что оценивается по шкале меркалли

Основы безопасности жизнедеятельности
7 класс

Урок 4
Землетрясение
Причины возникновения и возможные последствия

Содержание урока

Шкала Меркалли

Шкала Меркалли

Сила землетрясения, его интенсивность оценивается в баллах по шкале Меркалли (Джузеппе Меркалли — итальянский учёный). Оценка силы землетрясений в баллах — величина условная и относительная. Баллы не являются физическими единицами, но служат для удобства определения относительной силы землетрясения по внешним его проявлениям.

Шкала Меркалли имеет 12 делений — от 1 до 12. Это значит, что все возможные землетрясения разбиты на 12 групп по нарастающей силе их проявления.

1 балл (незаметное) — землетрясение, при котором только приборы улавливают колебания почвы.

2 балла (очень слабое) — землетрясение практически не ощущается людьми.

3 балла (слабое) — колебания отмечаются немногими людьми.

4 балла (умеренное) — землетрясение отмечается многими людьми; открываются неплотно закрытые окна и двери.

5 баллов (довольно сильное) — раскачиваются висящие предметы, скрипят полы, дребезжат стёкла, осыпается побелка в домах.

6 баллов (сильное) — землетрясение ведёт к лёгкому повреждению некоторых зданий: появляются тонкие трещины в штукатурке, в печах.

7 баллов (очень сильное) — неизбежны значительные повреждения некоторых зданий: появляются трещины в штукатурке, отламываются отдельные её куски, возникают тонкие трещины в стенах, повреждаются дымовые трубы.

8 баллов (разрушительное) — наблюдаются разрушения в зданиях: образуются большие трещины в стенах, падают карнизы, дымовые трубы; на склонах гор появляются оползни и трещины шириной до нескольких сантиметров.

9 баллов (опустошительное) — происходят обвалы во многих зданиях, обрушиваются стены, перегородки, кровля; в грунтах образуются трещины шириной 30 см и более; наблюдаются обвалы, осыпи, оползни в горах.

10 баллов (уничтожающее) — разрушение большинства зданий, в некоторых — серьёзные повреждения; образуются трещины в грунте до 1 м шириной, происходят обвалы, оползни; за счёт завалов в речных долинах возникают озёра.

11 баллов (катастрофа) — характерны многочисленные трещины на поверхности земли и вертикальные перемещения по ним, большие обвалы в горах; общие разрушения зданий.

12 баллов (сильная катастрофа) — происходит сильное изменение рельефа местности; образуются многочисленные трещины, вертикальные и горизонтальные перемещения по ним; огромные обвалы и оползни; изменяются русла рек, образуются водопады и озёра; характерно разрушение всех зданий и сооружений.

Шкала Меркалли (продолжение)

Таким образом, толчок землетрясения возникает внутри земных недр, при этом выделяется общая энергия (измеряется в магнитудах); возникают сейсмические волны, которые распространяются во все стороны и, достигнув поверхности Земли, вызывают колебания земной поверхности, сила которых измеряется в баллах и определяет последствия, к которым привели эти колебания.

При одинаковой магнитуде землетрясения (при одинаковой энергии, высвободившейся при разломе горных пород) сила землетрясения может быть разной в зависимости от глубины очага землетрясения.

Например, Ташкентское землетрясение 1966 г. имело магнитуду 5,3, глубина очага находилась на 8 км, сила землетрясения достигла 8 баллов в эпицентре, который пришёлся на центр города.

Если бы землетрясение с такой же магнитудой произошло на глубине 15—25 км, подземные толчки вызвали бы землетрясение силой не более 4—5 баллов.

Следующая страница В каких районах Земли происходят землетрясения?

Источник

Землетрясение: магнитуда, балльность

Подземные толчки и колебания поверхности Земли, вызванные естественными причинами (главным образом тектоническими процессами), или (иногда) искусственными процессами (взрывы, заполнение водохранилищ, обрушение подземных полостей горных выработок). Небольшие толчки могут вызываться также подъёмом лавы при вулканических извержениях.

