Природные катастрофы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

Введение

1. Виды природных катастроф и их проявление на Сахалине и Курилах

2. Причины природных катастроф в литосфере и гидросфере Сахалинско-Курильского региона

Заключение

Введение

Проблема изучения природных катастроф всегда была существенно важной, а в последнее время актуальность ее все возрастает. Это обусловлено тем, что растет число человеческих жертв и материальный ущерб от природных катастроф.

Особенно важна и актуальна настоящая проблема для людей, проживающих в регионах, наиболее подверженных природным катастрофам и стихийным бедствиям. К таким регионам в нашей стране прежде всего относится Сахалинская область, где изучение природных катастроф в литосфере жизненно необходимо. Сахалинская область - единственная в России, расположенная на островах, в зоне проявления активного вулканизма и чрезвычайно высокой сейсмичности, в связи с чем имеет ярко выраженную специфику. По данным ЮНЕСКО, Сахалинская область входит в число первых пяти регионов мира, где происходит наибольшее количество видов природных катастроф из всех известных на Земле. Это связано с тем, что о-в Сахалин и Курильские острова находятся на границе самых гигантских морфоструктур Земли - Евразиатского континента и Тихого океана, в зоне сочленения которых происходят активные современные тектономагматические процессы. Динамика недр проявляется здесь прежде всего в извержениях действующих вулканов, а также в высокой сейсмичности, выражающейся в частых и нередко исключительно мощных землетрясениях, в том числе разрушительных. Подтверждение этому - два последних катастрофических землетрясения: Шикотанское 4(5) октября 1994 года и Нефтегорское 27(28) мая 1995 года. Они сопровождались человеческими жертвами и большим материальным ущербом для Сахалинской области. При этом последнее из них, стершее с лица Земли одноименный город, погубившее почти все его население и унесшее более двух тысяч жизней, считается крупнейшим землетрясением в России.

Кроме того, островам приходится переносить такое страшное проявление водной стихии, как цунами, - гигантские сейсмические морские волны, достигающие высоты 20 - 40 м и скорости 800-1000 км/ч. Энергия и сила такой тысячетонной массы воды, несущейся со скоростью современного реактивного лайнера, - огромная. Она приводит к чрезвычайно разрушительным последствиям. Примером является катастрофическое цунами, происшедшее на Курилах в г.Северо-Курильске 5 ноября 1952 года, когда в считанные минуты погибло несколько тысяч человек. Обрушившиеся холодной ноябрьской ночью 10-метровые волны смыли все постройки, докатились до гор и, вернувшись обратно в котловину, образовали водоворот, в котором с огромной скоростью вращались обломки строений, суда и люди. Одной из основных причин цунами, как и названного в Северо-Курильске, являются тектонические подвижки под дном океана при землетрясениях, происходящие в литосфере.

Естественно, изучение таких особо опасных природных явлений, связи их с особенностями литосферы, происходящими в ней процессами и мер безопасности актуально и важно.

1. Виды природных катастроф и их проявление на Сахалине и Курилах

Прежде чем исследовать природные катастрофы и меры снижения негативных последствий от них, необходимо определить: какие природные катастрофы происходят на Сахалине и Курилах и каково их место в классификации природных катастроф.

Для этого первоначально назовем основные классы катастроф. В целом можно выделить три класса: I - природные катастрофы; II - социальные катастрофы (войны, революции), III - антропогенные (техногенные, экологические) катастрофы.

Все многообразие существующих природных катастроф можно четко классифицировать, если применить один и тот же принцип их выделения, основанный на рассмотрении сфер их проявления. От центра Земли к периферии можно выделить следующие основные сферы: ядро Земли, мантию и земную кору (среди которых выделяют литосферу), гидросферу, атмосферу, стратосферу и космос.

Кроме того, природные катастрофы подразделяются на два подкласса: медленные и быстрые. Все виды катастроф могут быть представлены в виде таблицы.

