Медицинская характеристика катастроф: землетрясения

     Медицинская характеристика катастроф: землетрясения.

     Введение. 

     Поверхность земли постоянно подвергается воздействию  глубинных сейсмических ударов, благодаря чему планета избавляется от накопившейся в ее недрах энергии.

     Литосфера Земли – мозаика плит, которые медленно, но постоянно движутся. Это движение вызвано выходом тепла из мантии и ядра Земли. Границы плит соприкасаются при движении плит друг относительно друга, создавая фрикционное напряжение. Когда фрикционное напряжение превышает критическое значение, происходит внезапное разрушение. Границу тектонических пластин, вдоль которых происходит разрушение, называют плоскостью разлома. Когда разрушения в плоскости разлома вызывают сильное смещение земной коры, энергия выделяется как комбинация энергии излученных сейсмических волн, фрикционного нагревания поверхности разлома и ломки пород, таким образом вызывая землетрясение.

   Землетрясения – это подземные удары (толчки) и колебания земной поверхности, вызываемые геофизическими причинами. Различают тектонические и вулканические землетрясения. Известны также обвальные, плотинные и другие наведенные землетрясения, а также землетрясения, возникающие вследствие падения на землю метеоритов. Наиболее распространенными являются тектонические землетрясения, обусловленные внутренним строением земли.

   Существенной  особенностью землетрясения является то, что поражающее воздействие на людей, разрушение зданий и сооружений происходит в короткие сроки – за считанные десятки секунд. При этом очень редко причиной человеческих жертв является непосредственное движение (колебание) почвы. Большинство жертв появляется в результате падения предметов, стекол, камней, стен и т. д., когда сильные колебания сотрясают и разрушают здания. 

1. Характеристика  землетрясений.

   Ударная волна от центра взрыва (гипоцентра), который может находиться на глубине 20-30 км, а иногда и глубже (максимально зарегистрированная глубина составляет 75 км), распространяется со скоростью свыше 5 км/с. Проекция этого гипоцентра на поверхности земли называется эпицентром. Расстояние от поверхности земли до гипоцентра называется глубиной очага. При таком «глубинном взрыве» освобождается огромное количество энергии, эквивалентное одновременному взрыву сотни атомных бомб средней мощности. Большая часть выделившихся энергетических потоков расходуется на разламывание и дробление пород, образование тепла. Небольшая часть – в виде сейсмических волн, которые распространяются в земной коре, достигают поверхности земли, порождают ощущаемые движения грунта, вызывая повреждения и разрушения зданий и сооружений.

   Землетрясение, как правило, сопровождается множеством звуков различной интенсивности, на большом удалении напоминающих раскаты грома или гул взрывов. Когда землетрясение происходит под водой, возникают огромные волны – цунами. Иногда их высота достигает 60 метров (с 16-этажный дом), вызывая огромные разрушения на суше.

   Основными параметрами, определяющими силу и  характер землетрясения, являются интенсивность  сейсмических толчков, магнитуда и  глубина очага. Интенсивность землетрясения – это степень ущерба, измеряют ее с помощью цифровой шкалы, называемой модифицированной шкалой Марколли (шкалой ММ). Используются и другие шкалы: шкала Японского метеорологического агентства, европейская шкала, а также Китайская шкала интенсивности. Интенсивность сейсмических толчков не является величиной, измеряемой непосредственно, ее определяют субъективно в ходе обследования пострадавших регионов.

   Второй  важной характеристикой землетрясений  является магнитуда по шкале Рихтера. Магнитуда любого подземного толчка определяется как десятичный логарифм, выраженный в микронах максимальной амплитуды записи этого толчка на сейсмографе, полученной с помощью стандартного сейсмографа на расстоянии 100 км от эпицентра землетрясения. Это фактическое смещение почвы в месте регистрации.

   Наиболее  страшны землетрясения каменным, кирпичным, железобетонным и земляным постройкам, то есть в городах и  других населенных пунктах.

