Nazywa się wszystkie ruchy skorupy ziemskiej. Ruch skorupy ziemskiej

Struktura skorupa Ziemska, struktury geologiczne, wzorce ich lokalizacji i rozwoju są badane przez sekcję geologii - geotektonika. Omówienie ruchów skorupy ziemskiej w tym rozdziale jest prezentacją tektoniki wewnątrzpłytowej. Ruchy skorupy ziemskiej powodujące zmiany w występowaniu ciał geologicznych nazywane są ruchami tektonicznymi.

KRÓTKI SZKIC WSPÓŁCZESNEJ TEORII

PŁYTY TEKTONICZNE

Na początku XX wieku. prof. Alfred Wegener wysunął hipotezę, która posłużyła za początek rozwoju całkowicie nowej teorii geologicznej opisującej powstawanie kontynentów i oceanów na Ziemi. Obecnie mobilistyczna teoria tektoniki płyt najdokładniej opisuje strukturę górnych geosfer Ziemi, jej rozwój i wynikające z tego procesy geologiczne i zjawiska.

Prosta i jasna hipoteza A. Wegenera jest taka, że ​​na początku mezozoiku, około 200 milionów lat temu, wszystkie obecnie istniejące kontynenty zostały zgrupowane w jeden superkontynent, nazwany przez A. Wegenera Pangeą. Pangea składała się z dwóch dużych części: północnej - Laurazji, która obejmowała Europę, Azję (bez Hindustanu), Amerykę Północną i południowej - Gondwany, która obejmowała Amerykę Południową, Afrykę, Antarktydę, Australię, Hindustan. Te dwie części Pangei zostały prawie oddzielone głęboką zatoką - zagłębieniem w Oceanie Tetydy. Impulsem do stworzenia hipotezy dryfu kontynentalnego było uderzające geometryczne podobieństwo zarysów wybrzeży Afryki i Ameryka Południowa, ale potem hipoteza uzyskała pewne potwierdzenie w badaniach paleontologicznych, mineralogicznych, geologicznych i strukturalnych. Słabym punktem hipotezy A. Wegenera był brak wyjaśnienia przyczyn dryfu kontynentów, identyfikacja bardzo znaczących sił zdolnych do przemieszczania kontynentów, tych niezwykle masywnych formacji geologicznych.

Holenderski geofizyk F. Vening-Meines, angielski geolog A. Holmes i amerykański geolog D. Griege najpierw zasugerowali obecność w płaszczu przepływów konwekcyjnych, które mają kolosalną energię, a następnie powiązali to z ideami Wegenera. W połowie XX wieku. dokonano wybitnych odkryć geologicznych i geofizycznych: w szczególności ustalono obecność globalnego systemu grzbietów i szczelin śródoceanicznych (MOR); odkryto istnienie plastycznej warstwy astenosfery; Odkryto, że na Ziemi występują liniowe wydłużone pasy, w których skupia się 98% wszystkich epicentrów trzęsień ziemi i które graniczą ze strefami niemal asejsmicznymi, zwanymi później płytami litosfery, a także szeregiem innych materiałów, co generalnie prowadziło do wniosku, że panująca „fixistowska” teoria tektoniczna nie jest w stanie wyjaśnić w szczególności zidentyfikowanych danych paleomagnetycznych na temat położenia geograficznego kontynentów ziemskich.

Już na początku lat 70-tych XX wieku. Amerykański geolog G. Hess i geofizyk R. Dietz na podstawie odkrycia zjawiska rozprzestrzeniania się (wzrostu) dna oceanicznego wykazali, że w związku z tym, że gorąca, częściowo stopiona materia płaszcza, wznosząca się wzdłuż szczelin szczelinowych, powinna rozprzestrzeniać się w różnych kierunkach od osi środkowej -grzbiet oceaniczny i „popycha” dno oceanu w różnych kierunkach, uniesiony materiał płaszcza wypełnia szczelinę szczelinową i krzepnąc w niej, buduje rozbieżne krawędzie skorupy oceanicznej. Późniejsze odkrycia geologiczne potwierdziły te stanowiska. Stwierdzono na przykład, że najstarszy wiek skorupy oceanicznej nie przekracza 150-160 milionów lat (to zaledwie 1/30 wieku naszej planety), współczesne skały występują w pęknięciach ryftowych, a najstarsze to skały jak najdalej od MOR.

Obecnie w górnej skorupie Ziemi znajduje się siedem dużych płyt: Pacyficzna, Eurazjatycka, Indo-Australijska, Antarktyczna, Afrykańska, Północna i Południowoamerykańska; siedem średnich talerzy, np. Arabski, Nazca, Kokosowy itp. W obrębie dużych talerzy czasami wyróżnia się niezależne talerze lub bloki średniej wielkości i wiele małych. Wszystkie płyty poruszają się względem siebie, dlatego ich granice są wyraźnie zaznaczone jako strefy o zwiększonej aktywności sejsmicznej.

Ogólnie rzecz biorąc, wyróżnia się trzy rodzaje ruchu płyt: rozsuwanie się z powstawaniem szczelin, ściskanie lub wciskanie (zanurzanie) jednej płyty w drugą i wreszcie przesuwanie się lub przesuwanie płyt względem siebie. Wszystkie te ruchy płyt litosferycznych wzdłuż powierzchni astenosfery zachodzą pod wpływem prądów konwekcyjnych w płaszczu. Proces wpychania płyty oceanicznej pod kontynentalną nazywa się subdukcją (na przykład Pacyfik „podbija” pod euroazjatycką w rejonie japońskiego łuku wyspowego), a proces wpychania płyty oceanicznej na płytę kontynentalną nazywa się obdukcją. W czasach starożytnych taki proces zderzenia kontynentalnego (kolizji) doprowadził do zamknięcia Oceanu Tetydy i powstania pasa górskiego alpejsko-himalajskiego.

Wykorzystanie twierdzenia Eulera o ruchu płyt litosferycznych po powierzchni geoidy przy wykorzystaniu danych z kosmosu i obserwacji geofizycznych pozwoliło obliczyć (J. Minster) tempo usuwania Australii z Antarktydy - 70 mm/rok , Ameryka Południowa z Afryki - 40 mm/rok; Ameryka Północna z Europy - 23 mm/rok.

Morze Czerwone rozszerza się w tempie 15 mm/rok, a Hindustan zderza się z Eurazją w tempie 50 mm/rok. Pomimo faktu, że globalna teoria tektoniki płyt jest solidna zarówno pod względem matematycznym, jak i fizycznym, wiele zagadnień geologicznych nie zostało jeszcze w pełni poznanych; są to na przykład problemy tektoniki wewnątrzpłytowej: po szczegółowych badaniach okazuje się, że płyty litosferyczne wcale nie są całkowicie sztywne, nieformalne i monolityczne; według prac wielu naukowców powstają potężne przepływy materii płaszcza wnętrzności Ziemi, zdolne do ogrzewania, topienia i deformowania płyty litosferycznej (J. Wilson). Znaczący wkład w rozwój najnowocześniejszej teorii tektonicznej wnieśli rosyjscy naukowcy V.E. Hein, PI Kropotkin, A.V. Peive, OG Sorochtin, SA Uszakow i inni.

RUCHY TEKTONICZNE

Ta dyskusja na temat ruchów tektonicznych ma największe zastosowanie do tektoniki wewnątrz płyt, z pewnymi uogólnieniami.

Ruchy tektoniczne w skorupie ziemskiej zachodzą stale. W niektórych przypadkach są one powolne, ledwo zauważalne dla ludzkiego oka (ery pokoju), w innych - w postaci intensywnych procesów burzliwych (rewolucje tektoniczne). W historii skorupy ziemskiej było kilka takich rewolucji tektonicznych.

Ruchliwość skorupy ziemskiej w dużej mierze zależy od charakteru jej struktur tektonicznych. Największe konstrukcje to platformy i geosynkliny. Platformy odnoszą się do stabilnych, sztywnych, nieaktywnych konstrukcji. Charakteryzują się wyrównanymi formami reliefowymi. Od dołu składają się ze sztywnego odcinka skorupy ziemskiej, którego nie można zagiąć (podłoże krystaliczne), powyżej którego leży pozioma warstwa nienaruszonych skał osadowych. Typowymi przykładami starożytnych platform są platformy rosyjskie i syberyjskie. Platformy charakteryzują się spokojnymi, powolnymi ruchami o charakterze pionowym. W przeciwieństwie do platform geosynkliny Są to ruchome części skorupy ziemskiej. Znajdują się one pomiędzy platformami i reprezentują ich ruchome stawy. Geosynkliny charakteryzują się różnymi ruchami tektonicznymi, wulkanizmem i zjawiskami sejsmicznymi. W strefie geosynklin następuje intensywna akumulacja grubych warstw skał osadowych.

