Циклические и ациклические воздействии природной среды на антропоэкосистемы

Во-первых, целесообразно составлять карты изосейст. Для этого интенсивности землетрясений, определенные в каждом пункте, наносятся на карту и по ним проводятся изосейсты - линии, разделяющие участки с разной интенсивностью. Главная ценность такой карты в том, что она привлекает внимание к участкам с недостаточно прочными постройками, особенно при плохих грунтах основания. Это должно уменьшать разрушительные последствия будущих землетрясений.

Во-вторых, обязательно обеспечивать сейсмостойкость построек. Особое внимание следует уделять предприятиям, аварии на которых могут привести к выбросам отравляющих веществ. По данным американских специалистов, стоимость строительства сейсмостойких сооружений возрастает менее чем на 10%, если все учесть на стадии проектирования.

В-третьих, учитывать, что при выборе строительных конструкций наиболее безопасны те, которые способны двигаться как единое целое, т.е. так, чтобы отдельные их части не ударялись друг о друга.

В-четвертых, не возводить постройки на неустойчивых грунтах: лучшим основанием для крупных построек оказываются скальные выходы коренных горных пород, не имеющие разрывных нарушений.

В-пятых, учитывать различный уровень риска, для чего создавать карты сейсмической опасности с конкретными особенностями геологической ситуации.

В-шестых, привести ныне существующие постройки в соответствие со стандартами сейсмостойкости, что является серьезной проблемой.

В-седьмых, составлять планы мероприятий по смягчению последствий подземных толчков.

Чем отличается балл от магнитуды

В средствах массовой информации часто появляются подобные сообщения: «Вчера в 17 часов 30 минут по местному времени произошло сильное землетрясение на Филиппинах. Сила землетрясения составила 6,5 балла по шкале Рихтера. Имеются жертвы и разрушения». В такой информации есть явная путаница. Дело в том, что крупнейший американский сейсмолог Чарлз Рихтер разработал в 1935 г. классификацию землетрясений, основанную на оценке энергии, выделяющейся в очаге. Ведь для того чтобы получить объективную информацию о каком-либо землетрясении и других процессах, происходящих в глубоких оболочках Земли, нужны не приблизительные оценки в баллах, а точные — в физических единицах. В первой половине XX столетия сейсмологи научились определять энергию землетрясения, выделившуюся в его очаге, как бы глубоко и далеко он ни находился. Рихтер для удобства использовал не собственно величины колебаний, которые записываются на ленте сейсмографа, а их десятичные логарифмы. Получилась шкала с градацией от 1 до 9- Условная единица этой шкалы называется магнитудой (от лат. magnitude —«величина»). Шкала быстро нашла применение у сейсмологов. Только важно помнить, что магнитуда — это не сама энергия землетрясения, а величина, пропорциональная ей.

Находится в пределах от 0 до 9,0 и рассчитывается через амплитуду поверхностной волны Zm (мкм) и расстояния R (км) до эпицентра по формуле:

М = lg Zm + 1,32 *lg R.

Теперь, если где-нибудь в глубинах Тихого океана или в азиатских пустынях произойдёт сильное землетрясение, через полчаса - час сейсмологи во многих странах мира уже будут знать его магнитуду. Поскольку существует тесная связь между магнитудой, глубиной очага и интенсивностью в баллах, то эти параметры также можно оценить теоретически, не выходя из кабинета. Но именно оценить, а не установить, так как отклонения на месте события могут оказаться довольно значительными.

Степень разрушений зависит и от того, на какой глубине возникли толчки. Например, Ташкентское землетрясение имело магнитуду 5,3, а его очаг находился на глубине всего 5— 8 км. Это вызвало сотрясения в 8 баллов, и центральная часть города была разрушена. Если бы при той же магнитуде очаг землетрясения оказался на глубине 15—25 км, единственным его последствием стала бы лёгкая паника среди жителей.

При увеличении магнитуды всего лишь на единицу энергия землетрясения возрастает в 30 раз. Поэтому во время подземных толчков в Рачинске (Грузия, 1991 г.) с магнитудой 7,1 энергии выделилась в 900 раз больше, чем в Ташкенте, хотя сила их была одинаковой — 8 баллов.

Выделяющаяся во время землетрясения энергия измеряется в эргах (от греч. «эргон» — «работа»; 1 эрг =10-7 Дж). Самое слабое землетрясение, которое могут зарегистрировать сейсмографы, даёт 2-Ю4 эрг; едва ощутимое людьми с магнитудой около 3 высвобождает энергию 2-1010 эрг. Разрушительное землетрясение с магнитудой порядка 7, подобное Спитакскому, излучает 2-1015 эрг. А энергия самого крупного из зарегистрированных приборами землетрясений с магнитудой 8,9 была равна 2-Ю18 эрг. Вот какую энергию выделяет Земля, всего лишь ослабляя напряжения в своей каменной оболочке!

