Что относится к геологическим катаклизмам
Чрезвычайные ситуации геологического характера
Геологический характер – это определение, которое относится к событиям, вызванным движением литосферных плит планеты, или процессами, происходящими под земной корой. Чаще оно используется для характеристики природных катастроф. Землетрясения, извержения вулканов, лавины, сели, оползни, цунами – все это относится к ЧС геологического происхождения. Сейчас ученые работают над возможностью предупреждения подобных происшествий или их своевременного обнаружения.
Характеристика катастроф геологического характера
Ситуации геологического характера знакомы многим людям. Это трагедия для каждого государства, ведь во время катаклизмов рушатся города, гибнут люди. Многие после пережитого получают уйму физических увечий, психотравм, теряют родных и близких. Экономическое благополучие страны также очень сильно страдает. Ввиду разрушений, государства выделяют огромные деньги из бюджета, на восстановление инфраструктуры.
Изучение характеристик геологических ЧС помогает понять источник их возникновения, своевременно узнать об угрозе и провести меры, снижающие риски для людей. Одна из самых больших групп чрезвычайных ситуаций – сейсмическая. Сюда входят извержения вулканов, цунами, землетрясения. Это одна из самых глобальных геологических катастроф. Ее нельзя предотвратить, ведь она обусловлена движением литосферных плит.
На земле очень много районов, с высокой сейсмической активностью. В России их насчитывается 5 – Камчатка, Курильские острова, Южная Сибирь, Северный Кавказ и в Прибайкалье. Эта геологическая чрезвычайная ситуация является острой проблемой, поэтому были разработаны антисейсмические мероприятия. Они помогают заранее определить возможность сейсмологической активности.
Землетрясения
В местах земной коры, где фундамент наиболее слабый, случаются разрывы и сдвиги тектонических плит, что вызывает сейсмические волны.
Сила колебаний земной коры сейчас оценивается с помощью специальной системы магнитуд. Это единица измерения сейсмографа, но существует еще шкала, оценивающая ситуации геологического характера по степени нарушения. В России она имеет 12 баллов, в Японии – 8, в испаноязычных странах – 10. Изначально она просто описывала масштабы разрушения, но с появлением сейсмографа ее подогнали под степень активности подземных толчков.
Обычно движение литосферных плит не превышает нескольких сантиметров. Но уже этого достаточно, чтобы высвободить огромное количество энергии. Они могут расходиться или наплывать друг на друга, а интенсивность землетрясения зависит от пройденного от активности их движения. Подобные колебания длятся несколько секунд, но их разрушительная сила очень высока. Землетрясения, вызванные вулканической активностью, наоборот менее интенсивны, но могут продолжаться в течение нескольких минут.
По данным Центра изучения сейсмической активности, в мире ежегодно происходит до 400 сильнейших землетрясений.
Предотвратить чрезвычайные ситуации геологического происхождения сейчас не возможно. Но ученые уже выдвигают теории методов, которые могут решить этот вопрос. Один из способов – определение ранней сейсмической активности в потенциально опасных регионах и проведение профилактических взрывов. Они должны быть направлены на высвобождение скопившейся энергии на ранней стадии формирования очага землетрясения. Второй метод более примитивен. Он предусматривает закачку воды в разломы, которая будет служить своеобразной смазкой, и движение литосферных плит будет вызывать менее активные толчки.
Для своевременного реагирования в опасных районах постоянно ведется наблюдение сейсмологической активности. Нарастание напряжения в земной коре всегда вызывает изменение показателей на сейсмографе, поэтому сейчас люди могут быть предупреждены о надвигающейся катастрофе. В Китае еще в древние времена был прообраз современного сейсмографа, но его принцип работы был немного иным.
Это был бронзовый кувшин, на внешние стороны, которых были прикреплены специальные держатели шариков. Они располагались по всей окружности доисторического прибора, чаще изготовлялись в виде пасти Дракона. Внизу, напротив драконьих голов, располагались лягушки. Падение шарика показывало не только приближение сейсмологической активности, но и направление удара. Точность этого механизма была незначительной, к тому же, он мог предсказать катастрофу всего за несколько минут до ее наступления.
