Землетрясения

Материал из Чили - справочник для всех
Перейти к: навигация, поиск

Карта

Данные Национального сейсмологического центра Университета Чили. Обновляются в реальном времени. Землетрясения до 7 баллов даются по шкале Рихтера Ml, свыше - по шкале сейсмического момента Mw. Подробнее здесь.

Легенда

Красные значки Red-dot.png - землетрясения за данные сутки и предыдущие.
Синие значки Blue-dot.png - землетрясения старше двух суток.
МагнитудаЗначок
От 3 до 3.9 баллов Blue-dot.png Red-dot.png
От 4 до 4.9 баллов Blue-dot2.png Red-dot2.png
От 5 до 5.9 баллов Blue-dot3.png Red-dot3.png
Свыше 6 баллов Маленький белый пушной зверек

Статистика

Фильтр

Местное времяМагнитудаШирота, долготаГлубина, кмКомментарий
2017-12-12 09:45:39 4.0 -20.113, -69.136 96.3 47 km al NE de Pica
2017-12-12 09:43:35 3.7 -23.059, -68.913 90.7 45 km al E de Sierra Gorda.
2017-12-12 04:42:23 4.2 -31.601, -70.229 117.2 42 km al NE de Mina Los Pelambres
2017-12-12 04:42:22 4.2 -31.608, -70.123 98.2 50 km al NE de Mina Los Pelambres
2017-12-11 19:13:38 3.7 -19.616, -71.159 29.3 99 km al O de Pisagua
2017-12-11 18:57:01 3.0 -30.68, -71.95 33 64 km al SO de Tongoy
2017-12-11 16:40:27 3.9 -19.677, -71.129 40 96 km al O de Pisagua
2017-12-11 16:33:58 3.2 -19.638, -71.157 15 99 km al O de Pisagua
2017-12-11 16:17:59 3.9 -33.773, -70.296 130.5 16 km al SE de San José de Maipo
2017-12-11 16:00:57 5.4 -19.658, -71.147 35 98 km al O de Pisagua
2017-12-11 13:29:48 3.5 -27.545, -70.321 84.6 9 km al SO de Tierra Amarilla
2017-12-11 09:59:16 3.4 -27.21, -70.93 33 19 km al SO de Caldera
2017-12-11 09:59:13 3.3 -27.343, -70.827 39.7 31 km al S de Caldera
2017-12-11 07:09:33 3.2 -18.506, -69.255 119.1 47 km al SE de Putre
2017-12-11 03:32:02 3.0 -20.584, -67.979 180.9 76 km al E de Mina Collahuasi
2017-12-11 02:45:40 3.4 -18.118, -70.736 27.3 52 km al O de Tacna

О землетрясениях

Причины землетрясений и общие сведения

Основная причина землетрясений в Чили - медленное наплывание Южно-Американской литосферной плиты на плиту Наска со скоростью около 5.1 см в год.

Давление одной плиты на другую постепенно увеличивается, и в определенный момент плита Наска не выдерживает давления и опускается. При этом происходит разрыв пород, сопровождаемый появлением продольных P-волн и поперечных S-волн. Точка возникновения наиболее сильных импульсов под землей называется гипоцентром, или очагом, землетрясения.

Дойдя до поверхности, ударная волна приводит к появлению поверхностных L-волн. Они распространяются медленнее поперечных и продольных, но именно они являются причиной наибольших разрушений на поверхности. Точка на поверхности, расположенная непосредственно над очагом, называется эпицентром землетрясения.

Зона субдукции между Южно-Американской плитой и плитой Наска практически повторяет очертания побережья Чили, поэтому эпицентр землетрясений чаще всего находится в море недалеко от суши, а сильные землетрясения сопровождаются цунами.

Подробнее о типах волн рассказывается здесь.

Перед сильным землетрясением часто возникают толчки меньшей силы - форшоки (исп. premonitor). Также толчки меньшей силы могут возникнуть и после сильного землетрясения - в этом случае они называются афтершоками (исп. réplica).

Также известно явление повторения сильных землетрясений в одной и той же точке через несколько лет или даже десятков лет. Это связано с "эффектом маятника": когда одна плита продавливает другую, то как бы "заряжает пружину", и через достаточно большое время "пружина" распрямляется в противоположном направлении.

Для измерения землетрясений применяют два подхода: логарифмическая шкала магнитуд и субъективная шкала оценки разрушений на поверхности.

Логарифмическая шкала магнитуды отражает силу землетрясения, от 0 до 9.5 баллов. Увеличение на 1 балл соответствует увеличению размаха колебаний в 10 раз, а энергии - примерно в 32 раза.