Ruchy tektoniczne skorupy ziemskiej można podzielić na trzy główne typy:

• oscylacyjny, wyrażający się powolnym wznoszeniem i opadaniem poszczególnych odcinków skorupy ziemskiej i prowadzący do powstawania dużych wypiętrzeń i dolin;
• pofałdowany, powodujący zapadnięcie się poziomych warstw skorupy ziemskiej w fałdy;
• nieciągły, prowadzący do zerwania warstw i układów skały.

Ruchy oscylacyjne. Niektóre fragmenty skorupy ziemskiej podnoszą się przez wiele stuleci, inne zaś opadają w tym samym czasie. Z biegiem czasu wzrost ustępuje miejsca spadkowi i odwrotnie. Ruchy oscylacyjne nie zmieniają pierwotnych warunków występowania skał, jednak ich znaczenie inżynieryjne i geologiczne jest ogromne. Od nich zależy położenie granic między lądem a morzem, spłycenie i wzmożona aktywność erozyjna rzek, powstawanie rzeźby i wiele innych.

Wyróżnia się następujące rodzaje ruchów oscylacyjnych skorupy ziemskiej: 1) przeszłe okresy geologiczne; 2) najpóźniejsze, związane z okresem czwartorzędu; 3) nowoczesny.

Szczególnym zainteresowaniem geologii inżynierskiej cieszą się współczesne ruchy oscylacyjne, które powodują zmiany wysokości powierzchni Ziemi na danym obszarze. Aby wiarygodnie oszacować tempo ich manifestacji, używają prace geodezyjne wysoka precyzja. Współczesne ruchy oscylacyjne występują najintensywniej w obszarach geosynklin. Ustalono na przykład, że w okresie od 1920 do 1940 r. Kotlina Doniecka podnosiła się w stosunku do miasta Rostów nad Donem w tempie 6-10 mm/rok, a Wyżyna Środkowo-Rosyjska - do 15-20 mm/rok. Średnie tempo współczesnego osiadania w depresji Azow-Kubań wynosi 3-5, a w depresji Terek - 5-7 mm/rok. Zatem roczna prędkość współczesnych ruchów oscylacyjnych wynosi najczęściej kilka milimetrów, a 10-20 mm/rok to bardzo duża prędkość. Znana prędkość graniczna wynosi nieco ponad 30 mm/rok.

W Rosji rosną obszary Kurska (3,6 mm/rok), wyspy Nowa Ziemia i północnego Morza Kaspijskiego. Szereg obszarów terytorium Europy w dalszym ciągu się kurczy – Moskwa (3,7 mm/rok), St. Petersburg (3,6 mm/rok). Wschodnie Ciscaucasia tonie (5-7 mm/rok). Przykładów drgań powierzchni ziemi w innych krajach jest mnóstwo. Od wielu stuleci obszary Holandii (40-60 mm/rok), Cieśniny Duńskiej (15-20 mm/rok), Francji i Bawarii (30 mm/rok) ulegają intensywnemu zapadaniu. Skandynawia w dalszym ciągu intensywnie rośnie (25 mm/rok), jedynie region Sztokholmu wzrósł o 190 mm w ciągu ostatnich 50 lat.

Ze względu na obniżenie zachodniego wybrzeża Afryki, ujściowa część koryta rzeki. Kongo zatonęło i można je prześledzić na dnie oceanu na głębokości 2000 m, w odległości 130 km od wybrzeża.

Nauka bada współczesne ruchy tektoniczne skorupy ziemskiej neotektonika. Nowoczesne ruchy oscylacyjne muszą być brane pod uwagę przy konstruowaniu obiektów hydraulicznych, takich jak zbiorniki, tamy, systemy rekultywacji, miasta w pobliżu morza. Na przykład obniżenie obszaru Wybrzeże Morza Czarnego prowadzi do intensywnej erozji linii brzegowych przez fale morskie i powstawania dużych osuwisk.

Ruchy składania. Skały osadowe początkowo leżą poziomo lub prawie poziomo. Ta pozycja jest utrzymywana nawet przy ruchach oscylacyjnych skorupy ziemskiej. Złożone ruchy tektoniczne usuwają warstwy z pozycji poziomej, nadają im nachylenie lub miażdżą je w fałdy. W ten sposób powstają zwichnięcia złożone (ryc. 31).

Wszelkie formy dyslokacji fałdowych powstają bez przerywania ciągłości warstw (warstw). To jest ich cecha charakterystyczna. Do najważniejszych z nich należą: jednoskośne,

zgięcie, antyklina i synchronizacja.

Monoklina jest najprostszą formą zakłócenia pierwotnego występowania skał i wyraża się w ogólnym nachyleniu warstw w jednym kierunku (ryc. 32).

Zgięcie- fałd kolanowy powstający w wyniku przemieszczenia jednej części górotworu względem drugiej bez przerwania ciągłości.

Antyklina- fałd skierowany ku górze wierzchołkiem (ryc. 33) oraz łęk- fałd wierzchołkiem skierowanym w dół (ryc. 34, 35). Boki fałd nazywane są skrzydłami, wierzchołki nazywane są zamkami i wewnętrzna część- rdzeń.

Należy zaznaczyć, że skały w szczytach fałdów są zawsze spękane, a czasem wręcz pokruszone (ryc. 36).

Łamanie ruchów. W wyniku intensywnych ruchów tektonicznych może dojść do zerwania ciągłości warstw. Połamane części warstw przesuwają się względem siebie. Przemieszczenie następuje wzdłuż płaszczyzny pęknięcia, która objawia się w postaci pęknięcia. Wielkość amplitudy przemieszczenia jest różna - od centymetrów do kilometrów. Do dyslokacji uskokowych zalicza się uskoki normalne, uskoki odwrotne, horsty, chwyty i pchnięcia (ryc. 37).

Resetowanie powstaje w wyniku obniżenia jednej części grubości względem drugiej (ryc. 38, A). Jeśli podczas pęknięcia nastąpi wypiętrzenie, powstaje zwarcie odwrotne (ryc. 38, B). Czasami w jednym obszarze tworzy się kilka luk. W takim przypadku powstają błędy stopniowe (lub błędy odwrotne) (Rys. 39).

Ryż. 31.

/ - pełny (normalny); 2- izokliniczny; 3- klatka piersiowa; 4- prosty; 5 - skośny; 6 - skłonny; 7- leżący; 8- wywrócony; 9- zgięcie; 10 - Jednoskośny

Ryż. 32.

sytuacja

Ryż. 33.

(wg M. Vasica)

Ryż. 34. Pełne złożenie ( A) i złożyć elementy (b):

1 - antyklina; 2 - synchronizacja

Ryż. 35. Synklinalne występowanie warstw skał osadowych w środowisku naturalnym (uskok widoczny w osi fałdu)

Ryż. 37.

A - Resetowanie; B- reset krokowy; V - podnieść; G- pchnięcie; D- chwycić; mi- Horst; 1 - stacjonarna część grubości; część 2-przesunięta; P - powierzchnia Ziemi; p - płaszczyzna pęknięcia

Powierzchnia ścinania

Ryż. 38. Wykres ścinania warstw warstwowych: A - dwa przesunięte bloki; B - profil z charakterystycznym przesunięciem skał (wg M.Vasica)

Upuszczony blok

Nadrenia

Ryż. 39.

Ryż. 40.

A - normalna; B- rezerwa; V- poziome

Ryż. 41.

A - separacja; B - kruche odpryski; V- powstawanie szczypty; G- lepkie odpryskiwanie przy

rozciąganie („rozciąganie”)

Graben występuje, gdy część skorupy ziemskiej opada pomiędzy dwoma dużymi uskokami. W ten sposób powstało na przykład jezioro Bajkał. Niektórzy eksperci uważają Bajkał za początek powstawania nowej szczeliny.

Horsta- kształt przeciwny do chwytaka.

Pchnięcie w przeciwieństwie do poprzednich form, dyslokacje nieciągłe powstają, gdy grubości przemieszczają się w płaszczyźnie poziomej lub stosunkowo nachylonej (ryc. 40). W wyniku pchania młode osady mogą zostać przykryte skałami starszego wieku (ryc. 41, 42, 43).

Występowanie warstw. Badając warunki inżynieryjno-geologiczne placów budowy, konieczne jest ustalenie przestrzennego położenia warstw. Określenie położenia warstw (warstw) w przestrzeni pozwala na rozwiązanie zagadnień głębokości, miąższości i charakteru ich występowania, pozwala na wybór warstw jako fundamentów budowli, oszacowanie zasobów wód podziemnych itp.

