Афтершок что такое при землетрясении
афтершок
Смотреть что такое «афтершок» в других словарях:
афтершок — сущ., кол во синонимов: 2 • землетрясение (8) • толчок (29) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов
афтершок — Затухающие сейсмические колебания (толчки), проявляющиеся после сильных толчков при землетрясении. [Словарь геологических терминов и понятий. Томский Государственный Университет] Тематики геология, геофизика Обобщающие термины… … Справочник технического переводчика
Афтершок — (англ. aftershock) повторный сейсмический толчок, меньшей интенсивности по сравнению с главным сейсмическим ударом[1]. Сильные землетрясения всегда сопровождаются многочисленными афтершоками. Их количество и интенсивность со временем… … Википедия
афтершок — физ. последующий толчок (после наиболее мощного в землетрясении) ср. форшок … Универсальный дополнительный практический толковый словарь И. Мостицкого
Землетрясение в Крайстчёрче (2010) — О повторных сейсмических толчках 22 февраля 2011 см. Землетрясение в Крайстчёрче (2011). Землетрясение в Крайстчёрче 2010 года … Википедия
Землетрясение в Кентербери (2010) — О повторных сейсмических толчках 22 февраля 2011 см. Землетрясение в Кентербери (2011). Землетрясение в Кентербери 2010 года … Википедия
Аватар (фильм — Аватар (фильм, 2009) Не следует путать с Аватар: Последний маг воздуха. О других значениях термина см. Аватара (значения). Аватар Avatar Жанр … Википедия
Землетрясение в Турции (2011) — Землетрясение в Ване (турецкая юго восточная провинция) 23 октября 2011 года … Википедия
Землетрясение в Хенгчуне (2006) — Землетрясение в Хенгчуне (Тайвань, 2006 … Википедия
Землетрясение на Бали (2011) — Землетрясение на острове Бали 13 октября 2011 года … Википедия
Афтершок что такое при землетрясении
Ударно-волновая модель землетрясения.
Формирование ударной волны. Физика очага и афтершоки
Институт нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН.
(Получена 28 февраля 2011; опубликована 15 апреля 2011)
Обсуждается физика формирования ударной волны в зоне гипоцентра землетрясения. Модель базируется на известных экспериментах по т.н. акустическому сверхизлучению, когда в образце горной породы, находящемся под давлением на прессе, внезапно возникает резкое увеличение акустического фона ( N → N 2 ), которое затем также резко прекращается. Это явление объяснения не имеет. Попытка найти его за счет высказанной автором идеи взаимодействия раскрывающихся трещин при нагружении образца путем обмена между трещинами акустическими волнами, оказалась не перспективной. Учет времени нарастания фронта землетрясения и размеров его очага показывает непригодность акустического подхода. Предполагается, что взаимосвязь элементов среды (их кооперативность), требуемая для решения этой проблемы, может достигаться только за счет проявления средой её квантовых свойств (квантовой запутанности). Этот подход находит решение многих проблем физики землетрясения. Обсуждается физика очага землетрясения в контексте ударно-волновой модели. При этом находится объяснение механизма генерации сейсмических волн и причины механического, гидродинамического переноса среды с малой скоростью ( slip velocity ) за счет эффектов, сопровождающих прохождение ударной волны через очаг. Обсуждаются вопросы, связанные с изменением напряженного состояния вещества под воздействием ударной волны. В рамках развиваемой модели, непротиворечивое объяснение находит явление афтершоков. Предпринята попытка найти объяснение явлению, названному «сейсмическими гвоздями». Привлекается внимание к возможной роли водорода в генерации землетрясений. Обсуждаются результаты наблюдений связи между землетрясениями, акустической и электромагнитной эмиссией
Двадцать лет тому назад автором была предложена ударно-волновая модель землетрясения, которая в цикле настоящих работ рассматривается как последовательность таких механизмов:
1) возникновение упругих напряжений в литосфере и мгновенный сброс этих напряжений путем формирования ударной волны,
2) транспортировка ударной волны по литосфере, взаимодействие ударной волны со средой, приводящее к генерации сейсмических волн, распространяющихся по всему объему Земли и, наконец,
3) выход ударной волны на поверхность Земли и формирование т.н. сильных движений грунта.
