Чем измеряют землетрясения прибор
Как измеряют силу землетрясения
В 1935 году американский сейсмолог Чарльз Рихтер предложил классификацию землетрясений, основанную на оценке энергии, выделяющейся в эпицентре подземных толчков. Величина, характеризующая энергию, называется магнитудой землетрясения. Магнитуда – это безразмерная величина, максимальное значение по шкале Рихтера составляет 10,0.
Для измерения воздействия землетрясения на окружающую среду используют шкалу интенсивности.
Наиболее часто используют четыре шкалы оценки интенсивности землетрясения:
1. Шкала Медведева – Шпонхойера – Карника (MSK-64);
2. Европейская макросейсмическая шкала (EMS);
3. Шкала Меркалли (MM);
4. Шкала Японского метеорологического агентства (JMA).
Шкалы MSK-64, EMS и ММ имеют по двенадцать степеней, а шкала JMA семь. Интенсивность землетрясения определяется по внешним признакам разрушений. По шкале MSK-64 подземные толчки силой 3 балла означают слабое землетрясение, сопровождаемое легким покачиванием висящих предметов. Это описание практически совпадает с описанием интенсивности землетрясения в 3 балла по шкалам EMS и ММ, и примерно соответствует интенсивности 1-2 балла по шкале JMA.
Сопоставление интенсивности и магнитуды землетрясения производится в процессе наблюдения и собирания статистических данных. Ориентировочное соотношение величин для очагов землетрясений находящихся на глубине 30-70 километров может выглядеть следующим образом: землетрясение в 6 баллов по любой из 12-ти бальной шкале примерно соответствует магнитуде 2,8-4,3 по шкале Рихтера. Например, магнитуда Великого китайского землетрясения, очаг которого находился на глубине 32 километра, составляла примерно 8,0 по шкале Рихтера, что соответствует 11 баллам по двенадцати бальной шкале. Описание по шкале интенсивности EMS выглядит следующим образом: «Опустошительное. Практически все здания полностью разрушены».
Столь сильные землетрясения случаются примерно раз в год, однако большую роль играет расположение эпицентра, поэтому многие толчки остаются незамеченными.
Как мы измеряем землетрясения?
Землетрясения измеряются с помощью инструментов, называемых сейсмометрами, которые находят колебания, вызванные сейсмическими волнами, когда они проходят через кору. Сейсмические волны могут быть как естественными (от землетрясений), так и вызванными деятельностью человека (взрывы). Принцип работы сейсмометра прост: вес имеет тенденцию оставаться неподвижным, когда Земля движется, и относительное движение может быть нарисовано на катушке с бумагой в виде зигзагообразной линии. Чем больше вибрация, тем больше зигзаг. В современных системах используются электронная аппаратура для получения более точных результатов, но принцип работы тот же.
Сила (или «магнитуда») землетрясений раньше определялась по шкале Рихтера, которая сравнивает относительную силу различных землетрясений. Шкала логарифмическая, то есть землетрясение магнитудой 6 в десять раз сильнее землетрясения магнитудой 5. Землетрясение магнитудой 7 в 10 раз сильнее, чем землетрясение магнитудой 6, и в 100 раз сильнее, чем землетрясение магнитудой 5.
В наши дни, хоть термин «шкала Рихтера» все еще сохраняется в средствах массовой информации и широко используется среди общественности, ученые теперь используют более точную физическую меру величины землетрясения, называемую «магнитудой момента». Она измеряет, насколько сильна земля (сколько энергии необходимо, чтобы сломать этот слой), на сколько происходит фактическое смещение, и насколько велик участок породы, который смещается.
Для того, чтобы дать представление о том, как чувствуются различные величины землетрясений людьми, можно привести следующие примеры: землетрясение выше величины 5,5 может привести к повреждению зданий, в то время как землетрясение больше по величине, чем 7,0, как правило, наносит более серьезный ущерб. Между тем, вы, вероятно, проспите колебания меньше 2,5, и это будет зафиксировано только сейсмографами.
Земля не такая твердая, как может показаться: это динамичная планета, с большой активностью, происходящей под ее поверхностью. По мере того, как ученые продолжают изучать его внутренние действия, мы можем лучше предсказать тяжесть землетрясений, прежде чем они произойдут. До тех пор нам предстоит еще многому научиться.
ликбез от дилетанта estimata
Новичку об основах в области экстремальных и чрезвычайных ситуаций, выживания, туризма. Также будет полезно рыбакам, охотникам и другим любителям природы и активного отдыха.
четверг, 1 октября 2020 г.
