Землетрясения: причины и прогноз, зоны Заварицкого – Бентоф
Информация - Геодезия и Геология
Другие материалы по предмету Геодезия и Геология
ндонезии, в океане у западных берегов Южной и Центральной Америки и в Персидском заливе.
Когда одна плита пододвигается под другую, вдоль наклонной поверхности контакта плиты с окружающим материалом, называемой зоной Беньоффа, происходит землетрясение (эта зона название по имени Хьюго Беньоффа, сейсмолога из Калифорнийского технологического института).
Некоторые землетрясения при этом происходят и на большой глубине; самые глубокие из них заходят далеко в глубь континента, поскольку океаническая плита пододвигается под континентальную. В зонах субдукции землетрясения происходят на глубинах до 700км.
Другим проявлением процесса субдукции являются глубоководные желоба. Максимальная глубина Перуанско-Чилийского желоба достигает 8063м. ниже уровня моря на расстоянии всего около 100км. от берега. В процессе субдукции образовались и другие желоба - Алеутский, Японский, Яванский, Центральноамериканский и некоторые другие, в основном вдоль границы Тихоокеанской плиты.
Цепи вулканов также типичны для зон субдукции. Когда одна плита пододвигается под другую, она стремится смять и приподнять вышележащую плиту. Это ведет к образованию горных цепей и вулканов. И иногда вулканы возникают внутри континента, как в Андах, а иногда они образуют цепи островов, как на Алеутских островах и в других местах на западе Тихого океана.
Время от времени в мире случается и землетрясения во внутренних частях плит - так называемые внутриплитовые землетрясения. Вероятнее всего, они возникают из-за развития деформаций в плитах, вызванного давлением на краях. Например, территория Китая сдавливается в двух направлениях: с востока - Тихоокеанской плитой, с юга - Индо-Австралийской.
Что происходит в очаге землетрясения
Там происходит разрыв подземных пород. В данном случае геологи используют специальный термин - разлом. Разлом возникает, когда породы по оби стороны от разрыва смещаются относительно друг друга настолько, что нарушается соответствие слоев.
Разлом может образоваться под действием различных механических усилий - растяжения, сжатия, сдвига. Соответственно различают три основных типа геологических разломов. Растягивающиеся усилия могут привести к тому, что некоторый объем породы соскользнет вниз - возникнет разлом, называемый нормальным сбросом. При сжатии часть породы может быть выдавлена вверх, такой разлом называют обращенным сбросом. Возможно, также перемещение одного объема породы относительно другого при наличии сдвигающих усилий; в этом случае говорят о поперечном сбросе. Все три типа сбросов поясняют рисунки ниже.
Рассмотрим поперечный сброс, используя так называемую гипотезу упругой отдачи. Обратимся в связи с этим к рисунку, на нем красным цветом показана мысленно выделенная область подземных пород; вдоль синей линии залегают относительно слабые породы. На рисунке изображены три ситуации.
Ситуация 1 - отсутствуют какие-либо механические напряжения.
Ситуация 2 - возникли сдвигающие усилия (они показаны стрелками). В этом случае происходит искревление границ выделенной области - породы деформируются. По мере нарастания деформаций в породах постепенно накапливается энергия. Это напоминает постепенное накапливания потенциальной энергии в сжимаемом упругом теле, например в пружине. Рано или поздно напряжения в деформированных породах становятся настолько значительными, что слабые породы (залегающие вдоль синей линии) не выдерживают напряжений, и происходит разрыв и сдвиг пород вдоль линии ослабления (ситуация 3). При этом накопившаяся в деформированных породах энергия немедленно высвобождается (как если бы сжатая пружина вдруг распрямилась), превращаясь в энергию сейсмических волн.
Основные понятия и характеристики
Место в земной коре или в верхней мантии, где произошло смещение масс, вызвавшее упругие волны в теле Земли, называется гипоцентром (очагом, фокусом) землетрясения. Волны от гипоцентра распространяются, постепенно затухая, во все стороны. Скорее всего, волны достигают поверхности Земли в области, лежащей над гипоцентром, так как здесь они направлены вертикально к поверхности Земли. Область поверхности Земли, где наблюдаются вертикальные удары, называются эпицентром.
Среди упругих волн, возникающих в гипоцентре, различают продольные P (primae - первый) и поперечные S (secunde - вторые) волны. Продольные волны - упругая реакция среды на изменение объема при сжатии и растяжении. Частицы среды смещаются по направлению движения волны. Поперечные волны - результат реакции среды на изменение формы при изгибе. Следовательно, упругое возбуждение распространяется не только вдоль образующего смещения, но и перпендикулярно к нему. Для поперечных волн характерно колебания частиц в направлении, поперечном направлению фронта продольной волны. Скорость продольных волн в пределах земной коры 3,5 - 6,5 км/с, поперечных до 4,5 км/с.
На поверхности Земли, в эпицентре, на границе раздела твердой среды с газообразной возникает третий вид волн - поверхностные, или длинные (волны Релея и Леви), обозначаемые буквой L. Колебания этих волн имеют направление, поперечное к линии удара, но расходятся во все стороны только по самому верхнему слою земной, поперечное к линии удара, но расходятся во все стороны только по самому верхнему слою земной коры. Амплитуда их больше, чем др