В работе [1] автором рассмотрен 3-ий механизм, на примере двух землетрясений: Нортриджского (Калифорния) М = 6.7; 17.01.1994 и Чуйского (Алтай) М = 7.5; 27.09.2003 предложена новая модель сильных движений грунта при землетрясении. Сильные движения грунта при землетрясении рассматривались как процессы, сопровождающие выход ударной волны на свободную поверхность [1]. Теория этого явления хорошо развита (ссылки в [1]), что позволило найти непротиворечивое объяснение практически всем известным особенностям таких движений поверхности.
Настоящая работа посвящена решению самого главного вопроса, обозначенного выше как первый: как образуется ударная волна в недрах Земли? По мнению автора, ответ на этот вопрос, позволит приблизиться к решению мировой задачи, ранее сформулированной как: «что же происходит в сердце землетрясения?».
Имеется ли в Природе явление, которое заставило бы различные частицы сплошной среды, находящиеся друг от друга на огромных расстояниях (до 1000 км ), вести себя как одна частица? Естественно, что такие частицы должны обладать т.н. кооперативными свойствами. В последнее время в ряде университетов исследованы кооперативные свойства природных и искусственных материалов. В ряде случаев этими свойствами обладают вещества, имеющие в своем составе водородные связи. Практически все горные кристаллические породы, в том числе и ряд сегнетоэластиков, имеют в своем составе воду и, естественно, водородные связи. Теоретически и экспериментально было показано, что эти породы при определенных давлениях и температурах способны синхронно изменить структуру водородных связей (расстояния между атомами), что приводит к изменению плотности пород. Единственное известное в физике явление, способное реализовать то, что принято называть кооперативностью, это квантовая запутанность (зацепленность) элементов среды. В нашем случае – протонов водородных связей. Этот вопрос подробно рассматривается в предлагаемой работе. Его решение открывает возможность разобраться в таких явлениях как законы Гуттенберга-Рихтера и Омори, наведенная сейсмичность и др.
В настоящей работе также обсуждается физика очага землетрясения, иначе, находится объяснение механизма генерации сейсмических волн и причины механического, гидродинамического переноса среды с малой скоростью за счет эффектов, сопровождающих прохождение ударной волны через очаг. Обсуждаются вопросы, связанные с изменением напряженного состояния вещества под воздействием ударной волны. В рамках развиваемой модели, непротиворечивое объяснение находит явление афтершоков. Предпринята попытка найти объяснение явлению, названному «сейсмическими гвоздями», привлекается внимание к возможной роли водорода в генерации землетрясений. Обсуждаются результаты наблюдений связи между землетрясениями, акустической и электромагнитной эмиссией.
Рис.1. а) Скорость образования трещин в диабазе при действии на образец постоянного одноосного сжимающего напряжения [4]. б) Число зарегистрированных пар фотонов как функция задержки между моментами регистрации двух фотонов. Плоский участок отвечает случайным совпадениям между некоррелированными фотонами, пик соответствует квантовой запутанности [6]. в) Акустическое излучение раскрывающихся микротрещин. На верхней панели – излучение акустических волн без связи между микротрещинами. На нижней панели – акустическая связь между всеми микротрещинами.
Результаты лабораторных экспериментов и натурных наблюдений (рис. 1- а) показывают, что на фоне постоянного акустического сигнала ( I = dN / dt
N ), излучаемого нагруженным образцом горной породы, возникает взрывоподобное нарастание (типа цепной реакции) количества раскрывающихся трещин N (акустических импульсов) в единицу времени t : dN / dt
На рис. 1-б показана картина, очень близкая к 1-а. В отличие от 1-а, здесь показано как ведут себя некоррелированные фотоны в момент возникновения между ними квантовой запутанности [6]. (Об этом немного позже).
Формирование ударной волны
Для начала, сошлемся на высказывание C тарра (1971), который полагал, что «нелинейная теория идеальных акустических возмущений неизбежно приводит к формированию ударных волн и, следовательно, к изменению формы уравнений, которые до этого были достаточными для описания сплошной среды» [7] (стр. 13).
