 |
профессионального образования
|
|
|
|
«Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского»
Биологический факультет
Кафедра экологии
Межфакультетское отделение
«Безопасность жизнедеятельности»
БАСУРОВ В.А., ВДОВИНА И.М
Чрезвычайные ситуации природного характера
(опасные природные явления)
Конспект лекций
Рекомендовано методической комиссией биологического факультета для студентов высших учебных заведений всех специальностей
Нижний Новгород
Жизнь не раз потрясалась на нашей Земле страшными событиями. Бесчисленные живые существа становились жертвой катастроф: одни обитатели суши были поглощены потопами, другие, населявшие недра вод, оказывались на суше вместе с приподнятым дном моря; сами их расы навеки исчезли…
Ж. Кювье. «Рассуждение о переворотах на поверхности земного шара».
Лучшее, на что можно надеяться в будущем, – это стройная система активного предупреждения. Бернард Глемзер. «Человек против рака».
Введение
Территория любого района земного шара подвержена комплексному воздействию десятков природных явлений, развитие и проявление которых нередко приводит к чрезвычайным ситуациям, сопровождающимся огромным материальным ущербом и человеческими жертвами. Одной из причин возникновения чрезвычайных ситуаций являются стихийные бедствия – разрушительные природные явления, проявляющиеся как могущественные силы, обычно не подчиняющиеся влиянию человека.
Стихийные бедствия – это опасные природные явления, характеризующиеся внезапным нарушением жизнедеятельности населения, разрушением и уничтожением материальных ценностей, поражением и гибелью людей.
Стихийные бедствия часто приводят к авариям и катастрофам в промышленности, на транспорте, в коммунальном хозяйстве и других сферах человеческой деятельности. К ним относятся катастрофические природные явления, связанные с атмосферой (грозы, ураганы, смерчи, бури, град, снегопад), гидросферой (наводнения, цунами, штормы), литосферой (землетрясения, извержения вулканов, оползни, снежные лавины), биосферой (заболевания), техносферой (опустынивание, засоление почв, заболачивание, истощение ресурсов питьевой воды) и другие явления. Наибольшую группу составляют явления природы, развивающиеся при взаимодействии различных сфер. Большая часть стихийных явлений подчиняется трем закономерностям. Во-первых, каждое из них характеризуется пространственной приуроченностью и географической привязанностью. Во-вторых, для каждого из них отмечается определенная повторяемость. В-третьих, разрушительный эффект стихийных бедствий, в значительной мере зависит от размаха, продолжительности и интенсивности геологических, гидрогеологических и других природных процессов.
|
|
|
В последнее время частота, интенсивность и продолжительность многих стихийных бедствий обусловлена не столь стихиями, сколь нарушением экологического равновесия, нерациональным использованием природных ресурсов, активным вмешательством человека в развитие природы. Поэтому следует изучать не только механизм возникновения и предупреждения эндогенных и экзогенных процессов, но и степень влияния на эти процессы деятельности человека.
При рассмотрении чрезвычайных ситуаций (ЧС) природного характера выделяют пять групп: геологические, метеорологические, гидрологические, природные пожары, массовые заболевания. В данном пособии соответствии с этой классификацией дана подробная характеристика стихийных бедствий с указанием их причин и поражающих факторов, описаны последствия и масштаб негативного воздействия, приведены правила поведения и основные мероприятия по защите от природных стихий.
|
|
|
.
1. Стихийные бедствия геологического характера
1.1. Землетрясения
Землетрясение – это одна из самых страшных природных катастроф, не только по масштабам разрушений и количеству человеческих жертв, но и по охвату территорий и трудностям в проведении защитных мероприятий. В мире регистрируется 1 млн. землетрясений в год, из них сильных - 20 в год.
Известно большое количество катастрофических землетрясений, во время которых число жертв составило многие тысячи. Таньшанское землетрясение в Китае в 1976 году унесло жизни 255 тыс. человек. В Армении в декабре 1988 г. в результате Спитакского землетрясения погибло 25 тыс. человек и 250 тыс. было ранено. На севере Сахалина 27 мая 1995 г. мощным землетрясением был стерт с лица Земли городок Нефтегорск, где погибло около 2 тыс. человек.
