Стихийные бедствия геологического характера

К стихийным бедствиям, связанным с геологическими природными явлениями, относятся землетрясения, изверже­ния вулканов, оползни, сели, снежные лавины, обвалы, осад­ки земной поверхности в результате карстовых явлений.

Землетрясения — это подземные толчки и колебания земной поверхности, возникающие в результате внезапных смещений и разрывов в земной коре или верхней части ман­тии и передающиеся на большие расстояния в виде упругих колебаний.

Землетрясения происходят в виде толчков, которые вклю­чают форшоки, главный толчок и афтершоки. Число толч­ков и промежутки времени между ними могут быть самыми различными. Главный толчок характеризуется наибольшей силой, продолжительность его составляет обычно несколько секунд, но людьми субъективно воспринимается как очень длительная.

По данным психиатров и психологов, изучавших земле­трясения, афтершоки иногда производят более тяжелое пси­хическое воздействие, чем главный толчок. У людей под воз­действием афтершоков возникало ощущение неотвратимос­ти беды, и они, скованные страхом, бездействовали, вместо того чтобы искать безопасное место и защищаться.

Очаг землетрясения — это некоторый объем в толще Земли, в пределах которого происходит высвобождение энер­гии. Центр очага — условная точка, именуемая гипоцент­ром, или фокусом. Проекция гипоцентра на поверхность Зем­ли называется эпицентром. Вокруг эпицентра происходят наибольшие разрушения.

Ежегодно на земном шаре регистрируют сотни тысяч землетрясений, однако большинство из них слабые, и мы их не замечаем. Силу землетрясения оценивают по интенсивно­сти разрушений на поверхности Земли. Существует много сейсмических шкал интенсивности. В настоящее время ши­роко применяется шкала Рихтера и Международная шкала силы землетрясений.

Магнитуда землетрясений — условная величина, харак­теризующая общую энергию упругих колебаний, вызванных землетрясением. Магнитуда пропорциональна логарифму энер­гии землетрясений и позволяет сравнивать источники коле­баний по их энергии.

На территории России примерно 28% районов сейсмоопасны. Районы возможных землетрясений находятся в При­байкалье, на Камчатке, Курильских островах, в Южной Си­бири и на Северном Кавказе.

Проблема защиты от землетрясений стоит очень остро. Существуют две группы антисейсмических мероприятий:

• предупредительные, профилактические мероприятия, осуществляемые до возможного землетрясения (изучение природы землетрясений, раскрытие его механизма, иденти­фикация предвестников, разработка методов прогноза);

• мероприятия, осуществляемые непосредственно перед, во время и после землетрясения.

Исследования природы землетрясений помогают разра­ботать методы предотвращения и прогноза этого опасного явления. Очень важно выбирать места для расположения на­селенных пунктов и предприятий с учетом сейсмостойкости района. Удаленность от очагов — лучшее средство при реше­нии вопросов безопасности при землетрясениях. Если строи­тельство все-таки приходится вести в сейсмоопасных райо­нах, то необходимо учитывать требования соответствующих правил и норм (СНиПов), сводящиеся в основном к усилению конструкции зданий и сооружений.

Эффективность действий в условиях землетрясений за­висит от уровня организации аварийно-спасательных работ и обученности населения, эффективности системы оповещения.

Вулканическая деятельность возникает в результате по­стоянных активных процессов, происходящих в глубинах Зем­ли. Вулканические извержения угрожают тем жителям Зем­ли, которым грозят и землетрясения. Около 200 млн человек проживают в опасной близости к действующим вулканам.

Совокупность явлений, связанных с перемещением маг­мы в земной коре и на ее поверхности, называется вулканиз­мом.

Магма (от греч. magma — густая мазь) — это расплав­ленная масса преимущественно силикатного состава, обра­зующаяся в глубинных зонах Земли. Достигая земной поверх­ности, магма извергается в виде лавы.

Лава отличается от магмы отсутствием газов, улетучива­ющихся при извержении. Вулканы (по имени бога огня Вул­кана) представляют геологические образования, возникающие над каналами и трещинами в земной коре, по которым магма извергается на земную поверхность.

Обычно вулканы — это отдельные горы, сложенные из продуктов извержений. Магматические очаги находятся в мантии на глубине 50^_70 км или в глубине земной коры.

Вулканы подразделяются на действующие, уснувшие и потухшие.

К уснувшим относятся вулканы, об извержениях кото­рых нет сведений, но они сохранили свою форму и под ними происходят локальные землетрясения.

Потухшие — это вулканы без какой-либо вулканичес­кой активности.

Извержения вулканов бывают длительными и кратков­ременными. Продукты извержения (газообразные, жидкие, твердые) выбрасываются на высоту 1-5 км и переносятся на большие расстояния. Концентрация вулканического пепла бывает настолько большой, что возникает темнота, подоб­ная ночной. Объем излившейся лавы достигает десятков ку­бических километров. Извержение вулкана Везувия полнос­тью уничтожило Помпею. Толщина слоя вулканического пеп­ла, покрывшего этот город, достигла 8 м.