  • Оригинальная шкала Рихтера (1935) - отражает колебание стрелки стандартного сейсмометра, обозначается Ml. Плохо работает для землетрясений свыше 7 баллов. Регистрирует отдельные толчки.
  • Модифицированная шкала Рихтера - отражает энергию поверхностных волн, обозначается Ms. Также при этой методике учитываются объемные волны Mb. Плохо работает для землетрясений свыше 8 баллов. Регистрирует отдельные толчки.
  • Шкала сейсмического момента (1970-е годы) - выражает общую мощность землетрясения в данном регионе, обозначается Mw или просто M. Не связана с колебаниями стрелки сейсмографа, вычисляется как произведение массы горных пород на величину их сдвига вследствие землетрясения. Регистрирует землетрясение в целом, поэтому там, где по шкале Рихтера - несколько толчков, по шкале сейсмического момента - одно землетрясение. Максимальное значение - 9.5 баллов.

Все шкалы магнитуд специально подгоняют коэффициентами друг к другу, поэтому обычно различие по шкалам Ml и Mw - не более десятых долей балла.

Субъективная шкала интенсивности отражает разрушения на поверхности в данном конкретном месте. В целом - чем глубже очаг под землей, тем разрушения меньше. В большинстве стран используются 12-балльные шкалы, в Японии - 7-балльная шкала. Именно этот тип шкал используется при оценке сейсмоустойчивости зданий.

Предсказание землетрясений на данном этапе развития науки невозможно. Очаги землетрясений находятся на слишком большой глубине. Возможно только определение вероятности сильных землетрясений, основанное на наблюдении предыдущих землетрясений.

Распространение волн

Более подробно можно посмотреть здесь.

Продольные P-волны

Также называются "волнами сгущения". Распространяются быстрее всего. Скорость в воздухе 330 м/с, в воде 450 м/с, в скальных породах - 6 км/с. Регистрируются сейсмографами в первую очередь, поэтому также называются "первичными волнами". Могут восприниматься как подземный гул. Как правило, не наносят значительных разрушений. Малые амплитуды, короткий период (5-7 секунд). Мощность убывает пропорционально расстоянию от очага землетрясения.

Поперечные S-волны

Также называются "волнами сдвига". Распространяются в 1.7 раза медленнее продольных волн. Дают на сейсмографе второй всплеск. Средние амплитуды, период чаще порядка 11-13 секунд.

Задержка между приходом продольной и поперечной волны для твердых пород - порядка 12 секунд на 100 км. Поэтому, если возникли колебания почвы и появился подземный гул - перед приходом второй волны будет небольшая пауза, во время которой можно предпринять меры безопасности.

Поверхностные L-волны

Разновидность "волн сдвига". Возникают на границе двух сред, например, земли и воздуха. Если S-волны и P-волны идут от очага напрямую, по кратчайшей, то L-волны появляются, только когда волна из очага достигает поверхности земли. Поэтому они всегда запаздывают по сравнению с первыми двумя типами волн. Отчасти напоминают круги на воде. Мощность убывает пропорционально корню квадратному из расстояния от очага землетрясения.

Кроме того, L-волны передвигаются еще медленнее, чем поперечные волны (в два раза и более). Однако они обладают большой амплитудой, и несут самые большие разрушения. Продолжительность может достигать десятков секунд.

Волны тяжести

Специфический вид волн - возникает, если в данном месте на твердых породах лежат рыхлые (песок, глина, особенно насыщенный водой). Можно сравнить с тем, как в миску насыпали песка, а потом ее подняли вертикально вверх и резко опустили. Песок отстанет от миски, а потом догонит ее под действием силы тяжести. Амплитуда максимальная, разрушения самые большие. Вызывают нарушения и волнообразные изгибы земной поверхности, дорог, рельсов и пр. В частности, во время Ташкентского землетрясения 1966 года разрушения домов, построенных на твердых породах, были незначительными по сравнению домами, построенными на песчаных породах.

Последовательность волн

Таким образом, в любом землетрясении присутствуют 3 волны, которые и регистрируются сейсмографами.

  • 1-я волна - "продольные волны", идут напрямую от очага под землей, иногда сопровождаются гулом, продолжаются 5-7 секунд. Амплитуда минимальная.
  • 2-я волна - "поперечные волны", идут напрямую от очага под землей, приходят с запозданием порядка 12 секунд на 100 км расстояния, продолжаются около 11-13 секунд. Амплитуда средняя.
  • 3-я волна - "поверхностные волны", идут от эпицентра на поверхности, приходят еще с большим запозданием, могут продолжаться десятки секунд. Наиболее разрушительны. На неплотных почвах могут сопровождаться дополнительной "волной тяжести".

Более подробно о регистрации землетрясений сейсмографами можно посмотреть здесь.

Сила землетрясений

Для оценки силы землетрясений используются два подхода, которые в быту часто путают.

