2. Литосферные стихийные бедствия

По разрушительным действиям и количеству энергии, которая выделяется во время извержения вулкана, именно это стихийное бедствие относится к опаснейшим для жизнедеятельности человечества. Под пеплом и лавой гибнут целые города.

На земном шаре насчитывается около 600 активных вулканов, т.е. таких вулканов, которые после более или менее продолжительного перерыва могут снова ожить. Большинство из них расположены на стыках тех участков земной коры, которые называются тектоническими плитами. Согласно теории А. Вегенера, земная кора состоит приблизительно из 20 малых и больших пластов, которые называются плитами, или платформами, они постоянно изменяют свое местоположение. Эти подвижные тектонические плиты земной коры имеют толщу от 60 до 100 км и плавают на поверхности вязкой магмы.

Вокруг Индонезии, которая находится на одном из таких стыков тектонических плит, насчитывается более сотни вулканов; на западном побережье Американского континента, где сходятся Североамериканская и Тихоокеанская плиты, расположен десяток вулканов. Эти районы, а также восточное побережье Тихого океана — Камчатка, Курилы, Япония — наиболее активные вулканические зоны планеты.

Как образуются вулканы? Недра земного шара делятся на четыре зоны: в центре — внутреннее ядро, его окружает внешнее ядро, потом мантия и земная кора. Радиус Земли - 6371 км, твердая оболочка земной коры — от 35 до 70 км, а на дне океана толщина твердой оболочки — всего 7-13 км. Толща земной мантии достигает 2900км.

Магмой называется расплавленная масса, которая выделяется при извержении вулканов. Геологи считают, что она образуется в нижней части земной коры и в верхней части мантии на глубине от 30 до 90 км. Горная порода на этой глубине так раскалена, что должна быть жидкой, но она остается твердой, таковой ее делает огромное давление верхних пластов. Это давление обычно одинаково по всей поверхности магмы; лишь там, где две плиты трутся одна о другую и сдвигаются, оно может ослабевать. В этих местах порода переходит из твердого состояния в жидкое, расширяется, давит на верхние пласты и с чрезвычайной силой вырывается на поверхность. Происходит извержение вулкана. Лавовый поток при больших извержениях распространяется до 30км, порой достигает 100км. До 400-500 км распространяется зона выпадения кислотных дождей, которые вызывают ожоги у людей, отравление растительности, грунта. Селевые потоки, которые возникают на вершинах вулканов во время внезапного таяния снега и льда в период извержения, имеют длину от нескольких десятков до 100-300 км.

Для предотвращения отрицательного влияния потока лавы используется метод отвода его в сторону от населенных пунктов путем создания искусственного русла, возможно строительство дамб, охлаждение лавовых потоков водой.

Землетрясения. Ежегодно ученые фиксируют около 1 млн. сейсмических и микросейсмических колебаний, 100 тыс. из которых ощущаются людьми и 1000 причиняют значительный ущерб.

Те места, где сталкиваются между собой тектонические плиты, являются сейсмически опасными зонами, т.е. движение плит вдоль их границ сопровождается землетрясениями. Землетрясения с особенно серьезными последствиями происходят там, где две тектонические плиты не просто трутся одна о другую, а сталкиваются. Ученые-геофизики выделили два главных сейсмопояса: Средиземноморский, который охватывает юг Евразии от Португалии на западе до Малайского архипелага на востоке и Тихоокеанский, который опоясывает берега Тихого океана. Они включают молодые горные массивы: Альпы, Апеннины, Карпаты, Кавказ, Гималаи, Крым, Кордильеры, Анды, а также подвижные зоны подводных частей материков и океанического дна.

Землетрясения — это сильные колебания земной коры, вызванные тектоническими причинами, которые приводят к разрушению сооружений, пожарам и человеческим жертвам.

Гипоцентр, или центр землетрясения, — место, где сдвигаются горные породы.

Эпицентр — точка на поверхности земли, которая находится прямо над гипоцентром.

Колебание земной коры передается сейсмическими волнами. Наиболее сильны они в гипоцентре. С отдалением от него волны ослабевают.

