Літосферні небезпеки і захист від них

Інтенсивність землетрусів

Наслідки землетрусів

Заходи захисту від землетрусів

Зсуви

Прогноз і контроль розвитку зсувів

Заходи щодо захисту від зсувів

Висновок

Список використаної літератури

Введення

Літосферна небезпека - це небезпечне природне явища геофізичного походження, який характеризуються раптовим порушенням життєдіяльності населення, руйнуваннями знищенням матеріальних цінностей травмами і жертв серед людей. Розрізняють ендогенні та екзогенні геологічні процеси. Ендогенні геологічні процеси, що виникають під впливом внутрішніх (літосфери) геологічних факторів, як, наприклад, землетруси, виверження вулканів; екзогенні процеси - це поверхневі геологічні процеси, викликані зовнішніми по відношенню до Землі природними та техногенними факторами (зсуви, обвали, лавини, селеві потоки , криги та ін).

У даній роботі мова піде про види литосферной небезпеки, які можуть спричинити за собою людські жертви, шкоду здоров'ю людей та навколишньому середовищу, значні матеріальні втрати, порушення умов життєдіяльності, а також про заходи захисту від них.

Основна увага в даній темі звернено землетрусів і зсувів.

Землетруси

Землетрус - будь-яке раптове струс поверхні землі, що викликається проходженням сейсмічних хвиль через кору Землі. Землетруси можуть викликатися природними явищами - руйнуванням геологічних розломів, вулканічною діяльністю, зсувами, або подіями, викликаними людьми - вибухами родовищ і ядерними експериментами. Землетруси реєструються за допомогою сейсмометра, також відомого як сейсмограф - з силою 3 або менше є головним чином незначними, з силою 7 - викликають серйозні руйнування на великих територіях.

Небагато природні явища здатні заподіювати руйнування такого масштабу, як землетруси. Протягом століть вони були причиною загибелі мільйонів людей і незліченних руйнувань (див. таблицю про найбільші землетруси в історії). Хоча з найдавніших часів землетрусу викликали жах і забобонний страх, до виникнення на початку ХХ сторіччя науки сейсмології мало що було зрозуміле про них. Сейсмологія, що містить в собі наукове дослідження всіх аспектів землетрусів, дала можливість відповісти на давно виникли питання про те, в результаті яких причин і як саме відбуваються землетруси.

Сейсмічні хвилі виникають, коли деяка форма енергії, що зберігається в земній корі, несподівано звільняється, зазвичай - коли маси порід, які створюють один в одному напруга, раптом ламаються і починають «ковзати». Велика частина природно відбуваються землетрусів пов'язана з тектонічної природою Землі. Такі землетруси називають тектонічними землетрусами. Літосфера Землі - мозаїка плит, які повільно, але постійно рухаються. Це рух викликаний виходом тепла з мантії і ядра Землі. Межі плит стикаються при русі плит один щодо одного, створюючи фрикційне напругу. Коли фрикційне напруга перевищує критичне значення, відбувається раптове руйнування. Кордон тектонічних пластин, уздовж яких відбувається руйнування, називають площиною розлому. Коли руйнування в площині розлому викликають сильне зміщення земної кори, енергія виділяється як комбінація енергії випромінюють сейсмічних хвиль, фрикційного нагрівання поверхні розлому і ломки порід, таким чином викликаючи землетрус. Вважається, що тільки 10 відсотків або менше повної енергії землетрусу випромінюється як сейсмічна енергія. Велика частина енергії землетрусу використовується на збільшення розлому або перетворюється в тепло вироблене тертям. Тому землетрусу знижують доступну пружну потенційну енергію Землі і піднімають її температуру, хоча ці зміни незначні в порівнянні з проводять і конвективним потоком тепла з глибокої внутрішньої частини Землі. Більшість тектонічних землетрусів зароджуються на глибині не більше десятків кілометрів. У зонах субдукції (де одна тектонічна плита підсувається під іншу), де старша і холодна океанська кора спускається нижче іншої тектонічної плити, землетруси можуть відбуватися на значно більших глибинах (до семисот кілометрів). Ці сейсмічно активні області субдукції відомі як зони Wadati-Benioff. Це - землетруси, які відбуваються на глибині, на якій підсунути літосфера більше не повинна бути ламкою з-за високої температури і тиску. Можливий механізм утворення землетрусів з глибоким центром - освіта розривів, викликане олівіном, що піддаються фазового переходу в структуру шпінелі.