Ежегодно на всей Земле происходит около миллиона землетрясений, но большинство из них так незначительны, что они остаются незамеченными. Действительно сильные землетрясения, способные вызвать обширные разрушения, случаются на планете примерно раз в две недели. Большая их часть приходится на дно океанов, и поэтому не сопровождается катастрофическими последствиями (если землетрясение под океаном обходится без цунами).

Землетрясения наиболее известны по тем опустошениям, которые они способны произвести. Разрушения зданий и сооружений вызываются колебаниями почвы или гигантскими приливными волнами (цунами), возникающими при сейсмических смещениях на морском дне.

Международная сеть наблюдений за землетрясениями регистрирует даже самые удалённые и незначительные из них.

Величина, характеризующая энергию, выделившуюся при землетрясении в виде сейсмических волн. Первоначальная шкала магнитуды (от лат. magnitudo — величина) была предложена американским сейсмологом Чарльзом Рихтером в 1935 году, поэтому в обиходе значение магнитуды называют шкалой Рихтера (от 1 до 9,5). Эту шкалу часто путают со шкалой оценки интенсивности землетрясения в баллах (по 12-балльной системе), которая основана на внешних проявлениях подземного толчка (воздействие на людей, предметы, строения, природные объекты). Когда происходит землетрясение, то сначала становится известной именно его магнитуда, которая определяется по сейсмограммам, а не интенсивность, которая выясняется только спустя некоторое время, после получения информации о последствиях. Самое сильное землетрясение имеет магнитуду (а не баллы!) не более 9.

Балл. Сила землетрясения Краткая характеристика

1 балл. Не ощущается. Отмечается только сейсмическими приборами.

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

3 балла. Слабое. Ощущается только внутри некоторых зданий, как сотрясение от грузовика.

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

5 баллов. Довольно сильное. Под открытым небом ощущается многими, внутри домов — всеми. Общее сотрясение здания, колебание мебели. Маятники часов останавливаются. Трещины в оконных стёклах и штукатурке. Пробуждение спящих. Ощущается людьми и вне зданий, качаются тонкие ветки деревьев. Хлопают двери.

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

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

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

9 баллов. Опустошительное Сильное повреждение и разрушение каменных домов. Старые деревянные дома кривятся.

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

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

12 баллов. Сильная катастрофа. Изменения в почве достигают огромных размеров. Многочисленные трещины, обвалы, оползни. Возникновение водопадов, подпруд на озёрах, отклонение течения рек. Изменяется рельеф. Ни одно сооружение не выдерживает.

Скорость распространения волн зависит от плотности и упругости среды. Скорость имеет тенденцию к росту по мере углубления, в земной коре она составляет 2—8 км/с, а при углублении до мантии — 13 км/с.

Землетрясения создают разные типы сейсмических волн с разной скоростью. Волна фиксируется на ряде сейсмологических станций, и по разнице во времени учёные вычисляют эпицентр. В геофизике преломление или отражение сейсмических волн используется для изучения глубин Земли, искусственные волны используются для исследования подземных структур.

Источник

Магнитуда и бальность землетрясений

Подсчитано, что ежегодно на нашей планете регистрируются миллионы землетрясений. Конечно, подавляющее большинство из них не ощущается людьми; многие не приносят серьёзного ущерба, но несколько раз в год планету «трясёт по-крупному», известие о чём сразу разлетается по новостным каналам. К сожалению, журналисты в своих репортажах нередко допускают ошибки при употреблении научных терминов. Об одной из них пойдёт речь в этой статье.

Все сообщения о сейсмических катастрофах обычно сопровождаются словами вроде «… случилось землетрясение силой 6,9 баллов по шкале Рихтера». Такая формулировка неверна. Что интересно, подобного рода ошибки можно встретить и в некоторой учебной литературе.

