Геофизические опасные явления

Презентация "Геофизические опасные явления"

в приложении Microsoft Office PowerPoint 2003

К геофизическим опасным явлениям относятся землетрясения и извержения вулканов.

Землетрясение

Землетрясение - это подземные толчки и колебания земной поверхности, возникающие в результате смещения и разрывов в земной коре или верхней части мантии Земли и передающиеся на большие расстояния в виде упругих колебаний. По своему разрушительному действию землетрясения не имеют себе равных среди стихийных бедствий. На земном шаре ежегодно происходит более ста разрушительных землетрясений. Возникают они большей частью неожиданно, и хотя продолжительность главного толчка не превышает нескольких секунд, его последствия бывают трагическими.

Землетрясение - это внезапное освобождение потенциальной энергии земных недр, приобретающее форму сейсмических волн - упругих колебаний и ударных волн.

Точку в земной коре, из которой расходятся сейсмические волны, называют гипоцентром (очагом) землетрясения. Место на земной поверхности над гипоцентром землетрясения по кратчайшему расстоянию (перпендикуляру) называют эпицентром.

Сейсмическая область (зона) - территория, охватывающая области известных и ожидаемых очагов землетрясений и подверженная их воздействию.

Землетрясения подразделяют по их происхождению на:

тектонические,
вулканические,
обвальные,
наведённые,
связанные с ударами космических тел о Землю,
моретрясения.

Классификация землетрясений по их величине и мощности ведется по шкале магнитуд. Магнитуда землетрясения является мерой общего количества энергии, излучаемой при сейсмическом толчке в форме упругих волн.

Проявление землетрясения в тех или иных районах называют сейсмичностью. Количественно сейсмичность характеризуется как магнитудой, так и интенсивностью. Интенсивность землетрясения характеризует силу землетрясения, которая зависит от расстояния, убывая от эпицентра к периферии. Интенсивность землетрясения на поверхности земли оценивается по 12-ти бальной шкале. Условно землетрясения подразделяются на слабые (1-4 балла), сильные (5-7 баллов) и разрушительные (8 и более баллов).

Сейсмограф — специальный измерительный прибор, который используется для обнаружения и регистрации всех типов сейсмических волн. В большинстве случаев сейсмограф имеет груз с пружинным прикреплением, который при землетрясении остаётся неподвижным, тогда как остальная часть прибора (корпус, опора) приходит в движение и смещается относительно груза. Одни сейсмографы чувствительны к горизонтальным движениям, другие — к вертикальным. Волны регистрируются вибрирующим пером на движущейся бумажной ленте. Существуют и электронные сейсмографы (без бумажной ленты).

Принцип работы сейсмостанций.

Итак, в зависимости от интенсивности колебания грунта на поверхности земли землетрясения подразделяются по международной 12-ти балльной шкале MSK-86 (шкала Меркали).

Шкала Меркали

Максимальная

интенсивность

по Меркали,

баллы

Типичные проявления

землетрясения

1-2

Население не ощущает землетрясение

3

Землетрясение ощущают некоторые люди; повреждения отсутствуют

4-5

Землетрясения ощущают большинство людей; повреждения построек отсутствуют

6-7

Небольшие повреждения зданий: трещины в стенах и печных трубах

7-8

Умеренные повреждения зданий: сквозные трещины в слабых стенах

9-10

Большие повреждения: обрушения зданий некачественной постройки, трещины в прочных зданиях

11-12

Всеобщее и почти полное разрушение

Последствия землетрясений

Наиболее типичные последствия землетрясений:

опасные геологические явления;
цунами, сейши, наводнения;
пожары;
паника;
травмирование и гибель людей;
повреждение и разрушение зданий;
выбросы радиоактивных, аварийно химически опасных и других вредных веществ;
транспортные аварии и катастрофы;
нарушение функционирования систем жизнеобеспечения.