Для регистрации землетрясений сделаны две шкалы. До 30-х годов XX ст. сила землетрясения измерялась нанесенными убытками по так называемой шкале Меркалли. Сейчас для определения силы землетрясения используют более совершенное средство. Идею подал в 1935г. американский сейсмолог Ч. Рихтер. Он предложил определять силу землетрясения по 12-балльной шкале. Нулевая отметка на сейсмографе означает абсолютный покой грунта, один балл указывает на слабый подземный толчок, каждый последующий балл означает толчок в 10 раз более сильный, чем предыдущий. Так, 9-балльное землетрясение в 10 раз сильнее, чем 8-балльное, в 100 раз превышает 7-балльное и, в конце концов, в 100 миллионов раз более сильное, чем колебания земной коры силой в один балл.

Основными характеристиками землетрясений являются: глубина центра, магнитуда и интенсивность энергии на поверхности земли. Глубина центра землетрясения находится в пределах от 10 до 30 км, в некоторых случаях она может быть значительно больше. Магнитуда характеризует общую энергию землетрясения и является логарифмом максимальной амплитуды смещения грунта в микронах, которая измеряется за сейсмограммой на расстоянии 100 км от эпицентра. Магнитуда по Рихтеру измеряется от 0 до 9 баллов (самое сильное землетрясение). Интенсивность — это показатель последствий землетрясения, который характеризует размер ущерба, количество жертв и характер восприятия людьми психогенного влияния.

Заметное сотрясение поверхности земли от главного толчка длится от 30 до 60 с, или даже до 3-4 мин. Более слабые толчки могут длиться с интервалами в несколько суток, недель, месяцев и даже лет.

На сегодня отсутствуют надежные методы прогнозирования землетрясений и их последствий. Однако по изменению характерных свойств грунта, необычайному поведению живых организмов перед землетрясением ученым довольно часто удается составлять верные прогнозы. Предвестниками землетрясений есть: быстрый рост частоты слабых толчков (форшоков); деформация земной коры, которая определяется наблюдениями из спутников или съемкой на поверхности земли с помощью лазерных источников света; изменение отношения скоростей распространения продольных и поперечных волн накануне землетрясения; изменение уровня грунтовых вод в буровых скважинах; содержимое радона в воде и т.п.

Сильнейшие землетрясения за последние 100 лет:

-Калифорния, США, 18 апреля 1906 года. Эпицентр — возле Сан-Франциско, интенсивность — 10 баллов. Основной ущерб города — через пожар, который не удавалось погасить три дня. Погибло 700 человек.

-Япония, 1 сентября 1923 года, разрушенные Токио и Иокогама. Уничтожены сотни тысяч домов, разрушены мосты и туннели, страшные пожары. Погибло около 150 тыс. человек.

-СССР, Спитак, Ленинакан, 7 декабря 1988года. Сила землетрясения — 8 баллов. Повреждены дороги, железная дорога. Спитак разрушен полностью, Ленинакан — на 80%. Погибло свыше 25 тыс. человек.

В Украине сейсмически опасными районами являются Карпаты и горный Крым. В прошлом здесь происходили разрушительные землетрясения силой 6-8 баллов (например, Ялтинское землетрясение 1927 г.). Центральные районы Украины относятся к сейсмически спокойным, хотя и здесь иногда регистрируются подземные толчки, которые докатываются из районов Карпат и гор Вранча (Румыния).

Первенство по количеству землетрясений удерживают Япония и Чили: свыше 1000 в год, или 3 на день.

При землетрясении важно сохранять спокойствие. Если ощущается содрогание грунта или дома, следует реагировать немедленно, помня, что наиболее опасны предметы, которые падают.

Находясь в помещении, надо немедленно занять безопасное место. Это отверстия капитальных внутренних стен (например, отворить дверь из квартиры), углы, образованные ими, места под балками каркаса, под несущими колонами, возле внутренней капитальной стены, под кроватью или столом. Следует помнить, что чаще всего заваливаются внешние стены домов. Необходимо держаться подальше от окон и тяжелых предметов, которые могут опрокинуться или сдвинуться с места.