Медленные, глобальные катастрофы могут быть связаны со всей Землей и касаться большинства населяющих ее биологических видов. Например, инверсия магнитных полюсов и срыв электрических токов на ядре Земли.

История Земли знает множество примеров нарушения устойчивости системы. Среди них наиболее грандиозными являются нарушения кольцевых электрических токов (в металлическом или металлизированном) на или в ядре Земли. Один раз в миллионы лет срывается этот довольно устойчивый процесс, а потом кольцевые токи вновь восстанавливаются в обратном направлении. В итоге меняются местами магнитные полюса Земли (происходит инверсия магнитных полюсов), а в промежуточный период магнитное поле нарушается. Нарушается и исчезает космическая броня Земли. В результате этого радиация и внешнее космическое излучение беспрепятственно достигают нижних слоев атмосферы. Во много раз возрастает на Земле уровень радиации, и все живое, очевидно, достаточно тяжело переносит всеобщую катастрофу.

Для каждого конкретного региона большое значение имеют быстрые катастрофы, присущие ему, проявление которых зависит от его геологических и других природных условий.

Сахалинская область, как было отмечено выше, по данным ЮНЕСКО, входит в число первых 5 регионов мира, где проявляется наибольшее число видов природных катастроф. Из названных для Сахалина и Курил особое значение имеют такие катастрофы, как землетрясения и извержения вулканов.

Их проявление обусловлено тем, что эти острова расположены на границе крупнейшего Евразиатского континента Земли и Тихого океана. Именно здесь самая гигантская литосферная плита нашей планеты (Тихоокеанская) погружается под другую обширную плиту литосферы - Евразиатскую.

Кроме того, ограниченная ими малая Охотская плита (на западной и восточной границах которой расположены Сахалин и Курильские острова) испытывает также давление (сжатие) Североамериканской плиты с севера и Китайской плиты с юго-запада. Именно здесь, на границе Тихого океана и Евразиатского континента в мантию до глубины 800 км погружается сейсмофокальная зона (узкая область концентрации землетрясений), свидетельствующая о субдукции (погружении) литосферной плиты. Возникающие в результате субдукции гигантские напряжения в литосфере вызывают многочисленные землетрясения и извержения вулканов. В среднем в год здесь происходит до 300 - 400 землетрясений, а в целом в обрамлении Тихого океана - до 80 % всех землетрясений земного шара. С 1911 года только в Курило-Камчатском регионе произошло 10 катастрофических землетрясений с магнитудой М>8 и более 100 землетрясений с М>7. Интенсивность колебаний в этих случаях составляла в эпицентре 9 и более баллов. При этом большинство землетрясений с М>8 и часть с М>7 баллов сопровождались цунами.

Последние такие катастрофы в регионе - это Шикотанское землетрясение 4(5) октября 1994 года на Курилах и крупнейшее в России разрушительное землетрясение 27(28) мая 1995 года на севере Сахалина в Нефтегорске, унесшее более 2000 жизней.

Магнитуда названного выше Шикотанского землетрясения составляла 8,1. Оно произошло под дном Тихого океана восточнее о-ва Шикотан и сопровождалось цунами и интенсивным роем афтершоков (последующих толчков). Интенсивность колебаний составляла 9 баллов и они ощущались на Сахалине и в Северо-Курильске. Горизонтальная протяженность очага оценивается Н.В. Шебалиным в 150 км, вертикальная - не менее 40 км. Диапазон глубин повторных толчков составлял от 130 км до 3 км. Землетрясение вызвало большие разрушения на южных Курильских островах Шикотан, Кунашир, Итуруп.

Нефтегорское землетрясение имело магнитуду от 7,1 до 7,6. Интенсивность колебаний достигала 8-9 баллов. Полностью было разрушено 17 пятиэтажных 80-квартирных домов, также пострадали и другие здания. Кроме того, выведено из строя 230 эксплуатационных нефтяных скважин, повреждено 20 железнодорожных составов и локомотивов, нарушено 300 км линий связи и 200 км электропередачи. Ущерб составил 4227,36 млрд. руб. (в ценах 1995 года), погибло более 2000 человек. Это землетрясение считается сильнейшей сейсмической катастрофой на территории России.