Обычно в научно-популярных описаниях землетрясений фигурируют два распространённых термина: бальность землетрясения и магнитуда.

Бальность землетрясения характеризует интенсивность сотрясения грунта во время землетрясения (иногда так и говорят: «интенсивность землетрясения»). Она оценивается по специальной шкале. Первая из них появилась во второй половине XIX века. В 1902 году была разработана шкала Меркалли-Канкани, долгое время считавшейся одной из лучших. Она устарела и в наши дни не используется, но именно на её основе были созданы почти все современные 12-балльные шкалы, в том числе наиболее распространённая ныне международная шкала Mедведева-Шпонхойера-Карника (MSK-64). По ней оценивают интенсивность землетрясений в большинстве стран мира. Краткую расшифровку этой шкалы вы можете увидеть в таблице.

Не ощущается людьми, фиксируется приборами

Фиксируется приборами, ощущается в отдельных случаях людьми, находящимися в спокойном состоянии, и на верхних этажах зданий

Колебания отмечаются немногими людьми

Колебания отмечаются многими людьми, возможно дребезжание стёкол

Колебания отмечаются даже на улице, многие спящие просыпаются, отдельные предметы раскачиваются

В зданиях появляются трещины

Трещины в штукатурке и в стенах, люди в панике покидают дома. Возможно падение тяжелых предметов

Большие трещины в стенах, падение карнизов и дымовых труб

Обвалы в некоторых зданиях.

Трещины в грунте (шириной до 1 м.) Обвалы во многих зданиях, полное разрушение старых построек

Многочисленные трещины на поверхности земли, обвалы в горах. Разрушение зданий

Полное разрушение всех сооружений, серьёзные изменения в рельефе

Таблица 1. Краткая расшифровка шкалы MSK-64.Более подробная характеристика включает в себя три отдельных критерия: ощущения людей, воздействие на сооружения, воздействие на рельеф

Существуют и другие шкалы. Например, в странах Латинской Америки применяют десятибалльную шкалу Росси-Фореля, созданную в 1883 году. В Японии используют 8-балльную шкалу Японского метеорологического агентства. Сопоставление трёх наиболее распространённых шкал см. на схеме 1.

Интенсивность землетрясения обычно уменьшается по мере удаления от эпицентра.

Магнитуда землетрясения характеризует общую энергию сейсмических колебаний земной поверхности. Магнитуда определяется как «логарифм отношения максимальных амплитуд волн данного землетрясения к амплитудам таких же волн некоторого стандартного землетрясения» (магнитуда «стандартного землетрясения» принимается за 0). Впервые шкала магнитуд была предложена в 1935 году Ч. Рихтером, поэтому до сих пор очень часто говорят о «магнитуде по шкале Рихтера», что неточно. Шкала Рихтера приближенно соответствует современным формулам для расчёта магнитуды, но в настоящее время не используется.

Изменение магнитуды на единицу означает рост амплитуды колебаний в 10 раз и рост количества выделившейся энергии в 32 раза.

В отличие от интенсивности, магнитуда не имеет единицы измерения — она обозначается целым числом или десятичной дробью, так что сказать «магнитуда 6,9 баллов» — неправильно. Интенсивность определяется по субъективным показателям: ощущениям людей, повреждениям сооружений, изменениям рельефа, в то время как определение магнитуды основано на строгих физико-математических расчётах. Можно провести такую аналогию: бальность землетрясения — это навскидку оцененная сила взрыва (определяемая по внешним проявлениям), а магнитуда — мощность взрывного устройства. Однако следует помнить, что магнитуда не является абсолютным значением энергии землетрясения, это всего лишь относительная характеристика. Для определения действительной энергии землетрясения по значению магнитуды пользуются специальной формулой.