Логарифмическая шкала магнитуды

Эту шкалу, независимо от разновидности, обычно называют в СМИ шкалой Рихтера.

Увеличение магнитуды:

  • на 0.2 балла соответствует увеличению энергии колебаний вдвое;
  • на 1 балл соответствует увеличению амплитуды колебаний в 10 раз и увеличению энергии примерно в 32 раза;
  • на 3 балла соответствует увеличению энергии примерно в 1000 раз.

В течение 20 века основной критерий, используемый для расчета магнитуды, несколько раз менялся.

Оригинальная шкала Рихтера Ml

Оригинальная шкала Рихтера Ml, предложенная сейсмологом из США Чарльзом Рихтером (1900-1985) в 1935 году и названная его именем. Пропорциональна максимальному отклонению стрелки стандартного сейсмографа на расстоянии 100 км от эпицентра землетрясения. Отражает прежде всего интенсивность колебаний на поверхности в данном конкретном месте, поэтому обозначается как Ml ("local"). Хорошо работала для землетрясений силой от 3 до 7 баллов, которые наблюдались чаще всего в Калифорнии, где работал Рихтер.

Однако выяснилось, что при сильных землетрясениях стрелка не отклонялась более, чем на уровень примерно 7 баллов. Причина - мощные землетрясения отличаются от более слабых не столько размахом колебаний, сколько масштабом природного явления, охватывая участки в тысячи километров. Кроме того, при удалении записывающего устройства от очага на большие расстояния измерение давало большую погрешность из-за наложения волн.

Модифицированная шкала Рихтера Ms

Модифицированная шкала Рихтера - учитывает магнитуду поверхностных волн Ms ("surface wave", учет поверхностных L-волн) и магнитуду объемных волн Mb ("body-wave", учет продольных P-волн и поперечных S-волн).

Была разработана самим Рихтером и ученым из США германского происхождения Бено Гутенбергом.

После землетрясений 1952 на Аляске и 1960 года в Чили выяснилось, что и эта шкала плохо работает для величин более 8 баллов (происходит "насыщение" шкалы). Кроме того, при подобных мощных землетрясениях происходят разрушительные колебания с очень длинным периодом в 200 секунд и более, которые не укладываются в концепцию.

Шкала сейсмического момента Mw

Шкала сейсмического момента Mw (другие сокращения - MMS, M) - предложена в 1970-е годы японскими сейсмологами Кеити Аки и Хиро Канамори. Это качественно иной подход: он основан не на колебаниях стрелки сейсмографа, а на оценке энергии, которая выделяется при землетрясении. Площадь, на которой замечены геологические разломы, умножается на среднюю величину смещения горных пород. Измерение сейсмического момента позволяет наиболее точно определить силу самых мощных землетрясений. Поэтому в настоящее время в сейсмологии повсеместно используется именно шкала сейсмического момента Mw, которую в СМИ по привычке неправильно называют "шкалой Рихтера".

У этой шкалы есть и определенный недостаток: сразу после землетрясения не всегда удается определить точно величину разломов, поэтому данные о силе землетрясения в первые часы могут меняться. Поэтому и "старая" шкала Рихтера также продолжает использоваться, особенно для отражения данных в реальном времени.
Максимальное значение магнитуды сейсмического момента - 9.5 баллов. Оно рассчитано для максимально возможной реальной площади сдвига горных пород. Большее значение практически недостижимо.

Сравнение шкал Ml, Ms, Mw

Всякий раз при изменении критерия новая формула для удобства "подгонялась" коэффициентами так, чтобы новая шкала по возможности накладывалась на старую с минимальными изменениями. Например, калифорнийское землетрясение 1952 года имело силу 7.2 по шкале Рихтера Ml и 7.5 по шкале сейсмического момента Mw, землетрясение 1940 года - 6.5 и 6.6 баллов соответственно.

Внимание
Шкала Рихтера и шкала сейсмического момента отражают совершенно разные явления. У Рихтера - размах колебаний сейсмографа, при этом фиксируется каждый толчок. А по шкале сейсмического момента отражается общий масштаб обрушений, сдвиг пород, который может занимать из-за огромной протяженности десятки секунд и даже минуты.

То есть и при 8, и при 9.5 баллах стрелка сейсмографа колеблется примерно одинаково. Но при 8 баллах землетрясением затрагивается относительно небольшой участок. А при 9.5 баллах породы рушатся на протяжении тысяч километров. Как следствие - возникают дополнительные низкочастотные волны, "земля трясется" гораздо дольше, разрушения возникают на гораздо больших площадях.