Землетрясения – подземные толчки и колебания земной поверхности, возникающие в результате внезапных смещений и разрывов земной коры или верхней части мантии и передающиеся на большие расстояния в виде упругих колебаний.
Основными причинами землетрясений являются тектонические процессы, а также вулканическая деятельность и ядерные взрывы. Тектонические причины обусловлены деформациями внешней оболочки земли. Физико-химические процессы, происходящие внутри земли, вызывают изменения ее вещества. Это приводит к накапливанию упругих напряжений и созданию запаса упругой энергии (как в сжатой пружине) в какой-либо области земного шара. Когда упругие напряжения превысят предел прочности вещества, происходит быстрое высвобождение энергии деформации, накопленной в упругих горных породах. Возникает разрыв в каком-то участке деформированной области (фокус землетрясения) и происходит внезапная подвижка по образовавшемуся разрыву, которая распространяется по поверхности разрыва во все стороны в виде ряда беспорядочных дислокаций. Они и приводят к возникновению волн, проходящих через Землю и вызывающих сейсмические колебания. Деформированный блок породы возвращается в положение, при котором деформации частично снимаются. Скорость распространения разрыва 2-3 км/c. Сотрясения грунта от разрыва включают все виды волн – продольных, поперечных, поверхностных – с разными амплитудами и частотами.
|
|
|
Вулканические землетрясения обусловлены давлением на верхние слои Земли лавы и раскаленных газов, бурлящих в недрах вулканов, как пары кипящей воды. Эти землетрясения довольно слабы, но продолжаются долго: недели и месяцы. Нередко они служат предвестниками извержения вулканов. В областях крупных обвалов и громадных оползней могут наблюдаться обвальные землетрясения.
Современное техногенное воздействие человека на окружающую среду достигло такой силы, что стали возможны землетрясения, спровоцированные деятельностью человека. Появилось понятие «наведенная сейсмичность», что подразумевает существование участков земной коры в неустойчивом состоянии, небольшое воздействие на которые может вызвать землетрясение. Техногенные причины связаны с избыточной нагрузкой или, наоборот, с недостатком давления. Первые обычно характерны для крупных водохранилищ, вторые – для областей интенсивной добычи нефти и газа. Сильные землетрясения, обусловленные строительством плотин, произошли в 60-70-х годах в Калифорнии, в Индии, в Греции. Влияние добычи нефти и газа имело место в Узбекистане, в районе гигантского месторождения Газли, в Западной Туркмении, на севере Сахалина. Землетрясения могут возникать также в результате закачки внутрь пластов каких-либо жидких промышленных отходов, как это произошло в районе г. Денвер в 1962 г. Проблема наведенной сейсмичности в наши дни становится одной из важнейших. Это особенно актуально в связи с быстро растущими городскими агломерациями, колоссальным отбором нефти, газа и воды из месторождений, строительством плотин и водохранилищ, что приводит к возрастанию сейсмического риска.
Характеристики землетрясений. Основными параметрами землетрясения являются глубина очага землетрясения, сила или интенсивность сейсмического эффекта, выражаемая в баллах, и магнитуда, оцениваемая по выделяемой из очага энергии.
|
|
|
Очаг землетрясения - область возникновения подземного удара – представляет собой некоторый объём в толще Земли, в пределах которого происходит процесс высвобождения накапливающейся длительное время энергии. В геологическом смысле очаг - это разрыв или группа разрывов, по которым происходит почти мгновенное перемещение масс. В центре очага условно выделяется точка, именуемая гипоцентром. Проекция гипоцентра на поверхность Земли называется эпицентром. Вокруг него располагается область наибольших разрушений. По поверхности Земли во все стороны от эпицентра расходятся поверхностные сейсмические волны. Большая часть очагов землетрясений залегает в земной коре на глубине около 10-30 км.
В отличие от очага землетрясения очагом поражения при землетрясении называется территория, в пределах которой произошли массовые разрушения и повреждения зданий, сооружений и других объектов, сопровождающиеся поражениями и гибелью людей, животных, растений.