1 / N ), тогда характерное время: t
Рис. 2- а. Когерентное сложение акустических импульсов в точке 0. Метод пересекающихся характеристик [8]. Рис. 2- б. Модель укручения и «опрокидывания» солитона [9].
Уединенная волна (солитон) обычно описывается приближенными уравнениями, учитывающими нелинейность, дисперсию и диссипативные свойства среды. Широкий класс таких явлений представлен т.н. уравнением Бюргерса-Кортевега-де Фриза:
Известно явление укручения фронта уединенной волны за счет того, что материальные частицы, находящиеся в пучности этой волны (где плотность среды выше), движутся быстрее, чем соседние частицы вне пучности. Волновой профиль становится круче настолько, что может привести к образованию ударной волны и даже её опрокидыванию (рис. 2- б) [9].
Неадекватность акустического подхода
Попытки автора решить проблему возникновения ударной волны за счет коллективных акустических процессов взаимодействия типа: волна-трещина особым успехом не увенчались. Главное препятствие в решении проблемы генерации ударной волны состоит в том, что она, по модели, возникала в результате взаимодействия акустических волн, обладающих конечной скоростью распространения не более 10 км/с. Землетрясение же образуется одновременно на масштабе до 1000 км за характерное время, меньшее секунды. Возникает неразрешимая в механике сплошной среды проблема: как можно синхронизовать объем очага землетрясения такого размера за столь малые времена? Для этого скорость распространения сигнала должна быть не меньше чем 1000 км/с, что в сто раз больше скорости звука. Следовательно, необходимо найти другой (не акустический) механизм приведения огромных объемов среды к когерентности с огромной скоростью. Электромагнитный сигнал для этой задачи не проходит, т.к. высокочастотный сигнал не способен распространяться в проводящей среде литосферы на такие расстояния.
Рассмотрим возможность использования подходов, развитых в квантовой механике и экспериментально реализованных в последнее время, например, в экспериментах по квантовой запутанности и телепортации. Если бы удалось решить задачу взаимной связанности между дислокациями среды с помощью методов многочастичной квантовой запутанности, то это, возможно, открыло бы подход к решению задачи, поставленный во введении: «Что происходит в сердце землетрясения?».
Образование ударной волны на разрыве характеристики среды
Запишем уравнение дивергентного вида:
с условием на линии разрыва:
Признаки землетрясения: форшоки и афтершоки
Землетрясения могут сопровождаться предшествующими и последующими толчками, получившими соответственно название форшоков и афтершоков. Форшоки можно было бы рассматривать в качестве предвестников землетрясений. Однако в среднем они отмечаются для очень небольшого количества сильных землетрясений. Так, например, по районам Японии только пятая часть крупных землетрясений предваряется наличием форшоков. При этом они чаще всего начинаются за несколько суток до основного события, а количество их и интенсивность возрастают по мере приближения к главному толчку. В некоторых работах приводятся данные о том, что перед сильным землетрясением отмечается дефицит сейсмической активности. В целом сведения о форшоках тектонических землетрясений весьма противоречивы, так как в большинстве случаев даже постфактум очень трудно решить относится ли данное событие к форшоку или оно представляет собой флуктуацию фоновых землетрясений. Отметим, что форшоки, как правило, сопровождают относительно сильное техногенное землетрясение, проявляющееся в процессе заполнения искусственных водохранилищ.
Приведенный пример техногенных форшоков дает некоторую возможность высказать по аналогии предположение, что форшоки тектонических землетрясений могут появиться при определенных структурных особенностях среды в том случае, когда существует режим регулярного увеличения напряжений в некоторой области, совпадающей с гипоцентральной зоной главного толчка, либо в зоне прилегающей к ней.
К значительно более устойчивым явлениям следует отнести афтершоки. Детальные инструментальные наблюдения показывают, что афтершоковый процесс имеет место практически при всех достаточно сильных землетрясениях. К настоящему времени специалисты приходят к выводу, что в случае большой глубины афтершоки появляются значительно реже, чем при нормальных землетрясениях.