Землетрясений же силой 6-7 баллов (магнитудой 5,0 - 5,5), например, только на Сахалине происходит в среднем до 10 и более в десятилетие. Сейсмичность Курил еще выше.

Помимо землетрясений, на Курилах, являющихся областью активного вулканизма, происходят извержения вулканов. Частота их проявлений в среднем один раз в 5 лет. Один раз в 11 - 22 года происходят умеренные и средние извержения, один раз в 33 года - сильные и раз в столетие - гигантские извержения

Кроме названных катастроф, на Сахалине и Курилах происходят многочисленные природные катаклизмы в приповерхностной части литосферы, в частности гравитационные явления: обвалы, оползни, сели и лавины. При этом по лавиноопасности Сахалин занимает первое место в России.

Катаклизмы случаются не только в литосфере, но и в гидросфере. Курилы и Сахалин подвержены таким разрушительным стихийным бедствиям. как цунами, а также наводнениям и штормовым нагонам. Примером действия морской стихии являются гигантские 10-метровые волны цунами, пронесшихся со скоростью 700 км/ч 4 ноября 1952 года и унесших тысячи жизней в Северо-Курильске. Позже были и другие случаи, например, цунами на Курилах (о. Уруп) 13 октября 1963 года и цунами в Японском море 26 мая 1983 года, от которого сильно пострадали бухты и прибрежные поселки Приморья, а также цунами, возникшее от Шикотанского землетрясения 4 октября 1994 года, и другие.

Большие разрушения примерно раз в два года несут портам Сахалина штормовые нагоны, которые сносят портовые сооружения, заливают пирсы, повреждают машины и механизмы, смывают в море большое количество грузов, повреждают полотно железных и автомобильных дорог. Интенсивному образованию нагонных волну берегов Сахалина способствуют наличие обширных мелководных прибрежных зон и сложный характер топографии береговой черты.

Помимо катастроф в литосфере и гидросфере, значительные разрушения приносят этому региону катастрофические явления в атмосфере: тропические циклоны, ураганы, тайфуны. Высокая циклоническая активность здесь обусловлена положением острова Сахалин между материковыми и тихоокеанскими воздушными массами, в зоне разделения которых наиболее часто образуются и распространяются атмосферные возмущения. Разрушительные циклоны и ураганы в этом регионе происходят практически ежегодно.

Природные катастрофы приносят Сахалину и Курилам огромные материальные потери и несут гибель тысячам людей. Поэтому для обеспечения безопасности жизнедеятельности в этом регионе важны изучение этих явлений и разработка специальных мер защиты.

2. Причины природных катастроф в литосфере и гидросфере Сахалинско-Курильского региона

природный катастрофа катаклизм литосфера

Естественно, столь существенные катаклизмы в регионе связаны с особенностями глубинного строения зоны перехода от Евразиатского континента к Тихому океану и процессами, происходящими в недрах. Последние столь же уникальны и своеобразны, как и вызванные ими катаклизмы.

Осветим основные особенности строения среды, т. е. литосферы, в которой возникают и протекают процессы, приводящие на земной поверхности к катастрофам.

Особенности глубинного строения и геодинамики Сахалино-Курильского региона

Зона перехода от Евразиатского материка к Тихому океану - молодая с геологической точки зрения область. Она относится к так называемой альпийской складчатости. При среднем возрасте Земли около 4,5 - 5 млрд. лет и продолжительности самых древних периодов в миллиарды и сотни миллионов возраст этих структур, насчитывающий первые десятки миллионов лет, можно считать молодым.