Интенсивность (балльность) землетрясения оценивается по характеру повреждений, причиненных созданным людьми сооружениям, нарушений на поверхности грунта, а также человеческой реакции на сотрясения. Она оценивается в баллах согласно 12-балльной международной сейсмической шкале MSK-64 (табл. 1). Первая шкала была разработана в 1902 году итальянским сейсмологом и вулканологом Меркалли и усовершенствована в 1956 году Х. Вудом и Ф. Нойманом. Сейчас модифицированную шкалу интенсивности Меркалли (ММ) используют в США. В СССР в 1952 году была принята 12-балльная шкала С. Медведева. Впоследствии в нашей стране и ряде европейских стран стали пользоваться международной шкалой Медведева – Шпонхойера – Карника (МSK-64), которая в настоящее время еще более усовершенствована. В Японии используется своя шкала.
Таблица 1
Международная сейсмическая шкала
| Балл | Наименование землетрясения | Краткая характеристика |
| Незаметное | Отмечается только сейсмическими приборами | |
| Очень слабое | Ощущается отдельными людьми, находящимися в состоянии полного покоя | |
| Слабое | Ощущается лишь небольшой частью населения | |
| Умеренное | Распознаётся по лёгкому дребезжанию и колебанию предметов, посуды, стёкол, скрипу дверей. Раскачивание висячих предметов. Колебание жидкости в сосудах | |
| Довольно сильное | Общее сотрясение зданий, колебание мебели. Трещины в стёклах и штукатурке | |
| Сильное | Ощущается всеми. Картины падают со стен. Откалываются куски штукатурки, лёгкое повреждение зданий | |
| Очень сильное | Трещины в стенах каменных домов. Антисейсмические и деревянные постройки остаются невредимыми. Оползни и трещины на дорогах. Волны на поверхности воды | |
| Разрушительное | Трещины на крутых склонах и на сырой почве. Памятники сдвигаются с места или опрокидываются. Дома сильно повреждаются | |
| Опустошительное | Сильное повреждение и разрушение каменных домов | |
| Уничтожающее | Крупные трещины в почве. Оползни и обвалы. Разрушение каменных построек. Искривление железнодорожных рельсов | |
| Катастрофическое | Широкие трещины в земле. Многочисленные оползни и обвалы. Каменные дома совершенно разрушаются | |
| Сильно катастрофическое | Изменения в почве достигают огромных размеров. Многочисленные трещины, обвалы, оползни. Возникновение водопадов, подпруд на озёрах, отклонение течения рек. Ни одно сооружение не выдерживает |
|
|
|
При землетрясениях высвобождается огромная энергия. Определение ее чрезвычайно сложно. Для оценки величины землетрясения, зависящей от начальной энергии, сейсмологи применяют условную энергетическую характеристику, называемую магнитудой. Магнитуда характеризует общую энергию землетрясения и представляет логарифм максимальной амплитуды смещения почвы в микронах, измеренной по сейсмограмме на расстоянии 100 км от эпицентра землетрясения. Различают три вида магнитуды: рихтеровскую (локальную) ML, магнитуду по объемным продольным волнам mb и магнитуду по поверхностным волнам MS. Для оценки магнитудыиспользуют шкалу Рихтера, по которой магнитуда изменяется в пределах от 0 до 9.
Упрощенно характеризуя землетрясения разной магнитуды, можно отметить, что М = 0 – наименьший толчок, зарегистрированный вблизи эпицентра на поверхности Земли, разрушения не фиксируются; 5 – небольшие разрушения, 7 – сильные разрушения, 8,5 – 8,9 – самые сильные разрушения.
Магнитуда, интенсивность и глубина очага землетрясения связаны между собой. Для приближённого определения одной из этих величин по двум другим могут быть использованы данные таблицы 2. Между интенсивностью I0 и магнитудой M существует связь, выраженная приближенной формулой:
I0= -2,2 + 1,7M.
