Erdbeben. Erdkatastrophen - Erdbeben Beschreibung eines Erdbebens und seiner Folgen

Das Firmament der Erde ist seit jeher ein Symbol der Sicherheit. Und heute fühlt sich ein Mensch, der Angst vor dem Fliegen hat, nur dann geschützt, wenn er eine ebene Fläche unter seinen Füßen spürt. Deshalb ist es das Schlimmste, wenn einem im wahrsten Sinne des Wortes der Boden unter den Füßen verschwindet. Erdbeben, selbst die schwächsten, untergraben das Sicherheitsgefühl so sehr, dass viele Folgen nicht mit Zerstörung, sondern mit Panik verbunden sind und eher psychischer als physischer Natur sind. Darüber hinaus handelt es sich um eine dieser Katastrophen, die die Menschheit nicht verhindern kann. Deshalb erforschen viele Wissenschaftler die Ursachen von Erdbeben und entwickeln Methoden zur Aufzeichnung, Vorhersage und Warnung von Erschütterungen. Das von der Menschheit bereits zu diesem Thema gesammelte Wissen ermöglicht es uns, Verluste in einigen Fällen zu minimieren. Gleichzeitig zeigen die Erdbebenbeispiele der letzten Jahre deutlich, dass es noch viel zu lernen und zu tun gibt.

Die Essenz des Phänomens

Im Zentrum jedes Erdbebens steht eine seismische Welle, die als Folge mächtiger Prozesse unterschiedlicher Tiefe entsteht. Aufgrund der Oberflächendrift treten recht geringfügige Erdbeben auf, oft entlang von Verwerfungen. Die Ursachen von Erdbeben, die tiefer liegen, haben oft verheerende Folgen. Sie fließen in Zonen entlang der Ränder von sich verschiebenden Platten, die in den Mantel eintauchen. Die hier ablaufenden Prozesse führen zu den deutlichsten Konsequenzen.

Erdbeben passieren jeden Tag, aber die meisten davon bleiben für die Menschen unbemerkt. Sie werden nur mit speziellen Geräten erfasst. In diesem Fall treten die stärksten Erschütterungen und die größte Zerstörung in der Zone des Epizentrums auf, dem Ort über der Quelle, die die seismischen Wellen erzeugt hat.

Waage

Heutzutage gibt es mehrere Möglichkeiten, die Stärke eines Phänomens zu bestimmen. Sie basieren auf Konzepten wie der Intensität des Erdbebens, seiner Energieklasse und Stärke. Die letzte davon ist eine Größe, die die Menge an Energie charakterisiert, die in Form seismischer Wellen freigesetzt wird. Diese Methode zur Messung der Stärke eines Phänomens wurde 1935 von Richter vorgeschlagen und wird daher im Volksmund Richterskala genannt. Es wird auch heute noch verwendet, aber entgegen der landläufigen Meinung werden jedem Erdbeben keine Punkte, sondern ein bestimmter Stärkewert zugeordnet.

Erdbebenwerte, die immer in der Beschreibung der Folgen angegeben werden, beziehen sich auf eine andere Skala. Es basiert auf einer Änderung der Amplitude der Welle oder der Stärke der Schwingungen im Epizentrum. Die Werte dieser Skala beschreiben auch die Intensität von Erdbeben:

1-2 Punkte: ziemlich schwaches Zittern, nur von Instrumenten aufgezeichnet;
3-4 Punkte: Bemerkbar in Hochhäusern, oft spürbar durch das Schwingen eines Kronleuchters und die Verschiebung kleiner Gegenstände, kann es zu Schwindelgefühlen kommen;
5-7 Punkte: Erschütterungen sind bereits am Boden zu spüren, Risse können an Gebäudewänden entstehen, Putz kann abfallen;
8 Punkte: Starke Erschütterungen führen zu tiefen Rissen im Boden und spürbaren Schäden an Gebäuden;
9 Punkte: Hauswände, oft unterirdische Bauwerke, werden zerstört;
10-11 Punkte: Ein solches Erdbeben führt zu Einstürzen und Erdrutschen, zum Einsturz von Gebäuden und Brücken;
12 Punkte: führt zu den katastrophalsten Folgen, einschließlich schwerwiegender Veränderungen der Landschaft und sogar der Richtung der Wasserbewegung in Flüssen.

Genau auf dieser Skala werden Erdbebenwerte ermittelt, die in verschiedenen Quellen angegeben werden.

Einstufung

Die Fähigkeit, eine Katastrophe vorherzusagen, beruht auf einem klaren Verständnis ihrer Ursachen. Die Hauptursachen für Erdbeben lassen sich in zwei große Gruppen einteilen: natürliche und künstliche. Erstere sind mit Veränderungen im Untergrund sowie mit dem Einfluss bestimmter kosmischer Prozesse verbunden, letztere werden durch menschliche Aktivitäten verursacht. Die Klassifizierung von Erdbeben basiert auf der Ursache, die sie verursacht hat. Unter den natürlichen werden tektonische, erdrutschartige, vulkanische und andere unterschieden. Schauen wir sie uns genauer an.

Tektonische Erdbeben

Die Kruste unseres Planeten ist ständig in Bewegung. Dies ist die Ursache der meisten Erdbeben. Die tektonischen Platten, aus denen die Kruste besteht, bewegen sich relativ zueinander, kollidieren, divergieren und konvergieren. An Verwerfungsstellen, an denen Plattengrenzen verlaufen und eine Druck- oder Zugkraft auftritt, kommt es zu tektonischen Spannungen. Wenn es wächst, führt es früher oder später zur Zerstörung und Verschiebung von Gesteinen, wodurch seismische Wellen entstehen.

Vertikale Bewegungen führen zur Bildung von Ausfällen oder zur Anhebung von Gesteinen. Darüber hinaus kann die Verschiebung der Platten unbedeutend sein und nur wenige Zentimeter betragen, die dabei freigesetzte Energiemenge reicht jedoch aus, um schwere Zerstörungen an der Oberfläche zu verursachen. Spuren solcher Prozesse auf der Erde sind sehr auffällig. Dies können beispielsweise Verschiebungen eines Feldteils relativ zu einem anderen, tiefe Risse und Ausfälle sein.

Unter der Wassersäule

Die Ursachen für Erdbeben auf dem Meeresboden sind die gleichen wie an Land – Bewegungen der Lithosphärenplatten. Ihre Folgen für die Menschen sind etwas unterschiedlich. Sehr oft führt die Verschiebung ozeanischer Platten zu einem Tsunami. Nachdem die Welle oberhalb des Epizentrums entstanden ist, gewinnt sie allmählich an Höhe und erreicht in Ufernähe oft zehn, manchmal fünfzig Meter.

Laut Statistik treffen über 80 % der Tsunamis die Küsten des Pazifischen Ozeans. Heutzutage gibt es viele Dienste in seismischen Gebieten, die daran arbeiten, das Auftreten und die Ausbreitung zerstörerischer Wellen vorherzusagen und die Bevölkerung über die Gefahr zu informieren. Allerdings haben die Menschen noch immer wenig Schutz vor solchen Naturkatastrophen. Beispiele von Erdbeben und Tsunamis zu Beginn unseres Jahrhunderts sind ein weiterer Beweis dafür.

Vulkane

Wenn es um Erdbeben geht, tauchen unweigerlich Bilder eines Ausbruchs heißen Magmas auf, den Sie einmal gesehen haben. Und das ist nicht überraschend: Die beiden Naturphänomene sind miteinander verbunden. Die Ursache des Erdbebens könnte vulkanische Aktivität sein. Der Inhalt der Feuerberge übt Druck auf die Erdoberfläche aus. Während der teilweise recht langen Vorbereitungszeit einer Eruption kommt es zu periodischen Gas- und Dampfexplosionen, die seismische Wellen erzeugen. Durch den Druck auf die Oberfläche entsteht ein sogenanntes vulkanisches Zittern (Erschütterung). Es besteht aus einer Reihe kleinerer Bodenbeben.

Erdbeben werden durch Prozesse in den Tiefen aktiver und erloschener Vulkane verursacht. Im letzteren Fall sind sie ein Zeichen dafür, dass der gefrorene Feuerberg möglicherweise noch erwacht. Vulkanforscher nutzen häufig Mikroerdbeben, um Ausbrüche vorherzusagen.

In vielen Fällen kann es schwierig sein, ein Erdbeben eindeutig als tektonisch oder vulkanisch zu klassifizieren. Anzeichen für Letzteres sind die Lage des Epizentrums in unmittelbarer Nähe des Vulkans und eine relativ geringe Stärke.

Zusammenbrüche

Ein Erdbeben kann auch durch einen Felssturz verursacht werden. in den Bergen entstehen sowohl durch verschiedene Prozesse im Untergrund als auch durch Naturphänomene und menschliche Aktivitäten. Hohlräume und Höhlen im Boden können einstürzen und seismische Wellen erzeugen. Steinschläge werden durch unzureichende Wasserableitung verursacht, wodurch scheinbar feste Strukturen zerstört werden. Der Einsturz könnte auch durch ein tektonisches Erdbeben verursacht worden sein. Der Einsturz einer beeindruckenden Masse führt zu geringfügiger seismischer Aktivität.

Solche Erdbeben zeichnen sich durch eine geringe Stärke aus. Typischerweise reicht das Volumen eingestürzten Gesteins nicht aus, um erhebliche Schwankungen hervorzurufen. Manchmal führen Erdbeben dieser Art jedoch zu spürbaren Schäden.

Klassifizierung nach Vorkommenstiefe

Die Hauptursachen für Erdbeben hängen, wie bereits erwähnt, mit verschiedenen Prozessen im Inneren des Planeten zusammen. Eine der Möglichkeiten zur Klassifizierung solcher Phänomene basiert auf der Tiefe ihres Ursprungs. Erdbeben werden in drei Arten unterteilt:

Oberfläche – die Quelle liegt in einer Tiefe von nicht mehr als 100 km; etwa 51 % der Erdbeben gehören zu dieser Art.
Mittelschwer – die Tiefe variiert zwischen 100 und 300 km; die Quellen von 36 % der Erdbeben liegen in diesem Segment.
Tieffokussiert – unter 300 km ist dieser Typ für etwa 13 % dieser Katastrophen verantwortlich.

Das schwerste Offshore-Erdbeben der dritten Art ereignete sich 1996 in Indonesien. Seine Quelle lag in einer Tiefe von über 600 km. Dieses Ereignis ermöglichte es Wissenschaftlern, das Innere des Planeten bis in eine beträchtliche Tiefe „aufzuklären“. Um die Struktur des Untergrunds zu untersuchen, werden fast alle für den Menschen ungefährlichen Tiefenerdbeben genutzt. Viele der Daten über die Struktur der Erde wurden aus der Untersuchung der sogenannten Wadati-Benioff-Zone gewonnen, die als gekrümmte geneigte Linie dargestellt werden kann, die den Ort anzeigt, an dem eine tektonische Platte unter eine andere fällt.