Помощниками в обнаружении опасности землетрясений оказались и животные. Их рецепторы более чувствительны к сейсмической активности, поэтому они первыми могут ощутить малейшие изменение. Это вызывает беспокойство у животного, они становятся агрессивными или напуганными. Не редко питомцы пытаются предупредить хозяев о наступлении опасности даже в ночное время, поднимая их с постели.
Извержения вулканов
Принцип возникновения ЧС природного характера этой группы немного схож с землетрясениями, но в нем есть свои особенности. Вулканы – это точки выхода на поверхность магмы. Главная причина возникновения этих пылающих гигантов – движения литосферных плит. Извержения могут происходить в любой момент, когда давление внутри ствола достигает критического. Даже дремлющие вулканы могут быть опасны, но не всегда. Например, в Крыму располагается гора Аю-Даг (медведь). Это вулкан, который так и не взорвался, магма застыла, и он не проявляет никакой активности.
Если землетрясения предугадать почти невозможно, то эти гиганты заявляют о своей готовности извергнуть толщу раскаленной магмы задолго до происшествия. С верхушки начинают подниматься клубы дыма, происходят продолжительные подземные толчки с низкой магнитудой.
Ученые заметили, что большинство вулканов, взрываясь, делают это по одному и тому же принципу, что и помогает определить степень возможной катастрофы. Сейчас за всем действующими и опасными спящими вулканами ведется постоянное видеонаблюдение, и при малейшем проявлении активности люди могут принять меры, по предотвращению большого количества жертв и разрушений.
Во время извержения вулканов, в атмосферу выбрасывается огромное количество веществ и углекислого газа. Образовавшийся пор собирается в облака, в составе которых превалирует серная кислота. Под собственной тяжестью она выпадает в виде осадков Проблема этого явления в том, что кислотные облака могут разноситься на тысячи километров от эпицентра ЧС. Поэтому кислотные дожди также относятся к ЧС геологического характера, если они вызваны вулканической активностью
Последствия катастроф геологического характера
Несмотря на то, что описанные выше чрезвычайные ситуации геологического характера уже сами по себе приносят очень много проблем, в виде жертв и разрушений, порожденные ими явления только усугубляют положение. Они вызывают цунами, оползни, сели.
Оползни возникают в горной местности в результате подземных толчков. Зачастую, они не так интенсивны, как сели, вызванные ливнями, таянием огромного количества снега, но они не менее опасны. Быстрое движение почвы сносит все на своем пути, в стороны разлетаются большие обломки, которые могут наносить колоссальный ущерб.
Если катастрофа находится вблизи океана или моря, возможно возникновение волны цунами. Из-за вибрации на дне, вода изначально отходит назад – это уже первый признак беды. Далее она направляется обратно, может достигать высотой более 100 м. Цунами резко врезается в берег, накрывая берега мощными потоками.
Интересно, что приближение цунами чувствуют животные. Еще в древние времена люди заметили, что после землетрясений они пытались забраться на возвышения, а спустя некоторое время, города накрывали волны этого явления. Как им удавалась предсказывать приход воды объяснить пока невозможно, но это наблюдение спасло многие жизни.
Самые масштабные катастрофы геологического характера в истории человечества
Лиссабонское землетрясение 1 ноября 1755 года – мощные толчки, магнитудой до 8,9 баллов, которые длились до 6 минут. В результате этой катастрофе, в земной коре образовались трещины, шириной в 5-6 метров. Спустя некоторое время, после окончания толчков, на город обрушилось смертоносное цунами высотой 20 метров. Все, что не было разрушено от колебаний и огромной волны, стерли пожары, которые нельзя было унять еще 5 дней. Предположительно, в этой катастрофе погибло 100 000 человек, но учитывая масштабы трагедии, эта цифра может быть намного больше.
23 января 1556 года в Китае произошло землетрясение, которое входит в тройку самых масштабных, за всю письменную историю человечества. По данным ученым, эта катастрофа унесла жизни 830 000 человек всего за несколько минут.
