Жер сілкінуді зерттеу әдістері

Сейсмологияда алдымен қолданылатын түсініктер мынадай: гипоцентр (фокусы) деп жер сілкіну болған жер қойнауындағы оның ошағын атайды да, эпицентр деп сілкіну толқынынын, жер бетіне шыққан тұсын айтады (15.1-сурет),. Сілкіну күші бірдей тұстарды қосатын сызықты изосейста деп, оның сілкіну күш ең жоғары сызықпен шектелгенін плейстосейстік (латынша «плейсто» — ең жоғарғы) аймақ деп атайды.

Эпицентрдегі сілкіну күші оның ошағының тереңдігіне байланысты: ошағы терең болған сайын күші шамалы; ал неғұрлым ошағы терең, күші басым болса, соғұрлым эпицентрлік аумағы кең. Мұндай жер сілкіну көбінесе тік бағытта тарайды, дегенмен оның жазық бағыттағы құрамы да болады. Мысалы, 1902 жылы Андижанда сілкінуден кейін құлпытас бағаналар сағат тілінін айкалу бағытымен 7°-ке орнынан бұрылыпты. Жер шайқалуын сейсмикалық толкындар дейді. Олар қума, көлденең және беткі түрлерге ажыратылады. Қума толқын сейсмосәулесінің бойымен тарап, өзі әсер еткен ортаны алма-кезек қысып, созады. Көлденең толқын сейсмосәулесіне келденең тараған синусоида құрады да өзі еткен заттың пішінің өзгертеді, көлемі бұрынғы күйінде калады. Беткі толқын алдыңғы толқындардың жер бетіиде өзгеруінен пайда болады.

Жер сілкінуін сейсмограф деген аспаппен өлшеп, тіркейді (15.2-сурет). Олардың барлығы маятникке негізделген. Басқаша айтсақ, олар іргесінің тербелуіне қа рамастан, кашанда болсын өзбағытын өзгертпейтің тіктеуіш зат. Іргетасына ол серіппемен бекітіледі. Тіктеуіштің кейбірі тік бағытта, енді бірі жазық бағытта тербеледі. Тербелісті жарық немесе электр сигналына аударып, оларды дәл бір жылдамдыкпен айналатын барабан бетіндегі қаразға түсіріп отырады. Қазірде ЭВМ каналына кіргізу үшін магниттік лентаға жазады.

&

Сейсмо толқындардың қағазға түскен жазуын сейсмограмма (15.3-сурет) дейді. Сейсмографка әуелі ең жылдам тарайтындықтан қума толқын жетеді де оны Р әрпімсн (латынша «прима» — бірінші) белгілейді. Содан соң қағазға (ие магниттік таспаға) айқын кертешті келденең тербеліс жазылады да оны әрпімен (латынша «секанда» — екінші) көрсетеді. Соңында беткі толқын -мен («лонг» — ұзын) түседі. Осылардың жылдамдырының қатынастары мынадай:

Бұл қатынастан көретініміз: неғұрлым гипоцентр мен эпицентр арасы қашық болса соғұрлым Р және толқындарының жету мерзімі алшақ болады (15.4-сурет). Сол уақытқа карап жер сілкіну ошағы мен қабылдаушы стансаның қашықтығын өлшейді. Және толқынның түрін (түзу шағылысқан), шағылысу не сыну беттердін терендігін, сейсмотолқын жылдамдығының өзгеру заңдылығын анықтайды. Сол үшін годограф графигін жасайды. Сейсмограммаларға қарап ошақ бойындағы жарық бағытын (еңкіштігін) және жігіндегі жыныстын жылжуын анықтауға да болады.

Жер қойнауында болған жер сілкінуінің 80 процентінің ошағы жер қабығының

ішінде (8-10 км тереңде) орналасқан көрінеді. Ошағының тереңдігіне қарап жер сілкінуді үшке бөледі: тайыз фокусты - ошағының тереңдігі 60 километрден аз (Ташкент -5-10 км, Ашғабад 15— 20 км, Спитак — 10— 15 км), аралық—тереңдігі 60-150 км және терең фокусты — 150 км-ден артық. Ең терең ошақтар720 километрге яғни жоғарғы және теменгі мантия шегіне жетеді. Жер сілкінген шақта босаған энергия

, джоуль шамасында. Мысалы, Кебін (Алматы, 1911 жыл) сілкінуінің энергиясын 4-10²⁴ эргпен өлшейді, ол 825 Днепрогэстің қуатына пара-пар. Жер сілкіну ошағындағы энергия қуатын 1935 жылы Чарлз Рихтердің жасаған магнитуда (М) шкаласымен бағалайды. Магнитуда эпицентрден 100 м нүктедегі топырақ бөлшектерінің орнынан жылжуының ең артық санының микрон). Тербелу мөлшерін сейсмограф жазуынан алады. Ең асқын жер сілкінулердің магнитудасы 6 мен 9 арасында, Ташкенттегі жер сілкінудің магнитудасы Мұндағы — эталонды жылжу мелшері (5,3.