Землетруси також часто відбуваються у вулканічних областях і викликаються там одночасно і тектонічними розломами, і рухом магми в вулканах. Такі землетруси можуть бути раннім попередженням про вулканічних виверженнях. Іноді серія землетрусів відбувається в свого роду штормі землетрусу, в якому землетрусу викликаються струсом або перерозподілом напруги від попередніх землетрусів. Подібні поштовхів після основного землетрусу, але відбуваються на сусідніх сегментах розлому, ці шторми відбуваються протягом наступних років, і деякі з більш пізніх землетрусів такі ж руйнівні, як і ранні.

Інтенсивність землетрусів

оцінюється в балах при обстеженні району за величиною викликаних ними руйнувань наземних споруд або деформацій земної поверхні. Для ретроспективної оцінки бальності історичних або більш давніх землетрусів використовують деякі емпірично отримані співвідношення. У США оцінка інтенсивності зазвичай проводиться за модифікованою 12-бальною шкалою Меркалли.

1 бал. Відчувається деякими особливо чутливими людьми в особливо сприятливих для цього обставин.

3 бали. Відчувається людьми як вібрація від проїжджаючого вантажівки.

4 бали. Деренчать посуд і шибки, скриплять двері та стіни.

5 балів. Відчувається майже усіма; багато сплячі прокидаються. Незакріплені предмети падають.

6 балів. Відчувається усіма. Невеликі пошкодження.

8 балів. Падають димові труби, пам'ятники, руйнуються стіни. Змінюється рівень води у криницях. Сильно пошкоджуються капітальні будівлі.

10 балів. Руйнуються цегельні будівлі й каркасні споруди. Деформуються рейки, виникають зсуви.

12 балів. Повне руйнування. На земній поверхні видно хвилі.

У Росії та деяких сусідніх з нею країнах прийнято оцінювати інтенсивність коливань у балах МSК (12-бальної шкали Медведєва - Шпонхойера-Карніка), в Японії - у балах ЯМА (9-бальної шкали Японського метеорологічного агентства).

Інтенсивність у балах (що виражаються цілими числами без дробів) визначається при обстеженні району, в якому стався землетрус, або опитуванні жителів про їх відчуттях при відсутності руйнувань, або ж розрахунками за емпірично отриманими і прийнятих для даного району формулами. Серед перших відомостей про події землетрусі стає відомою саме його магнітуда, а не інтенсивність. Магнітуда визначається за сейсмограмах навіть на великих відстанях від епіцентру.

Наслідки землетрусів

Сильні землетруси залишають безліч слідів, особливо в районі епіцентру: найбільше поширення мають зсуви і осипи пухкого грунту й тріщини на земній поверхні. Характер таких порушень в значній мірі визначається геологічною будовою місцевості. У пухкому та водонасиченому грунті на крутих схилах часто відбуваються зсуви і обвали, а потужна товща водонасиченого алювію в долинах деформується легше, ніж тверді породи. На поверхні алювію утворюються просадні улоговини, заповнюються водою. І навіть не дуже сильні землетруси одержують відображення в рельєфі місцевості.

Зміщення по розломах або виникнення поверхневих розривів можуть змінити планове і висотне положення окремих точок земної поверхні вздовж лінії розлому, як це сталося під час землетрусу 1906 в Сан-Франциско. Під час землетрусу в жовтні 1915 в долині Плезант в Неваді на розломі утворився уступ завдовжки 35 км і висотою до 4,5 м. При землетрусі в травні 1940 в долині Імпіріал в Каліфорнії зрушення сталися на 55-кілометровій ділянці розламу, причому спостерігалися горизонтальні зсуви до 4 , 5 м. У результаті Ассамського землетрусу (Індія) у червні 1897 в епіцентральної області висота місцевості змінилася не менш, ніж на 3 м.

Значні поверхневі деформації простежуються не тільки поблизу розламів і призводять до зміни напрямку річкового стоку, подпруживания або розривів водотоків, порушення режиму джерел води, причому деякі з них тимчасово чи назавжди перестають функціонувати, але в той же час можуть з'явитися нові. Колодязі і свердловини запливають брудом, а рівень води в них відчутно змінюється. При сильних землетрусах вода, рідкий бруд або пісок можуть фонтанами викидатися з грунту.

При зсуві по розломах відбуваються пошкодження автомобільних і залізних доріг, будівель, мостів та інших інженерних споруд. Проте якісно побудовані будівлі рідко руйнуються повністю. Зазвичай ступінь руйнувань знаходиться в прямій залежності від типу споруди та геологічної будови місцевості. При землетрусах помірної сили можуть відбуватися часткові ушкодження будинків, а якщо вони невдало спроектовані або неякісно побудовані, то можливо і їх повне руйнування.

При дуже сильних поштовхах можуть обвалитися й сильно постраждати споруди, збудовані без урахування сейсмічної небезпеки. Зазвичай не обрушуються одно-та двоповерхові будівлі, якщо у них не дуже важкі даху. Проте буває, що вони зміщуються з фундаментів і часто у них розтріскується і відвалюється штукатурка.