Подобные катаклизмы случаются и в современности. Землетрясение в Гаити разрушило столицу – Порт-о-Пренс и забрало жизнь 222 570 человек. Колебания с магнитудой в 7 баллов стерли город с земли всего за 44 секунды. Ущерб, нанесенный катастрофой, был оценен в 5,6 миллиардов евро.
Землетрясение в Японии, 11 марта 2011 года, магнитудой до 9,1 баллов привело к одной из крупнейших техногенных катастроф в истории человечества – взрыва на атомной станции Фукусима-1. Масштабы катастрофы были в несколько раз серьезнее, чем авария на Чернобыльской АС. В этой катастрофе погибли около 16 000 человек.
Кракатау – один из самых известных вулканов на нашей планете. Его извержение в 1883 привело не только к гибели многих людей, но и исчезновению 2/3 острова, на котором он был расположен. Зона взрыва составила 8 000 км в диаметре, грохот был слышен даже в центре Австралии. Пирокластический поток не смогли остановить даже 45 км водной глади, пострадали даже отдаленные поселения людей. Число погибших от катастрофы геологического характера составило 36 000 человек.
Вулкан в Санторин на острове тира в Эгейском море в 1600 году стер с лица земли минойскую цивилизацию. Стоит вспомнить и Везувий – самый известный в мире вулкан, который стал причиной падения Помпеи, Геркуланума и Стабии.
Землетрясение в Ганьсу в 1920 году повлекло за собой не привычный цунами, а страшнейший оползень, жертвами которого оказались 200 000 человек. Потоки земли неслись с огромной скоростью, хоронили под собой села и города.
Заключение
ЧС геологического характера – это одни из самых страшных катастроф, которые происходят на нашей планете. Их невозможно предупредить, ведь масштабы действия настолько колоссальны. Что человеку не дано взять их под власть. Множество ученых работают в этом направлении, но пока им удалось только научиться предугадывать возможные катаклизмы.
Ежегодно от землетрясений, извержений вулканов, оползней, цунами страдают тысячи людей, а разрушения, которые они с собой приносят, оценивают в миллиарды долларов. Самые масштабные геологические ЧС не только принесли с собой хаос, но и повлияли на ход человеческой истории, меняли инфраструктуру земной коры, стирали с лица земли берега и даже острова.
Какие бывают стихийные бедствия, их характеристика и причины возникновения
Опасные природные явления, вызывающие чрезвычайные ситуации (ЧС), называются стихийными бедствиями. К их числу относятся землетрясения, наводнения, цунами, бури, ураганы, смерчи, тайфуны, обвалы, оползни, сели, лавины, лесные и торфяные пожары. Рассмотрим их более детально, а также причины их возникновения.
Землетрясения
Землетрясение – это кратковременное колебание земной поверхности, вызванное сейсмическими волнами, возникшими в результате нарушения сплошности и разрушения горных пород на поверхности и в недрах земной коры или верхней мантии (глубина 0…700 км) с внезапным выделением энергии упругой деформации, накопленной этими породами.
Землетрясения могут приводить как к катастрофическим последствиям, связанным с массовой гибелью людей и животных, разрушением зданий и сооружений, и необратимыми изменениями природной среды, так и происходить незаметно для людей и животных, не вызывая перенапряжения строительных конструкций зданий и сооружений и не оказывая никакого воздействия на природную среду. Землетрясения подразделяются на тектонические, вулканические, обвальные, наведенные, моретрясения и землетрясения, связанные с ударом космических тел о Землю.
Очаг землетрясения – пространство (объем) в толще земной коры или верхней части мантии, внутри которого происходит разрушение, сдвиг или вспарывание трещин и выделение сейсмической энергии.
Интенсивность землетрясения – характеристика проявления землетрясения в эпицентре или за его пределами. Интенсивность землетрясения измеряется в баллах путем сопоставления данных, полученных на основании показаний сейсмических приборов, характера разрушений зданий и сооружений, причиненного ущерба природной среде и поведения людей и животных при землетрясении с данными, приведенными в цифровой шкале.