Znaczenie dyslokacji dla geologii inżynierskiej. Jak najbardziej do celów budowlanych korzystne warunki są gorące

Ryż. 42. Wschodni kraniec ciągu Audiberge (Alpy-Maritimes). Nacięcie (A) przedstawia zabudowę prawego brzegu Doliny Lu, zlokalizowaną bezpośrednio za miejscem pokazanym na schemacie blokowym (b); cięcie jest zorientowane w przeciwnym kierunku. Amplituda ciągu, odpowiadająca wielkości przemieszczenia warstw w odwróconym skrzydle antykliny, stopniowo maleje z zachodu na wschód

strefowe występowanie warstw, ich duża grubość, jednorodność składu. W tym przypadku budynki i konstrukcje zlokalizowane są w jednorodnym środowisku gruntowym, stwarzając warunek równomiernej ściśliwości warstw pod ciężarem konstrukcji. W takich warunkach konstrukcje uzyskują największą stabilność (ryc. 44).

Ryż. 43.

Uskok Levana w Alpach Dolnych

Ryż. 44.

a, b - tereny sprzyjające budowie; V- niekorzystne; G - niekorzystny; L- konstrukcja (budynek)

Obecność przemieszczeń komplikuje warunki inżynieryjne i geologiczne placów budowy - zostaje zakłócona jednorodność gruntów fundamentów konstrukcji, tworzą się strefy zgniatania, zmniejsza się wytrzymałość gleby, okresowo występują przemieszczenia wzdłuż pęknięć pęknięć i krąży woda gruntowa . W przypadku stromego opadania warstw konstrukcja może być zlokalizowana jednocześnie na różnych gruntach, co czasami prowadzi do nierównej ściśliwości warstw i deformacji konstrukcji. Dla budynków niekorzystny stan jest złożona natura fałd. Nie zaleca się lokalizowania obiektów na liniach uskoków.

ZJAWISKA SEJSMICZNE

Sejsmiczny(z greckiego - drżenie) zjawiska objawiają się w postaci elastycznych wibracji skorupy ziemskiej. To groźne zjawisko naturalne jest typowe dla obszarów geosynkliny, na których aktywne są nowoczesne procesy górotwórcze, a także dla stref subdukcji i obdukcji.

Wstrząsy pochodzenia sejsmicznego występują niemal bez przerwy. Specjalne instrumenty rejestrują ponad 100 tysięcy trzęsień ziemi w ciągu roku, ale na szczęście tylko około 100 z nich prowadzi do niszczycielskich skutków, a niektóre prowadzą do katastrof ze śmiercią ludzi i masowym zniszczeniem budynków i budowli (ryc. 45).

Trzęsienia ziemi powstają także podczas erupcji wulkanów (w Rosji np. na Kamczatce), występowania awarii na skutek zapadania się skał do dużych podziemnych jaskiń,

Ryż. 45.

ry, wąskie, głębokie doliny, a także w wyniku potężnych eksplozji przeprowadzanych np. w celach budowlanych. Niszczący wpływ takich trzęsień ziemi jest niewielki i mają one znaczenie lokalne, a najbardziej niszczycielskie są zjawiska sejsmiczne tektoniczne, które z reguły obejmują duże obszary.

Historia zna katastrofalne trzęsienia ziemi, podczas których zginęło dziesiątki tysięcy ludzi i zniszczone zostały całe miasta lub większość z nich (Lizbona – 1755, Tokio – 1923, San Francisco – 1906, Chile i Sycylia – 1968). Dopiero w pierwszej połowie XX w. było ich 3749, z czego 300 trzęsień ziemi miało miejsce w samym regionie Bajkału. Najbardziej niszczycielskie miały miejsce w miastach Aszchabad (1948) i Taszkent (1966).

Wyjątkowo potężne, katastrofalne trzęsienie ziemi miało miejsce 4 grudnia 1956 roku w Mongolii, które odnotowano także w Chinach i Rosji. Towarzyszyły temu ogromne zniszczenia. Jeden ze szczytów górskich przełamał się na pół, a część góry o wysokości 400 m zapadła się w wąwóz. Na powierzchni ziemi utworzyło się zagłębienie uskokowe o długości do 18 km i szerokości 800 m. Główne z nich rozciągały się na głębokość do 250 km.

Najbardziej katastrofalnym trzęsieniem ziemi było trzęsienie ziemi, które miało miejsce w Tangshan (Chiny) w 1976 roku, w wyniku którego zginęło 250 tysięcy ludzi, głównie pod zawalonymi budynkami z gliny (cegły mułowej).

Tektoniczne zjawiska sejsmiczne występują zarówno na dnie oceanów, jak i na lądzie. Pod tym względem rozróżnia się trzęsienia morza i trzęsienia ziemi.

Trzęsienia morza powstają w głębokich depresjach oceanicznych Pacyfiku, rzadziej w oceanach Indyjskim i Atlantyckim. Gwałtowne podnoszenie się i opadanie dna oceanu powoduje przemieszczanie się dużych mas skał i generuje łagodne fale (tsunami) na powierzchni oceanu o odległości między grzbietami do 150 km i bardzo małej wysokości nad dużymi głębokościami oceanu. W miarę zbliżania się do brzegu, wraz z podnoszeniem się dna, a czasem zwężaniem brzegów w zatokach, wysokość fal wzrasta do 15-20 m, a nawet 40 m.

Tsunami pokonywać odległości setek i tysięcy kilometrów z prędkością 500-800, a nawet ponad 1000 km/h. Gdy głębokość morza maleje, stromość fal gwałtownie wzrasta i uderzają one w brzegi z straszliwą siłą, powodując zniszczenie konstrukcji i śmierć ludzi. Podczas morskiego trzęsienia ziemi w 1896 roku w Japonii odnotowano fale o wysokości 30 m, które w wyniku uderzenia w brzeg zniszczyły 10 500 domów, zabijając ponad 27 tysięcy ludzi.

Wyspy japońskie, indonezyjskie, filipińskie i hawajskie, a także wybrzeże Pacyfiku w Ameryce Południowej są najczęściej dotknięte tsunami. W Rosji zjawisko to obserwuje się na wschodnich wybrzeżach Kamczatki i Wysp Kurylskich. Ostatnie katastrofalne tsunami na tym obszarze miało miejsce w listopadzie 1952 roku na Pacyfiku, 140 km od wybrzeża. Zanim nadeszła fala, morze cofnęło się od wybrzeża na odległość 500 m, a 40 minut później w wybrzeże uderzyło tsunami z piaskiem, mułem i różnymi gruzami. Potem nastąpiła druga fala, dochodząca do 10-15 m wysokości, która dokończyła niszczenie wszystkich budynków znajdujących się poniżej dziesięciometrowego znaku.

Najwyższa fala sejsmiczna – tsunami – powstała u wybrzeży Alaski w 1964 r.; jego wysokość sięgała 66 m, a prędkość 585 km/h.

Częstotliwość tsunami nie jest tak duża jak w przypadku trzęsień ziemi. Tak więc w ciągu 200 lat na wybrzeżu Kamczatki i Wysp Kurylskich zaobserwowano tylko 14 z nich, z czego cztery były katastrofalne.

Na wybrzeżu Pacyfiku w Rosji i innych krajach utworzono specjalne służby obserwacyjne, które ostrzegają przed zbliżaniem się tsunami. Dzięki temu możesz w porę ostrzec i chronić ludzi przed niebezpieczeństwem. Zbudowany do walki z tsunami konstrukcje inżynierskie w postaci nasypów ochronnych, powstają żelbetowe pomosty, ściany falowe, sztuczne mielizny. Budynki są umieszczone na dużej części terenu.

Trzęsienia ziemi. Fale sejsmiczne.Źródło powstawania fal sejsmicznych nazywane jest hipocentrum (ryc. 46). Na podstawie głębokości hipocentrum wyróżnia się trzęsienia ziemi: powierzchniowe - od 1 do 10 km głębokości, skorupowe - 30-50 km i głębokie (lub plutoniczne) - od 100-300 do 700 km. Te ostatnie znajdują się już w płaszczu Ziemi i są związane z ruchami zachodzącymi w głębokich strefach planety. Takie trzęsienia ziemi zaobserwowano na Dalekim Wschodzie, w Hiszpanii i Afganistanie. Najbardziej niszczycielskie są trzęsienia ziemi powierzchniowe i skorupowe.

Ryż. 46. Hipocentrum (H), epicentrum (Ep) i fale sejsmiczne:

1 - wzdłużny; 2- poprzeczny; 3 - powierzchowne

Bezpośrednio nad hipocentrum na powierzchni ziemi znajduje się epicentrum. W tym obszarze wstrząsy powierzchniowe występują najpierw i wraz z nimi Największa siła. Analiza trzęsień ziemi wykazała, że ​​w aktywnych sejsmicznie obszarach Ziemi 70% źródeł zjawisk sejsmicznych znajduje się na głębokości 60 km, ale największa głębokość sejsmiczna nadal wynosi od 30 do 60 km.