При землетрясениях характер поражения людей зависит от времени возникновения землетрясения (днем или ночью). Ночью количество пострадавших значительно выше, т.к. большинство людей находятся дома и отдыхают. Днем же число пострадавших людей колеблется в зависимости от того, в какой день произошло землетрясение - в рабочий или в выходной. Характер поражения людей зависит также от вида и плотности застройки. При кирпичной и каменной застройке преобладают травмы головы, позвоночника и конечностей, сдавливания грудной клетки, синдром сдавливания мягких тканей, а также травмы груди и живота с повреждением внутренних органов. При землетрясениях в районах малоэтажной каменной или деревянной застройки люди в меньшей степени подвержены поражению. Возникающие травмы носят более легкий характер. При землетрясениях у большей части населения возникают психические расстройства - люди утрачивают самообладание, становятся подверженными панике.

Последствия землетрясения в Ленинакане (Армения, 1988 г.).

Мост, разрушенный в результате землетрясения.

Последствия землетрясения на о. Тайвань (сентябрь 1999 г.).

Трещины, образовавшиеся в результате землетрясения.

Признаки приближающегося землетрясения:

запах газа в районах, где раньше этого не отмечали;
вспышки в виде рассеянного света зарниц;
искрение близко расположенных, но не соприкасающихся, электрических проводов;
голубоватое свечение внутренних стен домов;
необычное тревожное поведение животных.

Правила безопасного поведения во время землетрясения:

не поддаваться панике;
защититься от обломков, стёкол, тяжёлых предметов;
находясь на 1 этаже быстро покинуть здание и отойти от него на открытое место;
находясь на 2 этаже и выше занять наиболее безопасное место (на удалении от окон, в проёмах внутренних капитальных стен, в дверных проёмах, в туалетных комнатах).

Правила безопасного поведения после землетрясения:

немедленно выйдите из здания на открытое место;
будьте осторожны на лестничных маршах, помните, что лифтом пользоваться нельзя;
держитесь дальше от линий электропередач, оборванных и провисших электропроводов;
не пользуйтесь открытым огнём.

Извержение вулкана

Вулканы - геологические образования на поверхности земной коры, извергающие на поверхность лаву, вулканические газы, камни (вулканические бомбы), пирокластические потоки.

Слово «Вулкан» происходит от имени древнеримского бога огня Вулкана.

Наука изучающая вулканы - вулканология, геоморфология.

Вулканы классифицируются по форме (щитовые, стратовулканы), активности (действующие, спящие, потухшие), местонахождению (наземные, подводные, подледниковые) и др.

Вулкан – это геологическое образование, возникающее над каналами и трещинами в земной коре, по которым на земную поверхность извергаются расплавленные горные породы (лава), пепел, горячие газы, пары воды и обломки горных пород. Различают действующие, уснувшие и потухшие вулканы, а по форме – центральные, извергающиеся из центрального выводного отверстия, и трещинные, аппараты которых имеют вид зияющих трещин и ряда небольших конусов. Основные части вулканического аппарата:

магматический очаг (в земной коре или верхней мантии);
жерло - выводной канал, по которому магма поднимается к поверхности;
конус – возвышенность на поверхности Земли из продуктов выброса вулкана;
кратер – углубление на поверхности конуса вулкана.

Современные вулканы расположены вдоль крупных разломов и тектонически-подвижных областей. На территории России активно действующими вулканами являются: Ключевская Сопка и Авачинская Сопка (Камчатка).

Опасность для человека представляют потоки магмы (лавы), падение выброшенных из кратера вулкана камней и пепла, грязевые потоки и внезапные бурные паводки. Извержение вулкана может сопровождаться землетрясением.

Типы вулканических построек

В общем виде вулканы подразделяются на линейные и центральные, однако это деление условно, так как большинство вулканов приурочены к линейным тектоническим нарушениям (разломам) в земной коре.

Линейные вулканы или вулканы трещинного типа, обладают протяжёнными подводящими каналами, связанными с глубоким расколом коры. Как правило, из таких трещин изливается базальтовая жидкая магма, которая растекаясь в стороны, образует крупные лавовые покровы. Вдоль трещин возникают пологие валы разбрызгивания, широкие плоские конусы, лавовые поля. Если магма имеет более кислый состав (более высокое содержание SiO в расплаве), образуются линейные экструзивные валы и массивы. Когда происходят взрывные извержения, то могут возникать эксплозивные рвы протяжённостью в десятки километров.

