Методы геологических исследований См в тетр




 

3. Землетрясения, их географическое распространение и причины. Сейсмические районы территории России. Строительство в сейсмических районах.

Землетрясение - это мгновенное колебание или сотрясение земли.

Ч тобы понять причины возникновения землетрясений надо обратиться к модели строения Земли.

Земля состоит из внешней твердой оболочки — коры или, точнее, литосферы, мантии и ядра. Литосфера не является цельным образованием, а состоит из нескольких литосферных плит как-бы плавающих на полурасплавленном веществе мантии. В силу различных причин плиты двигаются, взаимодействуя друг с другом, скользя краями или заталкиваясь друг под друга (это явление называется субдукцией или поддвигом). В зонах их взаимодействия и возникают землетрясения. Кроме того, по причине деформации самих плит, землетрясения могут возникать не только по краям плит, но и в их центре. Такие землетрясения называются внутриплитовыми.

 

Землетрясения могут возникать и при вулканической деятельности. Они не столь сильные, но возникают чаще.

Могут быть и техногенные причины землетрясений.

При заполнении водохранилищ, в районе, заметно повышается, или даже возникает, если ранее не наблюдалась, сейсмическая активность.

Закачка в скважины воды в больших объемах может вызвать землетрясения. Здесь также четко прослеживается зависимость сейсмической активности от объема закачанной воды и ее давления. При изменении этих параметров изменяется и сейсмическая активность. Вызвано это, по-видимом, изменением внутрипорового давления воды в породах.

Причиной землетрясения могут быть крупные обвалы и оползни. Такие землетрясения имеют локальный характер и называются обвальными.

Причины землетрясений искусственного характера — взрывы большой мощности, наземный или подземный ядерный взрыв.

 

Сильными и частыми землетрясениями отличаются такие страны, как Италия, Греция, Турция, Иран, Северная Индия, Индокитай, Индонезия, Китай, Новая Зеландия, Филиппины, Япония, западные горные районы Северной (рис. 16.3) и Южной Америки, Центральная Америка. В целом высокой сейсмической активностью отличается Средиземноморский пояс складчатых сооружений от Гибралтара до Малайского архипелага и периферические части впадин Тихого океана, т.е. полосы молодых складчатых сооружений. Заметной сейсмической активностью характеризуется и Срединный Атлантический хребет, область Великих озер восточной Африки, восточные части Австралии и некоторые другие территории

Размещение землетрясений на земном шаре носит вполне закономерный характер и в целом хорошо объясняется теорией тектоники литосферных плит. Наибольшее количество землетрясений связано с конвергентными и дивергентными границами плит, то есть с такими зонами, где плиты либо сталкиваются друг с другом, либо расходятся и наращиваются за счет образования новой океанической коры.

Подавляющая часть землетрясений (более 85%) происходит в условиях обстановки сжатия, и только 15% - в обстановке растяжения, что согласуется с современной геодинамикой геологических структур и характером перемещений литосферных плит.

Сейсмическое районирование имеет своей основной задачей получение сведений о том, какой максимальной силы могут достичь землетрясения в там или ином районе в будущем. Такого рода прогноз можно дать только путем самого тщательного анализа всех особенностей сейсмического режима данной территории, самого детального изучения землетрясений за длительный период и их связи с геологическими процессами и структурами.

Для этого нужно прежде всего во всех подробностях изучить сейсмический режим данного места, т.е. изучить землетрясения, происходившие здесь раньше, и чем длительнее рассмотренный период времени, тем точнее выводы. Затем нужно выяснить, в каких геологических условиях возникают здесь землетрясения, с какими структурами они связаны и с какими особенностями геофизической обстановки. Установив такие связи, можно распространять выводы, полученные для одних районов, на другие, если геолого-геофизическая обстановка оказывается в этих последних аналогичной первым. Таким путем составляются карты сейсмического районирования, на которых в условных обозначениях показана возможная интенсивность будущих землетрясений в баллах для каждого пункта.