Измерение силы и воздействий землетрясений
Для оценки и сравнения землетрясений используются шкала магнитуд (например, шкала Рихтера) и различные шкалы интенсивности.
Шкала магнитуд
Первоначальная шкала магнитуд была предложена Чарльзом Рихтером в 1935, поэтому в обиходе значение магнитуды ошибочно называют шкалой Рихтера.
Интенсивность землетрясений не может быть оценена магнитудой и оценивается по тем повреждениям, которые они причиняют в населённых районах. Для этого используют шкалы интенсивности землетрясений.
Шкала интенсивности землетрясений
Интенсивность является качественной характеристикой землетрясения и указывает на характер и масштаб воздействия землетрясения на поверхность земли, на людей, животных, а также на естественные и искусственные сооружения в районе землетрясения.
Шкала интенсивности землетясений Медведева — Шпонхойера — Карника
Европейская макросейсмическая шкала интенсивности землетрясений (EMS)
Это основная шкала для оценки сейсмической интенсивности в европейских странах, также используется в ряде стран за пределами Европы. Была принята в 1998 году как обновление тестовой версии 1992 года и носит название EMS-98.
История EMS началась в 1988 году, когда Европейская сейсмологическая комиссия (ЕСК) решила пересмотреть и обновить шкалу Медведева — Шпонхойера — Карника (MSK-64), которая использовалась в своей основной форме в Европе почти четверть века. После более чем пяти лет интенсивных исследований и разработок и четырехлетнего периода тестирования новая шкала была официально выпущена. В 1996 году на XXV Генеральной Ассамблее ЕСК в Рейкьявике была принята резолюция, рекомендующая принять новую шкалу в странах-членах Европейской сейсмологической комиссии.
Европейская макросейсмическая шкала EMS-98 является первой шкалой интенсивности землетрясения, направленной на поощрение сотрудничества между инженерами и сейсмологами, а не для использования сейсмологами в одиночку. Она поставляется с подробным руководством, которое включает в себя принципы, иллюстрации и примеры применения.
В отличие от магнитуды землетрясения, выражающей количество сейсмической энергии, выделившейся в результате землетрясения, EMS-98 определяет, насколько сильно воздействует землетрясение на определенное место. EMS-98 является 12-балльной шкалой.
Шкала интенсивности Японского метеорологического агентства
Это шкала считается 7-балльной, но фактически содержит 10 уровней (от 0 до 4, 5 «минус», 5 «плюс», 6 «минус», 6 «плюс» и 7).
Интенсивность землетрясения 7
Броски и тряска делают невозможным передвижение по своему желанию. Большинство мебели перемещается и подпрыгивает. В большинстве зданий разрушается облицовочная плитка и стёкла. В некоторых случаях разрушаются железобетонные стены. Иногда даже очень сейсмостойкие здания получают серьезные повреждения и наклоняются. Снабжение газом и электричеством прекращается на в больших областях. Земля значительно деформированна большими трещинами и щелями, происходят оползни. Иногда происходит изменение рельефа. Ускорение подземных толчков больше 4 м/сек
Модифицированная шкала интенсивности землетрясений Меркалли
Применяется для определения интенсивности землетрясения по внешним признакам, на основе данных о разрушениях. Может быть применена в том случае, когда отсутствуют прямые данные об интенсивности подземных толчков, например, из-за отсутствия соответствующего оборудования. В шкале Меркалли для определения степени интенсивности землетрясения используются римские цифры.
Шкала названа по имени Джузеппе Меркалли, который заложил основы её использования в 1883 и 1902 годах. Позднее Чарльзом Рихтером в шкалу были внесены изменения, после чего её стали называть модифицированной шкалой Меркалли (MM). Сейчас шкала Меркалли используется в основном в США.
Как сейсмограф измеряет землетрясения?
Как сейсмограф измеряет землетрясения?
Когда мы думаем о землетрясении, мы представляем обрушивающиеся здания, открывающиеся в земле гигантские трещины и тому подобное. Что здесь можно «измерить»? Землетрясение — это дрожание или колебания земной поверхности. И измеряются именно эти колебания. Причиной землетрясения обычно является «сдвиг» в скальных породах земной коры, разлом, вдоль которого один скальный массив трется о другой с огромной силой. Большая часть этой гигантской энергии вызывает колебания в скальных породах. Эти колебания могут распространяться на тысячи миль, и поэтому землетрясение в Токио может быть обнаружено и измерено в Англии. Колебания при землетрясении состоят из трех или больше типов волновых колебаний, которые передаются с различной скоростью по скальным породам земной коры.