Таблица 2
Зависимость интенсивности землетрясений (в баллах) от глубины
очага и магнитуды
| Глубина очага, км | Магнитуда | |||
| 8-9 | 11-12 | |||
| 7-8 | 10-11 | |||
| 6-7 | 9-10 |
Локализация землетрясений. Землетрясения распространены на земной поверхности весьма неравномерно. Они связаны преимущественно с участками земной коры, в которых проявляются новейшие тектонические движения. Известны два главных сейсмических пояса: Средиземноморско-Азиатский (Альпийско-Гималайский) и Тихоокеанский (Тихоокеанское «огненное кольцо»). Средиземноморско-Азиатский протягивается от Гибралтара, охватывая Португалию, Италию, Грецию, Турцию, Иран, Северную Индию, до Малайского архипелага, и включает молодые складчатые горные сооружения (Альпы, Апеннины, Карпаты, Кавказ, Гималаи). Тихоокеанский пояс включает Японию, Китай, Дальний Восток, Камчатку, Сахалин, Курильскую гряду, побережье Америки и горные сооружения Кордильеры, Анды и другие, а также подвижные зоны подводных окраин материков (западная периферия Тихого океана с островными дугами Алеутской, Курильской, Японской, Малайской, Новозеландской и др.). Очень протяженный узкий сейсмический пояс слабых и крайне мелкофокусных землетрясений совпадает с осевой рифтовой зоной срединно-океанических хребтов. Отдельные землетрясения связаны с континентальными рифтами в Восточной Африке, в Европе, в Азии и с зонами активизации разломов.
На территории России примерно 28% сейсмоопасных районов (табл. 3). Районы возможных 9-бальных землетрясений находятся в Прибайкалье, на Камчатке и Курильских островах, 8-бальных - в Южной Сибири и на Северном Кавказе.
Начиная с 1900 г., знания о распределении землетрясений основываются на регистрации их сейсмографами в различных местах мира. В настоящее время имеется около 1000 непрерывно действующих сейсмических станций.
Таблица 3
Характеристики сейсмически опасных территорий России
| Регионы | Площадь (тыс. км2) при интенсивности в баллах | |||
| 9 и более | ||||
| Восточная Сибирь | ||||
| Якутия и район Магадана | - | |||
| Алтай и Саяны | ||||
| Камчатка и Командорские о-ва | ||||
| Приморье | - | - | ||
| Чукотка | - | - | ||
| Курильские острова | - | - | - | |
| Сахалин | - | - |
Поражающие факторы землетрясения. Основные поражающие факторы землетрясений - смещение, разрывы, колебание или вибрация почво-грунтов от сейсмических волн и тектонических движений земной коры, сопровождающиеся трещинобразованием, уплотнением, проседанием пород и последующим повреждением и обрушением зданий, сооружений, перемещением различных предметов. К большому числу жертв приводят и проявления вторичных опасностей: лавин, оползней, обвалов, наводнений, взрывов и пожаров. Сильные подводные землетрясения могут приводить к образованию на поверхности океана гигантских волн - цунами.
Последствия землетрясений. В широком смысле последствия от землетрясений можно подразделить на социальные, природные и природно-антропогенные. Социальные последствия – это человеческие жертвы, сопровождающие многочисленные разрушения на поверхности земли. Число жертв землетрясений неравномерно распределяется по годам, и неуклонно растет. За последние 500 лет от землетрясений погибло 4,5 млн. человек, т. е. ежегодно землетрясения уносят в среднем 9 тысяч человек. Не менее важен и тот факт, что число раненых обычно во много раз превышает количество прямых жертв на порядок. Социальные последствия определяются также такими явлениями, как изменение материально–психологической обстановки, нарушение социальных связей и социального статуса, сокращение трудоспособности и падение эффективности труда оставшихся в живых, отвлеченных от привычной деятельности. Сильное землетрясение ведет к дезорганизации жизнедеятельности.
Воздействие сильных землетрясений на природную среду может быть весьма разнообразным. К природным последствиям землетрясений относят нарушение среды обитания как таковой, гибель ландшафтных и культурных памятников, возникновение эпидемий и эпизоотий, рост числа заболеваний и нарушение воспроизводства населения, гибель скота, вывод из строя или ухудшение качества сельскохозяйственных угодий, различные гидрогеологические и геоморфологические изменения ландшафтных условий, снижение качества воды и рекреационно-оздоровительных ресурсов.
К последствиям природно-антропогенного типа можно отнести пожары на объектах, прорывы водохранилищ, разрывы нефте- и газопроводов, выбросы вредных химических и радиоактивных веществ в окружающую среду, вследствие повреждения соответствующих объектов, спровоцированные взрывы. На современном этапе учтенные экономические потери от землетрясений и достигают 200 млрд. долларов за десятилетие.