Anthropogener Faktor

Die Natur von Erdbeben hat sich seit Beginn der Entwicklung menschlichen technischen Wissens etwas verändert. Neben natürlichen Ursachen, die Zittern und seismische Wellen verursachen, traten auch künstliche auf. Der Mensch, der die Natur und ihre Ressourcen beherrscht und durch seine Aktivitäten die technische Leistungsfähigkeit steigert, kann eine Naturkatastrophe provozieren. Die Ursachen von Erdbeben sind unterirdische Explosionen, die Entstehung großer Lagerstätten und die Produktion großer Öl- und Gasmengen, die zu Hohlräumen im Untergrund führen.

Eines der eher gravierenden Probleme in diesem Zusammenhang sind Erdbeben, die durch die Anlage und Befüllung von Stauseen entstehen. Riesige Wassermengen und -massen üben Druck auf den Untergrund aus und führen zu Veränderungen des hydrostatischen Gleichgewichts im Gestein. Darüber hinaus ist die Wahrscheinlichkeit des Auftretens sogenannter induzierter seismischer Aktivitäten umso größer, je höher der Damm errichtet wird.

An Orten, an denen es aufgrund natürlicher Ursachen zu Erdbeben kommt, überschneiden sich menschliche Aktivitäten häufig mit tektonischen Prozessen und führen zu Naturkatastrophen. Solche Daten legen Unternehmen, die an der Erschließung von Öl- und Gasfeldern beteiligt sind, eine gewisse Verantwortung auf.

Folgen

Starke Erdbeben richten auf großen Flächen große Zerstörungen an. Die katastrophale Natur der Folgen nimmt mit der Entfernung vom Epizentrum ab. Die gefährlichsten Folgen der Zerstörung sind verschiedene Einstürze oder Verformungen von Produktionsanlagen im Zusammenhang mit gefährlichen Chemikalien, die zu deren Freisetzung in die Umwelt führen. Das Gleiche gilt für Grabstätten und Atommülldeponien. Seismische Aktivitäten können zur Kontamination großer Gebiete führen.

Neben zahlreichen Zerstörungen in Städten haben Erdbeben Folgen anderer Art. Wie bereits erwähnt, können seismische Wellen Erdrutsche, Schlammlawinen, Überschwemmungen und Tsunamis verursachen. Nach einer Naturkatastrophe verändern sich Erdbebengebiete oft bis zur Unkenntlichkeit. Tiefe Risse und Ausbrüche, Bodenauswaschungen – diese und andere „Umgestaltungen“ der Landschaft führen zu erheblichen Umweltveränderungen. Sie können zum Absterben der Flora und Fauna der Region führen. Begünstigt wird dies durch verschiedene Gase und Metallverbindungen, die aus tiefen Verwerfungen stammen, und schlicht durch die Zerstörung ganzer Teile des Lebensraums.

Stark und schwach

Die beeindruckendste Zerstörung bleibt nach Megaerdbeben zurück. Sie zeichnen sich durch eine Stärke von mehr als 8,5 aus. Solche Katastrophen sind glücklicherweise äußerst selten. Durch ähnliche Erdbeben in der fernen Vergangenheit entstanden einige Seen und Flussbetten. Ein malerisches Beispiel für die „Aktivität“ einer Naturkatastrophe ist der Gek-Gol-See in Aserbaidschan.

Schwache Erdbeben sind eine versteckte Bedrohung. Die Wahrscheinlichkeit ihres Auftretens vor Ort lässt sich in der Regel nur sehr schwer ermitteln, während Phänomene beeindruckenderer Größenordnung immer Erkennungsspuren hinterlassen. Daher sind alle Industrie- und Wohnanlagen in der Nähe seismisch aktiver Zonen gefährdet. Zu solchen Gebäuden gehören beispielsweise viele Kernkraftwerke und Kraftwerke in den Vereinigten Staaten sowie Endlagerstätten für radioaktive und giftige Abfälle.

Erdbebengebiete

Die ungleichmäßige Verteilung seismisch gefährlicher Zonen auf der Weltkarte hängt auch mit den Besonderheiten der Ursachen von Naturkatastrophen zusammen. Im Pazifischen Ozean gibt es einen seismischen Gürtel, mit dem auf die eine oder andere Weise eine beeindruckende Anzahl von Erdbeben verbunden ist. Es umfasst Indonesien, die Westküste Mittel- und Südamerikas, Japan, Island, Kamtschatka, Hawaii, die Philippinen, die Kurilen und Alaska. Der zweitaktivste Gürtel ist der Eurasische: Pyrenäen, Kaukasus, Tibet, Apennin, Himalaya, Altai, Pamir und Balkan.

Die Erdbebenkarte ist voll von weiteren potenziellen Gefahrenzonen. Sie alle sind mit Orten tektonischer Aktivität verbunden, an denen eine hohe Wahrscheinlichkeit einer Kollision von Lithosphärenplatten oder mit Vulkanen besteht.

Auch die russische Erdbebenkarte weist eine ausreichende Anzahl potenzieller und aktiver Quellen auf. Die gefährlichsten Gebiete in diesem Sinne sind Kamtschatka, Ostsibirien, der Kaukasus, Altai, Sachalin und die Kurilen. Das verheerendste Erdbeben der letzten Jahre in unserem Land ereignete sich 1995 auf der Insel Sachalin. Damals betrug die Intensität der Naturkatastrophe fast acht Punkte. Die Katastrophe führte zur Zerstörung eines großen Teils von Neftegorsk.

Die enorme Gefahr einer Naturkatastrophe und die Unmöglichkeit, sie zu verhindern, zwingen Wissenschaftler auf der ganzen Welt dazu, Erdbeben im Detail zu untersuchen: Ursachen und Folgen, „Erkennung“ von Anzeichen und Vorhersagemöglichkeiten. Interessant ist, dass der technische Fortschritt einerseits dazu beiträgt, bedrohliche Ereignisse genauer vorherzusagen, kleinste Veränderungen in den inneren Prozessen der Erde zu erkennen, andererseits aber auch zu einer zusätzlichen Gefahrenquelle wird: Unfälle bei Zu den verheerenden Industriebränden kommen Wasserkraftwerke und Kernkraftwerke in Bergbaugebieten hinzu. Das Erdbeben selbst ist ein ebenso umstrittenes Phänomen wie der wissenschaftliche und technische Fortschritt: Es ist zerstörerisch und gefährlich, aber es zeigt, dass der Planet lebt. Laut Wissenschaftlern würde ein vollständiges Aufhören der vulkanischen Aktivität und der Erdbeben den geologischen Tod des Planeten bedeuten. Die Differenzierung des Erdinneren wird abgeschlossen sein, der Brennstoff, der das Erdinnere seit mehreren Millionen Jahren erwärmt, wird zur Neige gehen. Und es ist immer noch unklar, ob es auf der Erde einen Platz für Menschen ohne Erdbeben geben wird.

Erdbeben - eine kraftvolle Manifestation der inneren Kräfte der Erde. Erdbeben, unterirdische Einschläge und Erschütterungen der Erdoberfläche, die durch natürliche Ursachen (hauptsächlich tektonische Prozesse) verursacht werden. An manchen Orten auf der Erde kommt es häufig zu Erdbeben, die manchmal große Stärken erreichen, die Unversehrtheit des Bodens zerstören, Gebäude zerstören und Todesopfer fordern. Die Zahl der jährlich weltweit registrierten Erdbeben geht in die Hunderttausende. Die überwiegende Mehrheit von ihnen ist jedoch schwach und nur ein kleiner Teil erreicht das Ausmaß einer Katastrophe.

Entsprechend ihrer Ausprägung auf der Erdoberfläche werden Erdbeben nach der internationalen seismischen Skala MSK-64 in 12 Abstufungen – Punkte – eingeteilt. Ein Maß für die gesamte Wellenenergie ist die Erdbebenstärke (M) – eine bestimmte konventionelle Zahl proportional zum Logarithmus der maximalen Amplitude der Verschiebung von Bodenpartikeln. Dieser Wert wird aus Beobachtungen an seismischen Stationen bestimmt und in relativen Einheiten ausgedrückt. Die stärksten Erdbeben haben eine Stärke von nicht mehr als 9.

Die Quelle eines Erdbebens – die Verwerfungsstelle – kann auf der Erdoberfläche oder in einer Tiefe von bis zu 700 km liegen. Das Epizentrum eines Erdbebens ist der Bereich auf der Erdoberfläche, der sich direkt über der Quelle befindet. Die größten Zerstörungen verursachen Erdbeben, deren Quelle in einer Tiefe von 10 km oder weniger liegt. Typischerweise ist der Aufprall umso stärker, je länger der Abstand zwischen den Bewegungen entlang der Auslöselinie ist. Die Erdbebenwissenschaft (Seismologie) ist noch nicht weit genug entwickelt, um solche Erschütterungen genau vorhersagen zu können.

Der Bereich, in dem ein unterirdischer Schock auftritt – die Quelle eines Erdbebens – ist ein bestimmtes Volumen in der Erddicke, in dem der über lange Zeit angesammelte Prozess der Energiefreisetzung stattfindet. Im geologischen Sinne ist eine Quelle ein Bruch oder eine Gruppe von Brüchen, entlang derer eine nahezu augenblickliche Massenbewegung stattfindet. Im Zentrum des Ausbruchs befindet sich ein Punkt, der Hypozentrum genannt wird. Die Projektion des Hypozentrums auf die Erdoberfläche wird Epizentrum genannt. Um ihn herum befindet sich das Gebiet der größten Zerstörung. Von der Erdbebenquelle aus breiten sich elastische seismische Wellen in alle Richtungen aus.

Im Moment der Erschütterung entstehen drei verschiedene seismische Wellen:

primär (Stoß), sekundär (Aufprall), längs (Oberfläche). In der seismischen Quelle entstehen in einer Tiefe von bis zu 690 km Primär- und Sekundärwellen. Sie erreichen die Oberfläche und erzeugen Erschütterungen. Sie breiten sich an der Oberfläche in Form von Longitudinalwellen weiter aus.

Um das Epizentrum herum ist die maximale Zerstörung zu beobachten. Auf ein großes Erdbeben folgen meist mehrere Nachbeben. Liegt die Quelle eines Erdbebens unter dem Meeresboden, kommt es häufig zur Entstehung eines Tsunamis.

Zerstörung von Gebäuden und Bauwerken;

Zerstörung potenziell gefährlicher Objekte, Öl- und Gaspipelines;

Trümmerbildung, Zerstörung lebenserhaltender Systeme und Brüche der Erdkruste

Die Folgen von Erdbeben sind sehr gefährlich – Erdrutsche, Bodenverflüssigung, Bodensenkungen, Zerstörung von Staudämmen und das Auftreten von Tsunamis.

