Сейсмические шкалы

Все землетрясения характеризуются магнитудой и интенсивностью. Понятие «магнитуда» введено американскими исследователями Ч. Рихтером и Б. Гутенбергом для оценки мощности землетрясения.

Магнитуда

Землетрясения разной магнитуды (по шкале Рихтера) проявляются следующим образом:

2 — самые слабые ощущаемые толчки;

4,5 — самые слабые толчки, приводящие к небольшим разрушениям;

6 — умеренные разрушения;

8,5 — самые сильные из известных землетрясений.

Интенсивность землетрясений оценивается в баллах при обследовании района по величине вызванных ими разрушений наземных сооружений или деформаций земной поверхности.

Сейсмические движения сложны, но поддаются классификации. Существует большое число сейсмических шкал, которые можно свести к трем основным группам. В России применяется наиболее широко используемая в мире 12-балльная шкала МSK-64 (Медведева-Шпонхойера-Карника), восходящая к шкале Меркали-Канкани (1902), в странах Латинской Америки принята 10-балльная шкала Росси-Фореля (1883), в Японии — 7-балльная шкала. Оценка интенсивности, в основу которой положены бытовые последствия землетрясения, легко различаемые даже неопытным наблюдателем, в сейсмических шкалах разных стран различна. Напр., в Австралии одну из степеней сотрясения сравнивают с тем «как лошадь трется о столб веранды», в Европе такой же сейсмический эффект описывается так — «начинают звонить колокола», в Японии фигурирует «опрокинутый каменный фонарик».

В наиболее простом и удобном виде ощущения и наблюдения представлены в схематизированной краткой описательной шкале (вариант MSK), которой может пользоваться каждый (12-балльная шкала Медведева-Шпонхойера-Карника была разработана в 1964 году и получила широкое распространение в Европе и СССР.)

Балл. Сила землетрясения

Краткая характеристика

I. Не ощущается

Не ощущается. Отмечается только сейсмическими приборами.

II. Очень слабые толчки

Отмечается сейсмическими приборами. Ощущается только отдельными людьми, находящимися в состоянии полного покоя в верхних этажах зданий, и очень чуткими домашними животными

III. Слабое

Ощущается только внутри некоторых зданий, как сотрясение от грузовика.

IV. Интенсивное

Распознаётся по лёгкому дребезжанию и колебанию предметов, посуды и оконных стёкол, скрипу дверей и стен. Внутри здания сотрясение ощущает большинство людей.

V. 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.

VI. Сильное

Ощущается всеми. Многие в испуге выбегают на улицу. Картины падают со стен. Отдельные куски штукатурки откалываются.

VII. Очень сильное

Повреждения (трещины) в стенах каменных домов. Антисейсмические, а также деревянные и плетневые постройки остаются невредимыми.

VIII. Разрушительное

Трещины на крутых склонах и на сырой почве. Памятники сдвигаются с места или опрокидываются. Дома сильно повреждаются. Падают фабричные трубы.

IX. Опустошительное

Сильное повреждение и разрушение каменных домов. Старые деревянные дома кривятся.

X. Уничтожающее

Трещины в почве иногда до метра шириной. Оползни и обвалы со склонов. Разрушение каменных построек. Искривление железнодорожных рельсов.

XI. Катастрофа

Широкие трещины в поверхностных слоях земли. Многочисленные оползни и обвалы. Каменные дома почти полностью разрушаются. Сильное искривление и выпучивание железнодорожных рельсов, разрушаются мосты.

XII. 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.

Европейская макросейсмическая шкала

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.

Балл. Сила землетрясения

Краткая характеристика

I. Неощутимое

Не ощущается. Отмечается только сейсмическими приборами.

II. Едва ощутимое

Ощущается только отдельными людьми, находящимися в состоянии полного покоя в верхних этажах зданий, и очень чуткими домашними животными. Отмечается сейсмическими приборами.

III. Слабое

Ощущается в помещениях некоторыми людьми. Находящиеся в покое в помещении люди ощущают раскачивание или легкое дрожание.

IV. Широко наблюдаемое

Распознаётся по лёгкому дребезжанию и колебанию предметов, посуды и оконных стёкол, скрипу дверей и стен. Внутри здания сотрясение ощущает большинство людей.

