ĐỘNG đất và cấu TRÚC TRÁI đất (địa CHẤT cơ sở SLIDE)

CHƯƠNG 7

ĐỘNG ĐẤT
& CẤU TRÚC TRÁI ĐẤT
1.
2.
3.
4.
5.

Nguồn gốc động đất
Địa chấn học
Tổn thất do động đất
Sự phân bố động đất trên thế giới
Cấu trúc Trái đất

1


1. Nguồn gốc động đất






Động đất: sự rung chuyển với tốc độ nhanh của Vỏ Trái
đất
Động đất xảy ra do ứng suất căng được giải phóng từ đá
vào Vỏ Trái đất và manti trên. Ứng suất căng do sự ma
sát giữa các mảng “nổi” trên manti.

Động đất cũng có thể do sự dịch chuyển của đứt gãy, núi
lửa phun hay các vụ nổ bom...

Hầu hết động đất xảy ra do sự dịch chuyển đột ngột ở
các đới đứt gãy, năng lượng được giải phóng gây
động đất.
2


2. Địa chấn học





Khi động đất xảy ra, năng lượng đàn hồi được giải
phóng và truyền đi chấn động khắp Trái đất. Các
chấn động này gọi là sóng địa chấn
Địa chấn học : nghiên cứu hành vi của sóng địa
chấn trong Trái đất
Sóng địa chấn trên địa và địa chấn đồ

3












-

-

Lò động đất: nơi phát sinh động đất, tập trung và giải
phóng năng lượng động đất
Tâm trong (Focus center): nguồn phát sinh năng lượng
động đất
Tâm ngồi (Epicenter): hình chiếu của tâm trong lên mặt
đất
Độ sâu lò động đất: từ chấn tâm đến lò động đất
Khoảng cách chấn tâm: từ chấn tâm đến trạm đo động
đất
Theo độ sâu:
Lò động đất nông: từ 0- 70km (chiếm 72% tổng lò động
đất)
Lò động đất sâu trung bình: 70- 300km, chiếm 23%
Lò động đất sâu: từ 300- 700km, chiếm 4%
4









Sóng trong lịng đất:
Sóng nén ép P (press), sóng sơ cấp (Primary)
Sóng cắt S (shear), sóng thứ cấp (Secondary)
Sóng mặt: lan truyền trên hay gần mặt đất
Sóng L
Sóng Rayleigh
5








Sóng P
Sóng phát sinh và đến trạm đo trước tiên.
Làm thay đổi khối lượng đá. Tính chất nén ép, xơ đẩy
Vận tốc lan truyền khoảng 6- 8km/s
Có thể lan truyền qua các mơi trường rắn, lỏng, khí

Sóng S:
- Tác dụng lắc lư theo phương nằm ngang
- Truyền qua môi trường rắn, bị môi trường lỏng hấp
thu.
- Gây phá hủy mạnh,
- Vận tốc lan truyền khoảng 3,5- 5km/s
6

7


8


Sóng mặt: lan truyền gần song song với bề mặt Trái đất,
di chuyển chậm hơn so với sóng S, nhưng có biên độ
sóng lớn nhất trên địa chấn đồ
 Sóng Love gồm tồn bộ các chấn động của sóng cắt
trong mặt phẳng nằm ngang tương tự như sóng S
 Sóng Rayleigh kết hợp giữa sóng cắt và nén ép theo
phương thẳng đứng và nằm ngang

9


10


Biểu thị độ lớn nhỏ của năng lượng được giải phóng
từ tâm F
Cấp độ Richter là logarith thập phân của biên độ lớn
nhất của một vạch trên biểu đồ địa chấn (tính bằng
µm) nằm cách tâm ngồi 100km”.
Mỗi cấp độ Richter có năng lượng gấp 10 lần cấp
liền trước đó.
  động đất cấp 7.0 Richter mạnh gấp 1000 lần so

với cấp 4.0

11


Khi tăng một cấp độ Richter, năng lượng giải phóng
tăng 31 lần. Động đất cấp 8.0 giải phóng 31x31 lần
năng lượng so với động đất cấp 6.0
Richter Magnitude