Erdrutsche können besonders in den Bergen sehr zerstörerisch sein. Als es beispielsweise 1970 vor der Küste Perus zu einem Erdrutsch und einer Lawine kam, die durch ein Erdbeben der Stärke 7,9 auf der Richterskala verursacht wurde, wurde die Stadt Ranrahirka teilweise zerstört und die Stadt Yungay vom Erdboden gewischt die Erde.

Ungefähr 67.000 Menschen starben durch diese Lawine, andere Erdrutsche und die Zerstörung von Lehmhäusern. Augenzeugen zufolge erreichte die Lawine eine Höhe von mehr als 30 Metern und eine Geschwindigkeit von über 200 km/h.

Unter bestimmten Bedingungen kommt es zu einer Bodenverflüssigung. Der Boden, meist sandig, muss mit Wasser gesättigt sein, die Erschütterungen müssen ziemlich lang sein – 10-20 Sekunden und eine bestimmte Häufigkeit haben. Unter diesen Bedingungen geht der Boden in einen halbflüssigen Zustand über, beginnt zu fließen und verliert seine Tragfähigkeit. Straßen, Pipelines und Stromleitungen werden zerstört. Häuser sacken durch, neigen sich und können dennoch nicht einstürzen.

Ein sehr deutliches Beispiel für die Bodenverflüssigung sind die Folgen des Erdbebens in der Nähe der Stadt Niigata in Japan im Jahr 1964. Mehrere vierstöckige Wohngebäude, die keine sichtbaren Schäden erlitten hatten, kippten stark. Die Bewegung war langsam. Auf dem Dach eines Hauses hängte eine Frau Wäsche auf. Sie wartete, bis das Haus kippte, und sprang dann ruhig vom Dach auf den Boden. Es ist zu beachten, dass man keine Angst haben sollte, dass verflüssigter Boden eine Person absorbieren kann. Seine Dichte ist viel größer als die Dichte des menschlichen Körpers und aus diesem Grund bleibt der Mensch definitiv an der Oberfläche und taucht nur teilweise in den verflüssigten Boden ein.

Die Folge eines Erdbebens kann eine Bodensenkung sein. Dies geschieht durch die Verdichtung von Partikeln während der Vibration. Leicht komprimierbare oder schüttige Böden sind anfällig für Setzungen.

Während des Tien-Shan-Erdbebens in China im Jahr 1976 kam es beispielsweise zu starken Bodensenkungen, insbesondere entlang der Meeresbucht. Gleichzeitig sank eines der Dörfer um 3 Meter und wurde anschließend vom Meer überschwemmt.

Die schwerste Folge von Erdbeben kann die Zerstörung künstlicher oder natürlicher Staudämme sein. Die daraus resultierenden Überschwemmungen verursachen zusätzliche Opfer und Zerstörung.

Tsunamis, die durch Erdbeben unter dem Meeresboden entstehen, verursachen Zerstörungen und Opfer, die mit den Folgen von Erdbeben vergleichbar sind.

Handeln Sie sofort, sobald Sie Vibrationen im Boden oder Gebäude spüren, die Hauptgefahr, die Ihnen droht, sind herabfallende Gegenstände und Trümmer

Verlassen Sie schnell das Haus und entfernen Sie sich in sicherer Entfernung davon

Verlassen Sie Eckzimmer sofort, wenn Sie sich oberhalb der zweiten Etage befinden

Begeben Sie sich sofort in einen sichereren Bereich, wenn Sie sich im Raum aufhalten. Stellen Sie sich in eine Innentür oder Ecke des Raumes, fern von Fenstern und schweren Gegenständen

Beeilen Sie sich nicht zur Treppe oder zum Aufzug, wenn Sie sich in einem Hochhaus über dem fünften Stock befinden. Am Ausgang des Gebäudes wird es am meisten Menschen geben und die Aufzüge werden außer Betrieb sein.

Abseits von hohen Bauwerken, Überführungen, Brücken und Stromleitungen

Jedes Jahr ereignen sich auf unserem Planeten Hunderttausende Erdbeben. Die meisten von ihnen sind so klein und unbedeutend, dass nur spezielle Sensoren sie erkennen können. Es gibt aber auch gravierendere Schwankungen: Zweimal im Monat bebt die Erdkruste so heftig, dass alles um sie herum zerstört wird.

Da die meisten Erschütterungen dieser Stärke auf dem Grund des Weltozeans auftreten, sind sich die Menschen ihrer Ereignisse nicht einmal bewusst, sofern sie nicht von einem Tsunami begleitet werden. Doch wenn das Land bebt, ist die Katastrophe so zerstörerisch, dass die Zahl der Opfer in die Tausende geht, wie im 16. Jahrhundert in China (mehr als 830.000 Menschen starben bei Erdbeben der Stärke 8,1).

Erdbeben sind unterirdische Erschütterungen und Vibrationen der Erdkruste, die durch natürliche oder künstlich geschaffene Ursachen (Bewegung von Lithosphärenplatten, Vulkanausbrüche, Explosionen) verursacht werden. Die Folgen hochintensiver Erdstöße sind oft katastrophal und werden hinsichtlich der Zahl der Opfer nur von Taifunen übertroffen.

Leider haben Wissenschaftler die Prozesse, die in den Tiefen unseres Planeten ablaufen, derzeit noch nicht so gut untersucht, weshalb die Vorhersage von Erdbeben eher ungefähr und ungenau ist. Als Ursachen für Erdbeben identifizieren Experten tektonische, vulkanische, Erdrutsch-, künstliche und vom Menschen verursachte Schwingungen der Erdkruste.

Tektonisch

Die meisten weltweit registrierten Erdbeben sind auf Bewegungen tektonischer Platten zurückzuführen, bei denen es zu einer starken Verschiebung von Gesteinen kommt. Dies kann entweder eine Kollision miteinander sein oder das Absenken einer dünneren Platte unter eine andere.

Obwohl diese Verschiebung normalerweise gering ist und nur wenige Zentimeter beträgt, geraten die Berge über dem Epizentrum in Bewegung und setzen enorme Energie frei. Dadurch bilden sich Risse auf der Erdoberfläche, an deren Rändern sich riesige Flächen der Erde mit allem, was sich darauf befindet – Felder, Häuser, Menschen – zu verschieben beginnen.

Vulkanisch

Aber die vulkanischen Vibrationen halten, obwohl sie schwach sind, noch lange an. Normalerweise stellen sie keine besondere Gefahr dar, dennoch sind katastrophale Folgen zu verzeichnen. Als Folge des gewaltigen Ausbruchs des Krakatau-Vulkans Ende des 19. Jahrhunderts. Die Explosion zerstörte den halben Berg und die darauffolgenden Erschütterungen waren so heftig, dass sie die Insel in drei Teile spalteten und zwei Drittel in den Abgrund stürzten. Der darauf folgende Tsunami zerstörte absolut alle, die zuvor überlebt hatten und keine Zeit hatten, das gefährliche Gebiet zu verlassen.

Erdrutsch

Es ist unmöglich, Erdrutsche und große Erdrutsche nicht zu erwähnen. Normalerweise sind diese Erschütterungen nicht schwerwiegend, in manchen Fällen können ihre Folgen jedoch katastrophal sein. So geschah es einmal in Peru, als eine riesige Lawine, die ein Erdbeben verursachte, mit einer Geschwindigkeit von 400 km/h vom Berg Ascaran herabstürzte und mehr als eine Siedlung dem Erdboden gleichmachte und mehr als achtzehntausend Menschen tötete.

Technogen

In manchen Fällen hängen die Ursachen und Folgen von Erdbeben häufig mit menschlichen Aktivitäten zusammen. Wissenschaftler haben eine Zunahme der Erschütterungen in Gebieten großer Stauseen festgestellt. Dies liegt daran, dass die angesammelte Wassermasse Druck auf die darunter liegende Erdkruste auszuüben beginnt und durch den Boden eindringendes Wasser beginnt, diese zu zerstören. Darüber hinaus wurde eine Zunahme der seismischen Aktivität in Öl- und Gasfördergebieten sowie im Bereich von Minen und Steinbrüchen festgestellt.

Künstlich

Erdbeben können auch künstlich verursacht werden. Nachdem die Demokratische Volksrepublik Korea beispielsweise neue Atomwaffen getestet hatte, zeichneten Sensoren an vielen Orten auf der Erde mäßige Erdbeben auf.

Ein Unterwasserbeben entsteht, wenn tektonische Platten auf dem Meeresboden oder in Küstennähe kollidieren. Wenn die Quelle flach ist und die Stärke 7 beträgt, ist ein Unterwasserbeben äußerst gefährlich, da es einen Tsunami auslöst. Beim Schütteln der Meereskruste sinkt ein Teil des Bodens, der andere steigt, wodurch das Wasser beim Versuch, in seine ursprüngliche Position zurückzukehren, beginnt, sich vertikal zu bewegen und eine Reihe riesiger Wellen erzeugt, die sich auf ihn zubewegen die Küste.

Ein solches Erdbeben kann zusammen mit einem Tsunami oft katastrophale Folgen haben. So ereignete sich beispielsweise vor einigen Jahren im Indischen Ozean eines der stärksten Seebeben: Durch Unterwasserbeben entstand ein großer Tsunami, der an den nahe gelegenen Küsten zum Tod von mehr als zweihunderttausend Menschen führte.

Beginn des Zitterns

Die Quelle eines Erdbebens ist ein Bruch, nach dessen Entstehung sich die Erdoberfläche augenblicklich verschiebt. Es ist zu beachten, dass diese Lücke nicht sofort auftritt. Zunächst kollidieren die Platten miteinander, wodurch Reibung und Energie entstehen, die sich allmählich anzusammeln beginnt.

Wenn die Spannung ihr Maximum erreicht und beginnt, die Reibungskraft zu übersteigen, bricht das Gestein, woraufhin die freigesetzte Energie in seismische Wellen umgewandelt wird, die sich mit einer Geschwindigkeit von 8 km/s bewegen und Vibrationen in der Erde verursachen.

Die Merkmale von Erdbeben basierend auf der Tiefe des Epizentrums werden in drei Gruppen eingeteilt:

Normal – Epizentrum bis zu 70 km;
Mittelschwer – Epizentrum bis zu 300 km;
Deep-Focus – das Epizentrum in einer Tiefe von mehr als 300 km, typisch für den pazifischen Rand. Je tiefer das Epizentrum liegt, desto weiter reichen die durch die Energie erzeugten seismischen Wellen.

Charakteristisch

Ein Erdbeben besteht aus mehreren Phasen. Dem stärksten Hauptschock gehen Warnvibrationen (Vorbeben) voraus, danach beginnen Nachbeben und nachfolgende Erschütterungen, und die Stärke des stärksten Nachbebens ist 1,2 geringer als die des Hauptschocks.