 

20% территории России относится к сейсмоактивным районам (в том числе 5% территории подвержено чрезвычайно опасным 8-10-балльным землетрясениям).

От землетрясений и цунами больше всего страдают жители Дальневосточного региона России. Тихоокеанское побережье России находится в одной из самых "горячих" зон "огненного кольца". Здесь, в области перехода от Азиатского континента к Тихому океану и сочленения Курило-Камчатской и Алеутской островных вулканических дуг происходит более трети землетрясений России, находятся 30 действующих вулканов, в числе которых такие гиганты, как Ключевская сопка и Шивелуч. Здесь самая высокая плотность распределения действующих вулканов на Земле: на каждые 20 км побережья - один вулкан. На карте сейсмического районирования России районы Камчатки, Сахалина и Курильских островов относятся к так называемой восьми - и девяти - балльной зоне.

Самое разрушительное землетрясение силой 9 баллов по шкале Рихтера произошло на острове Сахалин 27 мая 1995 года. Погибли около 3 тыс. человек, почти полностью разрушен город Нефтегорск.

К сейсмически активным районам России относится также Восточная Сибирь, где в Прибайкалье, Иркутской области и Бурятской Республике выделяют 7-9-балльные зоны.

Якутия, через которую проходит граница Евро-Азиатской и Северо-Американской плит, не только считается сейсмоактивной областью, но также является рекордсменом: здесь нередко происходят землетрясения с эпицентрами севернее 70° с. ш. Как известно сейсмологам, основная часть землетрясений на Земле происходит в районе экватора и в средних широтах, а в высоких широтах такие события регистрируются крайне редко. побережья Черного и Каспийского морей. Для этих районов характерны землетрясения с магнитудой 4-5. Даже у жителей Москвы, Санкт-Петербурга и других городов, расположенных на Русской платформе, есть повод волноваться.

В целях придания зданиям устойчивости против подземных толчков рекомендуется использовать прежде всего безукоризненные по качеству строительные материалы; рекомендуется применять особые антисейсмические конструкции, облегчать кровлю, ликвидировать всяческие излишние тяжеловесные детали (выступающие карнизы, громоздкие балконы и др.); в некоторых случаях рекомендуется ограничивать этажность зданий, вводить в конструкцию поэтажные железобетонные и армокирпичные пояса, укрепляющие сооружение, и т.д. Имеются подробные инструкции применения норм сейсмостойкого строительства применительно к той или иной цифре сейсмической балльности. В нашей стране строительство сейсмостойких сооружений – задача большой государственной важности, и оно регулируется государственными организациями. Строгое выполнение требований теории сейсмостойкого строительства значительно уменьшает опасность разрушения зданий от подземных толчков.

4. Подземные воды

Подземные воды формируются в основном из вод атмосферных осадков, выпадающих на земную поверхность и просачивающихся вод в землю на некоторую глубину, и из вод из болот, рек, озер и водохранилищ, также просачивающихся в землю. Количество влаги, прогоняемой таким образом в почву, составляет 15-20 % общего количества атмосферных осадков.

Проникновение вод в грунты (водопроницаемость), слагающих земную кору, зависит от физических свойств этих грунтов. В отношении водопроницаемости грунты делятся на три основные группы: водопроницаемые, полупроницаемые и водонепроницаемые или водоупорные.

К водопроницаемым породам относятся крупнообломочные породы, галечник, гравий, пески, трещиноватые породы и т.д. К водонепроницаемым породам – массивнокристаллические породы (гранит, мрамор), имеющие минимальную впитывать в себя влагу, и глины. Последние, пропитавшись водой, в дальнейшем ее не пропускают.

К породам полупроницаемым относятся глинистые пески, рыхлые песчаники, рыхловатые мергели и т.п.