Наводнения
Наводнение – это значительное затопление водой местности в результате подъема уровня воды в реке, водохранилище, озере или море, вызванное обильным притоком воды в период снеготаяния или ливней, ветровых нагонов воды, при заторах, зажорах и иных явлениях.
Наводнение является опасным природным явлением (или источником ЧС), если затопление водой местности причиняет материальный ущерб или приводит к гибели людей, животных и сельскохозяйственных растений.
В зависимости от причин возникновения наводнения подразделяются на 6 основных типов: половодья, паводки, зажоры, ветровые нагоны, наводнения при прорывах плотин.
Половодье – это ежегодно повторяющееся в один и тот же сезон относительно продолжительный подъем уровня воды, вызываемый обычно весенним таянием снега на равнинах или дождевыми осадками и весенне-летним таянием снега в горах.
Паводок – это интенсивный, периодический, сравнительно кратковременный подъем уровня воды, вызываемый обильными дождями, ливнями, иногда быстрым таянием снега при зимних оттепелях.
Затор – это нагромождение льдин во время весеннего ледохода в сужениях и излучинах русла реки, стесняющее живое течение реки и вызывающее подъем уровня воды в месте скопления льда и некотором участке выше него.
Зажор – это скопление рыхлого ледового материала (шуги, мелкобитого льда) во время ледостава (в начале зимы) в сужениях и излучинах русла реки, вызывающее подъем уровня воды в месте скопления и на некотором участке выше него.
Ветровой нагон – это подъем уровня воды, вызванный воздействием ветра на водную поверхность, случающийся обычно в морских устьях крупных рек, а также на наветренном берегу больших озер, водохранилищ и морей.
Наводнения при прорывах плотин – это интенсивный, обычно значительный подъем уровня воды в реке, водотоке, вызванный прорывом искусственной (созданной людьми) плотины, дамбы, либо вызванный прорывом естественной плотины, создаваемой природой в горных районах при оползнях, обвалах горных пород, движении ледников и др.
По повторяемости, размерам или масштабам и по наносимому суммарному ущербу наводнения делятся на четыре группы – низкие, высокие, выдающиеся и катастрофические.
Низкие (малые) наводнения наблюдаются в основном на равнинных реках и имеют повторяемость примерно один раз в 5-10 лет. Затопляется при этом менее 10% сельскохозяйственных угодий, расположенных в низких местах. Эти наводнения наносят сравнительно незначительный материальный ущерб и почти не нарушают ритма жизни населения.
Высокие наводнения сопровождаются значительным затоплением, охватывают сравнительно большие земельные участки речных долин и иногда существенно нарушают хозяйственный и бытовой уклад населения. Нередко приводят к необходимости частичной эвакуации людей, наносят ощутимый материальный и моральный ущерб. Происходят один раз в 20-25 лет. Затапливается примерно 10-15% сельскохозяйственных угодий.
Выдающиеся наводнения охватывают целые речные бассейны. Они парализуют хозяйственную деятельность и резко нарушают бытовой уклад населения, наносят большой материальный ущерб. Обычно приводят к необходимости массовой эвакуации населения и материальных ценностей из зоны затопления и защите наиболее важных хозяйственных объектов. Повторяемость их составляет один раз в 50-100 лет. Затапливается при этом 50-70% сельскохозяйственных угодий, некоторые населенные пункты.
Катастрофические наводнения вызывают затопления громадных территорий в пределах одной или нескольких речных систем. В зоне затопления полностью парализуется хозяйственная и производственная деятельность, временно изменяется жизненный уклад населения. Такие наводнения случаются один раз в 100-200 лет и приводят к огромным материальным потерям и гибели людей. При этом затапливается более 70% сельскохозяйственных угодий, множество населенных пунктов, промышленных предприятий и инженерных коммуникаций.
Цунами
Цунами – это морские длинные волны, возникающие, главным образом, в результате вертикального сдвига протяженных участков морского дна при подводных и прибрежных землетрясениях.