Fale sejsmiczne, które z natury są drganiami sprężystymi, rozchodzą się z hipocentrum we wszystkich kierunkach. Fale sejsmiczne podłużne i poprzeczne rozróżnia się jako drgania sprężyste rozchodzące się w gruncie od źródeł trzęsień ziemi, eksplozji, uderzeń i innych źródeł wzbudzeń. Fale sejsmiczne - wzdłużny, Lub R- fale (łac. pierwsze- pierwszy), jako pierwsi wychodzą na powierzchnię ziemi, ponieważ mają prędkość 1,7 razy większą niż fale poprzeczne; poprzeczny, lub 5 fal (łac. drugie- drugi) i powierzchowny, Lub L- fale (łac. 1op-qeg- długi). Długości Jest więcej załamków L i prędkości są od nich niższe R- i 5 fal. Podłużne fale sejsmiczne to fale ściskania i rozciągania ośrodka w kierunku promieni sejsmicznych (we wszystkich kierunkach od źródła trzęsienia ziemi lub innego źródła wzbudzenia); poprzeczne fale sejsmiczne - fale poprzeczne w kierunku prostopadłym do promieni sejsmicznych; powierzchniowe fale sejsmiczne to fale rozchodzące się po powierzchni ziemi. Fale L dzielą się na fale Love (oscylacje poprzeczne w płaszczyźnie poziomej bez składowej pionowej) i fale Rayleigha (oscylacje złożone ze składową pionową), nazwane na cześć naukowców, którzy je odkryli. Największym zainteresowaniem inżyniera budownictwa są fale podłużne i poprzeczne. Fale podłużne powodują rozszerzanie się i ściskanie skał w kierunku ich ruchu. Rozprzestrzeniają się we wszystkich mediach - stałych, ciekłych i gazowych. Ich prędkość zależy od substancji skał. Można to zobaczyć na przykładach podanych w tabeli. 11. Drgania poprzeczne są prostopadłe do drgań podłużnych, rozchodzą się tylko w ośrodku stałym i powodują odkształcenia ścinające w skałach. Prędkość fal poprzecznych jest około 1,7 razy mniejsza niż prędkość fal podłużnych.

Na powierzchni ziemi fale specjalnego rodzaju rozchodzą się od epicentrum we wszystkich kierunkach - fale powierzchniowe, które ze swojej natury są falami grawitacyjnymi (jak fale morskie). Szybkość ich rozprzestrzeniania się jest mniejsza niż prędkość poprzeczna, ale mają nie mniej szkodliwy wpływ na konstrukcje.

Działanie fal sejsmicznych, czyli inaczej czas trwania trzęsień ziemi, objawia się zwykle w ciągu kilku sekund, rzadziej minut. Czasami zdarzają się długotrwałe trzęsienia ziemi. Na przykład na Kamczatce w 1923 r. trzęsienie ziemi trwało od lutego do kwietnia (195 wstrząsów).

Tabela 11

Prędkość propagacji fal podłużnych (y p) i poprzecznych (y 5).

V różne rasy i w wodzie, km/s

Ocena siły trzęsienia ziemi. Trzęsienia ziemi są stale monitorowane za pomocą specjalne urządzenia- sejsmografy, które pozwalają na jakościową i ilościową ocenę siły trzęsień ziemi.

Skale sejsmiczne (gr. trzęsienie ziemi + łac. .?sd-

• 1a - drabina) służy do punktowego oszacowania intensywności drgań (wstrząsów) powierzchni Ziemi podczas trzęsień ziemi. Pierwszą (bliską współczesnej) 10-punktową skalę sejsmiczną opracowali w 1883 r. wspólnie M. Rossi (Włochy) i F. Forel (Szwajcaria). Obecnie większość krajów na świecie stosuje 12-punktowe skale sejsmiczne: „MM” w USA (ulepszona skala Mercalli-Konkani-Zieberg); Międzynarodowy MBK-64 (nazwany na cześć autorów S. Miedwiediewa, V. Shpohnheuera, V. Karnika, utworzony w 1964 r.); Instytut Fizyki Ziemi, Akademia Nauk ZSRR itp. W Japonii stosowana jest 7-punktowa skala opracowana przez F. Omori (1900), a następnie wielokrotnie poprawiana. Ustala się punktację w skali MBK-64 (udoskonalonej i uzupełnionej przez Międzyresortową Radę ds. Sejsmologii i Budownictwa Odpornego na Trzęsienia Ziemi w 1973 r.):
  • na temat zachowania ludzi i przedmiotów (od 2 do 9 punktów);
  • według stopnia uszkodzenia lub zniszczenia budynków i budowli (od 6 do 10 punktów);
  • na odkształcenia sejsmiczne i występowanie innych naturalne procesy i zjawisk (od 7 do 12 punktów).

Bardzo znana jest skala Richtera, zaproponowana w 1935 roku przez amerykańskiego sejsmologa C.F. Richtera, uzasadniony teoretycznie wspólnie z B. Gutenbergiem w latach 1941-1945. skala wielkości(M); udoskonalony w 1962 r. (skala moskiewsko-praska) i jako standard zalecany przez Międzynarodowe Stowarzyszenie Sejsmologii i Fizyki Wnętrza Ziemi. W tej skali wielkość dowolnego trzęsienia ziemi definiuje się jako logarytm dziesiętny maksymalnej amplitudy fali sejsmicznej (wyrażonej w mikrometrach) zarejestrowanej przez standardowy sejsmograf w odległości 100 km od epicentrum. W pozostałych odległościach od epicentrum do stacji sejsmicznej wprowadza się korektę zmierzonej amplitudy w celu doprowadzenia jej do wartości odpowiadającej odległości standardowej. Zero skali Richtera (M = 0) daje ognisko, w którym amplituda fali sejsmicznej w odległości 100 km od epicentrum będzie równa 1 μm, czyli 0,001 mm. Gdy amplituda wzrasta 10-krotnie, wielkość zwiększa się o jeden. Gdy amplituda jest mniejsza niż 1 μm, wielkość ma wartości ujemne; znane maksymalne wartości wielkości M = 8,5...9. Ogrom - wartość obliczona, charakterystyka względna źródła sejsmicznego, niezależna od lokalizacji stacji rejestrującej; wykorzystano do oszacowania całkowitej energii uwolnionej w źródle (ustalona została funkcjonalna zależność pomiędzy wielkością a energią).

Można wyrazić energię uwolnioną w źródle całkowita wartość (mi, J), wartość klasy energetycznej (K = \%E) lub konwencjonalna wielkość zwana wielkością,

DO-5 K=4

M =--g--. Siła największych trzęsień ziemi

M = 8,5...8,6, co odpowiada wyzwoleniu energii 10 17 -10 18 J czyli siedemnastej - osiemnastej klasy energetycznej. Intensywność trzęsień ziemi na powierzchni ziemi (trzęsienia powierzchni) określa się za pomocą skal intensywności sejsmicznej i ocenia w konwencjonalnych jednostkach – punktach. Dotkliwość (/) jest funkcją wielkości (M), głębokości ogniskowej (I) oraz odległość od danego punktu do epicentrum SCH:

ja = 1,5M+3,518 l/1 2 +I 2 +3.

Poniżej są cechy porównawcze różne grupy trzęsień ziemi (Tabela 12).

Charakterystyka porównawcza trzęsień ziemi

Aby obliczyć wpływ sił (obciążeń sejsmicznych) wywieranych przez trzęsienia ziemi na budynki i konstrukcje, stosuje się następujące pojęcia: przyspieszenie drgań (A), współczynnik sejsmiczności ( Do c) i maksymalne przemieszczenie względne (O).

W praktyce siłę trzęsień ziemi mierzy się w punktach. W Rosji stosowana jest skala 12-punktowa. Każdy punkt odpowiada określonej wartości przyspieszenia drgań A(mm/s2). W tabeli 13 pokazuje nowoczesną 12-punktową skalę i podaje krótki opis skutki trzęsień ziemi.

Punkty sejsmiczne i skutki trzęsień ziemi

Tabela 13

Sejsmiczne regiony Rosji. Cała powierzchnia Ziemi podzielona jest na strefy: sejsmiczną, asejsmiczną i penejsmiczną. DO sejsmiczny obejmują obszary położone w obszarach geosynklinalnych. W asejsmiczny Na obszarach (Nizina Rosyjska, Zachodnia i Północna Syberia) nie ma trzęsień ziemi. W pensejsmiczny Na tych obszarach trzęsienia ziemi występują stosunkowo rzadko i mają niewielką siłę.