ТМД-да жер сілкіну қарқынын 12 балды шкаламен көрсетеді. Бұл өлшем үй-құрылыстың бұзылуына, топырақтың ыдырауына негізделген:

1 балл — топырақ дірілдегенін тек аспаптар ғана сезеді.

2 балл — тек тып-тыныш жатқан адам ғана сезеді.

3 балл — кейбір адамдар ғана байқап қалады, төбедегі шам шайқалады.

4 балл — көптеген адамдар байқайды, есік-әйнектер дірілдейді, ыдыс-аяқ сығырлайды.

5 балл — асулы тұрған бұйымдар шайқалады, төбенің сылақтары түседі, әйнек сылдырлайды.

(А) логарифмімен өлшенеді.

6 балл — қабырға сылақтарында жарықшақтар пайда болады.

7 балл— кейбір ұй-жайлар бұзыладьі, қабырғаларда, мұржаларда жарықшақтар пайда болады, жеке кесектер құлап түседі, ылғалды топырақтарда жарықшалар көрінеді.

8 балл — үй-ғимараттардың қабырғалары жарылып, бағана, мұржа, карниздер құлайды. Тау бетінде көлденеңі бірнеше сантиметр жарықшақтар түзіліп, беткейлер опырылып, көшеді.

9 балл ~ қабырралар, тебелер құлайды, кейбір үй-мекендер қирайды. Тау беткейі құлап, төмен сырғиды, прунтта ені 10 сантиметрден астам жарықшақтар пайда болады.

10 балл — ғимараттар құлайды, беткейлер құлап, сырғиды, еспета 1 метрге жететін орлар қазылады. өзен аңғарларында бөгеттер тұрып, көлдер пайда болады. -

11 балл — үй-құрылыстар түгелдей қирайды. Жер бетінде айғыздаған жарықтар, жар-кемерлер қаптайды, тау бектерлері опырылады.

12 балл — өлкенін, жер бедері езгереді, алып опырықтар мен сырғымалар пайда болады, өзен аңғарларының ағыс жолы өзгереді, олардыц бойында сарқырамалар, апан-көлдер туады.

Бүлардағы 1—4 балл жер сілкінуді — әлсіз, 5—7 балдық сілкінуді — күшті жер сілкіну, 8—10 балдық сілкінуді — күйретуші жер сілкіну, ал 11 —12 балл жер сілкінуін жойқын апатты сілкіну деп жіктейді.

Жоғарыда айтылған екі шкаланың ара қатынасы мынадай: б магнитуда 6—9 балға, жетеуі 8—10 балға, 8 магнитуда 10—12 балға пара-пар. Сілкіну қарқынын магнитудамен бағалау дұрыс. өйткені, 12 балды шкаланың негізі субъективті, адамның байқағанына, сезіміне қарай бағаланады. Ал үй-мекеннің бұзылуы, қирауы т. б. көптеген басқа факторларға (бөлініп шыққан энергия қуатына, сілкіну ошағьшың тереңдігіне, еспетйң беріктігіне, оның ылғалдылығына, аймақтың геологиялық құрылымына, үй-құрылыстың салыну сапасына т. б. байланысты. Мысалы, Зайсан өлкесінде 1990 жыл мамырында болған зілзаланы біреулер Спитак дүмпуіне тедеді. Шындығында Зайсан маңында үйлер бұдан 50— 60 жыл бұрын шикі кірпіштен салынған. Ескірген, қаусап тұрған үй-жайлар, әрине, оп-оңай қирады. Армениядағы дүмпуден ертерек салынган үйлер оған төтеп берсе, салыну сапасы нашар жаңа үйлер құлап қалды. Егер мұндағы күші 10 балл сілкінуден 25 мың адам қаза шегіп, 700 мың адам жарақаттанса, 1989 жылдың қазанында Калифорнияда 5,7 магнитудалы жер сілкінуінен оншақты адам ғана мертікті (олардың езі дүмпу кезінде көпірдің үстінде болған).

7.1-кесте. Жер сілкіну күшінің шкаласы мен сипаты

Осы айтылған екі шкаланы жайша былай салыстыруға болады: сілкіну магнитудасын электр шамынын қуатына баласақ, балл жүйесіп сол шамның бөлмеге түсірген жарығымен салыстыруға болады, шамның қуаты бірдей болғанымен, бөлменін, үлкен-кішілігіне, қабырға төбесінің ақ-қарасына қарай жарықтығы әр түрлі болмай ма?

Жалпы алғанда эпицентрдегі жер сілкіну күші мен оның магнитудасының (М) ара қатынасы мынадай формуламен көрсетіледі:

Бұл формуланы қолданғанда ошағының тереңдігін тескеру керек. Терең фокусты сілкінуден магнитудасы 7-ден де жер бетінде қирау болмайды.

Сейсмологияда сонымен қатар сілкінудің энергия (£) ксыныбы деген түсінікті қолданады. Ол сілкіну қуатының логарифмі және магнитудасымен өлшенеді: = 1,1 + 1,6М. 5,3 магнитудалы Ташкент жер сілкінуінің қуаты 10²⁰ эрг (орташа атом бомбасының қуатындай).1887 жылғы Верный (Алматы) сілкінуінің қуаты 0,5 млн,