Цунами является опасным природным явлением (или источником ЧС), если оно может привести к поражению людей, или если в зоне его действия находятся населенные пункты, хозяйственные объекты, сельскохозяйственные угодья и транспортные коммуникации. Волны цунами характеризуются большой разрушительной силой и большой площадью затопления прибрежных территорий.
В зависимости от причин возникновения различаются цунами, порождаемые подводными и прибрежными землетрясениями и цунами, порождаемые крупными извержениями вулканов и оползнями на морском дне.
Бури и ураганы
Буря – это ветер, скорость которого составляет 20-32 м/с (70-115 км/ч).
Ураган – это ветер, скорость которого составляет более 32 м/с (более 115 км/ч).
Бури подразделяются на вихревые (пылевые) и потоковые.
В зависимости от окраски частиц, вовлеченных в движение, различают черные, красные, желто-красные и белые бури.
По составу частиц, вовлеченных в движение, бури бывают пылевые, песчаные, снежные и др.
В зависимости от скорости ветра бури классифицируются на три типа:
По этому же показателю ураганы классифицируются на:
Смерчи
Смерч – это вихревое движение воздуха, возникающее в грозовом облаке и распространяющееся в виде гигантского черного рукава или хобота с разрежением воздуха внутри.
Смерч у поверхности земли имеет воронку диаметром около 30 м и высотой 800-1500 м. Смерч перемещается со скоростью до 20 м/с (72 км/ч) на расстояние до 40-60 км.
Тайфуны
Тайфун – это мощный ураган, образующийся в Тихом океане и сопровождающийся интенсивными ливневыми дождями.
Тайфуны создают очаг поражения в прибрежной зоне и побережье, разрушая селения и города и затапливая целые районы. Попадая на сушу, тайфуны быстро затухают. Их приближение сопровождается очень сильным падением атмосферного давления.
Обвалы
Обвалом называется отделение массы горных пород на крутом склоне с углом больше угла естественного откоса, происходящее вследствие потери устойчивости склона под влиянием различных факторов (выветривание, эрозия и абразия в основании склона и др.).
Обвалы относятся к гравитационному движению горных пород без участия воды. Чаще всего обвалы появляются в периоды дождей, таяния снега, весенних оттепелей. Обвалы могут быть вызваны взрывными работами, неправильным ведением горных и строительных работ, заполнением горных речных долин водой при создании водохранилищ, вырубкой лесов на склонах гор и другой деятельностью человека.
Обвалы часто происходят на склонах, нарушенных тектоническими процессами и процессами выветривания. Легко возникают обвалы тогда, когда на склоне массива слоистой структуры пласты падают в том же направлении, что и поверхность склона, или когда высокие склоны горных ущелий и каньонов разбиты вертикальными и горизонтальными трещинами на отдельные блоки.
Одной из разновидностей обвалов являются вывалы – обрушение отдельных глыб и камней из скальных грунтов, слагающих отвесные склоны и откосы выемок.
Оползни
Оползень – это скользящее смещение масс горных пород вниз по склону под влиянием силы тяжести.
Оползневые процессы являются наиболее распространенным видом гравитационных склоновых процессов, проявляющихся в смещении слоев горных пород с невысокой прочностью под воздействием природных или техногенных факторов. К числу этих факторов относятся климатический, гидрологический, сейсмотектонический, антропогенный и другие факторы.
Природными факторами, непосредственно влияющими на образование оползней, являются землетрясения, переувлажнение склонов гор интенсивными атмосферными осадками или грунтовыми водами, речная эрозия, абразия и т.п.
Антропогенными факторами являются подрезка склонов при прокладке дорог, вырубка лесов и кустарников на склонах, производство взрывных и горных работ вблизи оползневых участков, неконтролируемые распашка и полив земельных участков на склонах и др.
Оползни характеризуются следующими параметрами:
Сель (селевой поток) – это внезапно формирующийся в руслах горных рек временный грязевой, грязекаменный, водокаменный или вододревесный поток, возникающий при интенсивном таянии снега (льда), обильных продолжительных дождях, а также при прорыве воды из моренных озер.
Селевые потоки возникают при одновременном выполнении трех условий:
Основными характеристиками селей являются максимальный расход селевого потока, объем селевого выноса (мощность), скорость движения селя, время движения.