Dla terytorium Rosji opracowano mapę rozkładu trzęsień ziemi, wskazując punkty. Regiony sejsmiczne obejmują Kaukaz, Ałtaj, Transbaikalia, Daleki Wschód, Sachalin, Wyspy Kurylskie, Kamczatka. Obszary te zajmują jedną piątą terytorium, na którym się znajdują duże miasta. Mapa ta jest obecnie aktualizowana w celu uwzględnienia informacji o częstotliwości trzęsień ziemi w czasie.

Trzęsienia ziemi przyczyniają się do rozwoju niezwykle niebezpiecznych procesów grawitacyjnych - osuwisk, zawaleń i piargów. Z reguły wszystkim trzęsieniom ziemi o sile siedmiu i więcej towarzyszą te zjawiska i mają one katastrofalny charakter. Powszechny rozwój osuwisk i osuwisk zaobserwowano na przykład podczas trzęsienia ziemi w Aszchabadzie (1948), silnego trzęsienia ziemi w Dagestanie (1970), w dolinie Chkhalta na Kaukazie (1963), przed

Linia R. Naryna (1946), kiedy drgania sejsmiczne wytrąciły z równowagi duże masywy zwietrzałych i zniszczonych skał, które znajdowały się w górnych partiach wysokich zboczy, co spowodowało spiętrzenie rzek i powstanie dużych jezior górskich. Słabe trzęsienia ziemi mają również istotny wpływ na rozwój osuwisk. W takich przypadkach działają jak pchnięcie, mechanizm spustowy masyw już przygotowany na zawalenie się. A więc na prawym zboczu doliny rzeki. Aktury w Kirgistanie po trzęsieniu ziemi w październiku 1970 roku powstały trzy rozległe osuwiska. Często nie tyle same trzęsienia ziemi wpływają na budynki i budowle, ile powodują osuwiska i zjawiska osuwiskowe (Karateginskoe, 1907, Sarez, 1911, Faizabad, 1943, Khaitskoe, 1949 trzęsienia ziemi). Objętość masowa zapadnięcia się sejsmicznego (zapadnięcia się - zapadnięcia się), zlokalizowanego w strukturze sejsmicznej Babkha (północne zbocze grzbietu Khamar-Daban, Syberia Wschodnia), wynosi około 20 milionów m 3. Trzęsienie ziemi w Sarez o sile 9 w skali Richtera, które miało miejsce w lutym 1911 r., zrzuciło prawy brzeg rzeki. Murghab u zbiegu rzeki Usoy Darya o 2,2 miliarda m 3 górotworu, co doprowadziło do powstania tamy o wysokości 600-700 m, szerokości 4 km i długości 6 km oraz jeziora na wysokości 3329 m n.p.m. o objętości 17-18 km 3, o powierzchni lustrzanej 86,5 km 2, długości 75 km, szerokości do 3,4 km i głębokości 190 m pod gruzami znalazła się mała wioska, a pod gruzami znalazła się wioska Sarez woda.

W wyniku uderzenia sejsmicznego podczas trzęsienia ziemi w Khait (Tadżykistan, 10 lipca 1949 r.) o sile 10 punktów, zjawiska osuwisk i osuwisk na zboczu grzbietu Takhti znacznie się rozwinęły, po czym spadły lawiny ziemne i błotne o grubości 70 metrów powstawały z prędkością 30 m/s. Objętość błota wynosi 140 milionów m3, powierzchnia zniszczenia wynosi 1500 km2.

Budowa w obszary sejsmiczne(mikrostrefy sejsmiczne). Na Roboty budowlane w obszarach dotkniętych trzęsieniami ziemi należy pamiętać, że wyniki map sejsmicznych charakteryzują jedynie niektóre średnie warunki glebowe na danym obszarze i dlatego nie odzwierciedlają specyficznych cech geologicznych danego obszaru budowa. Punkty te podlegają doprecyzowaniu w oparciu o szczegółowe badania warunków geologiczno-hydrogeologicznych terenu budowy (tab. 14). Osiąga się to poprzez zwiększenie o jeden punktów początkowych uzyskanych z mapy sejsmicznej dla obszarów ze skałami luźnymi, szczególnie wilgotnymi i zmniejszenie ich o jeden dla obszarów ze skałami mocnymi. Skały kategorii II pod względem właściwości sejsmicznych zachowują swoją pierwotną wartość w niezmienionej formie.

Korekta punktacji obszarów sejsmicznych na podstawie danych inżynieryjno-geologicznych i hydrogeologicznych

Korekta ocen placu budowy dotyczy głównie terenów płaskich lub pagórkowatych. W przypadku obszarów górskich należy wziąć pod uwagę inne czynniki. Obszary o silnie rozciętej rzeźbie, brzegach rzek, zboczach wąwozów i wąwozów, osuwiskach i obszarach krasowych są niebezpieczne dla budownictwa. Obszary położone w pobliżu uskoków tektonicznych są niezwykle niebezpieczne. Bardzo trudno jest go zbudować, gdy poziom wód gruntowych jest wysoki (1-3 m). Należy wziąć pod uwagę, że największe zniszczenia podczas trzęsień ziemi występują na terenach podmokłych, w podmokłych i mulistych oraz w słabo zagęszczonych skałach lessowych, które podczas wstrząsów sejsmicznych ulegają energicznemu zagęszczeniu, niszcząc budynki i konstrukcje na nich zbudowane.

Podczas przeprowadzania badań inżynieryjno-geologicznych na obszarach sejsmicznych konieczne jest wykonanie dodatkowych prac regulowanych w odpowiedniej sekcji SNiP 11.02-96 i SP 11.105-97.

Na obszarach, gdzie siła trzęsień ziemi nie przekracza 7 stopni, fundamenty budynków i budowli projektuje się bez uwzględnienia sejsmiczności. W obszarach sejsmicznych, tj. obszarach o obliczonej sejsmiczności 7, 8 i 9 punktów, projektowanie fundamentów odbywa się zgodnie z rozdziałem specjalnego SNiP dotyczącym projektowania budynków i konstrukcji w obszarach sejsmicznych.

Na terenach sejsmicznych nie zaleca się układania wodociągów, magistrali i kolektorów kanalizacyjnych w gruntach nasyconych wodą (z wyjątkiem gruntów skalistych, półskalistych i gruboklastycznych), w gruntach masowych, niezależnie od ich wilgotności, a także jak na obszarach z zaburzeniami tektonicznymi. Jeżeli głównym źródłem zaopatrzenia w wodę są wody gruntowe ze skał spękanych i krasowych, jako źródło dodatkowe powinny zawsze służyć wody powierzchniowe.

Przewidywanie momentu wystąpienia trzęsienia ziemi i jego siły ma ogromne znaczenie praktyczne dla życia człowieka i działalności przemysłowej. Prace te odniosły już zauważalne sukcesy, jednak ogólnie problem przewidywania trzęsień ziemi jest nadal w fazie rozwoju.

Wulkanizm to proces wydobywania się magmy z głębi skorupy ziemskiej na powierzchnię ziemi. Wulkany- formacje geologiczne w postaci gór i wzniesień o kształcie stożkowym, owalnym i innym, które powstały w miejscach, gdzie magma wydostała się na powierzchnię ziemi.

Wulkanizm objawia się w obszarach subdukcji i obdukcji oraz w obrębie płyt litosferycznych - w strefach geosynklin. Największa ilość wulkany znajdują się wzdłuż wybrzeży Azji i Ameryki, na wyspach Pacyfiku i Oceanu Indyjskiego. Wulkany znajdują się także na niektórych wyspach Oceanu Atlantyckiego (u wybrzeży Ameryki), na Antarktydzie i w Afryce, w Europie (Włochy i Islandia). Istnieją aktywne i wygasłe wulkany. Aktywny to wulkany, które wybuchają stale lub okresowo; wymarły- te, które przestały działać i nie ma danych o ich erupcjach. W niektórych przypadkach wygasłe wulkany ponownie wznawiają swoją działalność. Tak było w przypadku Wezuwiusza, który niespodziewanie wybuchł w 79 r. n.e. mi.

Na terytorium Rosji wulkany znane są na Kamczatce i Wyspach Kurylskich (ryc. 47). Na Kamczatce jest 129 wulkanów, z czego 28 jest aktywnych. Najbardziej znanym wulkanem jest Klyuchevskaya Sopka (wysokość 4850 m), którego erupcja powtarza się mniej więcej co 7-8 lat. Aktywne są wulkany Avachinsky, Karymsky i Bezymyansky. Na Wyspach Kurylskich znajduje się aż 20 wulkanów, z czego około połowa jest aktywna.