Der Zeitraum vom Beginn der Vorbeben bis zum Ende der Nachbeben kann durchaus mehrere Jahre dauern, wie es beispielsweise Ende des 19. Jahrhunderts auf der Insel Lissa in der Adria geschah: Er dauerte drei Jahre und während dieser Zeit Wissenschaftler verzeichnete 86.000 Erdstöße.

Die Dauer des Hauptschocks ist normalerweise kurz und dauert selten länger als eine Minute. Beispielsweise dauerte der stärkste Schock in Haiti vor einigen Jahren vierzig Sekunden – und das reichte aus, um die Stadt Port-au-Prince in Ruinen zu verwandeln. Doch in Alaska wurde eine Reihe von Beben aufgezeichnet, die die Erde etwa sieben Minuten lang erschütterten, wobei drei davon zu erheblichen Zerstörungen führten.

Die Berechnung, welcher Schock der Hauptschock sein wird und das größte Ausmaß haben wird, ist äußerst schwierig und problematisch, und es gibt keine absoluten Methoden. Starke Erdbeben überraschen die Bevölkerung daher oft. Dies geschah beispielsweise im Jahr 2015 in Nepal, einem Land, in dem leichte Erschütterungen so häufig registriert wurden, dass die Menschen ihnen einfach nicht viel Aufmerksamkeit schenkten. So führte eine Bodenerschütterung mit einer Stärke von 7,9 zu einer großen Zahl von Opfern, und auch die schwächeren Nachbeben mit einer Stärke von 6,6, die eine halbe Stunde später und am nächsten Tag folgten, verbesserten die Situation nicht.

Es kommt oft vor, dass die stärksten Erschütterungen auf einer Seite des Planeten die gegenüberliegende Seite erschüttern. Beispielsweise hat das Erdbeben der Stärke 9,3 im Indischen Ozean im Jahr 2004 die zunehmende Belastung der San-Andreas-Verwerfung, die sich an der Kreuzung lithosphärischer Platten entlang der kalifornischen Küste befindet, etwas gemildert. Es erwies sich als so stark, dass es das Aussehen unseres Planeten leicht veränderte, indem es seine Ausbuchtung im mittleren Teil glättete und ihn runder machte.

Was ist Größe?

Eine Möglichkeit, die Amplitude von Schwingungen und die Menge der freigesetzten Energie zu messen, ist die Magnitudenskala (Richter-Skala), die willkürliche Einheiten von 1 bis 9,5 enthält (sie wird sehr oft mit einer zwölfstufigen Intensitätsskala, gemessen in Punkten, verwechselt). Eine Zunahme der Stärke von Erdbeben um nur eine Einheit bedeutet eine Zunahme der Schwingungsamplitude um das Zehnfache und der Energie um das Zweiunddreißigfache.

Die Berechnungen zeigten, dass die Größe des Epizentrums bei schwachen Vibrationen der Oberfläche sowohl in der Länge als auch in der Vertikalen in mehreren Metern gemessen wird, bei durchschnittlicher Stärke in Kilometern. Aber Erdbeben, die Katastrophen verursachen, haben eine Länge von bis zu tausend Kilometern und erstrecken sich von der Bruchstelle bis zu einer Tiefe von bis zu fünfzig Kilometern. Somit betrug die maximale aufgezeichnete Größe des Epizentrums von Erdbeben auf unserem Planeten 1000 mal 100 km.

Die Stärke von Erdbeben (Richter-Skala) sieht folgendermaßen aus:

2 – schwache, kaum wahrnehmbare Vibrationen;
4 – 5 – auch wenn die Stöße schwach sind, können sie zu geringfügigen Schäden führen;
6 – mittlerer Schaden;
8,5 – eines der stärksten aufgezeichneten Erdbeben.
Als das größte gilt das Große Erdbeben in Chile mit einer Stärke von 9,5, das einen Tsunami auslöste, der nach der Überquerung des Pazifischen Ozeans Japan erreichte und 17.000 Kilometer zurücklegte.

Wissenschaftler konzentrieren sich auf die Stärke von Erdbeben und behaupten, dass von den Zehntausenden von Vibrationen, die jedes Jahr auf unserem Planeten auftreten, nur eine eine Stärke von 8, zehn – von 7 bis 7,9 und hundert – von 6 bis 6,9 hat. Es muss berücksichtigt werden, dass die Folgen bei einem Erdbeben der Stärke 7 katastrophal sein können.

Intensitätsskala

Um zu verstehen, warum Erdbeben auftreten, haben Wissenschaftler eine Intensitätsskala entwickelt, die auf äußeren Erscheinungsformen wie den Auswirkungen auf Menschen, Tiere, Gebäude und Natur basiert. Je näher das Epizentrum von Erdbeben an der Erdoberfläche liegt, desto größer ist die Intensität (diese Erkenntnis ermöglicht eine zumindest ungefähre Vorhersage von Erdbeben).

Wenn die Stärke des Erdbebens beispielsweise acht war und das Epizentrum in einer Tiefe von zehn Kilometern lag, würde die Intensität des Erdbebens zwischen elf und zwölf liegen. Wenn sich das Epizentrum jedoch in einer Tiefe von fünfzig Kilometern befände, wäre die Intensität geringer und würde an 9–10 Punkten gemessen werden.

Nach der Intensitätsskala kann es bereits bei Stößen der Stärke sechs zu ersten Zerstörungen kommen, wenn dünne Risse im Putz entstehen. Ein Erdbeben der Stärke elf gilt als katastrophal (die Oberfläche der Erdkruste wird mit Rissen bedeckt, Gebäude werden zerstört). Die stärksten Erdbeben, die das Erscheinungsbild des Gebiets erheblich verändern können, werden auf zwölf Punkte geschätzt.

Was tun bei Erdbeben?

Nach groben Schätzungen von Wissenschaftlern übersteigt die Zahl der Menschen, die im letzten halben Jahrtausend weltweit durch Erdbeben ums Leben kamen, fünf Millionen Menschen. Die Hälfte davon befindet sich in China: Es liegt in einer Zone seismischer Aktivität und auf seinem Territorium leben viele Menschen (830.000 Menschen starben im 16. Jahrhundert, 240.000 in der Mitte des letzten Jahrhunderts).

Solche katastrophalen Folgen hätten verhindert werden können, wenn der Erdbebenschutz auf Landesebene gut durchdacht gewesen wäre und bei der Gestaltung der Gebäude die Möglichkeit starker Erschütterungen berücksichtigt worden wäre: Die meisten Menschen starben unter den Trümmern. Menschen, die in einer seismisch aktiven Zone leben oder sich dort aufhalten, haben oft nicht die geringste Ahnung, wie sie sich in einer Notsituation genau verhalten und ihr Leben retten können.

Sie müssen wissen, dass Sie, wenn Sie von Erschütterungen in einem Gebäude erfasst werden, alles tun müssen, um so schnell wie möglich ins Freie zu gelangen, und dass Sie auf keinen Fall Aufzüge benutzen dürfen.

Wenn es unmöglich ist, das Gebäude zu verlassen und das Erdbeben bereits begonnen hat, ist das Verlassen des Gebäudes äußerst gefährlich. Sie müssen daher entweder in der Türöffnung oder in einer Ecke in der Nähe einer tragenden Wand stehen oder unter einen starken Tisch kriechen. Schützen Sie Ihren Kopf mit einem weichen Kissen vor herunterfallenden Gegenständen. Nach dem Ende der Erschütterungen muss das Gebäude verlassen werden.

Befindet sich eine Person bei Erdbeben auf der Straße, muss sie sich um mindestens ein Drittel ihrer Höhe vom Haus entfernen und sich unter Vermeidung hoher Gebäude, Zäune und anderer Gebäude in Richtung breiter Straßen oder Parks bewegen. Auch von heruntergefallenen Elektroleitungen von Industriebetrieben ist größtmöglicher Abstand zu halten, da dort explosive Stoffe oder giftige Stoffe gelagert werden können.

Wenn ein Mensch jedoch im Auto oder in öffentlichen Verkehrsmitteln von den ersten Erschütterungen erfasst wird, muss er das Fahrzeug dringend verlassen. Wenn sich das Auto dagegen auf freiem Feld befindet, halten Sie das Auto an und warten Sie das Erdbeben ab.

Wenn es passiert, dass Sie vollständig mit Trümmern bedeckt sind, ist das Wichtigste, nicht in Panik zu geraten: Eine Person kann mehrere Tage ohne Nahrung und Wasser überleben und warten, bis sie sie findet. Nach katastrophalen Erdbeben arbeiten Retter mit speziell ausgebildeten Hunden, die in den Trümmern Leben wittern und ein Zeichen geben können.

Hallo, liebe Kinder und Eltern! Manchmal zeigen Fernsehnachrichten nicht sehr angenehme Geschichten darüber. Normalerweise besticht das Bild auf dem Fernsehbildschirm durch seine erschreckende Natur: zerstörte Häuser, die Tränen der Menschen, die Bitterkeit des Verlustes. Warum ist Mutter Natur so beleidigt von uns und kann man etwas verhindern, wenn man weiß, warum es zu einem Erdbeben kommt? Versuchen wir es herauszufinden.

Diese Informationen werden Ihnen bei der Vorbereitung von Forschungsprojekten helfen, die sich diesem schrecklichen und gefährlichen Naturphänomen widmen.

Unterrichtsplan:

Was ist ein Erdbeben?

Um ein Naturphänomen kurz zu beschreiben: Ein Erdbeben besteht aus unterirdischen Erschütterungen und Bewegungen der Erdoberfläche. Diese Schwankungen sind destruktiv und treten plötzlich und ohne große Vorwarnung auf.

Eine Naturkatastrophe kann in jedem Land und zu jeder Jahreszeit auftreten. Bei einem Erdbeben wird die Erdkruste zerrissen und einige ihrer Abschnitte verschoben, was oft zur Zerstörung von Städten führt und manchmal sogar ganze Zivilisationen von der Erde ausgelöscht werden.

Hunderttausende Erdbeben ereignen sich jedes Jahr auf der Welt, doch viele davon bleiben für den Normalbürger unbemerkt. Sie werden nur von Spezialisten mit Spezialgeräten erfasst. Nur die stärksten Erschütterungen und Veränderungen der Erdoberfläche hinterlassen Spuren beim Menschen.

Für niemanden sichtbar ereignen sich Erdbeben auf dem Grund der Ozeane, weil ihre Wirkung durch Wasser gedämpft wird. Wenn die Erschütterungen des Ozeans zu stark sind, erzeugen sie riesige Wellen, die alles wegspülen, was ihnen in den Weg kommt.