Спитак

7 декабря 1988 года весь мир узнал о страшной трагедии, когда был разрушен целый город, а под его развалинами погибли десятки тысяч жителей.

В развалины полностью обратился город Спитак, наполовину разрушился Ленинакан и Кировакан и другие города и села Армении.

Землетрясение 1988г. нанесло большой урон экономике республики. Оно охватило более 40% территории республики. Пострадал 21 город и район, 342 деревни, 58 из которых полностью были разрушены.

Армянское нагорье имеет более чем 600 больших и малых вулканических центра, оно является одним из сейсмоактивных центров земли, то есть здесь очень часты землетрясения. За последние 1500 лет на Армянском нагорье произошло более 300 землетрясений.

Многие помнят, какое мощное движение было развернуто по оказанию помощи пострадавшим. Все республики, входившие в состав Советского союза, откликнулись на беду, направляя на место трагедии людей, технику, все необходимое. Ежегодно 7 декабря в Армении поминают жертв землетрясения 1988 года. См. приложение 2

Нефтегорск

В ряду сравнительно недавних мощных землетрясений можно назвать и катастрофу в Нефтегорске на Сахалине. Прежде этот небольшой город, как и тысячи ему подобных, был известен очень немногим. После страшной ночи на 28 мая 1995 г. о нём узнала практически вся страна.

В ту ночь на Северном Сахалине 9-балльное землетрясение. Нефтегорск оказался ближайшим к эпицентру населённым пунктом и попал в 8— 9-балльную зону. Погибло около 2 тыс. человек, ущерб составил триллионы рублей.

Раньше на карте сейсмического районирования город помешали в зону 7-балльных сотрясений, поскольку более сильных толчков там не отмечалось и не прогнозировалось. Это была ошибка сейсмологов. Теперь, после специальных палеосейсмогеологических исследований на севере Сахалина, установлено, что землетрясения, подобные нефтегорскому, происходили там и прежде — с интервалом в несколько сот лет. Но ошибки допускали и строители. Большинство разрушенных в Нефтегорске домов не выдержало бы и менее сильных толчков: их строили вообще безо всяких антисейсмических приёмов, вопреки законам.

Столь мощных землетрясений и с такими жестокими последствиями в России давно уже не было. Поэтому ему уделили особое внимание, в том числе при проведении спасательных и восстановительных работ, при выработке рекомендаций на будущее.

Широко распространено мнение, что в последние годы землетрясений и связанных с ними несчастий стало больше. О тяжёлых последствиях слышно всё чаше, но совсем не потому, что растёт число землетрясений или они становятся сильнее. Если бы точно такое же землетрясение произошло на Сахалине, например, в начале XX в., его, скорее всего, заметили бы только рыбаки, моряки да случайные охотники.

В наши дни род человеческий расселился по всей планете, но быстрое освоение территорий не всегда сопровождается соответствующими защитными мероприятиями, многие постройки и коммуникации уязвимы, действия сил моментального реагирования на опасность недостаточно отработаны или не выполняются в нужный момент. Именно поэтому люди, особенно в развивающихся и экономически слабых странах, всё чаше становятся жертвами разбушевавшихся стихий, не всегда могут им противостоять, не успевают выработать и использовать меры предупреждения и борьбы со стихийными бедствиями.

Последствия землетрясения на Сахалине 1995 г. Город Нефтегорск практически перестал существовать.

Сверимся с картой

Среди всех известных карт — физических, политико-административных, карт минеральных ресурсов — есть и такие, которые составляют сейсмологи. Это карты эпицентров землетрясений, сейсмической активности, выделенной сейсмической энергии и др. Самая важная из них — карта сейсмического районирования. Её утверждают как государственный документ, и она становится законом для проектировщиков и строителей.

Такие карты начали составлять ещё в первой половине XX столетия. На них показывали зоны балльности, т. е. области, в которых интенсивность сотрясений на поверхности была одинаковой. Сначала отмечали только те районы, где уже произошли сильные землетрясения. Учёные полагали, что равные по силе толчки могут здесь повториться. Но мощные подземные колебания наблюдались и в других местах.