Wygasłe wulkany na Kaukazie - Kazbek, Elbrus, Ararat. Na przykład Kazbek był aktywny jeszcze na początku czwartorzędu. Jej lawy w wielu miejscach pokrywają obszar Gruzińskiej Drogi Wojennej.

Na Syberii wygasłe wulkany odkryto także na Wyżynie Vitim.

Ryż. 47.

Erupcje wulkanów przebiegają na różne sposoby. Zależy to w dużej mierze od rodzaju erupcji magmy. Magmy kwaśne i pośrednie, będąc bardzo lepkimi, wybuchają eksplozjami, wyrzucając kamienie i popiół. Wylew magmy mafijnej zwykle przebiega spokojnie, bez eksplozji. Na Kamczatce i Wyspach Kurylskich erupcje wulkanów rozpoczynają się od wstrząsów, po których następują eksplozje z uwolnieniem pary wodnej i wylaniem gorącej lawy.

Na przykład erupcja Kluczewskiej Sopki w latach 1944–1945. towarzyszyło utworzenie gorącego stożka na wysokości do 1500 m nad kraterem, uwolnienie gorących gazów i fragmentów skał. Następnie nastąpił wylew lawy. Erupcji towarzyszyło trzęsienie ziemi o sile 5 w skali Richtera. Kiedy wybuchają wulkany takie jak Wezuwiusz, występują obfite opady deszczu spowodowane kondensacją pary wodnej. Powstają strumienie błota o wyjątkowej sile i wielkości, które spływając po zboczach, przynoszą ogromne zniszczenia i dewastację. Może również działać woda powstająca w wyniku topnienia śniegu na wulkanicznych zboczach kraterów; oraz woda z jezior powstałych w miejscu krateru.

Budowa budynków i konstrukcji na obszarach wulkanicznych wiąże się z pewnymi trudnościami. Trzęsienia ziemi zwykle nie osiągają niszczycielskiej siły, ale produkty uwalniane przez wulkan mogą niekorzystnie wpływać na integralność budynków i budowli oraz ich stabilność.

Wiele gazów uwalnianych podczas erupcji, takich jak dwutlenek siarki, jest niebezpiecznych dla ludzi. Kondensacja pary wodnej powoduje katastrofalne opady deszczu i spływy błota. Lawa tworzy strumienie, których szerokość i długość zależą od nachylenia i topografii obszaru. Znane są przypadki, gdy długość strumienia lawy sięgała 80 km (Islandia), a miąższość wynosiła 10-50 m. Prędkość przepływu lawy głównej wynosi 30 km/h, lawy kwaśnej - 5-7 km/h, Z wulkanów unosi się popiół wulkaniczny (cząstki mułu), piasek, lapilli (cząstki o średnicy 1-3 cm), bomby (od centymetrów do kilku metrów). Wszyscy reprezentują zastygła lawa a podczas erupcji wulkanu rozpraszają się na różne odległości, pokrywają powierzchnię ziemi wielometrową warstwą gruzu i zawalają dachy budynków.

Skorupa ziemska składa się z płyt litosferycznych. Każda płyta litosferyczna charakteryzuje się ciągłym ruchem. Ludzie nie zauważają takich ruchów, ponieważ zachodzą niezwykle wolno.

Przyczyny i skutki ruchu skorupy ziemskiej

Wszyscy wiemy, że nasza planeta składa się z trzech części: jądra ziemi, płaszcza ziemi i skorupy ziemskiej. W jądrze naszej planety koncentruje się wiele substancje chemiczne, które w sposób ciągły wchodzą ze sobą w reakcję chemiczną.

W wyniku takich reakcji chemicznych, radioaktywnych i termicznych w litosferze powstają drgania. Z tego powodu skorupa ziemska może poruszać się w pionie i poziomie.

Historia badań ruchów skorupy ziemskiej

Ruchy tektoniczne badali starożytni naukowcy. Starożytny grecki geograf Strabon jako pierwszy zaproponował teorię, że poszczególne obszary lądu systematycznie się podnoszą. Słynny rosyjski naukowiec Łomonosow nazwał ruchy skorupy ziemskiej długotrwałymi i niewrażliwymi trzęsieniami ziemi.

Jednak więcej szczegółowe badania procesy ruchu skorupy ziemskiej rozpoczęły się pod koniec XIX wieku. Amerykański geolog Gilbert podzielił ruchy skorupy ziemskiej na dwa główne typy: te, które tworzą góry (orogeniczne) i te, które tworzą kontynenty (epeirogeniczne). Ruch skorupy ziemskiej badali zarówno zagraniczni, jak i krajowi naukowcy, w szczególności: V. Belousov, Yu Kosygin, M. Tetyaev, E. Haarman, G. Stille.

Rodzaje ruchu skorupy ziemskiej

Istnieją dwa rodzaje ruchów tektonicznych: pionowe i poziome. Ruchy pionowe nazywane są promieniowymi. Ruchy takie wyrażają się w systematycznym podnoszeniu (lub obniżaniu) płyt litosfery. Często promieniowe ruchy skorupy ziemskiej występują w wyniku silnych trzęsień ziemi.

Ruchy poziome reprezentują przemieszczenia płyt litosfery. Według wielu współczesnych naukowców wszystkie istniejące kontynenty powstały w wyniku poziomego przemieszczenia płyt litosferycznych.

Znaczenie ruchu skorupy ziemskiej dla człowieka

Ruchy skorupy ziemskiej zagrażają dziś życiu wielu ludzi. Uderzający przykład to włoskie miasto Wenecja. Miasto położone jest na odcinku płyty litosferycznej, która wysoka prędkość osiedla się.

Co roku miasto tonie pod wodą – następuje proces transgresji (długotrwała ofensywa). woda morska lądować). Znane są w historii przypadki, gdy w wyniku ruchu skorupy ziemskiej miasta i miasteczka znalazły się pod wodą, a po pewnym czasie ponownie się podniosły (proces regresji).

Ruchy tektoniczne to ruchy skorupy ziemskiej związane z siłami wewnętrznymi działającymi w skorupie i płaszczu ziemskim.Oddział Geologii, która bada te ruchy, a także współczesną budowę i rozwój elementów strukturalnych skorupy ziemskiej tektonika.

Największymi elementami strukturalnymi skorupy ziemskiej są platformy, geosynkliny i płyty oceaniczne.

Platformy to ogromne, stosunkowo stacjonarne i stabilne fragmenty skorupy ziemskiej. Platformy charakteryzują się dwupoziomową konstrukcją. Poziom niższy, starszy (podłoże krystaliczne) tworzą skały osadowe rozdrobnione w fałdy, czyli skały magmowe poddane metamorfizmowi. Górny poziom(pokrycie platformy) składa się prawie wyłącznie z poziomo występujących skał osadowych.

Klasycznymi przykładami obszarów platformowych są platformy wschodnioeuropejskie (rosyjskie), zachodniosyberyjskie, turańskie i syberyjskie, które zajmują ogromne przestrzenie. Na świecie znane są także platformy północnoafrykańskie, indyjskie i inne.

Grubość górnej kondygnacji platform sięga 1,5-2,0 km lub więcej. Odcinek skorupy ziemskiej, w którym nie ma górnej warstwy, a podłoże krystaliczne rozciąga się bezpośrednio na powierzchnię zewnętrzną, nazywa się tarczami (bałtycki, woroneski, ukraiński itp.).

W obrębie platform ruchy tektoniczne wyrażają się w postaci powolnych pionowych ruchów oscylacyjnych skorupy ziemskiej. Wulkanizm i ruchy sejsmiczne (trzęsienia ziemi) są słabo rozwinięte lub całkowicie nieobecne. Płaskorzeźba platform jest ściśle związana z głęboką strukturą skorupy ziemskiej i wyraża się głównie w postaci rozległych równin (nizin).

Geosynkliny to najbardziej mobilne, liniowo wydłużone odcinki skorupy ziemskiej, tworzące platformy. NA wczesne stadia W rozwoju charakteryzują się intensywnymi nurkowaniami, a w końcowej fazie – impulsywnymi wynurzaniami.

Regiony geosynklinalne to Alpy, Karpaty, Krym, Kaukaz, Pamir, Himalaje, wybrzeże Pacyfiku i inne złożone struktury górskie. Wszystkie te obszary charakteryzują się aktywnymi ruchami tektonicznymi, dużą aktywnością sejsmiczną i wulkanizmem. Na tych samych obszarach aktywnie rozwijają się potężne procesy magmowe, tworząc wylewne pokrywy i strumienie lawy oraz natrętne ciała (zapasy itp.). W północnej Eurazji najbardziej mobilnym i aktywnym sejsmicznie regionem jest strefa Kurylsko-Kamczacka.

