Землетрясение и авария на АЭС в Японии
В 2011 году сильное землетрясение в Японии стало причиной аварии на АЭС "Фукусима-1". Изначально представители японских властей сообщили, что радиационная авария соответствует четвертому уровню опасности. Через неделю стало ясно, что последствия этой аварии более значительны. Еще через 3 недели аварии на японской АЭС, как и на Чернобыльской в 1986 году, был присвоен седьмой уровень опасности. Это самые крупные техногенные катастрофы в истории человечества.
На АЭС "Фукусима-1" во время землетрясения под воздействием аварийной защитной системы были остановлены три энергоблока. Через час после этого образовалась волна цунами. В результате АЭС осталась без электроснабжения. Запасные дизельные генераторы тоже пострадали. После остановки атомные реакторы длительное время выделяют большое количество тепла. Для работы системы охлаждения реакторов необходимо электричество. Так как АЭС оказалась без энергообеспечения, то реакторы быстро перегрелись и взорвались.
Владельцем "Фукусима-1" является компания ТЕРСО. После отказа в работе дизель-генераторов, ее руководство сразу сообщило правительству Японии о создавшейся аварийной ситуации. После этого были приняты соответствующие меры и началась эвакуация населения сначала из зоны радиусом 3 км вокруг АЭС, затем из зоны радиусом 20 и 30 км вокруг АЭС. Над этой зоной были запрещены авиаперелеты.
По словам председателя Общества по защите от радиации, последствия этой катастрофы будут значительно превосходить последствия аварии на Чернобыльской АЭС. При первой аварии произошел мощный взрыв. При этом радиоактивный столб взлетел в небо на 15 км. Образовавшееся вслед за этим радиоактивное облако большей частью осело на чернобыльской территории. На японской АЭС после взрыва продолжается медленная утечка радиации. Радиоактивные частицы постепенно распространяются на огромные территории радиусом 300–500 км. В населенных пунктах, прилегающих к "Фукусиме-1", проживает больше населения, чем когда-то в Чернобыльской области. По данным Общества по защите от радиации, от аварии на Чернобыльской АЭС пострадали в итоге почти 1 млн человек. Официальных данных по этому факту не имеется. Ожидается, что нанесенный природе и людям ущерб от японской катастрофы окажется намного масштабнее.
Через год после взрыва на "Фукусиме-1" ученые Японии решили понаблюдать за животным и растительным миром в районе катастрофы. Для этого была собрана группа исследователей. Неподалеку от АЭС были обнаружены насекомые с явными признаками мутаций. Прежде всего в поле зрения ученых попали бабочки-голубянки. Под воздействием радиационного облучения изменился их внешний вид. Они стали другой окраски, у них деформированы конечности и глаза. Также в районе пострадавшей АЭС родился кролик без ушей. Ученые очень обеспокоены такими событиями, так как ожидают и более серьезных для живого мира последствий. Прежде всего, перед ними стоит задача выяснить, каким образом последствия радиационной катастрофы отразятся на людях.
Природные катастрофы
В настоящее время происходят события, которые при дальнейшем развитии могут перерасти в экологическую катастрофу. Например, потепление климата в результате парникового эффекта или остывание Солнца и возможное в связи с этим похолодание климата на Земле. Однако наступление таких глобальных для планеты катастроф в ближайшее время маловероятно.
К реально существующим природным катастрофам относятся землетрясения, извержения вулканов, падения метеоритов, массивные лесные самовозгорающиеся пожары, наводнения, ураганы и цунами. Они не связаны с деятельностью человека. Эти стихийные бедствия, в зависимости от масштабов, могут приводить к гибели большого числа людей. В некоторых случаях они провоцируют техногенные катастрофы, как это было в случае аварии на японской АЭС "Фукусима-1".
Вулканы
Несмотря на научно-технический прогресс, перед извержением вулкана человек совершенно беззащитен. Как и в прошлые времена, при извержении образуются огромные тучи из вулканических пепла и газов, которые поднимаются в небо на высоту до 50 км. Также извержения вулканов сопровождаются камнепадами, огненными фейерверками, потоками лавы и раскаленных горных пород. Эти природные явления опасны для жизни человека и приводят к огромным экономическим потерям.