Energy (ergs) Factor

1

2.0 x 1013

2

6.3 x 10

3

2.0 x 1016

4

6.3 x 10

5

2.0 x 1019

6

6.3 x 10

7

2.0 x 1022

8

6.3 x 10

14

17

20

23

31 x
31 x
31 x
31 x
12


Cấp độ Richter

Cấp
1- 2
2-4
4-5
5-6
6-7
7-8
8-9
>9
>10

Khơng nhận biết được
Có thể nhận biết nhưng không gây thiệt hại
Mặt đất rung chuyển, nghe tiếng nổ, thiệt hại không đáng kể
Nhà cửa rung chuyển, một số cơng trình có hiện tượng bị nứt
Mạnh, phá hủy hầu hết các cơng trình xây dựng thơng thường,
có vết nứt lớn hoặc hiện tượng sụt lún trên mặt đất
Mạnh, phá hủy hầu hết các cơng trình xây dựng thơng thường,
có vết nứt lớn hoặc hiện tượng sụt lún trên mặt đất
Rất mạnh, phá hủy gần hết cả thành phố hay đơ thị , có vết
nứt lớn , vài tịa nhà bị lún
Rất hiếm khi xảy ra
Cực hiếm khi xảy ra
13


Phản ánh mức độ ảnh hưởng của sự rung động mặt đất đến một
khu vực cụ thể trên bề mặt Vỏ Trái đất.
Thang gồm 12 cấp ảnh hưởng của động đất
Cấp

Đặc điểm

I

Không cảm nhận được, trừ những đối tượng nhạy
cảm và trong điều kiện rất đặc biệt.

II

Những đồ vật treo tường mỏng nhẹ có thể lay động.
Những người đang nằm nghỉ, đặc biệt là ở các nhà
cao tầng, mới cảm nhận được.

III

Rung động như có xe tải đi qua. Trong nhà, đặc biệt là
trên lầu có thể cảm nhận được sự rung động.

IV

Trong nhà nhiều người cảm nhận được, ở ngoài trời
ít người cảm nhận được. Vào ban đêm một số người
bị đánh thức. Bát dóa bị xáo động, tường có những
tiếng nứt nẻ, xe đang đậu bị xô đẩy. Sự rung động
14
như có một chiếc xe tải nặng đi qua.


V

Hầu hết mọi người đều nhận biết :
nhiều người bị đánh thức, tường bị vỡ
từng mảng, đồ vật bị đổ nhào, cây
cối, cột, đồ vật dạng tròn bị xáo trộn.

Tất cả mọi người đều nhận thức được:
nhiều người sợ hãi chạy ra đường, bàn
VI ghế bị xê dịch, vôi tường rơi từng
mảng, các ống khói bị phá hủy, tổn
thất nhẹ.
Mọi người đổ xô ra đường. Nhà cửa
xây dựng tốt bị thiệt hại không đáng
VII kể, xây dựng kỹ bị thiệt hại trung bình
và nhà xây dựng - thiết kế kém bị hư
hại nhiều, nhiều ống khói bị đổ vỡ.
Một số cấu trúc có thiết kế đặc biệt
thì bị hư hại nhẹ, nhà cửa bình thường bị
sụp đổ từng phần, xây dựng kém thì bị

15


Các cấu trúc có thiết kế đặc biệt bị hư
hại đáng kể: các khung bị nghiêng, tòa
IX
nhà bị nghiêng; mặt đất nứt nẻ, các
đường ống ngầm bị đổ vỡ.
Một số nhà gỗ xây dựng kỹ bị tàn
phá. Nhà beton bị tàn phá do gãy đổ

X phần chân, đường tàu bị xô lệch; ở bờ
sông đất chuồi, ở bờ dốc cát và bùn
bị chảy trượt. Nước sông đổ tràn bờ.
Rất ít nhà còn đứng được, đường xá bị
nứt nẻ, các hệ thống ống ngầm hoàn
XI toàn bị phá hủy. Ở vùng đất xốp
mềm, đất bị chuồi trượt, đường tàu
phần lớn bị xô lệch.
Mặt đất hoàn toàn bị tàn phá, mặt
XII đất nhấp nhô, đồ vật bị ném tung vào
không khí.