Обычно предполагается, что афтершоковый процесс может быть при любой величине землетрясения, хотя доказать это с полной определенностью трудно, в том числе из-за ограниченной чувствительности аппаратуры. Попутно отметим, что достаточно сильные афтершоки порождают афтершоки второго порядка. Как и при обычном (фоновом) процессе, афтершоки могут быть различной силы, т. е. распределяться в соответствии с законом повторяемости. Чаще всего афтершоки большой интенсивности появляются, через относительно короткие интервалы после главного толчка. Вместе с тем даже наиболее сильные афтершоки всегда меньше по энергии, чем порождающее их землетрясение.
Важным вопросом в проблеме афтершоков является связь место положения гипоцентров афтершоков с фокальной областью главного толчка. Многие авторы, анализируя имеющиеся экспериментальные данные, приходят к выводу, что большая часть очагов афтершоков располагается либо в пределах зоны главного толчка, либо в непосредственной близости от нее. Если очаг основного землетрясения сильно вытянут вдоль разлома, то нередко гипоцентры афтершоков концентрируются на концах тектонического шва. Вместе с тем нельзя не согласиться с некоторыми авторами, что гипоцентры афтершоков могут располагаться на значительном удалении от очаговой зоны. Это вытекает из того, что афтершоки относятся к категории возбужденных землетрясений и сфера влияния сильного события в сейсмоактивной области может быть достаточно большой, если поле напряжений в среде было близко к критическому.
Незначительные толчки бывают часто, но об этом знают только очень чуткие приборы. Но не так часто случаются и сильные толчки, которые не так просто остановить. Это значит, что землетрясения редко происходят в одиночку, гораздо чаще — парами, группами, роями, в особенности сильные. За сильными обычно следует множество толчков постепенно убывающей силы, хотя некоторые из них могут быть лишь немного слабее основного. Такие последующие толчки называют афтершока-ми (от англ. after — «после» и shock — «удар», «толчок»). После сильного землетрясения афтершоки дают целый «концерт» с меняющимися ритмом, частотой и силой ударов. Подобные «концерты» могут длиться несколько суток, недель и месяцев. Бывает, что земля не может успокоиться по нескольку лет.
Значительно реже перед сильным землетрясением возникают предшествующие толчки — форшоки (от англ. foreshock — «предварительный толчок»). Они как бы предупреждают, что Сейсмос проснулся. Известно немало случаев, когда именно после первых слабых толчков люди покидали дома и тем самым спасались от последующего, более сильного сотрясения. Например, во время катастрофического землетрясения в Армении в 1988 г. в Спитаке и Ленинакане (сейчас город Гюмри) некоторым жителям с хорошей реакцией удалось спастись, выбежав из квартир и спустившись по лестницам ещё до главного толчка, разрушившего многие дома.
Форшок
Форшок — землетрясение, произошедшее до более сильного землетрясения и связанное с ним примерно общим временем и местом. Обозначение форшоков, основного землетрясения и афтершоков возможно только после всех этих событий. [1]
Содержание
Происхождение
Форшоковая активность замечена примерно у 40 % всех средних [2] и у 70 % всех больших (M > 7.0) землетрясений. [3] Они происходят за минуты, дни или большие промежутки времени до основного толчка. Например, Землетрясение на Суматре (2002) с M7.3 [4] произошло за 2 года до землетрясения 2004 года c M9.1. [5] [6]
Но некоторые мега-землетрясения (M > 8.0) показывают полное отсутствие форшоковой активности, как, например, Ассамское землетрясение (1950) с M8.7. [3]
Механика форшоков
Предполагается, что форшоки — часть процесса подготовки сильного землетрясения. [2] По одной из моделей всё происходит каскадно — маленькое землетрясение запускает всё большие по силе, что продолжается вплоть до основного толчка. Тем не менее, анализ некоторых форшоков показал, что, вместе с афтершоками, они — часть единого процесса разрядки в зоне разлома. Это подтверждается наблюдаемой взаимосвязью между частотой форшоков и частотой афтершоков у землетрясения. [7]
Прогноз землетрясений
