Сейсмическое районирование и прогноз землетрясений

Сейсмическое районирование и прогноз землетрясений представляют чрезвычайно важную задачу, так как от степени их достоверности зависят огромные капиталовложения в сейсмостойкое строительство. Повышение на 1 балл возможной сейсмической опасности сразу ведет к удорожанию всех строительных объектов. Сейсморайонирование - это очень трудоемкая и ответственная работа, которая должна учитывать множество факторов: связь землетрясений с глубинным строением земной коры; геофизическими полями; неотектоникой; геоморфологическими и геологическими особенностями района; типами горных пород, их составом и прочностью; разрывными нарушениями, трещиноватостью и еще многими другими параметрами, включая свойства грунта, уровень подземных вод, палеосейсмодислокации и т.д. Все это должно дать ответ на один-единственный вопрос, - какое максимальное расчетное землетрясение можно ожидать в данном конкретном районе (МРЗ).

Сначала составляются мелкомасштабные карты общего сейсмического районирования (ОСР). Такая карта масштаба 1:5000000 для территории СССР была подготовлена в 1978 г. В целях более точного прогноза для проведения крупных строительных работ необходимы уже более детальные карты от 1:1 000 000 до 1:200 000 детального сейсмического районирования (ДСР) и даже 1:25 000 так называемого сейсмического микрорайонирования (СМР), которое используется при планировании городов, поселков и т.д. По существу, это приращение балльности по отношению к грунтовым условиям. В этом отношении исключительную важность приобретают прочность грунтов и уровень грунтовых вод. Чем последний выше, тем больше вероятность возникновения гидравлического удара, могущего иметь катастрофические последствия.

В зависимости от балльности возможных землетрясений в строительстве существуют специальные нормы, строгое выполнение которых обязательно. Ограничивается этажность зданий, укрепляется их фундамент, они окружаются антисейсмическими поясами, не разрешается возведение дополнительных нависающих деталей, облегчается кровля, используется железобетон и т.д. Опыт показывает, что объекты, построенные с соблюдением всех норм для районов с повышенной сейсмичностью, при землетрясениях либо остаются целыми, либо получают незначительные повреждения.

Прогноз землетрясений - актуальная задача сейсмологии и сейсмогеологии. Карты сейсмического районирования показывают, какие районы могут быть наиболее опасными и какой проектной силы следует ожидать здесь землетрясения. Необходимо выделять сейсмогенные зоны - зоны ВОЗ (возникновения опасных землетрясений).

Рис. 15.5. Движения поверхности Земли перед землетрясением Ниигата (Япония) в 1964 г., М=7,5 (по К. Касахара)

Однако всех интересует наиболее трудный и важный вопрос, - когда оно произойдет? Ответить на него, конечно, нелегко, но работы в этом направлении ведутся усиленно и уже есть обнадеживающие примеры. Прогноз может быть разный: долгосрочный, краткосрочный и оперативный. Первый дается на ближайшие десятки - сотни лет, второй - на годы, месяцы, дни и даже часы. Предвестников землетрясений очень много и они совершенно разные. Когда речь идет о долгосрочном прогнозе, то в областях сильных землетрясений, происходящих раз в десятки лет, важным показателем является длительное отсутствие землетрясений. Чем это время больше, тем вероятность сильного землетрясения возрастает. В некоторых случаях важную роль играет периодичность землетрясений по данным многолетних наблюдений. Для краткосрочных прогнозов большое значение имеет непрерывное наблюдение за изменением уровня земной поверхности и наклонов, измеряемых с помощью наклономеров (рис. 15.5). Увеличивающееся напряженное состояние массивов горных пород, чреватое его скорой разрядкой, должно сказываться на упругих свойствах пород, их электропроводности, скорости прохождения сейсмических волн.

Перед землетрясением часто изменяются магнитное поле, акустические свойства среды и электрический потенциал атмосферы, гидрогеохимические параметры вод, животные ведут себя необычно и т.д. Некоторые прогнозы были неудачными, а перед землетрясением 1975 г. в Китае, в провинции Ляонин в городе Хайчэн, предсказание было точным. 4 февраля в 10 ч 30 мин утра было сделано объявление о возможном сильном землетрясении в ближайшее время. Общая тревога и эвакуация населения из домов началась в 14.00 этого же дня, а в 19 ч 36 мин сильное землетрясение с магнитудой в 7,3 разрушило почти 90% зданий в городе, но число жертв не превысило 200-300 человек. Если бы жители в этот холодный день оставались дома, жертвы измерялись бы тысячами. В Китае было еще несколько удачных прогнозов, но в 1976 г. неожиданно произошло страшное землетрясение, от которого погибло несколько сот тысяч человек.

Превышение прочности горных пород и их разрыв вызывают формирование очага землетрясения и сейсмические волны разного типа, приводящие к разрушению. Любое землетрясение характеризуется гипоцентром, эпицентром, интенсивностью, магнитудой, энергией. Существуют различные модели очаговых зон. Землетрясения приурочены к областям высокой современной тектонической активности и связаны с конвергентными и дивергентными границами литосферных плит. Сейсмическое районирование - основной метод предсказания землетрясений.

- ? -

1. Что представляет собой землетрясение?

2. Что такое очаг землетрясения?

3. Какие существуют основные параметры землетрясения?

4. Каков механизм возникновения землетрясения?

5. Где и в каких структурах и зонах в наши дни происходят землетрясения?

6. Какие существуют типы сейсмогенных дислокации?

7. Как образуются цунами?

8. Возможен ли прогноз землетрясений и цунами?

9. Как осуществляется сейсмическое районирование?

Литература