Шкала Японского метеорологического агентства применяется для оценки интенсивности землетрясения. Шкала считается 7-балльной, но фактически содержит 10 уровней (от 0 до 4, 5 «слабый», 5 «сильный», 6 «слабый», 6 «сильный» и 7).

Баллы и степень

Люди

В здании

На улице

3

Почти все находящиеся внутри зданий ощущают тряску. Некоторые испытывают страх.

Отмечается дребезжание посуды на полках.

Немного качаются электропровода.

4

Люди испытывают сильный страх, некоторые предпринимают действия по самозащите. Почти все спящие пробуждаются.

Сильно качаются висячие предметы, дребезжит посуда на полках. Иногда падают неустойчивые предметы.

Сильно качаются электропровода. Идущие пешком и некоторые находящиеся за рулем также ощущают сотрясения.

5 (слаб.)

Многие предпринимают действия по самозащите. Некоторые чувствуют сложности в передвижении.

Очень сильно качаются висячие предметы; бывает, что с полок падают посуда и книги. Падают многие неустойчивые предметы, двигается мебель.

Бывает, бьётся и вылетает оконное стекло. Заметно сотрясение электростолбов. Рушатся стены неукрепленных блочных ограждений. Бывает повреждение дорог.

5 (сильн.)

Люди чувствуют чрезвычайный страх. Многие отмечают сложности в передвижении.

С полок падает почти вся посуда и книги, бывает, с подставки падает телевизор. Иногда падают шкафы и другая тяжелая мебель. Бывает, из-за искривления формы не открываются двери или часть дверей вылетает.

Рушатся многие стены неукрепленных блочных ограждений. Бывает, падают недостаточно крепко установленные торговые автоматы. Трудно вести автомобиль, из-за чего многие водители останавливаются.

6 (слаб.)

Трудно устоять на ногах.

Незафиксированная тяжелая мебель двигается и опрокидывается, многие двери не открываются.

Во многих зданиях вылетают окна, со стен откалываются штукатурка и плитка.

6 (сильн.)

Невозможно устоять на ногах, люди вынуждены ползти, прижавшись к земле.

Почти вся незафиксированная тяжелая мебель двигается и опрокидывается. Бывает, вылетают двери.

Во многих зданиях вылетают окна, со стен откалываются штукатурка и плитка. Рушатся почти все стены неукреплённых блочных ограждений.

7

Невозможно действовать и двигаться согласно своей воле и желаниям.

Почти вся мебель в доме сильно двигается, летают предметы.

Шкала интенсивности землетрясений Меркалли

Современный вид шкалы Меркалли

I.

Не ощущается людьми.

II.

Ощущается в спокойной обстановке на верхних этажах зданий.

III.

Ощущается в помещениях; кажется, будто под окнами проезжает лёгкий грузовик. Качаются висячие предметы.

IV.

Кажется, будто проезжает тяжёлый грузовик; звенят оконные стёкла, посуда, скрипят двери.

V.

Ощущается на улице; просыпаются люди, выплескивается из посуды жидкость.

VI.

Ощущается всеми; испуганные люди выбегают на улицу; трескаются штукатурка и кирпичная кладка; сдвигается и переворачивается мебель; лопаются оконные стекла.

VII.

Трудно стоять на ногах; ощущается водителями движущихся автомобилей; осыпается штукатурка, падают кирпичи, керамическая плитка и т.д.; звенят большие колокола; на поверхности водоёмов возникают волны.

VIII.

Трудно вести автомобиль; падает штукатурка, рушатся некоторые кирпичные стены, дымовые трубы, башни, памятники; обламываются ветки деревьев; в сыром грунте образуются трещины.

IX.

Общая паника; лопаются каркасы строений и подземные трубы; образуются значительные трещины в грунте и песчаные воронки.

X.

Рушатся большинство кирпичей кладки, каркасных сооружений и фундаментов; серьезные повреждения плотин и насыпей; рушатся мосты; мощные оползни.

XI.

Серьёзная деформация железнодорожных путей; полностью выходят из строя подземные трубопроводы.

XII.

Практически полное разрушение; нарушение линии горизонта; взлетают в воздух отдельные предметы.

Исследование понятий очага и эпицентра землетрясения. Классификация землетрясений по причинам их возникновения. Изучение шкалы оценки магнитуд. Описания крупнейших катастрофических землетрясений ХХ века. Последствия землетрясений для городов и человека.

презентация