Наибольшую опасность при извержении вулкана представляют ударная волна, летящие во все стороны камни и деревья, вулканические пепел и газы, а также излучаемое тепло и пирокластические потоки, состоящие из раскаленных газов, пепла и камней. Скорость последних может достигать 500–800 км/ч, а температура - 1000 °C.
Извержение вулкана способно привести к активизации других природных явлений, представляющих опасность для жизни человека, - пожаров, цунами, оползней.
При извержениях очень крупных вулканов или сразу нескольких раскаленная лава и пирокластические потоки выжигают леса, луга, населенные пункты, приводят к массовой гибели людей. Часто такие катастрофы происходят в странах Средиземноморья, Индонезии, на Гавайских островах, а также в некоторых районах Африки, Северной и Южной Америки. На указанных территориях жителям не хватает полезного пространства из-за наличия множества вулканов. Люди вынуждены строить свои жилища на их склонах. После извержения земля вокруг вулкана на несколько веков непригодна для хозяйственного использования. Однако потом она восстанавливается и становится плодородной.
В 1902 году произошло на острове Мартиника извержение вулкана Монтань-Пеле. Оно привело к гибели 30 000 человек. В 1883 году проснулся в Индонезии вулкан Кракатау. Его извержение вызвало мощное цунами, из-за которого погибло 36 000 человек.
В последние десятилетия вулканических катастроф с таким числом человеческих жертв не происходит, однако вулканы на Земле существуют и периодически проявляют себя.
В результате вулканических извержений не раз обширные территории на Камчатке и Курильских островах превращались в пустыни. Там погибала вся растительность. В 1907 году в южной части полуострова Камчатка произошло извержение вулкана Ксудач. В результате 600 км растительности полностью погибло, последствия извержения вулкана отмечались на территории 1,8 тыс. км .
Вулкан состоит из магмы, жерла и кратера. Слой застывшей лавы от предыдущих извержений образует каменистые склоны, на вершине которых располагается кратер. Из кратера через жерло изливается раскаленная магма, находящаяся в недрах Земли.
Извержения вулканов вызывают образование огромного количества пепла. Он содержится в большом количестве в атмосферном воздухе, попадает в дыхательные пути животных и людей и вызывает удушье. Содержание большого количества пепла в воздухе опасно при перемещении автомобильным или воздушным транспортом. Поэтому в таких ситуациях закрывают аэропорты. Также пепел оседает на крыши зданий, которые не выдерживают его тяжести и рушатся.
Все вулканические выбросы и потоки раскалены. Поэтому возникают пожары (горят леса, здания), все живое вокруг погибает от воздействия высокой температуры.
После выброса в атмосферу вулканических газов часто идут кислотные дожди. В некоторых случаях вулканические газы (углекислый, сернистый газ, хлороводород) скапливаются у поверхности земли и вызывают отравления. Содержащийся в вулканических газах фтор может вместе с пеплом оседать на обширных территориях и также вызывать тяжелые отравления у скота.
В 2005 году американскими учеными был введен термин "супервулкан". Он означает вулкан с очень объемными извержениями, которые оцениваются в 8 баллов по специальной шкале VEI. Извержения таких вулканов могут стать настоящей катастрофой для планеты. Их активность может привести к изменениям климата и вулканической зиме. Извергающиеся из супервулканов газы и пепел делают атмосферу непроницаемой для солнечных лучей. Вслед за этим выпадают очень обильные кислотные осадки. По мнению ученых, подобное уже происходило на нашей планете 74 000 лет назад.
Один известный супервулкан находится под Йеллоустонским национальным парком США. Образовавшаяся после его извержения котловина огромна - 55х72 км. Верхушки у этого вулкана нет, так как во время извержения его наземная часть проваливается в раскаленную магму. В результате магма не выходит из вулкана, а накапливается в его полости. Давление в ней начинает быстро расти. Это приводит к очень мощному взрыву, который в тысячи раз мощнее извержения обычного вулкана.