И второе следствие. Землетрясения "по Рихтеру" фиксируются с точностью до секунды, это фиксация именно отдельных толчков. А по шкале сейсмического момента - отражается суммарное воздействие в районе землетрясения, которое может охватывать сотни и тысячи километров. Поэтому там, где "по Рихтеру" несколько идущих друг за другом землетрясений в одном районе, по шкале сейсмического момента - одно (!).

В настоящее время используются все три шкалы - традиционная шкала Рихтера Ml, модифицированная шкала Рихтера Ms, шкала сейсмического момента Mw (или просто M). Данные на сайте Геологической службы США и на большинстве сайтов в Интернете отражаются по шкале сейсмического момента Mw.

Что касается Национального сейсмологического центра Университете Чили, то для домашней страницы его сайта принят смешанный подход. Землетрясения силой менее 7 баллов показываются в таблице на домашней странице по Ml, более - по Mw. Например, первые сообщения о землетрясении в Ильяпеле 16 сентября 2015 года были помечены как 6.8 Ml (столько показал сейсмограф). Где-то через час появилась цифра 7.9 Mw, которую потом скорректировали до 8.4 Mw.

Главный практический недостаток: ни одна шкала магнитуд не отражает напрямую возможные разрушения на поверхности, так как последние зависят как от глубины нахождения очага, так и от строения пород в месте наблюдения. Преимущество - объективность.

Примерные ощущения:

  • 2.0 - самые слабые ощущаемые толчки;
  • 4.5 - самые слабые толчки, приводящие к небольшим разрушениям;
  • 6.0 - умеренные разрушения;
  • 8.5+ - самые сильные из известных землетрясений.

Субъективные шкалы интенсивности

Дают ответ на вопрос: какие разрушения произошли в наблюдаемом месте?

Оценка интенсивности, в основу которой положены бытовые проявления землетрясения, легко различаемые даже неопытным наблюдателем, в сейсмических шкалах разных стран различна. Например, в Австралии одну из степеней сотрясения сравнивают с тем «как лошадь трется о столб веранды», в Европе такой же сейсмический эффект описывается как «начинают звонить колокола», в Японии фигурирует «опрокинутый каменный фонарик».

В США и Латинской Америке чаще применяется Шкала Меркалли:

  • 1 балл. Ощущается немногими особо чувствительными людьми в особенно благоприятных для этого обстоятельствах.
  • 3 балла. Ощущается людьми как вибрация от проезжающего грузовика.
  • 4 балла. Дребезжат посуда и оконные стекла, скрипят двери и стены.
  • 5 баллов. Ощущается почти всеми; многие спящие просыпаются. Незакрепленные предметы падают.
  • 6 баллов. Ощущается всеми. Небольшие повреждения.
  • 8 баллов. Падают дымовые трубы, памятники, рушатся стены. Меняется уровень воды в колодцах. Сильно повреждаются капитальные здания.
  • 10 баллов. Разрушаются кирпичные постройки и каркасные сооружения. Деформируются рельсы, возникают оползни.
  • 12 баллов. Полное разрушение. На земной поверхности видны волны.

В России и Европе применяется также 12-балльная Европейская макросейсмическая шкала (EMS).

Связь между магнитудой и интенсивностью

Общий принцип: чем ближе очаг к поверхности земли, тем больше разрушения вокруг эпицентра (точка на поверхности, находящаяся точно над очагом). В частности, Ташкентское землетрясение 1966 года имело магнитуду всего 5.2 балла, однако очаг находился близко к поверхности (примерно 8-10 км), поэтому разрушения достигли 8-9 баллов по 12-балльной шкале.

Кроме того, важно направление колебаний. В том же Ташкентском землетрясении колебания происходили практически вертикально, поэтому, хотя стены большинства домов получили серьезные трещины, обрушений и обвалов было мало.

Связь между магнитудой, глубиной очага и интенсивностью по 12-балльной шкале показывает следующая таблица:

Магнитуда, баллы
Глубина, км 5 6 7 8
10 7 8-9 10 11-12
20 6 7-8 9 10-11
40 5 6-7 8 9-10
80 4-5 6 7-8 9
150 3-4 5 6-7 8
300 4 5-6 7
600 4-5 6

Энергия землетрясений в тротиловом эквиваленте

Связь между магнитудой высвобождаемой энергией в тротиловом эквиваленте[1]:

Магнитуда Тротиловый
эквивалент
3.0 480 кг
4.0 6 тонн
5.0 200 тонн
6.0 6 270 тонн
7.0 200 килотонн
8.0 6 мегатонн
9.0 10 000 мегатонн
  1. Цифры приблизительные, в разных источниках разные, совпадает только порядок.

Можно также воспользоваться калькулятором онлайн.

Землетрясения в Чили

Списки землетрясений

Статистика землетрясений в Чили с 2004 по 2015

EarthquakesByRegion.png
EarthquakesByMagnitude.png