По мере роста народонаселения, индустриализации, расширения строительства атомных и гидроэлектростанций, нефтеперерабатывающих и химических заводов, накопления легковоспламеняющихся материалов в крупных емкостях и т. п. опасность, число жертв и ущерб от землетрясений будут возрастать.
Предсказание, прогноз и основные направления обеспечения безопасности. Под предсказанием землетрясений понимают прогнозирование места, интенсивности и времени землетрясения. Две первые проблемы разрешимы: анализ сейсмических, геологических и географических данных, накопление статистических данных позволяет заблаговременно выявлять сейсмически опасные зоны в различных регионах, оценивать максимальную интенсивность возможных землетрясений. В этом состоит сущность сейсмического и микросейсмического районирования.
Ответ на вопрос о времени начала землетрясения представляется гораздо более сложной задачей. Предвестниками землетрясения являются:
· быстрый рост частоты слабых толчков (форшоков);
· деформации земной коры, определяемые наблюдением со спутников или съемкой на поверхности земли с помощью лазерных источников света;
· изменение отношения скоростей распространения продольных и поперечных волн накануне землетрясения;
· изменение магнитного поля и электросопротивления горных пород;
· уровня грунтовых вод в скважинах, изменение содержания радона в воде и др.
Эффективность спасательных мероприятий при землетрясении зависит от своевременности и точности прогноза, от оповещения о времени начала, силе, характере и продолжительности подземных толчков и сейсмических волн. Все усилия по подготовке к землетрясениям должны вестись в следующих трех направлениях:
· уменьшение степени риска (проведение подготовительных мероприятий до землетрясения);
· изучение и отработка правил поведения и порядка действий во время землетрясения;
· смягчение и ликвидация последствий землетрясения.
Правила поведения. Во время землетрясения прежде всего следует сохранять спокойствие. При нахождении вне квартиры или места работы, не следует спешить домой, надо оставаться на улице, спокойно выслушать указания соответствующих должностных лиц и поступать по их указанию. Находясь внутри здания или дома, рекомендуется оставаться там. Больше всего рискуют оказаться раненными те, кто в панике выбегает из дома или бежит в укрытие. В помещении следует стоять у опорных стен или встать в дверном проеме. На улице надо остерегаться поврежденных зданий и держаться подальше от электрических проводов. Никогда при землетрясении не следует входить в лифт или на лестницы.
Аляскинское землетрясение.27 марта 1964 года на побережье южной Аляски разразилось сильное землетрясение магнитудой 8.0-8.6, охватившее площадь 20 тыс. км2. В зоне значительных разрушений оказался город Анкоридж. На поверхности были сильнейшие разрушения: появились глубокие расщелины, на большую высоту поднялись плоские глыбы. В направлении морского побережья образовался огромный оползень. При внезапном вертикальном смещении океанского дна на южное побережье обрушилась гигантская морская волна-цунами, ломая все на своем пути. Строения были разбиты в щепки, тяжелые трейлеры разбросаны по всему берегу, а легковые машины и грузовики превратились в исковерканные груды металла. Все это произошло в считанные минуты. Примерно через десять минут после того, как схлынула эта первая волна, накатилась другая, принесшая еще большие разрушения. Гипоцентр землетрясения находился под заливом Принс-Вильям. Вертикальное смещение континентального склона в пределах всего залива определено на полосе длиной 1000 км, где выделены следующие области: 1) зона опускания с амплитудой около 2 м, 2) зона поднятия с амплитудой до 11 м, граничащая с первой зоной со стороны моря и включающая весь шельф. Жертвами землетрясения стали 300 человек: одни были убиты в результате сотрясения, другие утонули при цунами. Сильные сотрясения послужили спусковым механизмом для многочисленных горных обвалов, снежных лавин и оползания грунта, проседания поверхности. На льду озер и рек появились трещины и торосы. Материальный ущерб составил 310 млн долл. В связи с разрушением гаваней, доков, железнодорожных линий, мостов, автомобильных дорог, электростанций и других построек произошли большие нарушения в работе промышленности и в жизни населения штата.