Естественно, что в столь молодой области, где земная кора в ряде мест еще находится в стадии формирования, идут активные тектономагматические процессы. Несмотря на то что со времени своего образования они постепенно уменьшаются и земля как бы стареет, здесь, а также в таких зонах Земли, где происходит раздвиг океанического дна (спрединг), сопровождаемый образованием новой океанической коры, до сих пор происходят активные глубинные процессы. Они приводят к глубоким физико-химическим преобразованиям вещества, изменению минерального состава, температурных, плотностных, магнитных и электрических свойств, а также скоростных характеристик. Благодаря этому геологи и геофизики и могут судить о превращениях вещества и глубинных процессах. Кроме того, естественно, происходят и механические движения блоков и объемов глубинного вещества планеты, т. е. то, что называется геодинамикой Земли. Причем эти процессы происходят и в земной коре, на глубинах в среднем до 30 км, и в мантии (верхней и нижней, соответственно на глубинах до 900 и 2900 км), а также многие процессы, имеющие влияние на верхние оболочки Земли, происходят в ядре Земли, особенно во внешнем ядре. Они, как считают многие ученые на основе полученных экспериментальных данных, находится в жидком состоянии, представляющем собой расплав, напоминающий плазму (глубины до 5100 км) или, скорее, стекловидную массу.

Особенно активно процессы, с которыми связаны такие катаклизмы, как землетрясения и извержения вулканов, происходят в тектоносфере. Это верхняя оболочка Земли, включающая земную кору и верхнюю мантию и охватывающая первую тысячу км. Строение этих оболочек и происходящие в них процессы естественно взаимосвязаны.

Названные глобальные радиальные особенности строения Земли дают лишь самое первое и приближенное понятие о ней. Основные структурные элементы Земли - континенты и океаны. Поэтому понятно, что пограничные зоны между ними, а именно в такой зоне расположены Курилы и Сахалин, являются сложнейшими и наиболее динамичными структурами. Граница континент - океан характеризуется зачастую уникальнейшими структурами - сверхглубинными разломами, сопровождаемыми концентрациями очагов огромного числа землетрясений. Это так называемые сейсмофокальные зоны, которые в сейсмологии и геологии называют зонами Беньофа-Вадати-Заварицкого.

Сейсмофокальные зоны достигают глубин порядка 700 - 800 км. Самые глубокие сейсмофокальные зоны на Земле находятся по периферии Тихого океана, в его западном обрамлении. Одной из самых глубоких сейсмофокапьных зон является Курил о-Камчатская сейсмофокальная зона. Именно с ней связаны глубинные процессы на Курилах, Камчатке и Сахалине, приводящие к разрушительным землетрясениям и катастрофическим извержениям вулканов.

Помимо континентов и океанов, существуют, естественно, и структурные элементы меньшего порядка. Ранее, буквально несколько десятков лет назад, к ним относили платформы, складчатые области, геосинклинальные пояса и др. Однако в 60 - 70-е годы произошел буквально переворот в одной из основных отраслей геологи - геотектонике, и теперь, рассматривая структурные элементы земной коры и литосферы, следует особо говорить о таких элементах верхней оболочки Земли, как литосферные плиты, ибо именно взаимодействие литосферных плит и определяет те природные явления, те катаклизмы, которые являются предметом рассмотрения настоящей работы.

Чтобы определить, что такое литосферная плита, необходимо дать понятие литосферы. Литосфера - это верхняя твердая оболочка Земли, представляющая собой земную кору и часть нижней мантии, подстилаемой астеносферой. Оба эти термина являются реологическими, характеризующими физические прочностные свойства вещества. Астеносфера представляет собой пластичный слой частично расплавленного вещества, и поэтому она оказывает большое влияние на вышележащие породы, которые объединены термином "литосфера".