Natürliche Ursachen von Erdbeben

Erschütterungen können auf Initiative der Natur und ohne menschliches Eingreifen auftreten.

Tektonische Bewegung

Dies ist auf sogenannte tektonische Verschiebungen irgendwo tief in der Erdkruste zurückzuführen. Die Oberfläche des Globus ist nicht so unbeweglich, wie es uns auf den ersten Blick erscheint, wie beispielsweise eine Tischplatte. Es besteht aus lithosphärischen Platten, die sich langsam, aber stetig mit einer Geschwindigkeit von nicht mehr als 7 Zentimetern pro Jahr verschieben.

Diese Bewegung erklärt sich aus der Tatsache, dass in den Tiefen des Planeten Erde zähflüssiges Magma kocht und die Platten darauf schwimmen, wie Eisstücke auf einem Fluss während einer Eisdrift. Wo sich die Platten berühren, verformen sich ihre Oberflächen. Die Folgen davon haben Sie mit eigenen Augen gesehen. Ja, ja, wundern Sie sich nicht! Haben Sie noch nie Berge gesehen?

Aber wenn zwei oder mehr Lithosphärenplatten aneinander reiben und sich nicht einigen und den Raum nicht teilen können, klammern sie sich fest und streiten sich, ihre Bewegung wird unterbrochen. Sie können so sehr miteinander streiten, dass ein heftiger Druck aufeinander zu einer Schockwelle führt, die die Oberflächen anschwillt und zerbricht.

Diese Momente sind der Beginn eines Erdbebens. Ein solcher lithosphärischer Streit kann seine Kraft über Hunderte und Tausende von Kilometern ausbreiten und Vibrationen auf der Erdoberfläche verursachen.

Was löst tektonische Bewegung aus? Wissenschaftler haben mehrere Erklärungen für dieses Phänomen gefunden. Der Zustand der Erdoberfläche wird durch den Weltraum und einen Stern namens Sonne beeinflusst, den wir noch nicht vollständig untersucht haben und der magnetische Stürme und helle Sonneneruptionen mit sich bringt.

Der Schuldige an Erdbeben könnte der Mond sein, oder besser gesagt, die Veränderungen, die auf der Mondoberfläche auftreten. Experten haben festgestellt, dass die stärksten Erdbeben nachts, während des Vollmonds, auftreten.

Auswirkungen von Vulkanen, Erdrutschen und Wasser

Neben tektonischen Verschiebungen, die die verheerendsten Schäden verursachen, sehen Wissenschaftler eine weitere Ursache für Erdbeben in Vulkanen, Erdrutschen und Einstürzen.

Erstere sind fürchterlich wegen ihrer Überspannung aufgrund der Konzentration von vulkanischem Gas und Lava in der Tiefe, wodurch bei einem Ausbruch seismische Wellen auftreten, die auf der Erde spürbar sind.

Letztere sind aufgrund der Stoßwelle gefährlich, die beim Abstieg einer schweren Gesteinsmasse auf die Erdoberfläche entsteht.

Es gibt auch Schadenserdbeben mit geringer Auswirkung, bei denen das Grundwasser einzelne Teile der Oberfläche so stark erodiert, dass Teile nach innen fallen und seismische Vibrationen verursachen.

Menschliche Schuld an der Entstehung von Erdbeben

Leider ist es nicht nur Mutter Natur, die Erdbeben verursachen kann. Der Mensch schafft mit seinen eigenen Händen eine Situation, in der der Planet zu empören beginnt.

Natürlich ist die Stärke solcher von Menschen verursachten Erschütterungen (so nennt man Katastrophen, die von Menschen ausgehen) gering, sie können aber zu Erschütterungen der Erdoberfläche führen.

So messen Sie die Stärke von Erdbeben

Wie stark die Erschütterungen sind, lässt sich mit speziellen Instrumenten messen – Seismographen.

Sie bestimmen die Stärke von Erdbeben und erstellen eine Skala, deren bekannteste die Richter-Skala heißt.

Eine Kraft von 1 oder 2 Punkten ist für den Menschen nicht spürbar, aber Schwankungen von 3 oder 4 Punkten erschüttern bereits die umliegenden Einrichtungsgegenstände – Geschirr beginnt zu klirren, Lampen an der Decke wackeln. Wenn die Kraft der Stöße 5 Punkte erreicht, beginnen sich Risse an den Wänden des Raumes zu bilden und der Putz bröckelt nach 6–7 Punkten. Nicht nur die Raumtrennwände werden zerstört, sondern auch die Steinwände der Gebäude selbst.

Wenn Seismographen Werte von 8 – 10 Punkten aufzeichnen, halten Brücken, Straßen, Häuser dem Druck nicht stand, Risse entstehen auf der Erdoberfläche, Rohrleitungen brechen, Eisenbahnschienen werden beschädigt. Den größten Schaden verursachen Erdbeben mit Erschütterungen von mehr als 10 Punkten, die die Landschaft verändern, ganze Städte vom Erdboden auslöschen und sie in Ruinen verwandeln, Dolinen im Boden entstehen und im Gegenteil neue Inseln entstehen kann im Meer auftauchen.

Die Richterskala kann maximal 10 Punkte erfassen; für stärkere Erschütterungen kommt eine weitere zum Einsatz – die Mercalli-Skala, die 12 Stufen hat. Es gibt noch eine andere – die Medwedew-Sponheuer-Karnik-Skala, die früher in der Sowjetunion verwendet wurde. Es ist auch für 12 Divisionen ausgelegt.

Am häufigsten ereignen sich Erdbeben im Mittelmeergürtel, der den Himalaya, den Altai und den Kaukasus durchquert, sowie im Pazifikgürtel und treffen Japan, Hawaii, Chile und sogar die Antarktis.

Auf dem Territorium unseres Landes gibt es auch seismisch aktive Zonen – zum Beispiel Tschukotka, Primorje, Baikal und Kamtschatka. Auch Nachbarn wie Kasachstan, Armenien und Kirgisistan sind häufig von Naturkatastrophen betroffen.

Im August 2016 kamen bei einem Erdbeben der Stärke 6,1 in Italien Dutzende Menschen ums Leben und viele wurden vermisst.

Laut Wissenschaftlern gibt es heute kein Land, das nicht von Erdbeben bedroht ist. Im Süden Europas sind dies Portugal, Spanien, Griechenland. In Nordeuropa, im Atlantischen Ozean, gibt es einen unruhigen Rücken, der bis zum Arktischen Ozean selbst reicht. Unter unserer Heimathauptstadt gibt es, wie Studien zeigen, keine aktive Plattenbewegung, aber Experten sagen, dass dies kein Grund für die Moskauer ist, sich zu beruhigen.

Auch für die Bewohner des Landes der aufgehenden Sonne gibt es keinen Grund zur Ruhe. Japan erlebt jährlich mehr als 1.000 Erdbeben. Über eine davon, die sich am 11. März 2011 ereignete, wurde in den Nachrichten auf der ganzen Welt berichtet. Im Video finden Sie schockierende Aufnahmen und Details dieser Naturkatastrophe.

Jetzt wissen Sie, warum es zu einer Naturkatastrophe wie einem Erdbeben kommt. Selbst mit Informationen über die drohende Gefahr sind die Menschen leider nicht in der Lage, Naturkatastrophen zu verhindern.

Bis bald zu neuen Themen!

Evgenia Klimkovich.

Dabei handelt es sich um einige der schrecklichsten Naturkatastrophen, die Zehn- und Hunderttausende Menschenleben fordern und in weiten Gebieten verheerende Zerstörungen anrichten.

Am 7. Dezember 1988 ereignete sich in Armenien, das nach dem Namen der Stadt Spitak benannt wurde, ein starkes Erdbeben, das vollständig vom Erdboden verschwand. Dann starben innerhalb weniger Sekunden mehr als 25.000 Menschen und mehrere Hunderttausend wurden verletzt. Das Erdbeben in Aschgabat in der Nacht vom 5. auf den 6. Oktober 1948 forderte mehr als 100.000 Todesopfer.

In China starben 1920 200.000 Menschen, 1923 in Japan mehr als 100.000. Es gibt viele Beispiele für katastrophale Erdbeben, die große Opfer forderten. Beispielsweise 1755 in Lissabon, 1906 in San Francisco, 1908 auf Sizilien, 1950 im Himalaya, 1957 in der Westmongolei und 1960 in Chile. 1976 wurden 250.000 Menschen Opfer des sehr starken Tangshan-Erdbebens in China. 1980 starben bei einem Erdbeben in Italien 3.100 Menschen, 1981 im Iran 2.500.

Im Jahr 1993 erschütterte ein schweres Erdbeben die japanische Stadt Kobe und verursachte Brände, die ganze Stadtteile verwüsteten und Todesopfer forderten. Im Jahr 1994 erschütterten heftige Erdstöße San Francisco und ließen Autobahnüberführungen einstürzen. Das Erdbeben im Norden von Sachalin im Jahr 1995 in Neftegorsk wurde zu einer Tragödie, als mehrere Gebäude einstürzten und unter den Trümmern zweitausend Menschen starben.

Im Winter 1998 erschütterte ein schweres Erdbeben Afghanistan. Diese Liste lässt sich endlos fortsetzen, da es immer wieder zu Erdbeben unterschiedlicher Stärke und in unterschiedlichen Regionen der Erde kommt, die enorme materielle Schäden anrichten und zahlreiche Todesopfer fordern.

Aus diesem Grund unternehmen Wissenschaftler aus verschiedenen Ländern große Anstrengungen, um die Natur von Erdbeben und ihre Vorhersage zu untersuchen. Leider ist es bis auf wenige Ausnahmen immer noch nicht möglich, den Ort und die Zeit eines Erdbebens vorherzusagen.

URSACHEN VON ERDBEBEN UND IHRE PARAMETER

Bei jedem Erdbeben handelt es sich um eine sofortige Energiefreisetzung aufgrund der Bildung eines Gesteinsbruchs, der in einem bestimmten Volumen, dem sogenannten Erdbebenherd, auftritt, dessen Grenzen nicht streng genug definiert werden können und von der Struktur und dem Spannungs-Dehnungs-Zustand der Gesteine darin abhängen einen bestimmten Ort. Eine abrupt auftretende Verformung sendet elastische Wellen aus. Das Volumen deformierter Gesteine spielt eine wichtige Rolle bei der Bestimmung der Stärke des seismischen Schocks und der freigesetzten Energie.

Große Räume der Erdkruste oder des oberen Erdmantels, in denen es zu Brüchen und unelastischen tektonischen Verformungen kommt, führen zu starken Erdbeben: Je kleiner das Volumen der Quelle, desto schwächer die seismischen Erschütterungen. Das Hypozentrum oder der Fokus eines Erdbebens ist das bedingte Zentrum der Quelle in der Tiefe, und das Epizentrum ist die Projektion des Hypozentrums auf die Erdoberfläche. Die Zone starker Vibrationen und erheblicher Zerstörung an der Oberfläche während eines Erdbebens wird als pleistoseistische Region bezeichnet.