Спитакское землетрясение 1988 года, которое по количеству жертв и масштабам причиненного ущерба носит катастрофический характер. Чрезвычайная ситуация, вызванная происшедшим 7 декабря 1988 года мощным Спитакским землетрясением, охватила обширную область на северо-западе Армении. Нормальные условия жизнедеятельности населения были нарушены. В зоне бедствия оказалось 965 тыс. человек, проживавших в городах Ленинакане, Спитаке, Кировокане, Степанаване и в 365 сельских населенных пунктах. Под обломками зданий и сооружений погибло 25 тыс. человек, пострадало 550 тыс. человек. Медицинская помощь была оказана почти 17 тыс. человек, из них были госпитализированы около 12 тыс. Второй по численности населения город Армении Ленинакан (232 тыс. жителей) был разрушен почти на 80%, город Спитак (18,5 тыс. жителей) полностью стерт с лица земли. Серьезно пострадали города Кировокан и Стенанаван. Всего в Армении пострадало 194 населенных пункта, 60 полностью разрушено. Большой ущерб был нанесен экономическому потенциалу республики. Перестали функционировать 170 промышленных предприятий. Общая сумма ущерба составила1,8 млрд. рублей (в ценах 1988 года). Огромный урон понесло сельское хозяйство. Из 36 сельских районов пострадали 17, особенно 8 из них, которые оказались в зоне 8-балльного воздействия. Пострадала социальная сфера. Было повреждено 61 тыс. жилых домов, более 200 школ, около 120 детских садов, 160 объектов здравоохранения, 28 объектов торговли и сферы обслуживания. Остались без крова 514 тыс. человек. Общий прямой ущерб экономике и населению составил около 10 млрд. рублей. Степень разрушения городов, оказавшихся в зоне землетрясения, во многом была обусловлена тем, что их градостроительные системы оказались не способными противостоять разрушительным ударам стихии. Ошибки в проектировании, просчеты в формировании градостроительных структур, низкое качество строительства, недостаточная защищенность и эксплуатационная надежность систем жизнеобеспечения городов привели к тому, что живучесть жилой и производственной застройки городов в условиях воздействия сильных землетрясений оказалась существенно сниженной. Мероприятия по инженерной подготовке инженерной защите территории городов, направленные на снижение возможного ущерба, обеспечение устойчивого функционирования населенных пунктов в экстремальных условиях, в том числе и по линии гражданской обороны, в полном объеме не проводились, а эффективность их в реальных условиях оказалась низкой. Это не могло привести к трагическим последствиям. Это стихийное бедствие явилось не только тяжелым испытанием для армянского народа, но и суровой проверкой способности государства к оперативному реагированию и эффективному преодолению чрезвычайных ситуаций такого масштаба. Опыт проведения аварийно-спасательных и аварийно-восстановительных работ представляют сегодня интерес для органов управления и сил, входящих в единую государственную систему предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуации (РСЧС).
1.2. Вулканические извержения
Ничто в природе не вызывает такого интереса и не возбуждает такого ужаса, как крупные вулканические извержения. И нет ничего, что вызывало бы такое суеверное уважение или такое эстетическое наслаждение, как вулканы. Вулканы многолики. Эти безжалостные губители жизней и имущества в то же время являются и благодетелями человечества, так как их деятельность обусловила плодородие почв и само существование суши. Г. Макдональд, 1975
Вулканизм – совокупность явлений, связанных с движением расплавленной массы (магмы), пепла, горячих газов, паров воды и других продуктов, поднимающихся из недр земли по трещинам или каналам в коре.
Термин вулкан – собирательный. Вулкан – возвышение, связанное каналом с магматическим очагом на глубине, это место, где расплавленная магма выходит на поверхность. Магма, состоящая в основном из силикатов, может подниматься вместе с парами воды, газами из глубины наверх, подчиняясь физическим законам. Магму, изливающуюся на поверхность, называют лавой. Но вулканом называют также холм или гору, возникшую в результате аккумуляции вулканического материала.
В опасной близости с действующими вулканами живет около 200 млн. человек. Подсчитано, что за последние 500 лет в результате активной деятельности наземных вулканов в мире погибло примерно 200 тыс. человек.