16


3. Tổn thất do động đất








“Động đất không giết chết người, các tòa nhà sụp đổ
làm chết người” cần có tiêu chuẩn xây dựng cho
các khu vực thường xuyên xảy ra động đất.
Td. Năm 1986 động đất cấp 7.1 xảy ra ở San
Francisco, California, 40 người chết (đa số do sup đổ
đường cao tốc)

10 tháng sau , động đất cấp 6.9 xảy ra ở Armenia,
25,000 người chết do chưa có tiêu chuẩn xây dựng
nhà cao tầng.
Năm 1976 động đất ở T’ang Shan, Trung Quốc,
240.000 người chết

17


Sự rung động mặt đất: sóng động đất truyền qua
gần tâm gây sụp đổ các cơng trình. Mức độ rung
động phụ thuộc vào khoảng cách từ tâm và tính chất
nền đá/  
◦ Vật liệu trầm tích bở rời thường bị rung động mạnh
hơn đá gốc.
◦ Kiến trúc betong và nhà gạch thường dòn, dễ bị
sụp đổ hơn kiến trúc gỗ và thép
Nứt đất xảy ra dọc theo các đứt gãy có dịch chuyển
 cơng trình nằm ngang qua đứt gãy bị sụp đổ
Cháy là tổn thất thứ cấp của động đất. Các hệ thống
dẫn gas, điện bị nứt vỡ gây cháy nổ. Cháy nổ có
thể chiếm đến 90% tổn thất do động đất

18


Trượt lở xảy ra ở vùng núi do động đất kích
thích đá, đá vụn ... đổ xuống chân núi
 Cát chảy: vật liệu bở rời bão hòa nước sẽ chảy
khi xảy ra sự chấn động do động đất

 Sóng thần là những đợt sóng rất cao, di chuyển
cực nhanh qua các đại dương, xảy ra do động
đất ven biển, gây thiệt hại hàng ngàn km dọc bờ
biển


19


4.Phân bố động đất trên thế giới




Ở đới hút chìm thường xảy ra động đất mạnh.
Khoảng 80% các trận động đất xảy ra ở đai Thái Bình Dương
Khoảng 15% xảy ra ở đai Địa Trung Hải- Hymalaya

20


Động đất ở ranh giới tách dãn: Ở sống núi
giữa đại dương chịu ứng suất cang dãn và các
đứt dãy tḥn và thung lũng rift, động đất có tâm
nơng <20km 
 Động đất ở ranh giới của đứt gãy biến dạng:
nơi hai mảng dịch chuyển qua lại theo mặt nằm
ngang, đứt gãy San Andreas ở California, tâm
động đất có tâm nơng <50km
 Động đất ở ranh giới nén ép: nơi hai mảng đi

đến gặp nhau tạo ứng suất nén ép mạnh hình
thành đứt gãy nghịch và chờm nghịch.
 - Đới hút chìm: nơi mảng đại dương hút chìm
xuống Vỏ lục địa = đới Benioff , tâm động đất c1o
thể sâu đến700km trong manti
 - Đới va mảng: hai mảng lục địa va nhau, tâm
động đất từ nông cho đến sâu 200km


21


22


5. Cấu trúc bên trong Trái đất


Biết cấu trúc bên trong Trái đất nhờ vào sự thay đổi
vận tốc sóng địa chấn theo độ sâu. Vận tốc sóng
truyền đi trong Trái đất theo cơng thức:

Vp = [(K + 4/3 µ )/ ρ]
Vs = [(µ )/ ρ ]
K = tính kháng nén
µ = độ cứng
ρ = mật độ
Khảo sát vận tốc sóng địa chấn để xác định sự thay đổi
của K, µ, và ρ theo độ sâu để suy đoán sự thay đổi
của áp suất, nhiệt độ và thành phần vật chất bên

trong Trái đất  biết được cấu trúc bên trong Trái đất.
23




Vỏ cứng (crust) ranh giới giữa Vỏ cứng và manti là bề
mặt Mohorovicic (Moho)

◦ Vỏ lục địa dày từ 20 - 60 km
◦ Thành phần vật chất thay đổi: granite gần mặt đất và
gabbro gần bề mặt Moho. 
◦ Vỏ đại dương dày từ 8 -10 km, thành phần vật chất
là basalt




Manti: vận tốc sóng địa chấn tăng đột ngột tại Moho,
thành phần gồm olivine, pyroxene, và garnet.
Nhân: ở độ sâu 2900km, vận tóc sóng dọc tăng đột ngột
và sóng ngang = 0 vì vật chất ở trạng thái lỏng. Đến độ
sâu 4800km, vận tốc sóng ngang tăng  nhân trong
cứng, gồm Sắt và Nickel
24