Basierend auf der Tiefe der Hypozentren werden Erdbeben in drei Typen eingeteilt: 1) Erdbeben mit flachem Fokus (0–70 km), 2) Erdbeben mit mittlerem Fokus (70–300 km), 3) Erdbeben mit tiefem Fokus (300–700 km) . Am häufigsten konzentrieren sich Erdbebenherde in der Erdkruste in einer Tiefe von 10 bis 30 km. In der Regel gehen dem größten Erdbebenstoß im Untergrund lokale Erschütterungen – Vorbeben – voraus. Seismische Erschütterungen, die nach dem Hauptschock auftreten, werden Nachbeben genannt. Nachbeben, die über einen längeren Zeitraum auftreten, tragen zur Entspannung der Quelle und zur Entstehung neuer Brüche in der Mächtigkeit der die Quelle umgebenden Gesteine bei.

Die Quelle eines Erdbebens wird durch die Intensität der seismischen Wirkung charakterisiert, ausgedrückt in Punkten und Stärke. In Russland wird die 12-stufige Medvedev-Sponheuer-Karnik-Intensitätsskala (MSK-64) verwendet. Gemäß dieser Skala wird die folgende Abstufung der Erdbebenintensität angenommen: I-III-Punkte – schwach, IV-V – spürbar, VI-VII – stark (verfallene Gebäude werden zerstört), VIII – zerstörerisch (starke Gebäude werden teilweise zerstört, Fabrik Schornsteine stürzen ein), IX – verheerend (die meisten Gebäude werden zerstört), das Gelände über ein riesiges Gebiet). Die Stärke eines Erdbebens ist nach Charles F. Richter definiert als der dezimale Logarithmus des Verhältnisses der maximalen Amplituden seismischer Wellen eines bestimmten Erdbebens (A) zur Amplitude derselben Wellen eines Standarderdbebens (Ax). Je größer die Wellenspanne, desto größer die Bodenverschiebung:

Magnitude 0 bedeutet ein Erdbeben mit einer maximalen Amplitude von 1 μm in einer epizentralen Entfernung von 100 km. Bei einer Stärke von 5 werden geringfügige Schäden an Gebäuden beobachtet. Das verheerende Beben hat eine Stärke von 7. Die stärksten aufgezeichneten Erdbeben erreichen Stärken von 8,5 bis 8,9 auf der Richterskala. Derzeit wird die Erdbebenbewertung häufiger nach Stärke als nach Punkten verwendet.

Es besteht ein Zusammenhang zwischen der Intensität (I0) eines Erdbebens im Epizentrum, die in Punkten ausgedrückt wird, und der Stärke (M).

I0 = 1,7 "M - 2,2; M = 0,6" I0 + 1,2.

Eine komplexere Gleichung charakterisiert den Zusammenhang zwischen der Intensität der Schwingung I0, der Stärke M und der Quellentiefe H:

I0 = аМ - b log Н + с,

wobei a, b, c Koeffizienten sind, die empirisch für eine bestimmte Erdbebenregion ermittelt wurden.

Linien, die Punkte mit gleicher Schwingungsintensität verbinden, werden Isoseisten genannt. Im Epizentrum eines Erdbebens erfährt die Erdoberfläche hauptsächlich vertikale Vibrationen. Wenn man sich vom Epizentrum entfernt, nimmt die Rolle der horizontalen Komponente der Schwingungen zu.

Die bei Erdbeben freigesetzte Energie beträgt E = p2rV (a / T), wobei V die Ausbreitungsgeschwindigkeit seismischer Wellen, r die Dichte der oberen Erdschichten, a die Verschiebungsamplitude und T die Schwingungsdauer ist. Das Ausgangsmaterial für Energieberechnungen sind Seismogrammdaten. B. Gutenberg schlug wie Charles Richter, der am California Institute of Technology arbeitete, einen Zusammenhang zwischen der Energie eines Erdbebens und seiner Stärke auf der Richterskala vor:

log E = 9,9 + 1,9M – 0,024M 2.

Diese Formel zeigt einen kolossalen Energieanstieg mit zunehmender Erdbebenstärke.

Die Energie von Erdbeben ist mehrere Millionen Mal höher als die Energie einer Standard-Atombombe von 100 kt (1000 „1018 Erg). Beispielsweise wurden beim Erdbeben in Aschgabat 1948 1023 Erg freigesetzt, beim Khait-Erdbeben in Tadschikistan 1949 - 5" 1024 Erg, 1960 Chile - 1025 Erg. Weltweit werden jedes Jahr durchschnittlich etwa 0,5" 1026 Erg Energie durch Erdbeben freigesetzt.

Ein wichtiger Begriff in der Seismologie ist die spezifische seismische Leistung, also die Energiemenge, die pro Volumeneinheit, beispielsweise 1 m3, pro Zeiteinheit 1 s freigesetzt wird. Seismische Wellen, die bei augenblicklicher Verformung in Erdbebenherden entstehen, erzeugen die größte zerstörerische Arbeit auf der Erdoberfläche. Es gibt drei Haupttypen elastischer Wellen, die seismische Schwingungen erzeugen, die von Menschen wahrgenommen werden und Zerstörung verursachen: volumetrische Longitudinalwellen (P-Wellen) und Transversalwellen (S-Wellen) sowie Oberflächenwellen (Abb. 3).

Longitudinalwellen stellen abwechselnde Druck- und Spannungszonen in Gesteinen dar und breiten sich durch feste, flüssige und gasförmige Stoffe aus. Bei ihrer Ausbreitung scheinen Longitudinalwellen Gesteine abwechselnd zu stauchen oder zu dehnen. Ein Teil der Energie der P-Wellen, die aus dem Erdinneren an die Erdoberfläche austreten, wird in Form von Schallwellen an die Atmosphäre übertragen, die vom Menschen mit einer Frequenz von mehr als 15 Hz wahrgenommen werden. P-Wellen sind die schnellsten Körperwellen. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit von P-Wellen, wobei m der Schermodul, r die Dichte des Mediums ist, in dem sich die Welle ausbreitet, und l der Koeffizient ist, der dem Kompressionsmodul K zugeordnet ist.

Transversalwellen verschieben bei ihrer Ausbreitung Materieteilchen im rechten Winkel zur Richtung ihrer Bahn. Sie breiten sich in einem flüssigen Medium nicht aus, da der Schermodul in einer Flüssigkeit Null ist. Die Geschwindigkeit von Transversalwellen ist geringer als die von Longitudinalwellen. Diese seismischen Wellen erschüttern und verschieben die Bodenoberfläche sowohl vertikal als auch horizontal:

Zur zweiten Art gehören seismische Oberflächenwellen, deren Ausbreitung auf eine Zone nahe der Erdoberfläche beschränkt ist. Sie sind wie Wellen, die sich über die Oberfläche eines Sees ausbreiten. Es gibt Oberflächen-Love-Wellen und Rayleigh-Wellen.

Liebeswellen (L) bewirken, dass Bodenpartikel in einer horizontalen Ebene parallel zur Erdoberfläche im rechten Winkel zu ihrer Ausbreitungsrichtung hin und her schwingen. Rayleigh-Wellen (R) entstehen an der Grenzfläche zwischen zwei Medien und beeinflussen die Partikel des Mediums, wodurch sie sich vertikal und horizontal in einer vertikalen Ebene bewegen, die in Richtung der Wellenausbreitung ausgerichtet ist. Die Geschwindigkeit von Rayleigh-Wellen ist geringer als die von Love-Wellen, und beide breiten sich langsamer aus als longitudinale und transversale seismische Wellen und werden mit der Tiefe sowie der Entfernung vom Epizentrum des Erdbebens recht schnell schwächer.

REGISTRIERUNG VON ERDBEBEN

Seismische Wellen, die sich von der Quelle eines Erdbebens in alle Richtungen ausbreiten und die Erdoberfläche erreichen, können mit speziellen Geräten aufgezeichnet werden – Seismographen, die unbedeutende Bodenvibrationen von Erdbeben aufzeichnen, die sogar auf der gegenüberliegenden Seite der Erde aufgetreten sind.

Die ersten Seismographen tauchten erst vor etwa 100 Jahren auf und die Aufzeichnung seismischer Wellen – die von ihnen erstellten Seismogramme – ermöglichen die Bestimmung der Stärke von Erdbeben und der Lage (Epizentren) der Erdbeben. Der Teil des Seismographen, der das Seismogramm direkt aufzeichnet, wird Seismometer genannt und besteht aus einem an einer dünnen Feder aufgehängten Pendel, das auf kleinste Vibrationen des Bodens reagiert.

Die eigentliche Aufzeichnung dieser Schwingungen erfolgt entweder auf einer rotierenden Trommel mit Feder und Tinte oder auf einem Magnetband mithilfe eines elektromagnetischen Systems, das die Schwingungen in Strom umwandelt, oder mit einem Lichtstrahl auf bewegtem Fotopapier. Seismogramme müssen die Bewegung des Bodens in zwei zueinander senkrechten horizontalen Richtungen und einer vertikalen Richtung widerspiegeln, wofür drei Seismometer erforderlich sind.

Bei der Dekodierung von Seismogrammen geht es darum, die genaue Ankunftszeit verschiedener Wellen P, S, L und R zu interpretieren und aufzuzeichnen, die sich nicht nur mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten ausbreiten, sondern auch aus unterschiedlichen Richtungen am Seismographen ankommen. Durch die Bestimmung des Eintrittszeitpunkts verschiedener Wellen und die Kenntnis ihrer Ausbreitungsgeschwindigkeit ist es möglich, die Entfernung zur Erdbebenquelle – dem Hypozentrum – zu bestimmen. Das bestehende weltweite Netzwerk seismischer Stationen mit vielen Hundert Seismographen ermöglicht die sofortige Aufzeichnung von Erdbeben überall auf der Welt. Jährlich werden mehr als mehrere Hunderttausend von Menschen wahrgenommene Erdbeben registriert, doch nur etwa 100 Erdbeben können als zerstörerisch eingestuft werden. Diese kontinuierliche seismische Aktivität ist eine Folge moderner tektonischer Bewegungen in der oberflächlichsten Hülle der Erde – der Lithosphäre.

AUSBREITUNG VON ERDBEBEN

UND IHRE GEOLOGISCHE LAGE

Die Verteilung von Erdbeben auf dem Globus ist ganz natürlich und lässt sich im Allgemeinen gut durch die Theorie der lithosphärischen Plattentektonik erklären. Die meisten Erdbeben stehen im Zusammenhang mit konvergenten und divergenten Plattengrenzen, also mit Zonen, in denen Platten entweder miteinander kollidieren oder auseinanderlaufen und aufgrund der Bildung neuer ozeanischer Kruste wachsen.