Płyty oceaniczne są największymi strukturami tektonicznymi w skorupie ziemskiej i stanowią podstawę dna oceanów. W przeciwieństwie do kontynentów, płyty oceaniczne nie zostały dostatecznie zbadane, co wiąże się ze znacznymi trudnościami w uzyskaniu informacji geologicznej o ich budowie i składzie materii.

Wyróżnia się następujące główne ruchy tektoniczne skorupy ziemskiej:

- oscylacyjny;

- złożony;

- materiał wybuchowy.

Oscylacyjne ruchy tektoniczne objawiają się w postaci powolnych, nierównych wypiętrzeń i opuszczeń poszczególnych odcinków skorupy ziemskiej. Oscylacyjny charakter ich ruchu polega na zmianie jego znaku: w niektórych epokach geologicznych wypiętrzenie zastępuje się obniżeniem w innych. Ruchy tektoniczne tego typu występują stale i wszędzie. Na powierzchni Ziemi nie ma tektonicznie stacjonarnych odcinków skorupy ziemskiej - niektóre wznoszą się, inne opadają.

Ze względu na czas ich wystąpienia ruchy oscylacyjne dzielą się na współczesne (ostatnie 5-7 tysięcy lat), najnowsze (okresy neogenu i czwartorzędu) oraz ruchy przeszłych okresów geologicznych.

Współczesne ruchy oscylacyjne bada się na specjalnych stanowiskach badawczych, stosując powtarzane obserwacje geodezyjne metodą precyzyjnej niwelacji. Bardziej starożytne ruchy oscylacyjne ocenia się na podstawie naprzemienności osadów morskich i kontynentalnych oraz szeregu innych znaków.

Tempo podnoszenia się lub opadania poszczególnych odcinków skorupy ziemskiej jest bardzo zróżnicowane i może sięgać 10–20 mm rocznie lub więcej. Na przykład, Południowe wybrzeże Morze Północne w Holandii spada o 5-7 mm rocznie. Przed inwazją morza na ląd (transgresją) Holandię ratują stale budowane tamy o wysokości do 15 m. Jednocześnie na pobliskich obszarach północnej Szwecji w strefie przybrzeżnej obserwuje się współczesne wypiętrzenia skorupy ziemskiej do 10-12 mm rocznie. Na tych obszarach część obiektów portowych okazała się oddalona od morza ze względu na jego wycofanie się z wybrzeża (regresja).

Obserwacje geodezyjne przeprowadzone w rejonie Morza Czarnego, Kaspijskiego i Azowskiego wykazały, że Nizina Kaspijska, wschodnie wybrzeże Morza Achzowskiego, zagłębienia u ujścia rzek Terek i Kubań oraz północno-zachodnie wybrzeże Morza Czarnego są opada w tempie 2–4 mm rocznie. W konsekwencji w tych obszarach obserwuje się transgresję, tj. przedostawania się morza na ląd. Wręcz przeciwnie, obszary lądowe na wybrzeżu doświadczają powolnego wypiętrzenia morze Bałtyckie, a także na przykład regiony Kurska, górskie regiony Ałtaju, Sajanu, Nowy ląd itd. Inne obszary w dalszym ciągu toną: Moskwa (3,7 mm/rok), St. Petersburg (3,6 mm/rok) itd.

Największe natężenie ruchów oscylacyjnych skorupy ziemskiej obserwuje się w obszarach geosynklinalnych, a najmniejsze w obszarach platformowych.

Geologiczne znaczenie ruchów oscylacyjnych jest ogromne. Określają warunki sedymentacji, położenie granic między lądem a morzem, spłycenie lub wzmożoną aktywność erozyjną rzek. Ruchy oscylacyjne, które wystąpiły w ostatnim czasie (okres neogenu-czwartorzędu) miały decydujący wpływ na ukształtowanie się współczesnej topografii Ziemi.

Ruchy oscylacyjne (nowoczesne) należy uwzględnić przy budowie konstrukcji hydraulicznych, takich jak zbiorniki, tamy, kanały żeglugowe, miasta nad morzem itp.

Złóż ruchy tektoniczne. Na obszarach geosynklinalnych ruchy tektoniczne mogą znacząco zakłócić pierwotną formę formacji skalnej. Zaburzenia form pierwotnego występowania skał spowodowane ruchem tektonicznym skorupy ziemskiej nazywane są dyslokacjami. Dzielą się na złożone i nieciągłe.

Dyslokacje fałdowe mogą mieć postać wydłużonych fałd liniowych lub wyrażać się ogólnym przechyleniem warstw w jednym kierunku.

Antyklina to wydłużona fałda liniowa, wypukła skierowana ku górze. W rdzeniu (w środku) antykliny znajdują się warstwy starsze, na skrzydłach fałd młodsze.

Synklina to fałd podobny do antykliny, ale wypukły skierowany w dół. Rdzeń synkliny zawiera młodsze warstwy niż te na skrzydłach.

Monoklina - to grubość warstw skalnych nachylonych w jednym kierunku pod tym samym kątem.

Flexure to fałd w kształcie kolana ze stopniowym zginaniem warstw.

Orientację warstw w przypadku wystąpienia jednoskośnego scharakteryzowano za pomocą linii natarcia, linii zanurzenia i kąta zanurzenia.

Pęknięcia ruchów tektonicznych. Prowadzą do przerwania ciągłości skał i ich rozerwania na dowolnej powierzchni. Pęknięcia skał powstają, gdy naprężenia w skorupie ziemskiej przekraczają wytrzymałość skał na rozciąganie.

Dyslokacje uskokowe obejmują uskoki normalne, uskoki odwrotne, pchnięcia, uskoki poślizgowe, chwytaki i horsty.

Resetowanie– powstaje w wyniku obniżenia jednej części grubości względem drugiej.

Usterka odwrotna - powstaje, gdy jedna część warstw podnosi się względem drugiej.

Pchnięcie – przemieszczenie bloków skalnych po nachylonej powierzchni uskoku.

Ścinanie to przemieszczenie bloków skalnych w kierunku poziomym.

Graben to odcinek skorupy ziemskiej ograniczony uskokami tektonicznymi (uskokami) i opadający wzdłuż nich w stosunku do sąsiednich odcinków.

Przykładem dużych rowów jest obniżenie jeziora Bajkał i dolina Renu.

Horst to wyniesiona część skorupy ziemskiej, ograniczona uskokami lub uskokami odwrotnymi.

Zakłócającym ruchom tektonicznym często towarzyszy powstawanie różnych pęknięć tektonicznych, które charakteryzują się wychwytywaniem grubych warstw skalnych, konsystencją orientacji, obecnością śladów przemieszczeń i innymi znakami.

Szczególnym rodzajem nieciągłych uskoków tektonicznych są głębokie uskoki dzielące skorupę ziemską na oddzielne, duże bloki. Głębokie uskoki mają długość setek i tysięcy kilometrów i głębokość ponad 300 km. Współczesne intensywne trzęsienia ziemi i aktywna aktywność wulkaniczna (na przykład uskoki strefy Kurylsko-Kamczackiej) ograniczają się do stref ich rozwoju.

Ruchy tektoniczne powodujące powstawanie fałd i pęknięć nazywane są górotworzeniem.

Znaczenie warunków tektonicznych dla budownictwa. Cechy tektoniczne obszaru w bardzo istotny sposób wpływają na wybór lokalizacji różnych budynków i budowli, ich układ, warunki zabudowy i przebieg inwestycji budowlanych.

Tereny o poziomych, nienaruszonych warstwach sprzyjają budownictwie. Obecność przemieszczeń oraz rozwinięty system spękań tektonicznych znacząco pogarsza warunki inżynieryjno-geologiczne terenu budowy. W szczególności podczas zabudowy terenu o aktywnej aktywności tektonicznej należy wziąć pod uwagę intensywne pękanie i fragmentację skał, co zmniejsza ich wytrzymałość i stabilność, gwałtowny wzrost aktywności sejsmicznej w miejscach, w których rozwijają się dyslokacje uskokowe, i inne funkcje.

Przy budowie zapór ochronnych, a także obiektów liniowych o znacznej długości (kanały, linie kolejowe itp.) należy uwzględnić intensywność ruchów oscylacyjnych skorupy ziemskiej.

- są powolne, nierówne w pionie (opuszczanie lub podnoszenie) i poziome ruchy tektoniczne rozległych obszarów skorupy ziemskiej, zmieniające wysokość ziemi i głębin mórz. Czasami nazywane są także świeckimi oscylacjami skorupy ziemskiej.