По словам ученых, Йеллоустонский супервулкан проявляет активность через каждые 600 000 лет. Последний раз его извержение происходило 640 000 лет назад. Значит, можно ожидать большую природную катастрофу в ближайшее время. Этот супервулкан имеет особенности своего расположения, что делает прогноз его извержения более сложным. Если проснется супервулкан, то начнется очень сильное землетрясение. После того как на его поверхности образуется трещина, будет открыт путь для магмы и произойдет ее выброс в атмосферу на 50 км вверх. Предполагается, что извержение супервулкана будет продолжаться почти 2 дня. После этого вся планета окажется под слоем пепла толщиной 8 см и начнется вулканическая зима. Предполагается, что температура на планете снизится на 20 °C. В результате Северное и Южное полушария Земли в значительной степени покроются льдом.
Извержение вулканов могут спровоцировать тектонические сдвиги, землетрясения, падения астероидов и др. Также этому способствуют различные процессы, происходящие в недрах земли.
Гигантские котлованы супервулканов можно заметить только из космоса. Возможно, на планете есть еще пока неизвестные супервулканы. Если хотя бы один из них придет в активность, то это явится глобальной катастрофой для человечества.
Землетрясения
Землетрясения относятся к чрезвычайно опасным природным явлениям. Они обладают огромной разрушительной силой и сопровождаются большим числом погибших и пострадавших и значительным экономическим ущербом.
Изучением землетрясений занимается одно из направлений геологии - сейсмология. Она выясняет их причины и последствия. Землетрясение обычно продолжается несколько секунд. В это время происходят подземные толчки и проходит волна колебаний поверхности Земли. При этом здания и прочие сооружения значительно повреждаются или разрушаются.
Часто землетрясения становятся причиной изменения рельефа местности и влекут за собой обвалы, сходы лавин в горах, наводнения. В результате землетрясений происходит гибель целых городов, разрушаются промышленные предприятия, транспортная и энергетическая системы, исчезают сельскохозяйственные земли. Землетрясения вызывают гибель целых экосистем в природе.
Непосредственной причиной землетрясений являются процессы развития мантии и коры Земли, смещение слоев земной коры, образование горных хребтов. Таким образом, высвобождается накопленная в толще Земли энергия. Каждый год на нашей планете происходит десяток сильных землетрясений. Среди них одно обязательно имеет катастрофические последствия.
В исторических документах сохранились сведения о землетрясениях, повлекших гибель огромного количества людей. В 1556 году произошло землетрясение в китайском городе Шаньси (погибло 830 000 человек). В 1737 году в Индии во время аналогичной природной катастрофы погибло 300 000 человек. В 1755 году землетрясение в Лиссабоне унесло жизни 60 000 человек. В 1902 году при землетрясении в Японии были разрушены города Токио и Иокогама, число погибших составило 143 000 человек. В 1908 году землетрясение привело к уничтожению итальянского города Мессины (40 000 жертв). За последние десятилетия сильное землетрясение произошло в Армении (при разрушении г. Спитака погибло 25 000 человек). В 1999 году было землетрясение в Турции. В районе Мраморного моря 16 000 человек погибли и 35 000 были тяжело ранены. Происходят землетрясения и в наши дни. В 2003 году в Иране, в провинции Керман, недалеко от городка Бам погибли 60 000 человек.
Человек не может противостоять землетрясению. Некоторые районы на Земном шаре особенно подвержены этому природному явлению. Многие из них отличаются значительной урбанизацией. Это означает, что природные катастрофы будут дополняться техногенными.
По ориентировочным оценкам, за последние 2000 лет от землетрясений погибло 15 млн человек. Разрушению подверглись сотни городов и тысячи мелких поселений. Во время землетрясений пришли в негодность сотни миллионов гектаров сельскохозяйственных земель.
Землетрясения под водой вызывают образование морских волн - цунами, которые поднимаются в высоту на десятки метров. Для океана эти волны малозаметны, однако они причиняют огромный вред береговым зонам и смертельно опасны для людей.
Наводнения
Наводнения относятся к стихийным бедствиям, которые занимают второе место после землетрясений по числу человеческих жертв. Они характеризуются большой площадью распространения и повторяемостью. В прошлом веке наводнения стали причиной гибели 9 млн человек.
Наводнения по распространенности и последствиям подразделяются на низкие, высокие, выдающиеся и катастрофические.