Hochseismische Region – die aktiven Ränder des Pazifischen Ozeans, wo ozeanische Platten subduzieren, also unter die kontinentalen sinken, und die in der kalten und schweren Platte entstehenden Spannungen in Form zahlreicher Erdbeben entladen werden, deren Hypozentren eine bilden geneigte seismofokale Zone, die sich bis in Tiefen von 600–700 km in den oberen Erdmantel erstreckt.

Solche geneigten ultratiefen seismofokalen Zonen wurden vom niederländischen Geophysiker S.V. etabliert und beschrieben. Visser im Jahr 1936, der japanische Geophysiker K. Wadachi im Jahr 1938 und der russische Wissenschaftler A.N. Zavaritsky im Jahr 1946. Dank späterer Forschungen des amerikanischen Seismologen H. Benioff im Jahr 1949 wurden sie jedoch Benioff-seismofokale Zonen genannt.

Erdbeben gehen auch mit der Bildung von Rifts in mittelozeanischen Rücken und auf Kontinenten einher, treten dort jedoch im Gegensatz zu Kompressionsbedingungen in Subduktionszonen unter geodynamischen Bedingungen der Ausdehnung oder Scherung auf.

Eine weitere Region mit starken und häufigen Erdbeben ist der gefaltete Gebirgsgürtel der Alpen, der sich von Gibraltar über die Alpen, den Balkan, Anatolien, den Kaukasus, den Iran, den Himalaya bis nach Burma erstreckt und erst vor 15 bis 10 Millionen Jahren infolge der Kollision gewaltiger Erdbeben entstand Lithosphärenplatten: afrikanisch-arabische und hindustanische einerseits und eurasische andererseits. Der Verdichtungsprozess hält bis heute an, so dass sich die ständig anfallenden Spannungen kontinuierlich in Form von Erdbeben entladen. Die meisten Erdbebenhypozentren in diesem Gürtel sind auf die Erdkruste beschränkt, also auf Tiefen von bis zu 50 km, es gibt zwar auch tiefe (bis zu 300 km), aber geneigte seismofokale Zonen sind schwach ausgeprägt und selten . Es ist interessant, dass die Verteilung der Epizentren im Plan beispielsweise in Iran und Afghanistan fast aseismische große Blöcke beschreibt, die sich im Prozess der Kollision als „zusammengeschweißt“ herausstellten, deren Artikulationszonen noch aktiv sind. Zu den seismisch aktivsten Regionen innerhalb der GUS gehören die Ostkarpaten, das Krimgebirge, der Kaukasus, Kopet Dag, Tien Shan und Pamir, Altai und die Seenregion. Baikal und Fernost, insbesondere Kamtschatka, die Kurilen und die Insel Sachalin, wo sich am 28. Mai 1995 das verheerende Neftegorsk-Erdbeben mit einer Stärke von 7,5 ereignete und die Zahl der Todesopfer bei 2.000 Menschen lag.

Alle diese Regionen weisen eine gebirgige, oft hochgebirgige Topographie auf, was darauf hindeutet, dass sie derzeit aktive tektonische Bewegungen erfahren und die vertikale Anstiegsgeschwindigkeit der Erdoberfläche die Erosionsgeschwindigkeit übersteigt. In vielen Regionen, beispielsweise in Transkarpatien, im Kaukasus und am Baikalsee, ereigneten sich die letzten Vulkanausbrüche geologisch gesehen vor kurzem, in Kamtschatka und auf den Kurilen treten sie noch heute auf. Gerade diese Gebiete zeichnen sich durch eine hohe seismische Aktivität aus, die in direktem Zusammenhang mit der tektonischen Aktivität steht. Es ist zu beachten, dass Erdbeben auch in stabilen Bereichen der Erdkruste auftreten, auf Plattformen, auch auf antiken. Zwar sind diese Erdbeben recht selten und im Allgemeinen relativ schwach. Es gibt jedoch auch starke, wie zum Beispiel auf der epipaläozoischen jungen Turan-Platte in der Kyzylkum-Wüste in der Gazli-Region in den Jahren 1976 und 1984, wobei das Gazli-Dorf zweimal vollständig zerstört wurde.

Die überwältigende Mehrheit der Erdbeben (mehr als 85 %) ereignen sich unter Druckbedingungen und nur 15 % unter Zugbedingungen, was mit der modernen Geodynamik geologischer Strukturen und der Art der Bewegungen lithosphärischer Platten übereinstimmt.

MECHANISMUS VON ERDBEBEN

Der Mechanismus von Erdbeben ist ein sehr komplexer Prozess, den Seismologen gerade erst zu verstehen beginnen. Die Quelle eines starken Erdbebens ist eine plötzliche Verschiebung eines bestimmten Gesteinsvolumens entlang einer relativ großen Bruchebene. Der Erdbebenmechanismus ist also die Kinematik der Bewegung in der Quelle. Es gibt mehrere gängige Modelle des Erdbebenquellenmechanismus.

Das früheste Modell, das 1911 von H. Reid entwickelt wurde, basiert auf dem elastischen Rückstoß bei Scherverformung von Gesteinen, bei denen die Zugfestigkeit überschritten wird. Modell N.V. Shebalina (1984) weist darauf hin, dass Komplikationen, Unebenheiten oder „Haken“ entlang der Hauptdiskontinuität, entlang derer die Verschiebung auftritt, die Hauptrolle beim Auftreten kurzperiodischer Schwingungen mit hohen Beschleunigungen spielen. „Haken“ verhindern ein freies Gleiten bzw. Kriechen und sind für die Anhäufung von Spannungen in der Quelle verantwortlich. Das in Russland von V.I. entwickelte Modell der lawineninstabilen Rissbildung (ALC). Myachkin liegt in der schnellen Zunahme der Anzahl der Risse, ihrer Wechselwirkung untereinander und letztendlich in der Entstehung eines Haupt- oder Hauptrisses, dessen Verschiebung die angesammelte Spannung unter Bildung elastischer Wellen augenblicklich freisetzt. Ein weiteres Modell der amerikanischen Geophysiker W. Brace und A.M. Die Ende der 60er Jahre entstandene Nura weist auf eine wichtige Rolle der Dilatanz hin, also einer Vergrößerung des Gesteinsvolumens während der Verformung. Die mikroskopisch kleinen Risse, die beim Eindringen von Wasser entstehen, können sich nicht wieder schließen, das Volumen des Gesteins nimmt zu, die Spannungen nehmen zu, gleichzeitig steigt der Porendruck und die Festigkeit des Gesteins nimmt ab. All dies führt zu einer Entspannung – zu einem Erdbeben.

Es gibt ein Modell des instabilen Gleitens, das 1990 vom amerikanischen Geophysiker K. Scholz am vollständigsten entwickelt wurde und aus „klebenden“ Kontakten sich gegenseitig bewegender Gesteinsblöcke mit einer relativ glatten Oberflächenstruktur der Verschiebungsoberfläche besteht. Durch das Haften kommt es zur Anhäufung von Schubspannungen, deren Freisetzung sich in ein Erdbeben umwandelt.

TSUNAMI

Kommt es im Ozean oberhalb seines Epizentrums zu einem Erdbeben mit einer plötzlichen vertikalen Verschiebung des Bodens im gesamten Gewässer, entstehen eigenartige Unterwasserwellen, die sich vom Epizentrum aus mit Geschwindigkeiten von bis zu 800 km/h in alle Richtungen bewegen. Im offenen Ozean sind diese langen Wellen praktisch nicht wahrnehmbar, aber wenn man sich der flachen Küste nähert, nimmt in Buchten und Buchten die Höhe der Wellen um ein Vielfaches zu und bildet eine steile Wasserwand mit einer Höhe von bis zu 10-15 m Oftmals noch mehr, krachte es mit gewaltiger Kraft und Getöse ans Ufer und fegte alles weg, was sich ihm in den Weg stellte. Beispielsweise wurde die Stadt Hilo auf den Hawaii-Inseln 1946 und 1960 von einem verheerenden Tsunami heimgesucht, bei dem mehr als 200 Menschen ums Leben kamen. Interessanterweise wurde der Tsunami vom 22. Mai 1960 durch ein Erdbeben in der Nähe von Chile ausgelöst und die Wellen erreichten den Hafen von Hilo nur 15 Stunden später, nachdem sie eine Strecke von 10.500 km mit einer Geschwindigkeit von etwa 700 km/h zurückgelegt hatten. Der Tsunami an der japanischen Küste im Jahr 1996 forderte den Tod von 26.000 Menschen. In Russland droht die Gefahr eines Tsunamis an der Ostküste Kamtschatkas und der Kurilen, wo ein Warndienst eingerichtet wurde und Dörfer auf für Wellen unzugänglichen Höhen gebaut werden.

ERDBEBENVORHERSAGE

Die Erdbebenvorhersage ist das wichtigste Problem, mit dem sich Wissenschaftler in vielen Ländern der Welt beschäftigen. Trotz aller Bemühungen ist dieses Problem jedoch noch lange nicht gelöst. Die Vorhersage von Erdbeben umfasst sowohl die Identifizierung ihrer Vorläufer als auch die seismische Zoneneinteilung, also die Identifizierung von Gebieten, in denen ein Erdbeben einer bestimmten Stärke oder Intensität zu erwarten ist. Die Erdbebenvorhersage besteht aus einer langfristigen Prognose für mehrere Jahrzehnte, einer mittelfristigen Prognose für mehrere Jahre, einer kurzfristigen Prognose für mehrere Wochen oder die ersten Monate und der Ankündigung eines sofortigen seismischen Alarms. Die beeindruckendste zuverlässige Erdbebenvorhersage wurde im Winter 1975 in der Stadt Haichen im Nordosten Chinas gemacht. Nachdem dieses Gebiet mehrere Jahre lang mit verschiedenen Methoden beobachtet wurde, kam man zu dem Schluss, dass in naher Zukunft ein starkes Erdbeben möglich sei. Die Zunahme der schwachen Erdbeben ermöglichte es, am 4. Februar um 14:00 Uhr einen Generalalarm auszurufen, Menschen wurden auf die Straße gebracht, Geschäfte und Geschäfte geschlossen und Rettungskräfte vorbereitet. Um 19:36 Uhr ereignete sich ein starkes Erdbeben der Stärke 7,3, die Stadt Haichen wurde zerstört, es gab nur wenige Todesopfer. Aber selbst zusammen mit anderen erfolgreichen Erdbebenvorhersagen sind sie eher die Ausnahme als die Regel.