Последствия землетрясения в Нефтегорске (Сахалин), 1995 год (магнитуда ок. 7,5; балльность 8-10 баллов)

Подсчитано, что энергия землетрясения магнитудой 7,2 соответствуют энергии взрыва мегатонной атомной бомбы. Самое сильное землетрясение за всю историю наблюдений случилось в 1960 году в Чили, его магнитуда составила 9,5 (по данным журнала «Вокруг света» и «Википедии»). Во многих источниках можно встретить другую информацию: магнитуда крупнейшего землетрясения составляла около 8,9-9,0. Скорее всего, эти различия связаны с неточностями в расчётах (погрешность при определении магнитуды может достигать 0,25).

Что касается другого типа землетрясений, которые тоже изредка случаются — землетрясений, вызванных падением на Землю метеоритов, астероидов и иных космических тел, то здесь результаты исследований весьма неутешительны. По оценкам астрономов, магнитуда землетрясения, вызванного падением крупного астероида, может составить 13, то есть его энергия в миллион раз превысит энергию крупнейшего известного землетрясения. Но событие это пока маловероятное, так что, скорее всего, к тому времени, когда нависнет подобная угроза, человечество будет готово её предотвратить.

Таким образом, можно сделать следующие выводы. Пример типичного сообщения, помещённый в начале статьи, представляет собой классический пример мешанины терминов. Правильно же сказать так:

«Произошло землетрясение магнитудой 6,9»,

или, если речь идёт о балльности

«Произошло землетрясение интенсивностью 8 баллов (по шкале MSK-64)».

И в заключение: возможны ли землетрясения на Урале? Ответ прост: возможны. Несмотря на то, что Уральские горы старые, и их территория к сейсмическим поясам не относится, тектонические движения земной коры здесь всё же сохраняются. Сейсмологи ежегодно регистрируют на Урале до пяти землетрясений магнитудой 2-3. Самое сильное землетрясение на Урале случилось меньше века назад в 1914 г., его бальность составила около 7 баллов. Согласно карте сейсмического районирования мира (источник: «Вокруг света, № 6, 2008; стр. 96 ) в ближайшие пятьдесят лет на Среднем Урале с вероятностью 10% сила землетрясений превысит 4-5 баллов, а это уже ощутимо. Однако куда большую опасность могут представлять так называемые «искусственные» землетрясения — следствия неправильной разработки недр и природопользования.

Источник

Модифицированная шкала интенсивности Меркалли

Шкалы интенсивности эмпирически классифицируют интенсивность сотрясения на основе эффектов, о которых сообщают нетренированные наблюдатели, и адаптированы для эффектов, которые могут наблюдаться в конкретном регионе. [1] Не требуя инструментальных измерений, они полезны для оценки силы и местоположения исторических (доинструментальных) землетрясений: наибольшая интенсивность обычно соответствует эпицентральной области, а также их степени и протяженности (возможно, дополненной знанием местных геологических условий) можно сравнить с другими местными землетрясениями для оценки магнитуды.

СОДЕРЖАНИЕ

История [ править ]

Итальянский вулканолог Джузеппе Меркалли сформулировал свою первую шкалу интенсивности в 1883 году. [2] Она имела шесть степеней или категорий, была описана как «просто адаптация» тогдашней стандартной шкалы Росси – Фореля из 10 градусов, и теперь она «более или менее» забыли «. [3] Вторая шкала Меркалли, опубликованная в 1902 году, также была адаптацией шкалы Росси – Фореля, сохраняя 10 градусов и расширяя описание каждой степени. [4] Эта версия «получила признание пользователей» и была принята Центральным управлением метеорологии и геодинамики Италии. [5]

В 1904 году Адольфо Канкани предложил добавить два дополнительных градуса для очень сильных землетрясений, «катастрофы» и «огромной катастрофы», создав таким образом 12-градусную шкалу. [6] Поскольку его описания были неполными, Август Генрих Зиберг дополнил их в течение 1912 и 1923 годов и указал максимальное ускорение грунта для каждого градуса. [7] Это стало известно как «шкала Меркалли-Канкани, сформулированная Зибергом», или «шкала Меркалли-Канкани-Зиберга», или просто «MCS», [8] и широко используется в Европе.