Классификация вулканов производится по условиям их возникновения и по характеру деятельности (табл. 4). Извержения бывают эксплозивные (взрывные) и эффузивные (изливающиеся). Эксплозивные происходят тогда, когда выход газа из магмы затруднен и высвобождение его происходит в виде взрыва. При этом жидкая лава распадается на клочья и выбрасывается в воздух. Этот материал называется пирокластическим или тефрой. При эффузивном извержении жидкая магма выходит на поверхность, изливается и стекает по склонам, образуя потоки. Более вязкая лава высоко нагромождается над жерлом, образуя вулканический купол. Сами по себе купола не опасны, но часто с ними связаны смертоносные палящие лавины (раскаленные газы, палящие тучи). Они представляют громадное, быстро растущее облако пыли, днем черное, а ночью светящееся тусклым красным светом. Главное в этом явлении не облако, а катящаяся под ним лавина раскаленных добела лавовых глыб, песка и пыли. Палящие лавины движутся с огромной скоростью до 150 км/час.
Наиболее опасны эксплозивные вулканы, хотя оба типа характеризуются похожими поражающими факторами.
Таблица 4
Классификация вулканов по характеру деятельности
| Тип вулкана | Основные признаки извержения |
| Гавайский | Жидкая базальтовая лава медленно вытекает по трещинам в земной коре. Образуются мощные базальтовые покровы |
| Стромболи | Вулкан, образованный последовательными напластованиями тефры. Лава выбрасывается в виде шлаков газовыми взрывами |
| Вулькано | Вязкие лавы забивают подводящий канал. Под давлением газов время от времени происходит прорыв кратера. Происходит извержение и выброс тефры. Затем лава вытекает спокойно |
| Везувий | Из глубоколежащего магматического очага на земную поверхность изливается лава, насыщенная газами. Сильными взрывами она выбрасывается в атмосферу на высоту нескольких километров и выпадает в виде пепла |
| Мон-Пеле | Очень вязкая лава забивает подводящий канал и образует вулканический столб. К подножью вулкана устремляется палящая туча |
Распространение вулканов. Нет на Земле района, который когда-либо в прошлом не был ареной вулканической деятельности. Сейчас вулканизм наблюдается лишь в некоторых географических областях, в определенных геологических условиях и приурочен к срединно-океаническим хребтам и активным континентальным окраинам. Подавляющее большинство действующих и недавно потухших вулканов сосредоточено в поясе, окружающем Тихий океан (Тихоокеанское «огненное кольцо» (см. выше). Одно из ответвлений этого кольца протягивается на восток через Индонезию в район, где горы южной Азии присоединяются к структурам Тихоокеанского кольца. Петля, образованная вулканами на Малых Антильских островах, считается выступом Тихоокеанского пояса. Около 75% действующих вулканов расположены в Тихоокеанском кольце и 14% – в одной только Индонезии.
Группы действующих вулканов находятся в Средиземноморье, на севере Малой Азии, в районе Красного моря и в Центральной Африке. Классические вулканы Средиземноморья расположены в основном в Италии.
Только 17% известных действующих вулканов находятся в океанических бассейнах, 83% сосредоточено на континентах.
Поражающие факторы и их последствия. Основные поражающие факторы – лавовые фонтаны, потоки горячей лавы и вулканической грязи, выпадение тефры, раскаленные вулканические газы, вулканические наводнения, палящая вулканическая туча.
Лавовые потоки – это расплавленные горные породы с температурой 900-1000°С. Скорость потока зависит от уклона конуса вулкана, степени вязкости лавы и её количества. Диапазон скоростей довольно широк: от нескольких сантиметров да нескольких десятков километров в час. В отдельных, наиболее опасных случаях она достигает 100 км/ч, но чаще всего не превышает 1 км/ч. Гибель людей непосредственно от лавовых потоков наблюдалась редко, так как большинство потоков движется медленно, и всегда есть возможность людей эвакуировать. Но под лавовыми потоками могут быть погребены города и сельскохозяйственные земли. В 1928 году под лавовыми потоками вулкана Этна был погребен город Маскалли, а в 1969 г. – часть Катании. Лавовые потоки, излившиеся на снег или лед, могут породить водные и грязевые потоки. Кроме того, они могут явиться причиной возникновения лесных и степных пожаров.