Вулканы центрального типа имеют центральный подводящий канал, или жерло, ведущее к поверхности от магматического очага. Жерло оканчивается расширением, кратером, который по мере роста вулканической постройки перемещается вверх. У вулканов центрального типа могут быть побочные, или паразитические, кратеры, которые располагаются на его склонах и приурочены к кольцевым или радиальным трещинам. Нередко в кратерах существуют озёра жидкой лавы. Если магма вязкая, то образуются купола выжимания, которые закупоривают жерло, подобно «пробке», что приводит к сильнейшим взрывным извержениям, когда поток газов буквально вышибает «пробку» из жерла.

Пример механизма,

приводящего к образованию стратовулкана

Лава

Подводный вулкан

Формы вулканов центрального типа зависят от состава и вязкости магмы. Горячие и легкоподвижные базальтовые магмы создают обширные и плоские щитовые вулканы (Мауна-Лоа, Гавайские острова). Если вулкан периодически извергает то лаву, то пирокластический материал, возникает конусовидная слоистая постройка, стратовулкан. Склоны такого вулкана обычно покрыты глубокими радиальными оврагами — барранкосами. Вулканы центрального типа могут быть чисто лавовами, либо образованными только вулканическими продуктами — вулканическими шлаками, туфами и т. п. образованиями, либо быть смешанными — стратовулканами.

Различают моногенные и полигенные вулканы. Первые возникли в результате однократного извержения, вторые — многократных извержений. Вязкая, кислая по составу, низкотемпературная магма, выдавливаясь из жерла, образует экструзивные купола (игла Мон-Пеле, 1902 г).

Извержение вулкана

Извержения вулканов относятся к геологическим чрезвычайным ситуациям, которые могут привести к стихийным бедствиям. Процесс извержения может длиться от нескольких часов до многих лет. Среди различных классификаций выделяются общие типы:

Гавайский тип — выбросы жидкой базальтовой лавы, часто образуются лавовые озёра. Лавовые потоки небольшой мощности растекаются на десятки километров.
Стромболианский тип — извержение более вязкой основной лавы, которая выбрасывается разными по силе взрывами из жерла, образуя сравнительно короткие и более мощные лавовые потоки.
Плинианский тип — мощные, нередко внезапные взрывы, сопровождающиеся выбросами огромного количества тефры, образующей пемзовые и пепловые потоки. Плинианские извержения опасны, так как происходят внезапно, часто без предварительных предвещающих событий.
Пелейский тип — характеризуется образованием грандиозных раскалённых лавин или палящих туч, а также ростом экструзивных куполов чрезвычайно вязкой лавы.
Газовый (фреатический) тип — выбросы в воздух обломков твёрдых, древних пород, обусловлен либо магматическими газами, либо связан с перегретыми грунтовыми водами.
Подлёдный тип — извержения, происходящие подо льдом или ледником, могут вызвать опасные наводнения, лахары и шаровую лаву.
Извержение пепловых потоков были широко распространены в недалёком геологическом прошлом, но в классическом не наблюдались человеком. В какой-то мере данные извержения должны напоминать палящие тучи или раскалённые лавины.
Гидроэксплозивный тип — извержения, происходящие в мелководных условиях океанов и морей, отличаются образованием большого количества пара, возникающего при контакте раскалённой магмы и морской воды.

Гавайский тип извержения:

1: Пепельный шлейф, 2: Фонтан лавы, 3: Кратер, 4: Лавовое озеро, 5: Фумаролы, 6: Поток лавы, 7: Слои лавы и пепла, 8: Слой породы, 9: Силл, 10: Магматический канал, 11: Магматическая камера, 12: Дайка

Плинианский тип извержения:

1: Пепельный шлейф, 2: Магматический канал, 3: Дождь вулканического пепла, 4: Слои лавы и пепла, 5: Слой породы, 6: Магматическая камера

Подлёдный тип извержений:

1: Облако водяного пара, 2: Озеро, 3: Лёд, 4: Слои лавы и пепла, 5: Слой породы, 6: Шаровая лава, 7: Магматический канал, 8: Магматическая камера, 9: Дайка

Поствулканические явления

После извержений, когда активность вулкана либо прекращается навсегда, либо он «дремлет» в течение тысяч лет, на самом вулкане и его окрестностях сохраняются процессы, связанные с остыванием магматического очага и называемые поствулканическими. К ним относят фумаролы, термы, гейзеры.