Die seismische Zoneneinteilung unterschiedlicher Maßstäbe und Ebenen erfolgt auf der Grundlage der Berücksichtigung vieler Merkmale: geologischer, insbesondere tektonischer, seismologischer, physikalischer usw. Unabhängig davon sind zusammengestellte und genehmigte Karten erforderlich, um alle Bauorganisationen zu berücksichtigen Eine Erhöhung der geschätzten Stärke eines Erdbebens um mindestens 1 Punkt führt zu einer mehrfachen Erhöhung der Baukosten, da sie mit der Notwendigkeit einer zusätzlichen Verstärkung der Gebäude verbunden ist.

Die seismische Zoneneinteilung des Territoriums umfasst mehrere Ebenen vom kleinen bis zum großen Maßstab. Beispielsweise werden für Städte oder große Industrieunternehmen detaillierte Karten der mikroseismischen Zoneneinteilung erstellt, auf denen die Besonderheiten der geologischen Struktur kleiner Gebiete, die Zusammensetzung der Böden, die Art ihres Wassergehalts, berücksichtigt werden müssen. das Vorhandensein von Felsvorsprüngen und deren Arten. Am ungünstigsten sind durchnässte Böden (Hydraulikhammer), lockerer Lehm und Löss mit starker Setzung. Schwemmlandebenen sind bei Erdbeben gefährlicher als Felsvorsprünge. All dies muss beim Bau und der Planung von Gebäuden, Wasserkraftwerken und Fabriken berücksichtigt werden.

Der erdbebensicheren Bauweise wird in allen Ländern große Aufmerksamkeit gewidmet, insbesondere bei so kritischen Anlagen wie Kernkraftwerken, Wasserkraftwerken, Chemie- und Ölraffinerien. Die Planung und Errichtung von Gebäuden in seismischen Zonen erfordert, diese erdbebensicher zu machen. Wie im Buch von J. Geer und H. Shah (1988) treffend festgestellt wird, besteht das Wichtigste bei der Gestaltung erdbebensicherer Gebäude darin, das Gebäude zu „binden“, d. h. alle Elemente des Gebäudes zu verbinden: Balken, Säulen, Wände und Platten zu einer einzigen starken, aber dennoch flexiblen Struktur, die Bodenvibrationen standhält. Dank solcher Maßnahmen werden in Mexiko-Stadt Gebäude mit 35 bis 45 Stockwerken gebaut, in Tokio, einem stark erdbebengefährdeten Gebiet, sogar 60 Stockwerke. Solche Gebäude sind flexibel, das heißt, sie können sich wie Bäume bei starkem Wind bewegen und biegen, aber nicht einstürzen. Zerbrechliche Materialien wie Ziegel oder Rohziegel werden sofort zerstört. Vergessen wir auch nicht, dass es in Japan viele Kernkraftwerke gibt, deren Gebäude jedoch sehr starken Erdbeben standhalten sollen. Alte Gebäude werden mit Stahlreifen oder -seilen zusammengebunden, von außen mit einem Stahlbetonrahmen verstärkt und mit durch alle Wände gehenden Bewehrungen gesichert. Bestehende Normen und Regeln können die Sicherheit von Objekten während eines Erdbebens natürlich nicht vollständig gewährleisten, sie reduzieren jedoch die Folgen von Naturkatastrophen erheblich und erfordern daher eine strikte Umsetzung.

Es gibt eine Vielzahl unterschiedlicher Erdbebenvorläufer, die von seismischer und geophysikalischer bis hin zu hydrodynamischer und geochemischer Natur reichen. Diese lassen sich anhand mehrerer Beispiele veranschaulichen. Daher treten starke Erdbeben in einem bestimmten Gebiet im Gegensatz zu schwachen Erdbeben über beträchtliche Zeiträume auf, gemessen in Dutzenden und Hunderten von Jahren, da nach dem Abbau der Spannung Zeit benötigt wird, bis sie auf einen neuen kritischen Wert ansteigt. und die Rate der Stressakkumulation nach G.A. Sobolev überschreitet nicht 1 kg/cm2 pro Jahr. K. Kasahara zeigte 1985, dass für die Zerstörung von Gestein die Ansammlung elastischer Energie von 103 Erg/cm3 erforderlich ist und dass das Gesteinsvolumen, das bei einem Erdbeben Energie freisetzt, in direktem Zusammenhang mit der Menge dieser Energie steht. Folglich ist der Zeitabstand zwischen starken Erdbeben umso größer, je größer die Stärke des Erdbebens und damit die Energie ist. Daten zum seismisch aktiven Inselbogen Kurilen-Kamtschatka ermöglichten es S.A. Fedotov stellte die Wiederholbarkeit von Erdbeben mit der Stärke M = 7,75 alle 140? fest. 60 Jahre. Mit anderen Worten, es wird eine bestimmte Periodizität oder ein seismischer Zyklus festgestellt, der es ermöglicht, eine, wenn auch sehr ungefähre, langfristige Prognose abzugeben.

Zu den seismischen Vorläufern gehört die Berücksichtigung der Häufung von Erdbebenschwärmen; Reduzierung von Erdbeben in der Nähe des Epizentrums eines zukünftigen starken Erdbebens; Wanderung von Erdbebenquellen entlang einer großen seismisch aktiven Bruchstelle; aseismische Verschiebungen entlang der Bruchebene in der Tiefe, die vor einer zukünftigen plötzlichen Verschiebung auftreten; Beschleunigung der viskosen Strömung im Fokusbereich; Bildung von Rissen und Bewegungen entlang dieser im Bereich der Spannungskonzentration; Heterogenität der Struktur der Erdkruste in der Zone seismischer Brüche. Von besonderem Interesse als Vorläufer sind Vorbeben, die in der Regel dem Hauptseismikschock vorausgehen. Die größte ungelöste Schwierigkeit besteht jedoch darin, echte Vorbeben vor dem Hintergrund routinemäßiger seismischer Ereignisse zu erkennen.

Als geophysikalische Vorläufer dienen präzise Messungen von Verformungen und Neigungen der Erdoberfläche mit speziellen Geräten – Deformern. Vor Erdbeben nimmt die Verformungsrate stark zu, wie bereits vor dem Erdbeben in Niigata (Japan) im Jahr 1964. Zu den Vorläufern zählen auch Änderungen der Ausbreitungsgeschwindigkeiten longitudinaler und transversaler seismischer Wellen im Fokusbereich unmittelbar vor dem Erdbeben. Jede Änderung des Spannungs-Dehnungs-Zustands der Erdkruste beeinflusst den elektrischen Widerstand von Gesteinen, der bei hoher Stromstärke bis zu einer Tiefe von 20 km gemessen werden kann. Gleiches gilt für Schwankungen des Magnetfelds, da der Spannungszustand von Gesteinen Schwankungen in der Größe des piezomagnetischen Effekts in magnetischen Mineralien beeinflusst.

Messungen von Schwankungen des Grundwasserspiegels sind als Vorläufer recht zuverlässig, da jede Kompression im Gestein zu einem Anstieg dieses Pegels in Bohrlöchern und Brunnen führt. Mit der Hydrogeodeformationsmethode wurden erfolgreiche Kurzzeitvorhersagen erstellt: beispielsweise in Japan in Izu-Oshima am 14. Januar 1978, in Aschgabat vor dem starken Erdbeben am 16. September 1978 mit M = 7,7. Als Vorläufer werden auch Veränderungen des Radongehalts im Grundwasser und in Brunnen herangezogen.

Die gesamte Vielfalt an Erdbebenvorläufern wurde immer wieder analysiert, um allgemeine Muster zu erkennen und Fehler auszuschließen. Der Geophysiker T. Rikitaki führte eine statistische Analyse der Beziehungen zwischen der Dauer der Anomalien T und ihrer Amplitude A sowie der erwarteten Stärke M durch und identifizierte drei Klassen von Vorläufern. Für mittelfristige Vorläufer erhielt er die Gleichung

log DT = aM - b,

wobei a = 0,76; b = -1,83 und T ist ein Tag. Bei M = 5-7 ist die Zeit für die Manifestation von Vorläufern die ersten Monate – die ersten Jahre.

ABSCHLUSS

In der Antike galten Erdbeben als Strafe, die den Menschen von zornigen Göttern auferlegt wurde. Jetzt wissen wir, wie und wo Erdbeben auftreten, wir kennen alle Parameter dieser Naturkatastrophe, wir wissen, wie wir uns davor schützen und die katastrophalen Folgen zumindest teilweise reduzieren können. Der Globus ist mit Gebieten und Zonen markiert, in denen ein Erdbeben der einen oder anderen Stärke auftreten kann. Tausende Seismographen, Dehnungsmesser und Beschleunigungsmesser lauschen rund um die Uhr dem Puls der Erde. Aber genau wie vor Tausenden von Jahren können wir nicht vorhersehen, wo, mit welcher Stärke und vor allem wann der nächste Angriff der Untergrundelemente stattfinden wird. Derzeit liegt der Grad der Vorhersehbarkeit lang- und mittelfristiger Prognosen bei 0,7–0,8. Noch schlimmer ist die Situation bei kurzfristigen Prognosen, für die noch keine nennenswerten Zusammenhänge mit Vorläufern hergestellt wurden. Jede Erdbebenvorhersage ist probabilistisch und das Hauptziel der Seismologie ist noch nicht erreicht.

1. Yunga S.L. Methoden und Ergebnisse der Untersuchung seismotektonischer Verformungen. M.: Nauka, 1990. 191 S.

2. Myachkin V.I. Prozesse zur Erdbebenvorbereitung. M.: Nauka, 1978. 232 S.

3. Bolt B.A. Erdbeben. M.: Mir, 1981. 256 S.

4. Erdbeben in der UdSSR. M.: Nauka, 1990. 323 S.

5. Sobolev G.A. Grundlagen der Erdbebenvorhersage. M.: Nauka, 1993. 312 S.

6. Mogi K. Vorhersage von Erdbeben. M.: Mir, 1988. 382 S.

Nikolai Vladimirovich Koronovsky, Professor, Leiter. Abteilung für dynamische Geologie, Fakultät für Geologie, Moskauer Staatliche Universität. M.V. Lomonosov, Verdienter Wissenschaftler der Russischen Föderation; Spezialist auf dem Gebiet Vulkanismus, Tektonik und regionale Geologie des Alpengürtels. Autor der Lehrbücher „Ein kurzer Kurs in regionaler Geologie der UdSSR“ (1976, 1984), „Grundlagen der Geologie“ (Mitautor A.F. Yakushova), einer Reihe von Monographien und 235 Artikeln zu verschiedenen Themen der Geologie.

Valery Aleksandrovich Abramov, Doktor der geologischen und mineralogischen Wissenschaften, Professor der Fernöstlichen Staatlichen Technischen Universität, Forscher des Pazifischen Ozeanologischen Instituts der Fernöstlichen Zweigstelle der Russischen Akademie der Wissenschaften. Wissenschaftlicher Interessenbereich - Seismologie.