          Смертность от землетрясений  ежегодно составляет от 3 до 5 тыс.  человек. Однако эти показатели применительно к конкретным годам характеризуются значительными колебаниями. По данным Н. В. Шебалина, за последние 500 лет погибло от землетрясений около 4,5 млн. человек, т. е. в среднем 9 тыс. в год, а согласно данным ООН, с 1900 по 1975 годы только 19 самых разрушительных землетрясений унести около 1 млн. человеческих жизней.  

   2. Причины возникновения землетрясений. 

     Природные катастрофы забирают жизни сотен тысяч  человек каждый год. Ураганы, наводнения, оползни, но самое  серьезное стихийное бедствие – землетрясение. Ни один другой катаклизм не делает столько разрушительных последствий и не приносит столько жертв, как землетрясения. Фото их разрушений облетают весь мир, перепечатываются из газеты в газету. Сообщения о них ужасают слушателей и не дают остаться равнодушными.                Каждый знает, что такое землетрясение, но не все знают, чем они вызваны. Извержение вулкана, оползень в горах, падение крупного метеорита, ядерные взрывы, добыча полезных ископаемых – все это может быть причиной возникновения землетрясений.

     Но  самой ведущей причиной является движение и вибрация тектонических  плит. В местах соединения плит образуется напряжение, которое и вызывает землетрясение. Плиты могут расходиться, двигаться  вдоль границы соединения в противоположных направлениях, а могут и сходиться, подминая одна другую. В зависимости от этого образуется разный рельеф. В некоторых местах тектонических плит образуются разломы или вздутия, которые и вызывают землетрясения. Самыми сейсмоактивными считаются страны с горным рельефом. Китай, Япония, Чили, Перу часто страдают от землетрясений. Здесь случались крупнейшие землетрясения, которые уносили сотни тысяч жизней, разрушали сотни тысяч домов.

     Сейсмические  волны возникают, когда некоторая  форма энергии, хранящейся в земной коре, неожиданно освобождается, обычно - когда массы пород, создающие друг в друге напряжение, вдруг ломаются и начинают «скользить». Большая часть естественно происходящих землетрясений связана с тектонической природой Земли. Такие землетрясения называют тектоническими землетрясениями.

     Предел  прочности пород земной коры превышается  в результате роста суммы сил, действующих на нее:

     1. Силы вязкого трения мантийных конвекционных потоков о земную кору;

     2. Архимедовой силы, действующей на легкую кору со стороны более тяжелой пластичной мантии;

     3. Лунно-солнечных приливов;

     4. Изменяющегося атмосферного давления.

     Считается, что только 10 процентов или меньше полной энергии землетрясения излучается как сейсмическая энергия. Большая  часть энергии землетрясения используется на увеличение разлома или преобразуется в тепло производимое трением. Поэтому землетрясения понижают доступную упругую потенциальную энергию Земли и поднимают ее температуру, хотя эти изменения незначительны по сравнению с проводящим и конвективным потоком тепла из глубокого внутренней части Земли.  

   3. Методы прогнозирования возникновения землетрясений. 

   Для предупреждения человеческих жертв  очень важен прогноз землетрясения. Но из-за многих неопределенностей в этом вопросе научный прогноз еще далеко не совершенен. Однако существуют признаки, которые можно рассматривать как предвестники близкого землетрясения:

   – запах газа в районах, где раньше это не отмечалось;

   – беспокойство птиц и домашних животных или бегство  их из опасного района;

   – вспышки в виде рассеянного света  зарниц;

   – искрение близко расположенных, но не касающихся друг друга электрических проводов;

   – голубоватое свечение внутренней поверхности  домов.

     Ежегодно  на всей Земле происходит около миллиона землетрясений, но большинство из них так незначительны, что они остаются незамеченными. Действительно сильные землетрясения, способные вызвать обширные разрушения, случаются на планете примерно раз в две недели. К счастью, большая их часть приходится на дно океанов, и поэтому не сопровождается катастрофическими последствиями (если землетрясение под океаном обходится без цунами).