Тогда на картах стали выделять сравнительно однородные геологические зоны, где и землетрясения ожидались примерно одинаковой силы. Однако и это не избавляло от ошибок в прогнозировании. Сильные землетрясения время от времени случались совсем не в той зоне, в которой они считались наиболее вероятными. Например, такие разрушительные землетрясения, как Спитакское в Армении (1988 г.), Корякское на Дальнем Востоке (1990 г.), Зайсанское в Казахстане (1990 г.), Рачинское на Кавказе (1991 г.), наконец, Нефтегорское на Сахалине (1995 г.), произошли в местах, где карта сейсмического районирования СССР, утверждённая в 1980 г., предусматривала в качестве максимальных сотрясения на 1,5— 2 балла ниже.

Что же делать? Учиться на ошибках можно до бесконечности. И в 1991 г. российские сейсмологи взялись за решение проблемы иначе. Раньше на карте отмечали зоны максимально возможной балльности и указывали, как часто подобные события могут здесь повторяться (с периодичностью от 100 до нескольких тысяч лет). А теперь решили сделать карту, которая отвечала бы на вопрос: какова вероятность того, что в данной зоне балльности в ближайшие 50 лет случится более сильное землетрясение?

Обычно составляют три варианта карты — с вероятностью превышения расчётной интенсивности на 10, 5 и 1 %, что в среднем соответствует возможности повторения сильных землетрясений раз в 500, 1000 и5000 лет. Подобные карты для России составлены в 1997 г. Теперь проектировщик в зависимости от планируемой долговечности и важности объекта может выбрать допустимый уровень риска.

В целом карта 1997 г. заметно «покраснела» по сравнению с предыдущей: зоны, где раз в тысячу лет возможны землетрясения силой 8 и более баллов, занимают теперь примерно 15 % территории страны.

2. Циклические влияния природной среды на антропоэкосистемы

2.1 Наводнения и их антропоэкологическая характеристика

Рассказ о наводнениях подобает начать со Всемирного Потопа: "В шестисотый год жизни Ноевой, во второй месяц, в семнадцатый день месяца, в сей день разверзлись все источники великой бездны, и окна небесные отворились; и лился на землю дождь сорок дней и сорок ночей. И усилилась вода на земле чрезвычайно, так что покрылись все высокие горы, какие есть под небом. На пятнадцать локтей поднялась над ними вода, и покрылись горы". Легенды о нем найдены у народов всех частей Земли, и некоторые ученые не теряют надежды отыскать его природные причины. К сожалению, легендами исчерпывается все наличные сведения об этом колоссальном явлении. Современное естествознание не может его объяснить. Для всемирного сорокадневного дождя не хватит всей влаги, содержащейся в атмосфере, а для покрытия самых высоких гор - даже всей вообще воды на Земле, включая ледниковые щиты Антарктиды и Гренландии. По-видимому, такое поистине всемирное распространение легенд о потопе вызвано всемирным распространением великих наводнений.

Но не все наводнения были столь губительны, а некоторые, наоборот, обеспечивали благополучие и процветание. Ежегодные разливы Нила многие тысячелетия служили экономической базой цивилизации Египта. Искусство устройства каналов и запруд - одно из древнейших технических достижений человечества. Скорее всего, оно не намного младше колеса. Примечательно, что люди впервые научились ему в Египте и Шумере в связи с разливами рек. Уже в те отдаленные времена техника управления водой достигала высокого уровня. В Китае техника ирригации появилась вначале в долине реки Хуанхэ, также известной своими наводнениями.

Наводнения представляют собой значительные временные затопления суши в результате подъема уровня воды в реках, озерах, морях. В большинстве районов земного шара наводнения вызываются продолжительными, интенсивными дождями и ливнями в результате прохождения циклонов. Наводнения на реках Северного полушария происходят также в связи с бурным таянием снегов и заторами льда. Предгорья и высокогорные долины подвергаются наводнениям, связанным с прорывами внутриледниковых озер. В приморских районах при сильных ветрах нередки нагонные наводнения, а при подводных землетрясениях и извержениях вулканов наводнения, вызываемые волнами цунами. Ураганы, бури и смерчи обычно сопровождаются ливнями, в результате которых может резко подняться уровень воды в реках и озерах. На побережьях морей рассматриваемые природные явления могут вызвать ураганные волны, высота которых может приближаться к 15 м. Типичным примером места наводнений, вызываемых циклонами, является С.-Петербург с Финским заливом, вытянутым в направлении наиболее частого продвижения циклонов. Наводнение 1824 г., во время которого погибло более 200 человек, в одном из своих произведений описал Пушкин.

