Die Erde hat eine unglückliche Eigenschaft: Sie geht einem manchmal unter den Füßen weg, und dies ist nicht immer mit dem Ergebnis einer fröhlichen Party in geselliger Runde verbunden. Vom Schütteln des Bodens steht der Asph alt schief, die Häuser stürzen ein. Was gibt es zu Hause? - katastrophale Erdbeben können Berge erheben oder zerstören, Seen entwässern, Flüsse verdrehen. Bewohner von Häusern, Bergen und Küsten haben in solchen Situationen nur eines zu tun: versuchen so viel wie möglich zu überleben.
Menschen sind mit dem Aufruhr des Erdhimmels konfrontiert, seit sie ungefähr von den Bäumen zu diesem Firmament hinabgestiegen sind. Anscheinend reichen auch die ersten Versuche, die Natur von Erdbeben zu erklären, in den Beginn der Menschheit zurück, in der unterirdische Götter, Dämonen und andere Pseudonyme tektonischer Bewegungen reichlich vorkommen. Als unsere Vorfahren dauerhafte Behausungen mit daran befestigten Festungen und Hühnerställen erwarben, wurde der Schaden durch das Erschüttern des Bodens unter ihnen größer und der Wunsch, Vulkan zu besänftigen oder zumindest seine Schande vorherzusagen, wurde stärker.
Allerdings wurden in der Antike verschiedene Länder von verschiedenen Wesenheiten erschüttert. Die japanische Fassung gibt unterirdisch lebenden Riesenwelsen die Hauptrolle, die sich manchmal bewegen. Im März 2011 führte ein weiterer Fischaufstand zu einem massiven Erdbeben und Tsunami.
Schema der Tsunami-Ausbreitung im Pazifischen Ozean. Das Gemälde zeigt in Farbe die Höhe der in verschiedene Richtungen divergierenden Wellen, die durch ein Erdbeben in der Nähe von Japan erzeugt wurden. Denken Sie daran, dass das Erdbeben am 11. März eine Tsunamiwelle an der Küste Japans niedergerissen hat, die zum Tod von mindestens 20.000 Menschen, zu umfassender Zerstörung und zur Umwandlung des Wortes "Fukushima" in ein Synonym für Tschernobyl geführt hat. Die Reaktion auf den Tsunami erfordert große Geschwindigkeit. Die Geschwindigkeit von Meereswellen wird in Kilometern pro Stunde gemessen, seismische Wellen in Kilometern pro Sekunde. Aus diesem Grund gibt es einen Zeitspielraum von 10-15 Minuten, in dem es notwendig ist, die Bewohner des bedrohten Gebiets zu benachrichtigen.
Instabiles Firmament
Die Erdkruste ist in sehr langsamer, aber kontinuierlicher Bewegung. Riesige Blöcke drücken gegeneinander und verformen sich. Wenn die Spannungen die Zugfestigkeit überschreiten, wird die Verformung unelastisch - das Erdfirmament bricht und die Schichten werden mit elastischem Rückstoß entlang der Verwerfung verschoben. Diese Theorie wurde erstmals vor fast hundert Jahren von dem amerikanischen Geophysiker Harry Reid vorgeschlagen, der das Erdbeben von 1906 untersuchte, das San Francisco fast vollständig zerstörte. Seitdem haben Wissenschaftler viele Theorien aufgestellt, die den Ablauf der Ereignisse auf unterschiedliche Weise beschreiben, aber das grundlegende Prinzip ist im Allgemeinen dasselbe geblieben.
Die Meerestiefe ist veränderlich. Der Ankunft eines Tsunamis geht oft ein Rückzug des Wassers vom Ufer voraus. Elastische Verformungen der Erdkruste vor einem Erdbeben lassen das Wasser an Ort und Stelle, aber die Tiefe des Bodens relativ zum Meeresspiegel ändert sich oft. Die Überwachung der Meerestiefe erfolgt durch ein Netzwerk spezieller Instrumente - Gezeitenpegel, die sowohl an der Küste als auch in einiger Entfernung von der Küste installiert sind.
Die Vielf alt der Versionen erhöht leider nicht die Menge an Wissen. Es ist bekannt, dass die Quelle (wissenschaftlich - das Hypozentrum) eines Erdbebens ein ausgedehntes Gebiet ist, in dem die Zerstörung von Gesteinen unter Freisetzung von Energie erfolgt. Seine Volumina stehen in direktem Zusammenhang mit der Größe des Hypozentrums – je größer es ist, desto stärker ist das Schütteln. Die Zentren zerstörerischer Erdbeben erstrecken sich über Dutzende und Hunderte von Kilometern. So hatte die Quelle des Kamtschatka-Erdbebens von 1952 eine Länge von etwa 500 km, und das Sumatra-Erdbeben, das im Dezember 2004 den schlimmsten Tsunami der modernen Geschichte verursachte, war mindestens 1300 km lang.