Низкие наводнения происходят на территории равнинных рек через промежуток времени в 5–10 лет. Они мало влияют на жизнь людей при своевременном оповещении о них. Высокие наводнения отмечаются в речных долинах. При них затапливаются большие участки суши. Они требуют эвакуации людей и изменяют привычную жизнь. Происходят высокие наводнения каждые 20–25 лет. Выдающиеся наводнения приводят к затоплению более 50 % сельскохозяйственных земель. Они ведут к затоплению населенных пунктов, в том числе городов. Случаются такие наводнения раз в 50–100 лет. Катастрофические наводнения вызывают затопление нескольких речных систем и полностью изменяют уклад жизни. Происходят такие наводнения не чаще, чем один раз в 100–200 лет. Возможно, именно таким наводнением был Всемирный потоп.
Сложно поддаются прогнозам паводки - кратковременные повышения уровня воды в связи с ливнями или быстрым таянием снега. Очень сложно заранее определить повышение уровня рек из-за большого поступления воды из водохранилища или моря. Почти не поддаются прогнозам наводнения, связанные с цунами или прорывами плотин.
Для прогнозирования наводнений и уменьшения их негативных последствий создаются паводковые комиссии. Они занимаются проверкой состояния гидротехнических сооружений, проводят необходимые инженерные работы, оповещают население о возможном наводнении.
Наиболее масштабным в XX веке было наводнение в Китае в 1931 году. Тогда воды реки Янцзы разлились на 300 000 км . При этом погибло 140 000 человек. До этого, в 1876 году, вода в реке поднималась на 60 м. Это самый большой показатель повышения уровня воды в Янцзы.
На Украине наводнение не раз происходило из-за повышения уровня воды в Днепре. В 1931 году была затоплена обширная территория от Могилева до Запорожья. Это наводнение значительно выделялось среди прочих высотой стояния воды и площадью затопленной зоны.
В 1954 году наводнение постигло Братиславу и большие территории в Австрии и Венгрии.
В 1940–1950 годах в бассейне реки Миссури было зарегистрировано 100 крупных наводнений. На эту территорию приходится 70 % экономического ущерба, который речные наводнения наносят США. Крупные наводнения каждые 2 года происходят в Огайо, а в Арканзасе - каждые 6 лет.
В 1962 году были затоплены берега Западной Германии, Англии и Голландии, что унесло жизни 2000 человек.
Наиболее оптимальный способ предотвращения наводнений - это строительство плотин и создание водохранилищ на крупных реках. Плотины позволяют регулировать сток воды в реках, что особенно важно при повышении уровня воды в реке.
В 1966 году крупное наводнение произошло в провинции Тоскана на реках По и Арно. В течение нескольких дней там шли проливные дожди, что вызвало паводок. Затем произошло разрушение защитных дамб на реках и вода разлилась на обширные территории. Были затоплены Флоренция и Пиза. В Венеции на площади Святого Марка уровень воды достигал 2 м. Это стихийное бедствие привело к гибели 100 человек.
Крупнейшее наводнение произошло в 1970 году в Индии в дельте реки Ганг. По приблизительным подсчетам, погибло от 500 тыс. до 1,5 млн человек.
Еще одно известное наводнение произошло в 1970 году во Франции. От выхода из берегов Сены пострадал Париж и пригородная территория в радиусе 40 км. Наводнения каждый год наносят Франции ущерб в 1,5 млн франков.
Множество наводнений отмечалось в 1988 году в Германии. Повысился уровень воды в реках Рейн, Мозеле, Дунай и Майн. В результате оказались затоплены такие города, как Штраубинг, Пассау, Регенсбург и пригородная зона Кельна.
В Латинской Америке в сезон дождей масштабно разливается река Амазонка.
В 2010 году длительные дожди (самые обильные за последние 80 лет) привели к наводнению в Пакистане в провинции Хайбер-Пахтунхва. Это стихийное бедствие вызвало гибель 1500 человек. Многие при этом остались без жилья. В некоторых местах повышение уровня воды достигало 5,5 м. Разрушению подверглись более 15 000 домов и 45 мостов. Общее число пострадавших доходит до 2 млн.
В России наводнения каждый год охватывают примерно 400 км территории. Весной, во время таяния снега, начинается половодье. Как правило, о нем узнают заранее. Часто происходят наводнения в тех местах, где протекают сибирские реки. Русло рек закупоривается льдинами и вода разливается во все стороны. Иногда по несколько раз в год из своих берегов выходят Амур и его притоки - Зея, Бурея, Шилка, Уссури. Этому способствуют муссонные дожди.