Диференційовані рухи можуть призводити до того, що мости зрушуються з своїх опор, а інженерні комунікації і водопровідні труби розриваються. При інтенсивних коливаннях укладені в грунт труби можуть «складатися», всовивая одна в іншу, або вигинатися, виходячи на поверхню, а залізничні рейки деформуватися. У сейсмонебезпечних районах споруди повинні проектуватися і будуватися з дотриманням будівельних норм, прийнятих для даного району відповідно до карти сейсмічного районування.

У густонаселених районах чи не більшої шкоди, ніж самі землетруси, завдають пожежі, що виникають у результаті розриву газопроводів і ліній електропередач, перекидання печей, плит і різних нагрівальних приладів. Боротьба з пожежами утруднюється через те, що водопровід виявляється пошкодженим, а вулиці непроїзними внаслідок утворилися завалів.

Заходи захисту від землетрусів

Прогноз землетрусів недостатньо досконалий. Він дозволяє лише припустити, де слід очікувати великий землетрус, і з певною ймовірністю визначити термін, коли воно відбудеться. У зв'язку з цим вкрай необхідні заходи захисту від завданої шкоди землетрусами, які по суті зводяться до наступних рекомендацій.

Коли в густонаселеній місцевості відбувається сильний підземний поштовх, багато будинків отримують ушкодження або розвалюються. Головна причина цього - низька якість будівель. Руйнівний вплив землетрусів пов'язане з нестійкістю грунту, з використанням сирцевої цегли або нетривкою кам'яної кладки, що призводить до падіння дахів і пічних труб, розтріскування фундаментів і стін.

Потенційно небезпечні важкі виступаючі частини будинків, стінки парапетів і непотрібні ліпні прикраси. Стара вапно, незакріплена покрівлю та крокви, позбавлені елементів жорсткості ліфтові шахти і каркаси, неукріплені сходові колодязі і спільні стіни суміжних будинків різного розміру - все це також становить небезпеку. При диференційованих рухах рвуться підземні трубопроводи всіх видів. Щоб звести до мінімуму можливі пошкодження, будівельники повинні враховувати всі геологічні чинники, що визначають стійкість будівлі. Скельні породи - ідеальне підставу для великих споруд. Слід уникати будівництва на слабких грунтах, крутих схилах, насипних землях. Небажано також зводити будівлі на морських кручах, на стрімких берегах річок, поблизу глибоких котлованів і на ділянках з високим рівнем грунтових вод в пухких осадових породах.

При будівництві мостів і високих будівель необхідно звертати особливу увагу на їх вагу, стійкість по відношенню до горизонтальних силам і на внутрішню врівноваженість. Доведено, що залізобетонні будівлі порівняно стійкі, проте дерев'яні, сталеві і укріплені кам'яні будинки також можуть бути сейсмостійкому, якщо вони добре сконструйовані і добротно побудовані. Для цього застосовуються відповідні елементи жорсткості та кріплення: зв'язують скоби, підпори і стійки, анкерні болти. Найбільш безпечною конструкцією є та, яка буде гнучкою і зможе рухатися як єдине ціле, тобто так, щоб окремі її частини не вдарялися одне про одного.

Забезпечення сейсмостійкості - обов'язкова вимога при будівництві в сейсмонебезпечних районах. Необхідне збільшення вартості становить, з інженерної оцінки, менше 10%, якщо відповідні проблеми вирішуються на стадії проектування.

Щоб уникнути катастрофічних наслідків в особливо сейсмонебезпечних районах можуть бути прийняті деякі адміністративні заходи. Для контролю землекористування і типів споруд, дозволених в зонах високої сейсмічності, повинні бути обов'язкові обмеження, що накладаються сейсмічними районуванням. Це відноситься, наприклад, до районів з нестійкими насипними грунтами і до районів, де розвинені зсуви. Будівельні норми і правила повинні визначати стандарти різних будівель. Облік різного рівня ризику у зв'язку з особливостями геологічної обстановки, що виконується за допомогою карти сейсмічної небезпеки повинен стати звичайною практикою будівельних і страхових компаній. Всі ці заходи контролю - шляхом районування, вдосконалення будівельних норм і класифікації будинків за уразливістю - особливо необхідні для запобігання людських жертв і катастрофічних руйнувань при майбутніх підземних поштовхах в районах сейсмічної небезпеки.