Тефра состоит из фрагментов застывшей лавы. Наиболее крупные называются вулканическими бомбами, более мелкие – вулканическим песком, а мельчайшие – пеплом.
Падение глыб и «бомб» происходит только на склонах вулкана и в его ближайших окрестностях, а наибольший ущерб вызывается гораздо боле обширным по территории выпадением пепла. Площадь, покрываемая пеплом, зависит от силы и направления ветра в период извержения. Поскольку большинство извержений продолжается менее месяца, а направление ветра меняется незначительно, пепел преимущественно откладывается в каком-либо одном секторе, отходящем от вулкана. Но иногда, поднятый высоко в стратосферу ветром, пепел переносится на огромные расстояния (пепел, образовавшийся при извержении вулкана Гекла в Исландии в 1997 году, выпал в Шотландии и Финляндии). Толщина слоя пепла может достигать 0,25 м на площади несколько десятков квадратных километров и более, нарушая сложившуюся систему землепользования, губя растительность, посевы и пастбища, загрязняя источники воды, забивая стоки и вызывая наводнение. Под тяжестью пепла могут рухнуть крыши домов. Страдают от пепла и животные. Травоядные животные умирают частично от голода, а частично вследствие засорения их пищеварительной системы при поедании покрытой пеплом травы. Относительно небольшое количество пепла могут вызвать стачивание зубов у жвачных животных. Вулканический пепел бывает иногда ядовитым, что связано с привнесением малых химических элементов, которые губительно воздействуют на животных и людей. Известны случаи болезни и гибели скота от фтора, кобальта, содержащихся в пепле.
Грязевые потоки после тефры являются главным элементом опасности. Они представляют смесь твердых горячих и холодных обломков с водой, стекающую вниз по склону под действием силы тяжести. Скорость их доходит до 90 км/час. Причиной их возникновения – изобилие рыхлых обломков горных пород на склонах. Накопление слоев пепла на склонах вулкана приводит к тому, что под действием тепла снег и лед тают. Насыщение пород и пепла водой и ее избыток приводит к смещению и стеканию рыхлых влажных масс по склону вниз. Грязевые потоки могут образоваться в результате сильных дождей. Такие потоки обладают значительной плотностью и могут во время движения увлекать за собой крупные глыбы, что увеличивает их опасность. Грязевые потоки могут затоплять города, сельскохозяйственные угодья, прорывать плотины и быть источниками катастрофических наводнений. Из-за большой скорости движения затрудняются проведение спасательных работ и эвакуация населения.
Палящая вулканическая туча сопровождает извержение вулканов типа «Мон-Пеле» и представляет собой смесь раскаленных газов и тефры (газово-пепловая лавина). Ее поражающее действие обусловлено возникновением ударной волны (сильным ветром), распространяющейся со скоростью до 40 км/ч, и валом жара с температурой до 1000°С. Громадная сверкающая туча газа и пепла на своем пути уничтожает строения, растительный покров, вызывая пожары. Люди испытывают при этом жар и удушье. Причина смерти людей – вдыхание раскаленного газа. Тела их обожжены. Увечья похожи на те, которые бывают при резком нагреве до такой температуры, когда вода в человеческом организме превращается в пар, но ткани не воспламенены. Известно, что из-за такой лавины в 1902 году погибло свыше 30 тысяч жителей города Сен-Пьер на Мартинике.
Вулканические газы. Извержение всегда сопровождается выделением газов в смеси с водяными парами. Среди летучих продуктов вулканов преобладают углекислый и угарный газы, сера, водород, сероводород, аммиак, метан, хлор, хлористый водород, фтористый водород и ряд других. Выделение этих газов может продолжаться очень долго даже после того, как вулкан перестал выбрасывать лаву и пепел. Кислотные газы вредны не только для людей, но и для растительности, вызывают коррозию металлов. Страдают посевы, телефонные провода, металлические изделия и оборудование. Тяжелые газы могут скапливаться в пониженных местах, вызывая гибель птиц и зверей. При извержении вулкана Лаки в Исландии в 1783 году выделилось очень много сернистых газов, что прив
|
|
|