Powoduje

Dokładne przyczyny ruchów skorupy ziemskiej nie zostały jeszcze dostatecznie wyjaśnione, ale jedno jest pewne, że wahania te zachodzą pod wpływem siły wewnętrzne Ziemia. Początkową przyczyną wszelkich ruchów skorupy ziemskiej – zarówno poziomych (po powierzchni), jak i pionowych (zabudowa górska) – jest termiczne mieszanie substancji w płaszczu planety.

W odległej przeszłości fale rozpryskiwały się na terytorium, na którym obecnie znajduje się Moskwa. ciepłe morze. Świadczy o tym miąższość osadów morskich wraz z zakopanymi w nich szczątkami ryb i innych zwierząt, które obecnie zalegają na głębokości kilkudziesięciu metrów. I na dole Morze Śródziemne Niedaleko brzegu płetwonurkowie znaleźli ruiny starożytnego miasta.

Fakty te wskazują, że skorupa ziemska, którą zwykliśmy uważać za nieruchomą, przeżywa powolne wzloty i upadki. Na Półwyspie Skandynawskim można obecnie zobaczyć zbocza górskie skorodowane przez fale na tak dużej wysokości, że fale nie mogą do nich dotrzeć. Na tej samej wysokości w skały wbite są pierścienie, do których niegdyś przywiązano łańcuchy łodzi. Teraz od powierzchni wody do tych pierścieni jest 10 metrów, a nawet więcej. Oznacza to, że możemy stwierdzić, że Półwysep Skandynawski obecnie powoli się podnosi. Naukowcy obliczyli, że w niektórych miejscach wzrost ten następuje w tempie 1 cm rocznie. Materiał ze strony

Ale zachodnie wybrzeże Europy tonie mniej więcej z tą samą prędkością. Aby zapobiec zalaniu tej części kontynentu przez wody oceanu, ludzie zbudowali tamy wzdłuż wybrzeża rozciągającego się na setki kilometrów.

Powolne ruchy skorupy ziemskiej zachodzą na całej powierzchni Ziemi. Co więcej, okres wzrostu zostaje zastąpiony okresem spadku. Dawno, dawno temu Półwysep Skandynawski tonął, ale w naszych czasach przeżywa wypiętrzenie.

W wyniku ruchów skorupy ziemskiej powstają wulkany,

Pytanie 1. Jaka jest skorupa ziemska?

Skorupa ziemska to zewnętrzna twarda skorupa (skorupa) Ziemi, górna część litosfery.

Pytanie 2. Jakie są rodzaje skorupy ziemskiej?

Skorupa kontynentalna. Składa się z kilku warstw. Wierzch to warstwa skał osadowych. Miąższość tej warstwy dochodzi do 10-15 km. Pod nim leży warstwa granitu. Skały tworzące tę skałę mają właściwości fizyczne podobne do granitu. Miąższość tej warstwy wynosi od 5 do 15 km. Poniżej warstwy granitu znajduje się warstwa bazaltu składająca się z bazaltu i skał, właściwości fizyczne które przypominają bazalt. Miąższość tej warstwy wynosi od 10 do 35 km.

Skorupa oceaniczna. Różni się od skorupy kontynentalnej tym, że nie ma warstwy granitu lub jest bardzo cienka, dlatego grubość skorupy oceanicznej wynosi zaledwie 6-15 km.

Pytanie 3. Czym różnią się od siebie rodzaje skorupy ziemskiej?

Rodzaje skorupy ziemskiej różnią się między sobą grubością. Całkowita grubość skorupy kontynentalnej sięga 30-70 km. Grubość skorupy oceanicznej wynosi tylko 6-15 km.

Pytanie 4. Dlaczego nie zauważamy większości ruchów skorupy ziemskiej?

Ponieważ skorupa ziemska porusza się bardzo powoli, a jedynie tarcie pomiędzy płytami powoduje trzęsienia ziemi.

Pytanie 5. Gdzie i jak porusza się stała skorupa Ziemi?

Każdy punkt skorupy ziemskiej porusza się: podnosi się lub opada, przesuwa się do przodu, do tyłu, w prawo lub w lewo względem innych punktów. Ich wspólne ruchy prowadzą do tego, że gdzieś skorupa ziemska powoli się podnosi, gdzieś opada.

Pytanie 6. Jakie rodzaje ruchu są charakterystyczne dla skorupy ziemskiej?

Powolne lub świeckie ruchy skorupy ziemskiej to pionowe ruchy powierzchni Ziemi z prędkością do kilku centymetrów rocznie, związane z działaniem procesów zachodzących w jej głębinach.

Trzęsienia ziemi są związane z pęknięciami i zaburzeniami integralności skał w litosferze. Strefa, w której powstaje trzęsienie ziemi, nazywana jest źródłem trzęsienia ziemi, a obszar znajdujący się na powierzchni Ziemi dokładnie nad źródłem nazywa się epicentrum. W epicentrum wibracje skorupy ziemskiej są szczególnie silne.

Pytanie 7. Jak nazywa się nauka badająca ruchy skorupy ziemskiej?

Nauka badająca trzęsienia ziemi nazywa się sejsmologią, od słowa „seismos” – wibracje.

Pytanie 8. Co to jest sejsmograf?

Wszystkie trzęsienia ziemi są wyraźnie rejestrowane przez czułe instrumenty zwane sejsmografami. Sejsmograf działa na zasadzie wahadła: czułe wahadło z pewnością zareaguje na każde, nawet najsłabsze drganie powierzchni ziemi. Wahadło zacznie się kołysać, a ten ruch aktywuje pióro, pozostawiając ślad taśma papierowa. Im silniejsze trzęsienie ziemi, tym większe wychylenie wahadła i tym bardziej zauważalny ślad pióra na papierze.

Pytanie 9. Jakie jest źródło trzęsienia ziemi?

Strefa, w której powstaje trzęsienie ziemi, nazywana jest źródłem trzęsienia ziemi, a obszar znajdujący się na powierzchni Ziemi dokładnie nad źródłem nazywa się epicentrum.

Pytanie 10. Gdzie znajduje się epicentrum trzęsienia ziemi?

Obszar znajdujący się na powierzchni Ziemi dokładnie nad źródłem to epicentrum. W epicentrum wibracje skorupy ziemskiej są szczególnie silne.

Pytanie 11. Czym różnią się rodzaje ruchu skorupy ziemskiej?

Ponieważ świeckie ruchy skorupy ziemskiej zachodzą bardzo powoli i niezauważalnie, a gwałtowne ruchy skorupy (trzęsienia ziemi) zachodzą szybko i mają niszczycielskie skutki.

Pytanie 12. Jak można wykryć świeckie ruchy skorupy ziemskiej?

W wyniku świeckich ruchów skorupy ziemskiej na powierzchni Ziemi warunki lądowe mogą zostać zastąpione warunkami morskimi - i odwrotnie. Na przykład na równinie wschodnioeuropejskiej można znaleźć skamieniałe muszle mięczaków. Sugeruje to, że kiedyś było tam morze, ale dno się podniosło i obecnie jest pagórkowata równina.

Pytanie 13. Dlaczego występują trzęsienia ziemi?

Trzęsienia ziemi są związane z pęknięciami i zaburzeniami integralności skał w litosferze. Większość trzęsień ziemi występuje w obszarach pasów sejsmicznych, z których największym jest Pacyfik.

Pytanie 14. Jaka jest zasada działania sejsmografu?

Sejsmograf działa na zasadzie wahadła: czułe wahadło z pewnością zareaguje na każde, nawet najsłabsze drganie powierzchni ziemi. Wahadło zacznie się kołysać, a ten ruch aktywuje pióro, pozostawiając ślad na papierowej taśmie. Im silniejsze trzęsienie ziemi, tym większe wychylenie wahadła i tym bardziej zauważalny ślad pióra na papierze.

Pytanie 15. Jaką zasadę stosuje się do określenia siły trzęsienia ziemi?

Siłę trzęsień ziemi mierzy się w punktach. W tym celu opracowano specjalną 12-punktową skalę siły trzęsienia ziemi. Siła trzęsienia ziemi zależy od konsekwencji tego niebezpiecznego procesu, czyli zniszczenia.

Pytanie 16. Dlaczego wulkany najczęściej powstają na dnie oceanów lub na ich brzegach?

Pojawienie się wulkanów wiąże się z erupcją materiału z płaszcza na powierzchnię Ziemi. Najczęściej dzieje się tak tam, gdzie skorupa ziemska jest cienka.

Pytanie 17. Korzystając z map atlasowych, określ, gdzie erupcje wulkanów występują częściej: na lądzie czy na dnie oceanu?

Większość erupcji ma miejsce na dnie i brzegach oceanów, na styku płyt litosfery. Na przykład wzdłuż wybrzeża Pacyfiku.