Увеличение сейсмической активности в определённой зоне используется как один из методов прогноза землетрясений. Однако, он не очень эффективен. Часть землетрясений не имеют форшоков, значительная часть небольших землетрясений форшоками не являются — всё это ведёт к ложным срабатываниям этого механизма прогнозов. [8]
Но на трансформных разломах форшоки происходят по схожим сценариям, что позволяет с достаточной точностью определять место и время будущих землетрясений там. [9]
Примечания
Полезное
Смотреть что такое «Форшок» в других словарях:
форшок — сущ., кол во синонимов: 1 • землетрясение (8) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов
форшок — Слабые подземные толчки, иногда предшествующие сильному землетрясению … Словарь по географии
форшок — физ. предварительный толчок (перед землетрясением) ср. афтершок … Универсальный дополнительный практический толковый словарь И. Мостицкого
Афтершок — (англ. aftershock) повторный сейсмический толчок, меньшей интенсивности по сравнению с главным сейсмическим ударом[1]. Сильные землетрясения всегда сопровождаются многочисленными афтершоками. Их количество и интенсивность со временем… … Википедия
Землетрясение в Сан-Франциско (1906) — Сан Франциско после землетрясения Землетрясение в Сан Франциско 1906 года землетрясение, произошедшее в 5:12 утра (по местному времени) 18 апреля 1906 года … Википедия
Землетрясение в Сан-Франциско — Сан Франциско после землетрясения Землетрясение в Сан Франциско 1906 года землетрясение, произошедшее в 5:12 утра (по местному времени) 18 апреля 1906 года. Эпицентр находился в 3 км к западу от Сан Франциско, магнитуда поверхностных волн… … Википедия
Землетрясение в Сан-Франциско 1906 года — Сан Франциско после землетрясения Землетрясение в Сан Франциско 1906 года землетрясение, произошедшее в 5:12 утра (по местному времени) 18 апреля 1906 года. Эпицентр находился в 3 км к западу от Сан Франциско, магнитуда поверхностных волн… … Википедия
землетрясение — подземные толчки, трясение земли, сейсмическая гроза, подземная гроза, трус, подземная буря Словарь русских синонимов. землетрясение подземные толчки, подземная буря; трус, трясение земли (устар.) Словарь синонимов русского языка. Практический… … Словарь синонимов
Землетрясение в Хайчэне (1975) — Землетрясение в Хайчэне … Википедия
Афтершок
Афтершо́к (англ. aftershock ), или повторный толчок, — толчок, происходящий после основного и меньший по сравнению с ним. Сильные землетрясения всегда сопровождаются многочисленными повторными толчками. Их количество и интенсивность со временем уменьшаются, а продолжительность проявления может длиться месяцами. Особенно велика вероятность сильных афтершоков в первые часы после главного толчка. Известно много случаев, когда повреждённые главным ударом здания рушились именно при повторных, менее сильных толчках. Повторные толчки представляют угрозу при проведении спасательных работ.
Наличие афтершоков связано не столько с остаточными напряжениями непосредственно в очаге, сколько с быстрым (во время главного удара землетрясения) увеличением напряжения в окрестностях очага случившегося землетрясения из-за перераспределения напряжений. Во время главного удара землетрясения — пластической (и хрупкой) деформации пород земной коры в очаге землетрясения жёсткая плита земной коры сдвигается как целое на десятки сантиметров или даже на метры. При этом механические напряжения в очаге уменьшаются от максимальных (от уровня предела прочности) до минимальных остаточных. Зато напряжение в окрестностях очага существенно увеличивается (в результате смещения плиты), иногда приближая это напряжение к самому пределу прочности. При превышении предела прочности (в окрестностях очага главного удара) и происходят повторные толчки. В результате смещения плиты механические напряжения возрастают и на большом удалении от очага (подобно тому, как это происходит в окрестностях очага). В результате такого возрастания напряжения на границах плиты могут приблизиться к пределу прочности коры по её периметру, вследствие чего после больших землетрясений — смещений по границе плиты может пройти череда индуцированных землетрясений.