Die Dimensionen des Hypozentrums hängen nicht nur von den darin angesammelten Spannungen ab, sondern auch von der physikalischen Festigkeit des Gesteins. Jede einzelne Schicht, die sich in der Zerstörungszone befindet, kann entweder reißen, was das Ausmaß des Ereignisses erhöht, oder widerstehen. Das Endergebnis hängt schließlich von vielen Faktoren ab, die von der Oberfläche aus unsichtbar sind.
Tektonik in Bildern. Die Kollision von Lithosphärenplatten führt zu ihrer Verformung und Spannungsakkumulation.
Seismisches Klima
Die seismische Zonierung des Territoriums ermöglicht es Ihnen, die Stärke der an einem bestimmten Ort möglichen Erschütterungen vorherzusagen, auch wenn Sie den genauen Ort und die genaue Zeit nicht angeben. Die resultierende Karte kann mit der klimatischen verglichen werden, aber anstelle des atmosphärischen Klimas zeigt sie eine seismische - eine Schätzung der Stärke eines möglichen Erdbebens an einem bestimmten Ort.
Erste Informationen sind Daten über seismische Aktivitäten in der Vergangenheit. Leider hat die Geschichte der instrumentellen Beobachtung seismischer Prozesse etwas mehr als hundert Jahre und in vielen Regionen sogar noch weniger. Das Sammeln von Daten aus historischen Quellen kann dabei Abhilfe schaffen: Beschreibungen auch antiker Autoren reichen meist aus, um die Stärke eines Erdbebens zu bestimmen, da die entsprechenden Skalen auf der Grundlage alltäglicher Folgen – Gebäudezerstörung, Reaktionen der Menschen etc. – aufgebaut sind Aber das ist natürlich nicht genug - die Menschheit ist noch zu jung. Wenn es in einer Region in den letzten paar tausend Jahren kein Erdbeben der Stärke 10 gegeben hat, heißt das nicht, dass es nächstes Jahr dort nicht vorkommen wird. Während wir über gewöhnliche Flachbauten sprechen, kann dieses Risikoniveau toleriert werden, aber die Platzierung von Kernkraftwerken, Ölpipelines und anderen potenziell gefährlichen Anlagen erfordert deutlich mehr Genauigkeit.
Das Problem erweist sich als gelöst, wenn wir von einzelnen Erdbeben zur Betrachtung des Flusses seismischer Ereignisse übergehen, die durch bestimmte Muster gekennzeichnet sind, darunter Dichte und Wiederholung. In diesem Fall ist es möglich, die Abhängigkeit der Häufigkeit von Erdbeben von ihrer Stärke festzustellen. Je schwächer das Erdbeben, desto größer ihre Zahl. Diese Abhängigkeit bietet sich für die Analyse durch mathematische Methoden an, und nachdem sie für einige Zeit, wenn auch nur für kurze Zeit, aber mit instrumentellen Beobachtungen versehen, festgestellt wurde, ist es möglich, den Lauf der Ereignisse in Hunderten und sogar Tausenden von Fällen mit ausreichender Zuverlässigkeit zu extrapolieren Jahre. Der probabilistische Ansatz ermöglicht es uns, dem Ausmaß zukünftiger Katastrophen akzeptable Genauigkeitsgrenzen aufzuerlegen.
Seismische Zonenkarte OSR-97D. Die Farben zeigen die maximale Zerstörungskraft von Erdbeben mit einer Wiederholungsperiode von etwa 10.000 Jahren. Diese Karte wird beim Bau von Kernkraftwerken und anderen kritischen Anlagen verwendet. Eine der Manifestationen der terrestrischen Aktivität sind Vulkane. Ihre Eruptionen sind bunt und manchmal zerstörerisch, aber die von ihnen erzeugten seismischen Erschütterungen sind normalerweise schwach und stellen für sich genommen keine Bedrohung dar.
Als Beispiel dafür, wie dies gemacht wird, kann man den aktuellen Satz seismischer Zonenkarten OSR-97 in Russland anführen. Bei der Zusammenstellung wurden nach geologischen Daten Verwerfungen identifiziert - potenzielle Erdbebenquellen. Ihre seismische Aktivität wurde mit sehr komplexer Mathematik modelliert. Die virtuellen Flüsse seismischer Ereignisse wurden dann mit der Realität verifiziert. Die daraus resultierenden Abhängigkeiten konnten relativ sicher in die Zukunft extrapoliert werden. Das Ergebnis war eine Reihe von Karten, die die maximale Punktzahl von Ereignissen zeigen, die sich in einem bestimmten Gebiet mit einer Häufigkeit von 100 bis 10.000 Jahren wiederholen können.
