальной силы землетрясения. Эта область называется эпицентральной, или плейстосейстовой. По форме эпицентральной области иногда можно судить о характере очага землетрясения.

Поверхность, во всех точках которой сила землетрясения одинакова, называется изосейсмической поверхностью. Изосейсмические поверхности, пересекая поверхность Земли, образуют линии, называемые изосейстами или изосейсмическими линиями, соединяющими точки равных сотрясений во время данного землетрясения. Обычно изосейсты представляют собой замкнутые линии весьма неправильной конфигурации, концентрически располагающиеся вокруг эпицентра землетрясения. Абсолютное значение численных величин, характеризующих различные изосеисты данного землетрясения, уменьшается по мере удаления от эпицентра землетрясения. Форма изосейст зависит от геологического строения данного района, от формы очага, а также от механизма землетрясения и от глубины очага.

Если бы земная кора была однородна, то изосейсмические поверхности представляли бы собой правильные сферы (при изометрической форме очага), или эллипсоиды (при вытянутом очаге), а изосеисты являлись бы окружностями или эллипсами. Однако различная плотность пород, слагающих земную кору, разнообразие залегания пород, неравномерное поглощение энергии сейсмических волн в различных породах, наконец, преломление и отражение волн при переходе из одних пород в другие — все это вместе взятое чрезвычайно усложняет характер распространения сейсмических волн и, следовательно, форму изосейсмических поверхностей и очертания изосейст.

Чем более твердыми являются породы, тем более слабые сотрясения они испытывают, когда через них проходят сейсмические волны. Поэтому магматические и интенсивно метаморфизованные породы в меньшей степени реагируют на сотрясения, чем породы рыхлые или слабо метаморфизованные. Наиболее сильные сотрясения проявляются там, где рыхлый материал залегает на твердых породах сравнительно тонким слоем. Например, во время землетрясения 1927 г. здания в Ялте и Алуште, построенные непосредственно на коренных породах (особенно на изверженных), почти не подверглись разрушениям, тогда как такие же постройки на рыхлом делювии пострадали весьма значительно. Подобные явления в ряде случаев объясняются возникновением в рыхлых породах особого вида колебаний, называемых волнами тяжести.

Сейсмические колебания лучше распространяются по простиранию слоев и вдоль сбросов и значительно хуже в направлении, перпендикулярном к плоскости напластования слоев. Линии, соединяющие точки на поверхности Земли, до которых сейсмическая волна дошла в одно и то же время, называются гомосейстами или изохронами.

Вернуться назад к оглавлению "Общая Геология. Основы Геологии."

Оставить комментарий

Ваш email не будет опубликован. Обязательные поля отмечены *

Вы можете использовать это HTMLтеги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>