Зсуви

Зсуви - ковзне зміщення мас гірських порід вниз по схилу під впливом сили тяжіння. Зсуви - звичайне явище у тих місцевостях, де активно проявляються процеси ерозії схилів. Вони відбуваються у тому випадку, коли маси породи, що складають схили гір, втрачають опору внаслідок порушення рівноваги порід, викликаного підмивом водою, ослаблення міцності порід при вивітрюванні і перезволоженні опадами та підземними водами, внаслідок сейсмічних впливів, а також будівельної та господарської діяльності, що проводиться без урахування геологічних умов. Великі зсуви виникають найчастіше в результаті поєднання кількох таких факторів: наприклад, на схилах гір, складених чергуються водотривкими (глинистими) і водоносними породами (піщано-гравійної або тріщинуватими вапняками), особливо якщо ці пласти нахилені в один бік чи пересічені тріщинами, спрямованими по схилу. Майже таку ж небезпеку виникнення зсувів таять у собі створювані людиною відвали порід поблизу шахт і кар'єрів. Руйнівні зсуви, рухомі у вигляді безладної купи уламків, називають каменепадами; якщо блок переміщається за деякою раніше існуючої поверхні як єдине ціле, то зсув вважається обвалом; зсув у лесових породах, пори яких заповнені повітрям, набуває форми потоку (зсув течії).

Зсуви завдають великої шкоди сільськогосподарським угіддям, промисловим підприємствам, населеним пунктам. Іноді зсуви супроводжуються загибеллю людей і тварин.

Прогноз і контроль розвитку зсувів

Для прогнозу і контролю розвитку зсувів проводять детальні геологічні дослідження і складають карти, на яких вказані небезпечні місця. Спочатку при картуванні методами аерофотозйомки виявляють ділянки скупчення уламкового зсувного матеріалу, які на аерофотознімках проявляються характерним і дуже чітким малюнком. Визначаються літологічні особливості породи, кути схилу, характер перебігу підземних і поверхневих вод. Ведеться реєстрація руху на схилах між опорними реперами, вібрацій будь-якої природи (сейсмічних, техногенних і т. п.).

Заходи щодо захисту від зсувів

Якщо ймовірність виникнення зсувів велика, то здійснюються спеціальні заходи щодо захисту від зсувів. Вони включають зміцнення зсувних схилів берегів морів, річок та озер підпірними і хвилевідбійних стінками, набережними. Сповзають грунти зміцнюють палями, розташованими в шаховому порядку, проводять штучне заморожування грунтів, висаджують рослинність на схилах. Для стабілізації зсувів у мокрих глинах проводять їх попереднє осушення методами електроосмосу або нагнітанням гарячого повітря в свердловини. Великі зсуви можна запобігти дренажними спорудами, перекривають шлях поверхневим і підземним водам до зсувному матеріалу. Поверхневі води відводяться канавами, підземні - штольнями або горизонтальними свердловинами. Незважаючи на дорожнечу цих заходів, їх здійснення дешевше, ніж ліквідація наслідків сталася катастрофи.

Висновок

Таким чином, мало хто з грізних явищ природи можуть зрівнятися за руйнівною силою і небезпеки з землетрусами. Історія людства налічує мільйони жертв, сотні загиблих міст і селищ, пошкоджених та знищених споруд від цього стихійного лиха.

Найбільш поширені землетрусу в гірських і передгірських районах.

Підступність землетрусу у тому, що воно завжди раптово. Завчасно попередити населення про небезпеку майже неможливо. Переважно для практичних дій людям відводиться всього кілька секунд.

Зсуви - це ковзне зміщення ділянок земної поверхні вниз по схилу під дією власної ваги. Вони відбуваються найчастіше по берегах річок і водойм, на гірських схилах. Основна причина зсувів - надлишкове насичення глинистих порід підземними водами. Зсуви виникають також під час землетрусів і вивержень вулканів.

Зсуви можуть руйнувати населені пункти, пошкоджувати автостради і залізниці, трубопроводи, лінії зв'язку та електропередач, греблі і дамби, перегороджувати долини з утворенням завальних озер, викликати повені.

При загрозі зсуву та за наявності достатнього часу населення евакуюється з небезпечних районів у безпечні. Евакуація проводиться як пішим порядком, так і з використанням транспорту.

Список використаної літератури

1. Ясаманов Н.А. Основи геоекології: Учеб. посіб. для екологічний. спец. вузів. - М.: Видавничий центр «Академія», 2003. - 352 с.

2. Рікітаке Т. Передбачення землетрусів. М., 1975

3. Зсуви. Дослідження і зміцнення. М., 1981 (Джерело: «Енциклопедія Кругосвет»)

4. Варющенко С.Б. Безпека життєдіяльності та медицина катастроф: Підручник для студентів середовищ. проф. навч. заведи. - М.: Видавничий центр «Академія», 2005. - 320 с.

5. Ейбі Дж. А. Землетруси: Пер. з англ. 1982.

6. Internet