Когда Гарри О. Вуд и Фрэнк Нойман перевели это на английский язык в 1931 году (вместе с модификацией и сжатием описаний и удалением критериев ускорения), они назвали это «модифицированной шкалой интенсивности Меркалли 1931 года» (MM31). [9] Некоторые сейсмологи называют эту версию «шкалой Вуда – Неймана». [8] У Вуда и Ноймана также была сокращенная версия с меньшим количеством критериев для оценки степени интенсивности.

В своем сборнике исторической сейсмичности США в 1993 году [11] Карл Стовер и Джерри Коффман проигнорировали ревизию Рихтера и присвоили интенсивности в соответствии с их слегка измененной интерпретацией шкалы Вуда и Неймана 1931 года, [а] эффективно создав новую, но в значительной степени недокументированная версия шкалы. [12]

Основа, на основе которой Геологическая служба США (и другие агентства) устанавливает интенсивности, номинально является MM31 Вуда и Неймана. Однако это обычно интерпретируется с модификациями, резюмированными Стовером и Коффманом, потому что за десятилетия, прошедшие с 1931 года, «некоторые критерии более надежны, чем другие, как индикаторы уровня сотрясения земли». [13] Кроме того, строительные нормы и методы эволюционировали, что сделало большую часть построенной среды более прочной; они заставляют заданную интенсивность сотрясения земли казаться более слабой. [14] Кроме того, некоторые из исходных критериев наиболее интенсивной степени (X и выше), такие как изгиб рельсов, трещины на земле, оползни и т. Д., «Связаны не столько с уровнем сотрясения земли, сколько с наличием почвенных условий, подверженных воздействию эффектный провал ». [13]

Категории «катастрофа» и «огромная катастрофа», добавленные Канкани (XI и XII), используются настолько редко, что текущая практика Геологической службы США объединяет их в одну категорию «Экстремальные», сокращенно «X +». [15]

Модифицированная шкала интенсивности Меркалли [ править ]

Меньшие степени шкалы MMI обычно описывают то, как люди ощущают землетрясение. Большие числа шкалы основаны на наблюдаемых структурных повреждениях.

В этой таблице приведены MMI, которые обычно наблюдаются в местах вблизи эпицентра землетрясения. [16]

Корреляция с величиной [ править ]

Маленькая таблица является приблизительным ориентиром для степеней шкалы MMI. [16] [19] Цвета и описательные названия, показанные здесь, отличаются от тех, которые используются на некоторых картах встряхивания в других статьях.

Оценка интенсивности площадки и ее использование при оценке сейсмической опасности [ править ]

Корреляция с физическими величинами [ править ]

Шкала MMI не определяется с точки зрения более точных, объективно поддающихся количественной оценке измерений, таких как амплитуда дрожания, частота дрожания, пиковая скорость или пиковое ускорение. Воспринимаемые человеком сотрясения и повреждения зданий лучше всего коррелируют с пиковым ускорением для событий с меньшей интенсивностью и с пиковой скоростью для событий с более высокой интенсивностью. [23]

Сравнение со шкалой моментной величины [ править ]

Источник

Шкалы интенсивности эмпирически классифицируют интенсивность сотрясения на основе эффектов, о которых сообщают нетренированные наблюдатели, и адаптированы для эффектов, которые могут наблюдаться в конкретном регионе. Не требуя инструментальных измерений, они полезны для оценки силы и местоположения исторических (доинструментальных) землетрясений: наибольшая интенсивность обычно соответствует эпицентральной области, и их степень и протяженность (возможно, дополненные знанием местных геологических условий) могут быть сопоставлены с другими местными землетрясениями для оценки магнитуды.