Максимальный расход селевого потока (твердой и жидкой фазы) без заторов во время движения примерно в 1.2-1.4 раза больше расхода воды, а при заторах – в 3-5 раз больше. Величина максимального расхода селевого потока может составлять от нескольких десятков до нескольких тысяч м 3 /с.
В результате прохождения селя в низовья селевых русел выносятся от десятков и сотен тысяч до миллионов кубических метров селевой массы.
Снежные лавины
Снежная лавина (снежный обвал) – это массы снега, пришедшие в движение под воздействием силы тяжести и низвергшиеся по горному склону (иногда пересекающие дно долины и выходящие на противоположный склон).
По характеру движения в зависимости от подстилающей поверхности различают: осовы, лотковые и прыгающие лавины.
В зависимости от свойств образующего снега лавины могут быть сухими, влажными или мокрыми, и движение их происходит по снегу (или ледяной корке), по воздуху, по грунту или же имеет смешанный характер.
Непосредственное воздействие лавин на инженерные сооружения, технику, людей определяется их основными характеристиками: размерами лавины, скоростью движения, силой удара, дальностью выброса, повторяемостью лавин и плотностью лавинного снега.
Размеры лавины характеризуются массой (т) или объемом (м 3 ).
В зависимости от количества вовлеченного в движение снега объем (масса) лавины может изменяться от нескольких десятков до нескольких миллионов кубометров снега. Скорость лавины может достигать 50-100 м/с, а сила удара – 40 т/м 2 (а при наличии в теле лавины инородных включений – до 200 т/м 2 ). Дальность выброса лавины зависит от высоты падения и примерно в 2,5 раза больше нее. Повторяемость схода лавин определяется как частота схода лавин в данном лавинном очаге в среднем за многолетний период (среднемноголетняя) и за осенний и зимний периоды (внутригодовая). Плотность лавинного снега составляет 200-400 кг/м 3 для лавины из сухого снега и 300-800 кг/м 3 для лавины из мокрого снега.
Лесные и торфяные пожары
Под лесным пожаром понимается любое неконтролируемое горение растительности, стихийно распространяющееся по лесной территории.
Массовыми называют лесные пожары, возникающие на обширных лесных площадях в течение короткого промежутка времени.
На характер и масштабы лесных пожаров, в первую очередь, оказывает влияние состояние находящихся в лесу горючих материалов, их количество, структура и степень готовности к воспламенению, температура и относительная влажность воздуха, осадки, ветер, рельеф местности, время суток.
Лесные пожары в зависимости от вида сгорающих при их распространении материалов делятся на низовые, верховые и подземные.
При низовом пожаре сгорает сухой напочвенный покров – мхи, лишайники, опавшая хвоя, сухие листья и трава, а также обгорает кора у основания деревьев. Из общего числа лесных пожаров на долю низовых приходится около 90 %.
Сильные низовые лесные пожары часто возникают в древостоях I и II классов пожарной опасности: сосняках, лишайниках, вересковых.
Верховой пожар возникает от низового при воспламенении полога леса и характерен для сосняков, сосново-еловых и сосново-лиственных древостоев.
Высокая температура пламени, задымленность и загазованность среды не позволяет людям без специальных средств индивидуальной защиты подходить к фронту верхового пожара на расстояние менее 100 м, что сильно затрудняет борьбу с ним.
Подземный (торфяной) пожар распространяется по находящемуся в земле слою торфа, вначале заглубляясь на 0,3-1,5 м, а затем перемещаясь в стороны от очага горения. При этом торф выгорает в глубину на десятки метров.
Деревья в районе подземного пожара погибают от сгорания корней. Из-за выгорания торфа под верхним слоем почвы образуются значительные пустоты, опасные для людей и техники, работающих в районе пожара.
Одновременно в очаге могут наблюдаться пожары различных видов или пожар одного вида может вызвать образование пожара другого вида. По скорости распространения огня и высоте пламени лесные пожары подразделяют на слабые, средние и сильные (см. таблицу).
Характеристики силы пожара