Землетрясения и типы сейсмических дислокаций
Курсовой проект - Геодезия и Геология
Другие курсовые по предмету Геодезия и Геология
? распределение колебаний грунта. Соединяя на карте линиями места с одинаковой степенью разрушений, или с одинаковой интенсивностью сотрясений (он называл их изосейсмальными линиями, теперь такие линии называют изосейстами), он определил эпицентр землетрясения и, следовательно, установил положение источника сейсмических волн, кроме того, характер расположения изосейст позволил Маллету судить о том, как уменьшается воздействие сотрясений с расстоянием, и оценить относительные размеры землетрясения. В течение многих десятилетий после работ Маллета сейсмологи использовали интенсивность сотрясений как самую распространенную меру величины землетрясения. Интенсивность определяется, по степени повреждения искусственных сооружений, по нарушению поверхности грунта и характеру реакции животных на сотрясения. Первая современная шкала интенсивности была разработана де Росси в Италии и Форелем в Швейцарии в 1880-х годах. Эта шкала, которая все еще иногда используется при описании землетрясений, состоит из десяти градаций (баллов): от I доХ. Более совершенная шкала, 12 - балльная, была разработана в 1902 г. итальянскими сейсмологом и вулканологом Меркалли. Один из вариантов этой шкалы, известный как стандартная шкала интенсивности Меркалли. Он разработан Х.О. Вудом и Ф. Нойманном (Ньюманом) в применении к особенностям построек, характерным для Калифорнии (и для большей части США вообще). Оценка интенсивности землетрясения по описательной шкале основана не на измерениях колебаний грунта с помощью каких - либо инструментов, а на непосредственных наблюдениях воздействия землетрясения в плейстосейстовой зоне. Описательная шкала и сейчас сохраняет свое значение, так как, во-первых, во многих сейсмичных районах пока нет сейсмографов для измерения сильных движений и, во-вторых, длительная история землетрясений в сейсмоактивных районах составлена именно из таких описаний. Строго количественная шкала, применимая к землетрясениям как в населенных, так и в ненаселенных районах, была разработана Вадати в Японии в 1931 г. и усовершенствована Чарльзом Рихтером в 1935 г. в Калифорнии. Суть шкалы состоит в измерении амплитуд волн, записываемых сейсмографом. Эта идея подобна той, которая давно уже используется астрономами для градуировки размеров звезд по звездных величин, основанной на сравнительной яркости звезд при наблюдении через телескоп.
Рихтер связал амплитуду колебания с безразмерной величиной, которая получила название магнитуда. А связь ее с амлитудой осуществлялась довольно просто формулой:
,
где f - корректирующая функция, вычисляемая по таблице в зависимости от расстояния до эпицентра. Энергия землетрясения примерно пропорциональна , то есть увеличение магнитуды на 1,0 соответствует увеличению амплитуды колебаний в 10 раз и увеличению энергии примерно в 32 раза. Таким образом можно вычислить магнитуду любых типов волн:
Магнитуда объёмных волн
где A - амплитуда колебаний земли (в микрометрах), T - период волны (в секундах), и Q - поправка, зависящая от расстояния до эпицентра D и глубины очага землетрясения h.
Магнитуда поверхностных волн
Эти шкалы плохо работают для самых крупных землетрясений - при магнитуде равно 8 наступает насыщение.
Поскольку землетрясения весьма сильно различаются по величине, амплитуды сейсмических волн могут различаться в тысячи раз. Поэтому удобнее всего сжать диапазон амплитуд с помощью какого-либо математического преобразования. Рихтер определил магнитуду (величину) местного землетрясение десятичный логарифм максимальной амплитуды сейсмической волны (в тысячных долях миллиметра), записанной стандартным сейсмографом на расстоянии 100 км от эпицентра землетрясения. Это означает, что если магнитуда оказывается больше на единицу, то амплитуда волн возрастает в 10 раз. Сейсмографом, принятым в качестве стандартного для деления магнитуды местных толчков, является прибор Вуда - Андерсона или его эквивалент. Как свет кажется более тусклым при увеличении расстояния от источника, точно так же чем дальше источник землетрясения от сейсмографа, тем меньше амплитуда сейсмических волн. Очаги землетрясений могут находиться любом расстоянии от сейсмостанции. Поэтому в дальнейшем. Рихтер разработал метод расчета магнитуды землетрясения с учетом затухания волн при увеличении эпицентрального расстояния.
Тип используемой для вычислений сейсмической волны особо не оговаривался; единственное требование состояло в том, чтобы выбранная волна - продольная, поперечная или поверхностная - имела наибольшую амплитуду.
В настоящее время использование понятия магнитуды изменилось до неузнаваемости по сравнению с первоначальным. Такое удобство, как описание величины землетрясения с помощью всего лишь одной числовой характеристики - магнитуды, потребовало, чтобы метод был расширен и учитывал записи сейсмографов разных типов, размещенных по всему миру. Соответственно этому появился целый ряд магнитудных шкал, основанных на различных формулах вычисления эпицентральных расстояний и разных способах выбора требуемой амплитуды волн. Имеются три главных направления в использовании данных о магнитуде землетрясения. Во-первых, эта характеристика принята как мера относительной величины землетрясения и поянятна не только ученым, строителям и инженерам, но и широкой пу блике; по магнитуде можно судить, хотя бы приближено о масштабе землетрясения. во-вторых