Эпицентр ( / ˈ ɛ p ɪ ˌ s ɛ n t ər / ), эпицентр или эпицентр [1] в сейсмологии — это точка на поверхности Земли непосредственно над гипоцентром или очагом , точка, где произошло землетрясение или подземное землетрясение. происходит взрыв.
Основная цель сейсмометра – определить местонахождение начальных точек эпицентров землетрясений. Вторичная цель - определение «размера» или величины должна быть рассчитана после того, как станет известно точное местоположение. [ нужна цитата ]
Самые ранние сейсмографы были предназначены для определения направления первых движений от землетрясения. Китайский сейсмограф-лягушка [2] сбросил бы шар в общем компасном направлении землетрясения, предполагая сильный положительный импульс. Теперь мы знаем, что первые движения могут быть практически в любом направлении в зависимости от типа инициирующего разрыва ( механизма очага ). [3]
Первым уточнением, позволившим более точно определить местоположение, стало использование шкалы времени . Вместо того, чтобы просто отмечать или записывать абсолютные движения маятника , смещения были нанесены на движущийся график, приводимый в движение часовым механизмом. Это была первая сейсмограмма , которая позволила точно определить время первого движения грунта и составить точный график последующих движений.
По первым сейсмограммам, как видно на рисунке, было замечено, что трасса разделилась на две основные части. Первой пришедшей сейсмической волной была P-волна , за ней последовала S-волна . Зная относительные «скорости распространения», было несложно вычислить расстояние до землетрясения. [4]
Один сейсмограф мог бы указать расстояние, но его можно было бы нарисовать в виде круга с бесконечным количеством возможностей. Два сейсмографа дадут две пересекающиеся окружности с двумя возможными местоположениями. Только с помощью третьего сейсмографа можно было бы определить точное местоположение.
Для определения местоположения современных землетрясений по-прежнему требуется как минимум три сейсмометра. Скорее всего, их много, образующих сейсмическую группу. Акцент делается на точности, поскольку можно многое узнать о механике разломов и сейсмической опасности , если определить, что места небольших землетрясений находятся в пределах километра или двух. Для этого компьютерные программы используют итерационный процесс, включающий алгоритм «угадывания и исправления». [5] Кроме того, требуется очень хорошая модель местной скоростной структуры земной коры: сейсмические скорости изменяются в зависимости от местной геологии. Для P-волн связь между скоростью и объемной плотностью среды была количественно выражена в соотношении Гарднера .
До инструментального периода наблюдения землетрясений считалось, что эпицентр является местом возникновения наибольших повреждений [6], но подземный разлом может быть длительным и распространять поверхностные повреждения по всей зоне разрыва. Например, при землетрясении в Денали магнитудой 7,9 в 2002 году на Аляске эпицентр находился на западном конце разлома, но наибольший ущерб был нанесен примерно в 330 км (210 миль) от восточного конца. [7] Глубина очага землетрясений, происходящих в континентальной коре, в основном колеблется от 2 до 20 километров (от 1,2 до 12,4 миль). [8] Континентальные землетрясения ниже 20 км (12 миль) редки, тогда как в зоне субдукции землетрясения могут возникать на глубинах более 600 км (370 миль). [8]
Во время землетрясения сейсмические волны распространяются во всех направлениях от гипоцентра. Сейсмическое затенение происходит на противоположной стороне Земли от эпицентра землетрясения, потому что жидкое внешнее ядро планеты преломляет продольные или продольные волны (P-волны), одновременно поглощая поперечные или сдвиговые волны ( S - волны ) . За пределами зоны сейсмической тени можно обнаружить оба типа волн, но из-за их разных скоростей и путей прохождения через Землю они приходят в разное время. Измеряя разницу во времени на любом сейсмографе и расстояние на графике времени прохождения, на котором P-волна и S-волна имеют одинаковое расстояние, геологи могут рассчитать расстояние до эпицентра землетрясения. Это расстояние называется эпицентральным расстоянием , обычно измеряется в ° (градусах) и обозначается в сейсмологии как Δ (дельта). Эмпирическое правило Ласки обеспечивает аппроксимацию эпицентрального расстояния в диапазоне 2 000–10 000 км.
После того, как расстояния от эпицентра рассчитаны как минимум по трем сейсмографическим измерительным станциям, точку можно определить с помощью трилатерации .
Эпицентральное расстояние также используется при расчете сейсмических магнитуд, как это разработали Рихтер и Гутенберг . [9] [10]
Точка, в которой начинается сдвиг разлома, называется очагом землетрясения. [8] Разрыв разлома начинается в очаге, а затем распространяется вдоль поверхности разлома. Разрыв прекращается там, где напряжения становятся недостаточными для продолжения разрушения разлома (потому что горные породы более прочные) или когда разрыв попадает в пластичный материал. [8] Сила землетрясения зависит от общей площади его разлома. [8] Большинство землетрясений небольшие, с размерами разрывов меньше глубины очага, поэтому разрыв не разрушает поверхность, но при больших магнитудах разрушительные землетрясения и разрывы поверхности являются обычным явлением. [8] Разрывы разломов при сильных землетрясениях могут простираться более чем на 100 км (62 мили). [8] Когда разлом разрывается в одностороннем порядке (с эпицентром в конце разлома или около него), волны сильнее в одном направлении вдоль разлома. [11]
Макросейсмический эпицентр является наилучшей оценкой местоположения эпицентра, полученной без использования инструментальных данных. Это можно оценить, используя данные об интенсивности, информацию о форшоках и афтершоках, знание местных систем разломов или экстраполяцию данных о подобных землетрясениях. Для исторических землетрясений, не зафиксированных инструментально, можно указать только макросейсмический эпицентр. [12]
Слово происходит от неолатинского существительного epicentrum , [13] латинизации древнегреческого прилагательного ἐπίκεντρος ( эпикентрос ), «занимающего кардинальную точку, расположенного в центре», [14] от ἐπί ( эпи ) «на, на, у» [15] и κέντρον ( кентрон ) «центр». [16] Этот термин был придуман ирландским сейсмологом Робертом Маллетом . [17]
Оно также используется для обозначения «центра активности», например: «Поездки ограничены в китайской провинции, которая считается эпицентром вспышки атипичной пневмонии». [18] [19] В книге «Современное американское использование» Гарнера приводится несколько примеров использования слова «эпицентр» в значении «центр». Гарнер также ссылается на статью Уильяма Сэфайра , в которой Сэфайр цитирует геофизика, объясняющего использование этого термина «ложной эрудицией со стороны писателей в сочетании с научной неграмотностью со стороны редакторов». [20] Гарнер предположил, что эти злоупотребления могут быть просто «метафорическими описаниями очагов нестабильной и потенциально разрушительной среды». [21]
{{cite journal}}
: Требуется цитировать журнал |journal=
( помощь ){{cite journal}}
: Требуется цитировать журнал |journal=
( помощь )