Первичные волны колеблются продольно; вторичные — поперечно; и длинные волны передаются по поверхности земли. Длинные волны перемещаются медленнее, но они имеют больший размах и являются причиной всех видимых разрушений. В разных местах по всему миру располагаются приборы, которые называются сейсмографами, чтобы ежедневно фиксировать колебания земной коры, потому что она никогда не бывает в спокойном состоянии. Записи с двух или больше сейсмографов помогают сейсмологам обнаружить место, где произошло землетрясение.
Сейсмограф представляет из себя аккуратно подвешенный груз, который остается неподвижным, когда под воздействием землетрясения колеблются остальные части прибора. Другими словами, этот груз, свисающий с зафиксированной стойки, во время землетрясения остается неподвижным. Но стойка, на которой он закреплен, двигается, а к стойке, под грузом, прикреплена бумажная лента. По мере движения ленты груз оставляет на ней запись. Запись на ленте фиксирует время прихода волны, силу колебания и может даже указать направление, откуда пришла волна.
Читайте также
8.5. Землетрясения
8.5. Землетрясения Это природное явление, не всегда поддающееся предсказаниям, может нанести огромный ущерб. В мире регистрируется почти 150 тыс. землетрясений в год, из которых почти 300 обладают разрушительной силой. Последствия землетрясений очень сильно варьируют в
ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ
Землетрясения
Землетрясения Южная Калифорния в умах большинства из нас всегда ассоциировалась с землетрясениями, однако землетрясение может произойти где угодно. Более 40 штатов, или 45% территории США, считаются местностями, имеющими средний или высокий риск активности земной коры.
Как человек измеряет время?
Как человек измеряет время? Измерение времени основано на постоянстве вращения Земли вокруг своей оси. Люди научились это делать в той части мира, где мы живем, еще в Средние века. Солнечные часыРазличие между днем и ночью стало естественным указателем, позволившим
Кто изобрел сейсмограф?
Кто изобрел сейсмограф? Первый из известных приборов, способных улавливать колебания земной поверхности, был изобретен в 132 году китайским астрономом Чжан Хэном. Прибор состоял из большого бронзового сосуда около двух метров в диаметре, на внешних стенках которого
ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ
ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ Ежегодно сейсмологи регистрируют примерно 500 тыс. землетрясений различной силы. Из них 100 тыс. ощущаются людьми и 1000 причиняют ущерб.Самые большие разрушения причинило землетрясение Шинсай (Великое), произошедшее в Японии 1 сентября 1923 года. Сила толчка
Землетрясения
Землетрясения Огромное количество человеческих жизней уносят землетрясения. Только в XX веке в результате землетрясений погиб один миллион человек, а за всю историю человечества, как считают ученые, сейсмические катастрофы привели к смерти 75 миллионов человек.Подземные
ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ
ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ
ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ СИЛЬНЕЙШИЕ ИЗ ЗАРЕГИСТРИРОВАННЫХ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ ГЕОГРАФИЯАфрика217 г. до н.э. Алжир1716 г.Аль-Аснам. 1980 г. Армения, Советская1988 г. ВенесуэлаКаракас, 1812 г. Гватемала1902 г.Сантьяго. 1976 г. ГрецияКоринф, 856 г.Спарта, 404 г. до н.э. ЕгипетАлександрия, 365 г.Каир, 1754 г. Индия893
3. ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ
3. ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ Твердое основание земной поверхности, лежащее у нас под ногами, если верить признанной повсеместно теории тектонических плит, является не более чем обманом. В соответствии с этим постулатом кажущаяся твердой поверхность Земли на самом деле состоит из
4 ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ
4 ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ 4.1. Понятие землетрясения По данным ЮНЕСКО, землетрясениям принадлежит первое место по причиняемому ими экономическому ущербу и одно из первых мест по числу унесенных ими человеческих жизней.Ежегодно в мире фиксируется около 500 тысяч землетрясений. Из
4.1. Понятие землетрясения
4.1. Понятие землетрясения По данным ЮНЕСКО, землетрясениям принадлежит первое место по причиняемому ими экономическому ущербу и одно из первых мест по числу унесенных ими человеческих жизней.Ежегодно в мире фиксируется около 500 тысяч землетрясений. Из них 400 тысяч
Землетрясения
Землетрясения Землетрясения на Родосе редки и проходят по большей части без последствий. Но все же на случай серьезной опасности лучше знать основные правила:При землетрясении никогда не пользуйтесь лифтом. Самое безопасное место – под дверным косяком, столом или
Землетрясение: магнитуда, балльность
Подземные толчки и колебания поверхности Земли, вызванные естественными причинами (главным образом тектоническими процессами), или (иногда) искусственными процессами (взрывы, заполнение водохранилищ, обрушение подземных полостей горных выработок). Небольшие толчки могут вызываться также подъёмом лавы при вулканических извержениях.