Районы вулканической активности

Основные районы вулканической активности — Южная Америка, Центральная Америка, Ява, Меланезия, Японские острова, Курильские острова, Полуостров Камчатка, северо-западная часть США, Аляска, Гавайские острова, Алеутские острова, Исландия, Атлантический океан.

Последствия извержения вулканов

Опасные явления, прямо или косвенно связанные с извержениями.

Раскаленные лавовые потоки. Жидкие потоки толщиной от 2 до 5 метров. Скорость течения достигает 100 км/ч. Проходят путь до десятков километров и покрывают площадь до сотен квадратных метров.

Палящие лавины, состоящие из глыб, песка, пепла и вулканических газов с температурой до 700^оС. Спускаются по склону вулкана со скоростью 150-200 км/ч и проходят путь длиной до 10-20 км.

Тучи пепла и газов, выбрасываемые в атмосферу на высоту 15-20 км. Толщина слоя откладывающегося пепла вблизи вулкана может быть больше 10 метров, а на расстоянии 100-200 км от источника - 1 м. Под толстым слоем пепла гибнет все живое.

Взрывная волна и разброс обломков. При взрыве, направленном в сторону, ударная волна с температурой в несколько сотен градусов разрушительна на расстоянии до 20 км, разбрасываемые вулканические бомбы имеют диаметр 5-7 м и отлетают на расстояние до 25 км (при вертикальном выбросе до 5 км).

Водяные и грязекаменные потоки. Движутся со скоростью до 90-100 км/ч. Проходят путь до 50-300 км. Покрывают площадь до сотен квадратных километров. Источниками воды могут служить сама магма, кратерные озера, снежно-ледяной покров вулканов, грозовые ливни, вызываемые извержениями.

Резкие колебания климата, обусловленные изменением теплофизических свойств атмосферы из-за ее загрязнения вулканическими газами и аэрозолями. Примесь диоксида углерода (углекислого газа) и силикатных частиц может создавать парниковый эффект, ведущий к потеплению климата.

Как подготовиться к извержению вулкана?

Следите за предупреждением о возможном извержении вулкана. Вы спасете себе жизнь, если своевременно покинете опасную территорию. При получении предупреждения о выпадении пепла закройте все окна, двери и дымовые заслонки. Поставьте автомобили в гаражи. Поместите животных в закрытые помещения. Запаситесь источниками освещения и тепла с автономным питанием, водой, продуктами питания на 3–5 суток.

Меры по уменьшению потерь от извержений вулканов

Извержения вулкана удается предсказать, так как часто извержению предшествуют вулканические землетрясения. Единственным способом спасения людей при извержениях вулканов является эвакуация.

Опасное воздействие относительно медленных лавовых потоков можно уменьшить тремя способами:

отклонить поток,
разделить его на несколько мелких,
остановить путем охлаждения, создания земляной стенки, каменной кладки и т.п.

Что делать в случае извержения вулкана?

Находясь в непосредственной близости, защитите органы дыхания, следуйте в укрытие.
Защитите тело и голову от камней и пепла.
Извержение вулканов может сопровождаться бурным паводком, селевыми потоками, затоплениями, поэтому избегайте берегов рек и долин вблизи вулканов, старайтесь держаться возвышенных мест, чтобы не попасть в зону затопления или селевого потока.
Необходимо также защитить источники питьевой воды.
При необходимости периодически выходите сбрасывать пепел с крыши, стряхивать его с деревьев.
Эвакуация населения производится при малейших признаках извержения.

Как действовать после извержения вулкана?

Закройте марлевой повязкой рот и нос, чтобы исключить дыхание пепла.
Наденьте защитные очки и одежду, чтобы исключить ожоги.
Не пытайтесь ехать на автомобиле после выпадения пепла – это приведет к выходу его из строя.
Очистите от пепла крышу дома, чтобы исключить ее перегрузку и разрушение.