Не следует выбегать из дома, поскольку обломки, которые падают вдоль стен, является серьезной опасностью. Безопаснее переждать толчок там, где он вас застал, и только дождавшись его окончания, перейти в безопасное место. Следует помнить, что лестничные пролеты и лифты часто обваливаются во время землетрясения. После прекращения толчков нужно срочно выйти на улицу, отойти от зданий на открытое место, во избежание ударов обломков, которые падают. Находясь в автомобиле, который двигается, следует медленно затормозить подальше от высоких домов, мостов или эстакад. Необходимо оставаться в машине до прекращения толчков. Оказавшись в завале, следует спокойно оценить положение, оказать себе первую помощь, если она нужна. Необходимо оказать помощь тем, кто в ней нуждается.

Оползни. Оползни могут возникнуть на всех склонах с уклоном в 20° и более в любое время года. По скорости смещения пород оползни разделяют на:

• медленные (скорость составляет несколько десятков сантиметров в год);

• средние (скорость составляет несколько метров в час или год);

• быстрые (скорость составляет десятки километров в час)

Оползни — это скользящие смещения масс горных пород вниз по склону, которые возникают из-за нарушения равновесия. Оползни возникают из-за ослабление прочности горных пород вследствие выветривания, вымывания осадками и подземными водами, систематических толчков, безрассудной хозяйственной деятельности человека и т.п.

Только быстрые оползни могут быть причиной катастроф с человеческими жертвами. Объем пород, которые смещаются при оползнях, находится в пределах от нескольких сот до многих миллионов кубических метров.

Наиболее значительные места оползней на территории Украины зафиксированы на правобережье Днепра, на Черноморском побережье, в Закарпатье и Черновицкой области.

Оползни разрушают здания, уничтожают сельскохозяйственные угодья, создают опасность при добыче полезных ископаемых, вызывают повреждение коммуникаций, водохозяйственных сооружений, главным образом плотин. Наиболее действенными мерами по предотвращению оползней являются: отвод поверхностных вод; искусственное преобразование рельефа (уменьшение нагрузки на склоны); фиксация склона с помощью подпоров.

Сели. Возникают сели в бассейнах небольших горных речек вследствие ливней, интенсивного таяния снега, прорывов завальных озер, обвалов, оползней, землетрясений.

Сели — это паводки с большой концентрацией грунта, минеральных частиц, камней, обломков горных пород (от 10-15 до 75% объема потока).

«Сель» (сайль) — слово арабское и в переводе означает бушующий поток, т.е. по внешнему виду селевый поток — это безумно бурлящая волна высотой с пятиэтажный дом, которая мчится ущельем с большой скоростью.

Сели случаются во многих странах — в некоторых областях Индии и Китая, Турции и Ирана, в горных районах Северной и Южной Америки. От селевых потоков страдает население Кавказа, Средней Азии и Казахстана. В Украине селевые потоки случаются в Карпатах и Крыму.

По составу твердого материала, который переносит селевый поток, их можно поделить на:

грязевые (смесь воды с грунтом при незначительной концентрации камня, объемный вес составляет 1,5-2 тыс. куб. м);

грязекаменные (смесь воды, гравия, небольшого камня, объемный вес — 2,1-2,5 тыс. куб. м);

водокаменные (смесь воды преимущественно с большим камнем, объемный вес — 1,1-1,5 тыс. куб. м).

В Карпатах чаще всего случаются водокаменные селевые потоки небольшой мощности, в Средней Азии — грязевые потоки.

Скорость селевого потока обычно составляет 2,5-4,5 м/с, но во время прорыва заторов она может достигать 8-10 м/с и больше.

Средств прогнозирования селей на сегодня не существует.

Средства борьбы с селевыми потоками довольно разнообразные: строительство плотин, каскада запруд для разрушения селевого потока, стенок для закрепления откосов и т.п.

В случае предупреждения о селевом потоке или оползне, которые надвигаются, следует как можно скорее покинуть помещение и выйти в безопасное место.