Ежегодно на всей Земле происходит около миллиона землетрясений, но большинство из них так незначительны, что они остаются незамеченными. Действительно сильные землетрясения, способные вызвать обширные разрушения, случаются на планете примерно раз в две недели. Большая их часть приходится на дно океанов, и поэтому не сопровождается катастрофическими последствиями (если землетрясение под океаном обходится без цунами).
Землетрясения наиболее известны по тем опустошениям, которые они способны произвести. Разрушения зданий и сооружений вызываются колебаниями почвы или гигантскими приливными волнами (цунами), возникающими при сейсмических смещениях на морском дне.
Международная сеть наблюдений за землетрясениями регистрирует даже самые удалённые и незначительные из них.
Величина, характеризующая энергию, выделившуюся при землетрясении в виде сейсмических волн. Первоначальная шкала магнитуды (от лат. magnitudo — величина) была предложена американским сейсмологом Чарльзом Рихтером в 1935 году, поэтому в обиходе значение магнитуды называют шкалой Рихтера (от 1 до 9,5). Эту шкалу часто путают со шкалой оценки интенсивности землетрясения в баллах (по 12-балльной системе), которая основана на внешних проявлениях подземного толчка (воздействие на людей, предметы, строения, природные объекты). Когда происходит землетрясение, то сначала становится известной именно его магнитуда, которая определяется по сейсмограммам, а не интенсивность, которая выясняется только спустя некоторое время, после получения информации о последствиях. Самое сильное землетрясение имеет магнитуду (а не баллы!) не более 9.
Балл. Сила землетрясения Краткая характеристика
1 балл. Не ощущается. Отмечается только сейсмическими приборами.
2 балла. Очень слабые толчки. Отмечается сейсмическими приборами. Ощущается только отдельными людьми, находящимися в состоянии полного покоя в верхних этажах зданий, и очень чуткими домашними животными
3 балла. Слабое. Ощущается только внутри некоторых зданий, как сотрясение от грузовика.
4 балла. Интенсивное. Распознаётся по лёгкому дребезжанию и колебанию предметов, посуды и оконных стёкол, скрипу дверей и стен. Внутри здания сотрясение ощущает большинство людей.
5 баллов. Довольно сильное. Под открытым небом ощущается многими, внутри домов — всеми. Общее сотрясение здания, колебание мебели. Маятники часов останавливаются. Трещины в оконных стёклах и штукатурке. Пробуждение спящих. Ощущается людьми и вне зданий, качаются тонкие ветки деревьев. Хлопают двери.
6 баллов. Сильное. Ощущается всеми. Многие в испуге выбегают на улицу. Картины падают со стен. Отдельные куски штукатурки откалываются.
7 баллов. Очень сильное. Повреждения (трещины) в стенах каменных домов. Антисейсмические, а также деревянные и плетневые постройки остаются невредимыми.
8 баллов. Разрушительное. Трещины на крутых склонах и на сырой почве. Памятники сдвигаются с места или опрокидываются. Дома сильно повреждаются. Падают фабричные трубы.
9 баллов. Опустошительное Сильное повреждение и разрушение каменных домов. Старые деревянные дома кривятся.
10 баллов. Уничтожающее. Трещины в почве иногда до метра шириной. Оползни и обвалы со склонов. Разрушение каменных построек. Искривление железнодорожных рельсов.
11 баллов. Катастрофа. Широкие трещины в поверхностных слоях земли. Многочисленные оползни и обвалы. Каменные дома почти полностью разрушаются. Сильное искривление и выпучивание железнодорожных рельсов, разрушаются мосты.
12 баллов. Сильная катастрофа. Изменения в почве достигают огромных размеров. Многочисленные трещины, обвалы, оползни. Возникновение водопадов, подпруд на озёрах, отклонение течения рек. Изменяется рельеф. Ни одно сооружение не выдерживает.
Скорость распространения волн зависит от плотности и упругости среды. Скорость имеет тенденцию к росту по мере углубления, в земной коре она составляет 2—8 км/с, а при углублении до мантии — 13 км/с.
Землетрясения создают разные типы сейсмических волн с разной скоростью. Волна фиксируется на ряде сейсмологических станций, и по разнице во времени учёные вычисляют эпицентр. В геофизике преломление или отражение сейсмических волн используется для изучения глубин Земли, искусственные волны используются для исследования подземных структур.