Замечена взаимозависимость вулканической деятельнос­ти и землетрясений. Сейсмические толчки, как правило, обо­значают начало извержения. При этом опасность представля­ют лавовые фонтаны, потоки горячей лавы, раскаленные газы. Взрывы вулканов могут инициировать оползни, обвалы, ла­вины, а на морях и в океанах — цунами.

Профилактические мероприятия состоят в изменении характера землепользования, строительстве дамб, отводя­щих потоки лавы, в бомбардировке лавового потока для пе­ремешивания лавы с землей и превращения ее в менее жид­кую массу и др.

Оползень — скользящее смещение вниз по уклону под действием сил тяжести масс грунта, формирующих склоны холмов, гор, речные, озерные и морские террасы.

Оползни возникают при нарушении устойчивости склона. Сила связанности грунтов или горных пород оказывается в какой-то момент меньше силы тяжести, и вся масса прихо­дит в движение. Оползни не являются катастрофическими процессами, при которых гибнут люди, но ущерб, наноси­мый ими народному хозяйству, значителен: разрушаются жилища, повреждаются коммуникационные тоннели, трубо­проводы, телефонные и электрические сети.

Оползни могут быть вызваны различными факторами:

• обводненность грунта;

• изменение вида насаждений;

• уничтожение растительного покрова;

• выветривание;

• сотрясения.

При сильных землетрясениях всегда возникают оползни. По скорости смещения склоновые процессы делятся на мед­ленные, средние и быстрые. Только быстрые оползни могут стать причиной настоящих катастроф с сотнями жертв.

По механизму оползневого процесса выделяют сдвиг, выдавливание, гидравлический вынос.

По глубине залегания поверхностного скольжения раз­личают оползни поверхностные — до 1 м, мелкие — до 5 м, глубокие — до 20 м, очень глубокие — свыше 20 м.

По мощности, вовлекаемой в процесс массы горных пород, оползни распределяют на малые — до 10 тыс. м³, крупные — от 101 до 1000 тыс., очень крупные — свыше 1000 тыс. м³.

Сели — кратковременные бурные паводки на горных ре­ках, имеющие характер грязекаменных потоков. Причинами селей могут быть землетрясения, обильные снегопады, лив­ни, интенсивное таяние снега. Основная опасность — огром­ная кинетическая энергия грязеводных потоков, скорость дви­жения которых может достигать 15 км/ч.

По мощности селевые потоки подразделяют на группы: мощные (вынос более 100 тыс. м³ селевой массы), средней мощности (от 10 до 100 тыс. м³), слабой мощности (менее 10 тыс. м³). Селевые потоки происходят внезапно, быстро нарастают и продолжаются обычно от 1 до 3 ч, иногда 6-8 ч. Сели прогнозируют по результатам наблюдений за прошлые годы и метеорологическим прогнозам.

К профилактическим противоселевым мероприятиям можно отнести гидротехнические сооружения (селезадерживающие, селенаправляющие и др.), спуск талой воды, зак­репление растительного слоя на горных склонах, лесопоса­дочные работы, регулирование рубки леса и др. В селеопасных районах создают автоматические системы оповещения о селевой угрозе и разрабатывают соответствующие планы мероприятий.

Лавина — это снежный обвал, масса снега, падающая или сползающая с горных склонов под влиянием какого-либо воздействия и увлекающая на своем пути новые массы снега. В Европе лавины разного вида ежегодно уносят в среднем около 100 человеческих жизней.

Одной из побудительных причин лавины может быть зем­летрясение. Снежные лавины распространены в горных рай­онах. По характеру движения лавины подразделяются на скло­новые (основы), лотковые и прыгающие. Опасность лавины заключается в большой кинетической энергии лавинной мас­сы, обладающей огромной разрушительной силой.

Лавины образуются на безлесых склонах крутизной на­чиная от 15° и более. Оптимальные условия для образования лавин на склонах в 30—40°. При крутизне более 50° снег осы­пается к подножию склона, и лавины не успевают сформиро­ваться. Сход лавины начинается при слое свежевыпавшего снега в 30 см, а старого — более 70 см. Скорость схода лави­ны может достигать 100 м/с, а в среднем — 20-30 м/с. Точ­ный прогноз времени схода лавин невозможен.

Противолавинные профилактические мероприятия под­разделяются на пассивные и активные.

Пассивные способы состоят в использовании опорных со­оружений, дамб, лавинорезов, надолбов, снегоудерживающих щитов, посадках и восстановлении леса.

Активные методы заключаются в искусственном прово­цировании схода лавины в заранее выбранное время и при соблюдении мер безопасности. С этой целью обстреливают головные части потенциальных срывов лавины разрывными снарядами или минами, организуют взрывы направленного действия, используют сильные источники звука.

Обвал — это отрыв и падение больших масс горных по­род на крутых и обрывистых склонах гор, речных долин и морских побережий. Обвалы происходят в результате ослаб­ления цельности горных пород главным образом под виляни­ем процессов выветривания, деятельности поверхностных и подземных вод.

Просадки земной поверхности — уплотнения грунта под действием внешней нагрузки или собственного веса, проис­ходящие при искусственном замораживании, оттаивании и динамических воздействиях. Величина проседания поверхно­сти колеблется от нескольких сантиметров до 2 м. Просадки могут вызывать образование трещин на поверхности и в мас­сиве грунта.