СОДЕРЖАНИЕ

История

Итальянский вулканолог Джузеппе Меркалли сформулировал свою первую шкалу интенсивности в 1883 году. Она имела шесть степеней или категорий, была описана как «просто адаптация» тогдашней стандартной 10-градусной шкалы Росси – Фореля и теперь «более или менее забыта». Вторая шкала Меркалли, опубликованная в 1902 году, также была адаптацией шкалы Росси – Фореля, сохраняя 10 градусов и расширяя описание каждой степени. Эта версия «получила признание пользователей» и была принята Центральным управлением метеорологии и геодинамики Италии.

В 1904 году Адольфо Канкани предложил добавить два дополнительных градуса для очень сильных землетрясений, «катастрофы» и «огромной катастрофы», создав таким образом 12-градусную шкалу. Поскольку его описания были неполными, Август Генрих Зиберг дополнил их в 1912 и 1923 годах и указал пиковое ускорение грунта для каждого градуса. Она стала известна как «шкала Меркалли-Канкани, сформулированная Зибергом», или «шкала Меркалли-Канкани-Зиберга», или просто «MCS», и широко использовалась в Европе.

Когда Гарри О. Вуд и Фрэнк Нойман перевели это на английский язык в 1931 году (вместе с модификацией и сжатием описаний и удалением критериев ускорения), они назвали это «модифицированной шкалой интенсивности Меркалли 1931 года» (MM31). Некоторые сейсмологи называют эту версию «шкалой Вуда – Неймана». У Вуда и Ноймана также была сокращенная версия с меньшим количеством критериев для оценки степени интенсивности.

В своем сборнике исторической сейсмичности в США 1993 года Карл Стовер и Джерри Коффман проигнорировали ревизию Рихтера и присвоили интенсивности в соответствии с их слегка измененной интерпретацией шкалы Вуда и Неймана 1931 года, эффективно создав новую, но в значительной степени недокументированную версию шкалы.

Основа, на основе которой Геологическая служба США (и другие агентства) устанавливает интенсивности, номинально является MM31 Вуда и Неймана. Однако это обычно интерпретируется с модификациями, резюмированными Стовером и Коффманом, потому что за десятилетия, прошедшие с 1931 года, «некоторые критерии более надежны, чем другие, как индикаторы уровня сотрясения земли». Кроме того, развивались строительные нормы и методы, что сделало большую часть застроенной среды сильнее; они заставляют заданную интенсивность сотрясения земли казаться более слабой. Кроме того, некоторые из исходных критериев наиболее интенсивной степени (X и выше), такие как изгиб рельсов, трещины на земле, оползни и т. Д., «Связаны не столько с уровнем сотрясения земли, сколько с наличием почвенных условий, подверженных воздействию эффектный провал ».

Категории «катастрофа» и «огромная катастрофа», добавленные Канкани (XI и XII), используются настолько редко, что текущая практика Геологической службы США объединяет их в одну категорию «Экстремальные», сокращенно «X +».

Модифицированная шкала интенсивности Меркалли

Меньшие степени шкалы MMI обычно описывают то, как люди ощущают землетрясение. Большие числа шкалы основаны на наблюдаемых структурных повреждениях.

В этой таблице приведены MMI, которые обычно наблюдаются в местах вблизи эпицентра землетрясения.

Корреляция с величиной

Маленькая таблица является приблизительным ориентиром для степеней шкалы MMI. Цвета и описательные названия, показанные здесь, отличаются от тех, которые используются на некоторых картах встряхивания в других статьях.

Оценка интенсивности площадки и ее использование при оценке сейсмической опасности

Корреляция с физическими величинами

Шкала MMI не определяется с точки зрения более точных, объективно поддающихся количественной оценке измерений, таких как амплитуда дрожания, частота дрожания, пиковая скорость или пиковое ускорение. Воспринимаемые человеком сотрясения и повреждения зданий лучше всего коррелируют с пиковым ускорением для событий с меньшей интенсивностью и с пиковой скоростью для событий с более высокой интенсивностью.

Сравнение со шкалой моментной магнитуды

Источник