Различают наводнения речные и морские, когда суша может затопляться раками или морем. Наводнения на реках бывают от самых различных причин. Сезонные наводнения, половодья, характеризуются высоким и длительным подъемом уровня воды, выходом воды из русла на пойму. Такие наводнения повторяются ежегодно в один и тот же сезон, но могут иметь различную интенсивность и продолжительность. Такие половодья вызываются на равнинных реках умеренного климата - снеготаяние или загромождение русел рек льдом - затором; на реках, берущих начало в горах, - таянием снега и ледников, в областях муссонного климата - летним дождями. Кроме таких сезонных подъемов воды на реках бывает кратковременное и непериодическое увеличение воды - паводок. Он может вызываться продолжительными ливнями, вызванными ураганом, или очень быстрым таянием снега в горах, вызванным продолжительной жарой и т.д. В отличие от половодий, сезонных увеличений воды в реке, паводки случаются в любое время года. Наводнения бывают и от обрушения плотин, которые удерживают воды водохранилища.

Летнее половодье

Летнее половодье возникает на реках, берущих свое начало в горах. Летом начинают таять снега и ледники в горах. Поэтому количество воды даже в небольших горных речках возрастает в несколько раз. Обычно таяние снегов и ледников происходит постепенно, но бывают исключения.

В Канаде в 1948 году после долгой зимы в мае наступила сильная оттепель, высокие температуры держались несколько недель. На реке Фрейзер, берущей свое начало в скалистых горах, началось наводнение, погибло несколько десятков человек. Наводнения на горных реках могут возникать также вследствие таяния ледников в результате вулканических извержений. Это особенно характерно для Исландии. Так при одном из вулканических извержений ледник Громсват спустил 7500 млн. куб.м. воды. Реки, стекающие с ледника, переполнились так, что расход воды достиг 50 тысяч куб.м/сек, все долины были опустошены наводнением.

Летнее половодье также возникает на реках от муссонных дождей, которые бывают летом (Ганг) Для значительной территории эти разливы не представляют опасности.

В 1970 году произошел разлив рек, обусловленный муссонными дождями и тропическим циклоном. Был затоплен огромный участок дельты, погибло более 1 млн. человек. Наиболее страшные и разрушительные наводнения происходят на реках в результате внезапного и сильного подъема воды.

Такое кратковременное и непериодическое увеличение расхода воды в реке называется паводком. Паводки обычно возникают в результате ливневых дождей, связанных с ураганами. Место и время выпадения дождей, конечно, неизвестны, поэтому такие наводнения страшны именно своей внезапностью. В отличие от сезонных наводнений паводки не приурочены к определенному времени года. Если сезонные наводнения (весеннее половодье и летнее половодье) продолжаются несколько недель, то паводки продолжаются всего несколько часов (в июне 1972 года в Южной Дакоте в США за 6 часов выпало 400 мм осадков; обычно спокойная река Рапид-Крик так переполнилась водой, что смыла 750 домов и погубила 237 жителей).

Реками бедствий можно назвать: По и Арно в Италии, Миссисипи и Миссури в США, Амазонку в Бразилии, Янцзы и Хуанхэ в Китае, Ганг и Брахмапутра в Индии, Амур в России.

Наводнения сопутствуют человеческому обществу с древнейших времен. Легенды о великом потопе, в котором погибло почти все человечество, распространены по всему миру. С каждым веком ущерб от наводнений продолжает расти.

Особенно сильно, примерно в 10 раз, он возрос за вторую половину ХХ века, когда площадь паводкоопасных территорий на Земле составила примерно 3 млн. кв. км, на которых проживает около 1 миллиарда человек.

Наводнения могут сопровождаться пожарами вследствие обрывов и короткого замыкания электрокабелей и проводов, а также разрывами водопроводных и канализационных труб, электрических, телевизионных и телеграфных кабелей, находящихся в земле, из-за последующей неравномерной осадки грунта.

Из истории

Историками, археологами и другими специалистами проделана большая работа по исследованию сказаний о великом потопе в разных странах. Из перечня этих сказаний следует, что крупные наводнения, как и в наше время, происходили практически во всех районах Земного шара. Перечень сказаний о великом потопе включает в себя: вавилонское, еврейское, древнегреческое, древнеиндийское, а также сказания о великом потопе в Восточной Азии, на островах Малайского архипелага, в Австралии, в Новой Гвинее и Меланезии, в Полинезии и Микронезии, в Южной Америке, в Центральной Америке и Мексике, в Северной Америке, в Африке.

Исследованиями археологов, географов, историков и этнографов установлено, что в первой половине четвертого и третьем тысячелетии до нашей эры в Месопотамии произошли грандиозные наводнения. Населению, проживавшему в долине Тигра и Евфрата, обжитые ими районы между горами и пустыней представлялись целым миром. Поэтому катастрофические наводнения, в которых погибла большая часть жителей долины, у немногих оставшихся в живых ассоциировались с всемирным потопом.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8