Мощность литосферы на земном шаре, по оценке А.В. Балли, меняется в основном в пределах от 75 до 300 км. При этом под океанами она имеет величину в основном около 50 - 60 км, а под континентами 100 - 200 км и более. В среднем можно считать ее равной 90 км. Однако установлено, что в пределах сводовых частей молодых горных сооружений кровля астеносферы поднимается до глубин 20 -25 км от поверхности. В частности, под окраинным Охотским морем в районе Курильской глубоководной котловины (Южно-Охотской впадины), считается, кровля астеносферы залегает на глубинах около 20 км. Естественно, это оказывает существенное влияние на геодинамику региона. По мнению геологов и геофизиков, здесь, в южной части Охотского моря имеет место задуговый спрединг, т. е. раздвиг дна окраинного моря с излиянием мантийных пород - базальтов - и другими явлениями.

Итак, исходя из того, что средняя мощность литосферы около 90 км, можно представить размеры основных структурных элементов литосферы -литосферных плит. Согласно В.Е. Хаину, в верхней оболочке Земли выделяется 7 крупных литосферных и 13 малых плит (рис. 3).

Как видим, последняя малая плита, или микроплита, - Охотская. Именно ее динамика и взаимодействие с соседними литосферными плитами определяют происходящие на Сахалине, Курилах, Камчатке и в обрамлении Охотского моря такие катастрофические явления, как землетрясения и извержения вулканов.

Большое значение имеет контакт Охотской микроплиты и коллизии ее с соседними плитами. Это связано с тем, что Охотская плита расположена между четырьмя большими плитами, которые оказывают на нее сильное воздействие. С востока на нее оказывает давление Тихоокеанская плита, с севера - Североамериканская, с запада - гигантская Евразиатская плита, а на юго-западе - Китайская плита.

Все плиты находятся в движении, причем движутся с разными скоростями, в результате чего и происходят разные коллизии между ними.

Большое значение на процессы в зонах контактов и сопровождающие их явления имеет тип литосферы и связанный с этим вид коллизий. Выделяют плиты с континентальным типом земной коры, океаническим и переходным (субконтинентальным и субокеаническим) и четыре типа коллизий, или контакта плит. Соответственно выделяют нижеследующие типы взаимодействия и коллизий плит: 1 -дивергенция, т. е. расходящиеся плиты, сопровождаемая образованием коры; 2 - конвергенция, т. е. сходящиеся плиты, когда кора деформируется и разрывается или сопровождается субдукцией (погружением); при этом конвергенция бывает трех типов: а) между океанической и континентальной плитой, б) между преимущественно океаническими (субокеаническими) плитами, в) между преимущественно кончи ментальными (субконтинентальными) плитами; 3 - трансформный сдвиг, когда кора не разрушается и не образуется, а сдвигается горизонтально по трансформному разлому; 4 - внутриплитные контакты, сопровождаемые внугриплитной сейсмичностью.

В Сахалино-Курильском регионе, как установлено геофизическими и прежде всего сейсмическими исследованиями С.М. Зверева, И.П. Косминской, ПС Вейцман, А.А. Суворова, Г.И. Аносова, С.К. Биккениной, Т.К. Злобина и других земная кора в пределах вышеназванных плит имеет различное строение. Тихоокеанская плита относится к океаническому типу, а Евразиатская, Североамериканская и Китайская - к континентальному. Строение Охотской литосферной плиты сложное, и она представлена корой переходного типа.

Важнейшее значение для проявления глубинных процессов и связанных с ними катаклизмов имеют строение и динамика пограничных зон. т. е. зон контакта. Самым выраженным является контакт между Тихоокеанской плитой и Охотской на восточной границе последней. Здесь имеет место субдукция океанической коры, т. е. тихоокеанская плита мощностью от 5 до 12 км, двигаясь на запад, погружается на глубину до 800 км под Охотскую и Евразиатскую мощностью 25-30 км.