Vorboten des Untergangs
Seismische Zonierung macht es möglich zu verstehen, wo das Stroh hingelegt werden muss. Aber um den Schaden gering zu h alten, wäre es gut, den genauen Zeitpunkt und Ort des Geschehens zu kennen – neben der „Klima“-Einschätzung hat man auch eine „Wetter“-Vorhersage.
Die beeindruckendste kurzfristige Erdbebenvorhersage wurde 1975 in der chinesischen Stadt Haicheng gemacht. Wissenschaftler, die seit mehreren Jahren seismische Aktivitäten beobachten, kündigten am 4. Februar gegen 14 Uhr einen Alarm an. Anwohner wurden auf die Straße gebracht, Geschäfte und Industrien geschlossen. Ein Erdbeben mit einer Stärke von 7,3 ereignete sich um 19:36 Uhr, die Stadt erlitt erhebliche Schäden, aber es gab nur wenige menschliche Opfer. Leider ist dieses Beispiel immer noch eines der ganz wenigen.
Spannungen, die sich in der Dicke der Erde ansammeln, führen zu Änderungen ihrer Eigenschaften und können in den meisten Fällen von Instrumenten ziemlich "erwischt" werden. Solche Veränderungen – Seismologen nennen sie Vorboten – sind heute mehreren hundert bekannt, und ihre Liste wird Jahr für Jahr länger. Zunehmende Erdspannungen ändern die Geschwindigkeit der elastischen Wellen in ihnen, die elektrische Leitfähigkeit, den Grundwasserspiegel usw.
Eine der typischen Folgen eines verheerenden Erdbebens. Experten würden die Intensität des Schüttelns bei etwa 10 (auf einer Skala von 12) einstufen.
Das Problem ist, dass Vorboten launisch sind. Sie verh alten sich in verschiedenen Regionen unterschiedlich und erscheinen Forschern in unterschiedlichen, manchmal bizarren Kombinationen. Um ein „Mosaik“sicher zusammenzusetzen, müssen Sie die Regeln für die Zusammenstellung kennen, aber wir haben keine vollständigen Informationen und es ist keine Tatsache, dass dies jemals der Fall sein wird.
Studien in den 1950er bis 1970er Jahren zeigten eine Korrelation zwischen dem Radongeh alt im Grundwasser in der Region Taschkent und der seismischen Aktivität. Der Radongeh alt vor Erdbeben in einem Umkreis von bis zu 100 km änderte sich 7–9 Tage vor dem Schock, stieg zunächst auf ein Maximum (für fünf Tage) an und nahm dann ab. Aber ähnliche Studien in Kirgistan und dem Tien Shan zeigten keine stabile Korrelation.
Elastische Verformungen der Erdkruste führen zu einer relativ schnellen (Monate und Jahre) Veränderung der Geländehöhe. Diese Veränderungen werden schon lange und zuverlässig „abgefangen“. Anfang der 1970er-Jahre stellten amerikanische Experten in der Nähe der Stadt Palmdale in Kalifornien, die direkt an der San-Andreas-Verwerfung liegt, eine Oberflächenhebung fest, der der Staat seinen Ruf als seismisch unruhiger Ort verdankt. Beträchtliche Kräfte, Geld und Ausrüstung wurden in Versuche gesteckt, die Entwicklung der Ereignisse zu verfolgen und rechtzeitig zu warnen. Mitte der 1970er Jahre stieg die Höhe der Oberfläche auf 35 cm, und es wurde auch eine Abnahme der Geschwindigkeit elastischer Wellen in der Erddicke festgestellt. Die Beobachtungen der Vorboten dauerten viele Jahre und kosteten viele Dollar, aber die Katastrophe geschah nicht, der Zustand des Gebiets normalisierte sich allmählich.
In den letzten Jahren gab es neue Prognoseansätze im Zusammenhang mit der Berücksichtigung seismischer Aktivität auf globaler Ebene. Insbesondere Kamtschatka-Seismologen, die traditionell an der „Spitze“der Wissenschaft stehen, berichteten von Vorhersageerfolgen. Aber die Einstellung der gesamten Wissenschaftswelt zu Prognosen wäre noch richtiger als vorsichtige Skepsis zu bezeichnen.
