Эпицентр ( / ˈɛpɪˌsɛntər / ), эпицентр или эпицентрум [ 1 ] в сейсмологии — точка на поверхности Земли , расположенная непосредственно над гипоцентром или очагом , точкой, где зарождается землетрясение или подземный взрыв .
Основная цель сейсмометра — определение начальных точек эпицентров землетрясений. Вторичная цель — определение «размера» или магнитуды — должна быть рассчитана после того, как точное местоположение известно. [ необходима цитата ]
Самые ранние сейсмографы были разработаны, чтобы дать представление о направлении первых движений от землетрясения. Китайский лягушачий сейсмограф [2] сбросил бы свой шар в общем направлении компаса землетрясения, предполагая сильный положительный импульс. Теперь мы знаем, что первые движения могут быть почти в любом направлении в зависимости от типа инициирующего разрыва ( очаговый механизм ). [3]
Первым усовершенствованием, позволившим точнее определить местоположение, стало использование шкалы времени . Вместо того чтобы просто отмечать или записывать абсолютные движения маятника , смещения наносились на движущийся график, приводимый в движение часовым механизмом. Это была первая сейсмограмма , которая позволила точно определить время первого движения грунта и построить точный график последующих движений.
Из первых сейсмограмм, как видно на рисунке, было замечено, что след разделился на две основные части. Первой пришедшей сейсмической волной была P-волна , за которой сразу же последовала S-волна . Зная относительные «скорости распространения», было просто рассчитать расстояние до землетрясения. [4]
Один сейсмограф даст расстояние, но его можно изобразить в виде круга с бесконечным числом возможностей. Два сейсмографа дадут два пересекающихся круга с двумя возможными местоположениями. Только с третьим сейсмографом будет точное местоположение.
Современное определение местоположения землетрясений по-прежнему требует минимум трех сейсмометров. Скорее всего, их много, образующих сейсмический массив. Акцент делается на точности, поскольку можно многое узнать о механике разломов и сейсмической опасности , если местоположения могут быть определены как находящиеся в пределах километра или двух для небольших землетрясений. Для этого компьютерные программы используют итерационный процесс, включающий алгоритм «предположения и исправления». [5] Кроме того, требуется очень хорошая модель локальной скоростной структуры земной коры: сейсмические скорости изменяются в зависимости от локальной геологии. Для P-волн соотношение между скоростью и объемной плотностью среды было количественно определено в соотношении Гарднера .
До инструментального периода наблюдения за землетрясениями эпицентр считался местом, где произошел наибольший ущерб, [6] но подповерхностный разлом может быть длинным и распространять поверхностные повреждения по всей зоне разрыва. Например, при землетрясении магнитудой 7,9 в Денали в 2002 году на Аляске эпицентр находился на западном конце разрыва, но наибольший ущерб был примерно в 330 км (210 миль) от него на восточном конце. [7] Глубина очага землетрясений, происходящих в континентальной коре, в основном составляет 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, поскольку жидкое внешнее ядро планеты преломляет продольные или компрессионные ( P-волны ), в то время как поглощает поперечные или сдвиговые волны ( S-волны ). За пределами зоны сейсмической тени можно обнаружить оба типа волн, но из-за их разных скоростей и путей через Землю они прибывают в разное время. Измеряя разницу во времени на любом сейсмографе и расстояние на графике времени пробега, на котором P-волна и S-волна имеют одинаковое разделение, геологи могут вычислить расстояние до эпицентра землетрясения. Это расстояние называется эпицентральным расстоянием , обычно измеряется в ° (градусах) и обозначается в сейсмологии как Δ (дельта). Эмпирическое правило Ласки дает приблизительное значение эпицентрального расстояния в диапазоне 2 000–10 000 км.
После того, как расстояния от эпицентра рассчитаны по данным как минимум трех сейсмографических измерительных станций, точку можно определить с помощью трилатерации .
Эпицентральное расстояние также используется при расчете сейсмических магнитуд, разработанных Рихтером и Гутенбергом . [9] [10]
Точка, в которой начинается сдвиг разлома, называется очагом землетрясения. [8] Разрыв разлома начинается в очаге, а затем расширяется вдоль поверхности разлома. Разрыв останавливается там, где напряжения становятся недостаточными для продолжения разрыва разлома (потому что породы прочнее) или где разрыв проникает в пластичный материал. [8] Магнитуда землетрясения связана с общей площадью его разрыва разлома. [8] Большинство землетрясений небольшие, с размерами разрыва меньше глубины очага, поэтому разрыв не разрывает поверхность, но при большой магнитуде, разрушительных землетрясениях, поверхностные разрывы являются обычным явлением. [8] Разрывы разлома при крупных землетрясениях могут простираться более чем на 100 км (62 мили). [8] Когда разрыв разлома происходит односторонне (с эпицентром в конце разрыва разлома или около него), волны сильнее в одном направлении вдоль разлома. [11]
Макросейсмический эпицентр является наилучшей оценкой местоположения эпицентра, полученной без инструментальных данных. Это может быть оценено с использованием данных интенсивности, информации о форшоках и афтершоках, знания локальных систем разломов или экстраполяции данных относительно похожих землетрясений. Для исторических землетрясений, которые не были инструментально зарегистрированы, может быть указан только макросейсмический эпицентр. [12]
Слово происходит от неолатинского существительного epicentrum [13], латинизации древнегреческого прилагательного ἐπίκεντρος ( epikentros ) , « занимающий кардинальную точку, расположенный в центре», [ 14] от ἐπί ( epi ) «на, на, в» [15] и κέντρον ( kentron ) «центр». [ 16] Термин был придуман ирландским сейсмологом Робертом Маллетом [17]
Он также используется для обозначения «центра активности», как в «Поездки ограничены в китайской провинции, которая считается эпицентром вспышки атипичной пневмонии». [18] [19] В книге Гарнера «Современное американское использование » приводится несколько примеров использования, в которых «эпицентр» используется для обозначения «центра». Гарнер также ссылается на статью Уильяма Сафайра , в которой Сафайр цитирует геофизика, который приписывает использование этого термина «ложной эрудиции со стороны писателей в сочетании с научной неграмотностью со стороны редакторов». [20] Гарнер предположил, что эти неправильные употребления могут быть просто «метафорическими описаниями фокусных точек нестабильной и потенциально разрушительной среды». [21]
{{cite book}}: |journal=проигнорировано ( помощь )