Это явление сопровождается сильнейшими коллизиями, деформациями, трением, разогревом глубинного вещества. В результате субдукции Тихоокеанской плиты в пограничной сейсмофокальной зоне и прилегающих частях литосферных плит происходят многочисленные и сильнейшие землетрясения, а на Курилах и Камчатке это сопровождается также активным современным вулканизмом и извержением вулканов. На восточной границе Охотской плиты имеет место Курило-Камчатский сейсмический пояс. Соответственно на северной границе плиты мы выделяем Алеутско-Охотский пояс сейсмичности, а на западе - Сахалинский пояс сейсмичности.

На западной границе Охотской литосферной плиты картина иная. Здесь имеет место, по-видимому, другой вид коллизии, более всего отвечающий типу 2, В, т. е. конвергенции плит субконтинентального и континентального типов. Здесь сходятся плиты с субконтинентальной корой Охотской плиты с четко выраженной мощной континентальной корой Евразиатской и Китайской плит.

Конечно, это не конвергенция между двумя такими континентальными плитами, как. например, Индийской и Евразиатской, столкновение между которыми, подобно двум встречным айсбергам, привело к возникновению в зоне контакта мощнейшей деформации земной коры и образованию величайших гор на Земле - Гималаев. Однако на границе Охотской плиты с Евразиатской и Китайской также происходят существенные коллизии, деформация коры и т. п., выраженные в складчатых системах Сахалина и сопровождаемые сильными землетрясениями и значительной сейсмичностью.

Именно взаимодействие названных выше плит и вызвало по границе контакта такие мощные землетрясения, как Монеронское 5 сентября 1970 года с магнитудой М = 7,5; Лесогорско-Углегорское 15 марта 1924 года с М = 6,8; Ноглинское 2 октября 1964 года с М = 5,8 и Нефтегорское 27 мая 1995 года. Причем на севере Сахалина на широте п. Нефтегорск находится сочленение Евразиатской и Китайской плит, расположенных соответственно севернее и южнее этой широты. Таким образом, здесь имеет место сочленение трех плит. Аналогичное явление можно наблюдать на западе Северной Америки и в других местах. Коллизии между плитами здесь сложные и вызывают значительные деформации коры при движении и взаимодействии плит.

Вышесказанное объясняет, почему энергия Нефтегорского землетрясения была столь велика. Магнитуда его составила 7,1 балла по шкале Рихтера, что соответствует 8-9 баллам по шкале интенсивности М5К-64, принятой в России и во многих других странах.

Таким образом, глубинные причины землетрясений, в том числе и разрушительных, на Сахалине к Курилах связаны со взаимодействием Охотской литосферной плиты с окружающими ее шишами в пограничных зонах контакта, которые проходят по Курило-Камчатской островной системе на востоке и по Сахалину - на западе.

Можно добавить, что само движение литосферных плит в верхней оболочке Земли имеет более глубокие причины. Одна из них, наиболее общепринятая, - это мантийная конвекции. Последнее означает, что в результате тепловой конвекции и разности температур в недрах происходит движение глубинного вещества в конвективных ячейках. Причем в одних случаях, когда потоки встречные, наблюдаются подъем и спрединг (раздвиг) океанического дна, а в другом, когда имеет место встречный нисходящий поток, наблюдается субдукции, т. е. погружение океанической плиты.

Именно эти глубинные процессы и приводят к таким проявляющимся на поверхности Земли природным катастрофам в литосфере, как землетрясения и извержения вулканов.

Можно добавить, что и возникновение гигантских морских волн - цунами, несущих неисчислимые бедствия, также в основном связано с ними, поскольку обусловлено, как правило, землетрясениями и извержениями вулканов.

Заключение

В своем реферате на тему: «Природные катастрофы на Сахалине и Курилах» я раскрыл виды природных катастроф, а также выяснил причины их возникновения.

Многие из нас не задумываются о том как мы живем и для чего, но я считаю, что те глобальные проблемы, которые были описаны в моей работе должны знать все, ведь это открытый вопрос. Каждый должен внести вклад во избежание природных катастроф. И мне кажется, что данная проблема актуальна на сегодняйший день.

Размещено на Allbest.ru