   Если  началось землетрясение, при котором  сила колебаний сразу или постепенно достигает 5-6 баллов, это опасный признак. В одной трети случаев после этого колебания становятся еще сильнее, достигая 7 баллов и более. Если начинается 8-9-балльное землетрясение, то от момента, когда появились 5-6-балльные толчки, до того времени, когда наступают самые сильные колебания и возникает опасность разрушения зданий, пройдет 15-20 секунд. Наиболее сильные колебания идут на убыль примерно в течение 30 секунд или более после того, как на протяжении обычно нескольких десятков секунд они длятся, расшатывая здания и сооружения. 

     Для обнаружения и регистрации всех типов сейсмических волн используются специальные приборы — сейсмографы. В большинстве случаев сейсмограф имеет груз с пружинным прикреплением, который при землетрясении остаётся неподвижным, тогда как остальная часть прибора (корпус, опора) приходит в движение и смещается относительно груза. Одни сейсмографы чувствительны к горизонтальным движениям, другие — к вертикальным. Волны регистрируются вибрирующим пером на движущейся бумажной ленте. Существуют и электронные сейсмографы (без бумажной ленты).

     Непосредственно перед землетрясением поверхность Земли по обе стороны будущего очага землетрясения (разлома) испытывает упругую деформацию, близкую к предельной и которую можно измерить с помощью теодолита или лазерного луча. Иногда используют также наклономеры, чтобы установить, произошло ли искривление поверхности земли, и в какой степени.

     В настоящее время введён в практику мониторинг больших площадей, то есть, непрерывное слежение за сейсмической активностью. Вблизи крупных разломов размещены приборы, информация от которых передаётся через спутники связи в центры, где подвергается обработке. Таким образом, выявляются даже очень малые движения земной поверхности и точно устанавливаются зоны накопления напряжений.

     Другой  метод основан на определении  содержания воды в породах. В напряжённых породах происходит увеличение объёма пор, а тем самым и водосодержания. Поскольку в возникновении землетрясений грунтовые воды играют важную роль, сведения об уровне воды в колодцах на территории сейсмических областей имеют большое значение.

   Задача  предсказания и, тем более, точного  прогнозирования землетрясений (подобного  прогнозированию погоды как вычислению на основе адекватной модели) до сих  пор не решена — не было работоспособной, физически обоснованной модели подготовки и начала («запуска») землетрясения.        

   4. Порядок действий при землетрясении. 

   Опасными  являются землетрясения выше 5 баллов. В случае если первые толчки застали  людей в доме на первом этаже, они должны немедленно покинуть здание.

   Если  толчки застали людей на втором этаже  и выше, им необходимо срочно занять безопасное место. Как правило, это  дверные проемы капитальных внутренних стен, углы, образованные капитальными внутренними стенами, или просто капитальные внутренние стены. Можно воспользоваться узкими коридорами здания или стать у опорных колонн, под балками каркаса, прижав детей к себе. Не следует прыгать из окон и с балконов.

   Наиболее  опасные места – застекленные проемы наружных стен, у окон, в угловых комнатах (особенно на последних этажах). Чтобы не пораниться кусками штукатурки, стекла, посуды и т. п., достаточно укрыться под прочным столом или кроватью и укрыть голову руками. Детей в школах следует укрывать под партами. Ни в коем случае нельзя пользоваться лифтом – его может заклинить между этажами. Как только толчки прекратятся, нужно немедленно покинуть здание. Нельзя отпускать детей одних и терять над ними контроль.

   Если  первые толчки застали людей на улице, им следует немедленно отойти подальше от зданий и сооружений, заборов и столбов на свободную площадку. Могут последовать повторные толчки, поэтому не следует торопиться возвращаться обратно в здания. Нельзя приближаться к предприятиям, на которых могут находиться воспламеняющиеся, взрывчатые или сильнодействующие ядовитые вещества.

   В момент разрушения или повреждения  зданий или сооружений серьезную  опасность для жизни людей  представляют не только падающие перекрытия и стены, но и разлетающиеся стекла, кирпичи, карнизы, балконы, осветительная арматура и т. д.