Подземные воды образуются двумя главными способами. Первый способ – просачивание (инфильтрация) атмосферных осадков и поверхностных вод (озёр, рек, морей и т.д.). По этой теории, просачивающаяся вода доходит до водоупорного слоя и накапливается на нём, насыщая породы пористого и пористо-трещинноватого характера. Таким образом возникают водоносные слои, или горизонты подземных вод.

Второй способ – за счёт конденсации водяных паров в горных породах. В тёплое время года упругость водяного пара в воздухе больше, чем в почвенном слое и нижележащих горных породах. Поэтому водяные пары атмосферы непрерывно поступают в почву и опускаются до слоя постоянных температур, расположенного на разных глубинах – от одного до нескольких десятков метров от поверхности земли. В этом слое движение паров воздуха прекращается в связи с увеличением упругости водяных паров при повышении температуры в глубине Земли. Вследствие этого возникает встречный поток водяных паров из глубины Земли вверх – к слою постоянных температур. А в зоне постоянных температур в результате столкновения двух потоков водяных паров происходит их конденсация с образованием подземной воды. Такая конденсационная вода имеет большое значение в пустынях, полупустынях и сухих степях.

По условиям залегания выделяют три типа подземных вод: верховодку, грунтовы е и напорные, или артезианские.

Верховодкой называются подземные воды, залегающие вблизи поверхности земли и отличающиеся непостоянством распространения. Обычно верховодка приурочена к линзам водоупорных или слабо проницаемых горных пород, перекрываемых водопроницаемыми толщами.

Верховодка занимает ограниченные территории, это явление – временное, и происходит оно в период достаточного увлажнения; в засушливое время гола верховодка исчезает. Верховодка относится к первому от поверхности земли водоупорному пласту. В тех случаях, когда водоупорный пласт залегает вблизи поверхности или выходит на поверхность, в дождливые сезоны развивается заболачивание.

К верховодке нередко относят почвенные воды, или воды почвенного слоя. Почвенные воды представлены почти связанной водой. Капельно-жидкая вода в почвах присутствует только в период избыточного увлажнения.

Грунтовые воды. Грунтовыми называются воды, залегающие на первом водоупорном горизонте ниже верховодки. Обычно они относятся к водонепроницаемому пласту и характеризуются более или менее постоянным притоком воды. Грунтовые воды могут накапливаться как в рыхлых пористых породах, так и в твёрдых трещиноватых коллекторах. Уровень грунтовых вод представляет собой неровную поверхность, повторяющую, как правило, неровности рельефа в сглаженной форме: на возвышенностях он ниже, в пониженных местах – выше.

Грунтовые воды перемещаются в сторону понижения рельефа. Уровень грунтовых вод подвержен постоянным колебаниям - на него влияют различные факторы: количество и качество выпадающих осадков, климат, рельеф, наличие растительного покрова, хозяйственная деятельность человека и многое другое.

Грунтовые воды, накапливающиеся в аллювиальных отложениях – один из источников водоснабжения. Они используются как питьевая вода, для полива. Выходы подземных вод на поверхность называются родниками, или ключами.

Напорные, или артезианские воды. Напорными называют такие воды, которые находятся в водоносном слое, заключенном между водоупорными слоями, и испытывают гидростатическое давление, обусловленное разностью уровней в месте питания и выхода воды на поверхность. Область питания у артезианских вод обычно лежит выше области стока воды и выше выхода напорных вод на поверхность Земли. Если в центре такой чаши заложить артезианскую скважину, то вода из нее будет вытекать в виде фонтана по закону сообщающихся сосудов.

Размеры артезианских бассейнов бывают весьма значительными – до сотен и даже тысячи километров. Области питания таких бассейнов зачастую значительно удалены от мест извлечения воды. Так, воду, выпавшую в виде осадков на территории Германии и Польши, получают в артезианских скважинах, пробуренных в Москве; в некоторых оазисах Сахары получают воду, выпавшую в виде осадков над Европой.

Артезианские воды характеризуются постоянством воды и хорошим качеством, что немаловажно для её практического использования.

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-02-16 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: