زلزله چيست و چگونه بوجود مي آيد؟

لرزش ناگهانی پوسته‌های جامد زمین، زلزله یا زمین لرزه نامیده می‌شود. دلیل اصلی وقوع زلزله را می‌توان افزایش فشار بیش از حد داخل سنگها و طبقات درونی زمین دانست.

به نسبت اندازه انرژی تخلیه شده ، در بخشهای روی زمین و هر آنچه که بر آن بنا شده باشد ، ویرانی روی خواهد داد . از این رو ، در نقاطی که قبلا پوسته زمین دچار شکستگی شده است (گسل های قدیمی ) ، این امکان وجود دارد که پوسته زمین یک دست نیست و از تعدادی صفحات به هم پیوسته تشکیل شده است. در محل اتصال این قطعات نیز معمولا

لرزش هایی به وقوع می پیوندد. به طوری که امروزه توانسته اند ،کمربندهای زلزله خیز جهان را در مقیاس قاره ای مشخص کنند. و از آن جا که در این محل ها امکان خروج مواد مذاب درون زمین بیشتر است ، نوعی قرابت بین کمربند زلزله خیز و کمربند آتشفشان های روی کره زمین به وجود آمده است.

در مقیاس های کوچک تر، رشته کوه های اصلی در هر منطقه می توانند ،مؤید وجود شکستگی در بخش زیرین ان ها باشند . براساس نظریه  (تکتونیک صفحه ای)، به وجود آمدن کوهها از برخورد لبه های دو صفحه از صفحات پوسته زمین ناشی است. و بازهم در مقیاسی کوچک تر، در هر منطقه از زمین می توان انتظار وجود گسل ، شکستگی یا درز را در پوسته زمین داشته باشیم که در اعماق متفاوت به وجود آمده اند ، مگر آن که مطالعات علمی معتبر خلاف آن را ثابت کرده باشند .

بنابراین در همه جای کره زمین ، امکان وقوع زلزله وجود دارد ، اما این امکان در محل شکستگی ها و گسل های موجود بیشتر است . بر این مبنا اگر بخواهیم انتشار جغرافیایی زلزله ها را در دنیا به طور مشخص بیان کنیم ، به این ترتیب خواهد بود :

1 – کمربند اطراف اقیانوس آرام که 80 درصد از انرژی آزاد شده و 68 درصد از زلزله های دنیا در این کمربند مشاهده می شوند . این کمربند بر دایره آتش یا محل وقوع آتشفشان های فعال و نیمه فعال دنیا تطبیق دارد .

2 – منطقه بین مدیترانه تا جزایر ساندی در اقیانوس آرام که 21 درصد زمین لرزه های جهان در آن به وقوع می پیوندد .

3 – سایر مناطق شامل اقیانوس منجمد شمالی ، اقیانوس اطلس ، اقیانوس هند غربی و آفریقای شرقی که 11 درصد زمین لرزه ها را بروز می دهد .

اندازه گیری زلزله

برای اندازه گیری دقیق یک زلزله از دو کمیت ( بزرگی ) و( شدت ) استفاده می کنند .

از سال 1890 ، زلزله نگارهایی در جهان وجود داشته اند که نسبت به پیشرفت علوم فناوری زمان خود می توانستند ، نسبت به وقوع و بزرگی یک زلزله واکنش نشان دهند . اما تا سال 1930 که چارلزاف . ریشتر ، زمین شناس کالیفرنیایی ، موضوع بزرگی زلزله را مطرح نکرده بود ، مسأله تعیین بزرگی زمین لرزه بدون حل باقی بود . مبانی ایده ریشتر بسیار ساده بود . او توانست ، با اندازه گیری فاصله میان کانون یک زلزله و دستگاه زلزله نگار و ابعاد منحنی های ثبت شده روی آن ، بر اساس یک ریشتر از تجربه های بدست آمده تا آن زمان ، زلزله ای را در کالیفرنیا اندازه گیری کند .

واضح است که هر قدر قدرت زلزله زیادتر باشد ، ارتعاشات ناشی از آن شدید تر است . به علاوه ، دامنه امواج ناشی از هر زلزله به قدرت ارتعاشات آن بستگی دارد . چون دامنه امواج زلزله بر حسب ازدیاد فاصله از کانون کاهش می یابد – یعنی هر چه از کانون زلزله دور می شویم ، امواج کم دامنه تر می شوند – هنگامی که از دامنه صحبت می شود ، باید فاصله ثابتی از کانون مورد توجه باشد . به این ترتیب طبق قرداد ، دامنه حرکات زمین را از فاصله 100 کیلومتری کانون اندازه گیری می کنند . با اندازه گیری بزرگی ، به آسانی می توان مقدار انرژی حاصل از یک زلزله را بدست آورد . انرژی زلزله ای که بزرگی آن 5 باشد ، تقریبا معادل انرژی بمب اتمی است که در هیروشیمای عمل کرد . اما باید بدانیم که اندازه گیری بزرگی یک زلزله ، روش تعیین شدت را کامل می کند ، در حالی که بیشتر اوقات ، شدت را بزرگی اشتباه می گیرند ؛ یعنی مقیاس مرکالی را با مقیاس ریشتر مخلوط می کنند . هر قدر لرزش زمین شدیدتر باشد ، خسارت ناشی از آن بیشتر خواهد بود . بنابراین ، اگر چه بین بزرگی و شدت رابطه ای وجود دارد ، اما این رابطه روشن و مشخص نیست .

انواع امواج زلزله

امواج زمین لرزه با توجه به حرکتشان در داخل یا سطح زمین به دو دسته تقسیم میشوند:

امواج داخلی

دسته ای از امواح که در درون زمین و در تمامی جهات حركت می كنند. امواج داخلی نیز به دو گروه امواج طولی یا اولیه و امواج عرضی یا ثانویه قابل تقسیم هستند.

امواج سطحی

سرعت امواج سطحی از امواج عرضی کمتر است وشدت آن نسبت به عمق و نسبت به فاصله از مرکز به سرعت کاهش می یابد. این امواج در مكان مشترک دو محیط گازی ومایع، در اثر ارتعاشات ناشی از زلزله بوجود می آید.

بیشترین انرژی را دارا بوده و عامل اصلی خرابی های ناشی از زمین لرزه بخصوص در مناطق مسکونی است. این امواج همیشه در نزدیکی سطح های ناپیوستگی متمرکز می شوند. بدین جهت در محیط های همگن موج های سطحی نخواهیم داشت.

این امواج خود به گروه های مختلفی چون « لا» و «رایلی» تفکیک می شوند. حرکت این دو موج بسیار پیچیده و قدرت تخریبی این امواج و موج S بسیار زیادتر از امواج P است.

امواج طولی(P) :

این امواج باعث کشش ها و انقباض های متوالی درامتداد حرکت موج می شود . سرعت انتشار این امواج زیادتر ازامواج دیگر است و اولین امواجی است که به ایستگاه لرزه نگار می رسد .

امواج تراکمی از همه محیط هایی که توان تحمل فشار را دارند از جمله گازها، جامدات و مایعات عبور می کنند. ذراتی که تحت تاثیر موج P قرار می گیرند در جهت انتشار موج به جلو یا عقب نوسان می کنند.

مثلا هنگامی که بخشی از یک فنر را جمع کرده و به طور ناگهانی رها کنیم، فشردگی تمام طول فنر را طی خواهد کرد تا به انتهای آن برسد. در این مثال فنر در راستای حرکت موج به ارتعاش درآمده است که بسیار شبیه به نحوه انتشار امواج P است.

دلیل نامگذاری این امواج به نام امواج اولیه سرعت بالای آنهاست و اولین موجی که از زلزله احساس می شود امواج P است. این امواج با وجود سرعت بالای بسیار سریع انرژی خود را از دست می دهند و باعث ایجاد خرابی زیادی نمی شو.

امواج برشی(S) :

این امواج باعث می شود که سنگ خم شود و شکل خود را از دست بدهد . این امواج فقط ازجامدات رد می شود.

تقریباً اثر تخریبی تمام زلزله ها بر اثرامواج برشی است و به این معنی که وقتی لحظه شکستن سنگ فرا می رسد سنگ شکاف بر می دارد و نقاط مجاور شکاف بطور جانبی نسبت بهم حرکت می نمایند . در این زمان است که دو نوع موج P وS ایجاد می شوند.

امواج لاو (love) :

حرکت زمین توسط موج لاو، تقریبا شبیه موج S است. طنابی را به دیوار وصل كنید و سر دگیر طناب را در به سمت چپ و راست بصورت قائم حركت دهید. این حركت شبیه به حركت امواج لاو است.

موجهای لاو قدری سریعتر از امواج رایلی حرکت کرده و زودتر بر روی لرزه نگاشت ظاهر می شوند.

امواج رایلی LR

این امواج به شكلی خاصی حرکت می کنند. بدین ترتیب که حرکت ذرات در امتداد مدارهای دایره ای صورت می گیرد.

مقیاس ریشتر

مقیاس ریشتر لگاریتمی است. یعنی افزایش یک واحد در مقیاس ریشتر نشان دهنده افزایش ده واحدی در دامنه موج است.مثلا دامنه موج در زلزله 6 ریشتری ده برابر دامنه موج زلزله 5 ریشتری است.

سؤالاتی که غالبا در مورد زلزله پرسیده می شوند :

از میان سؤالات متنوعی که به خصوص هنگام وقوع زلزله های مهیب بین مردم مطرح می شود ، دو سؤال عمومیت بیشتری دارد . البته باید به تفکیک سؤالات عمومی از تخصصی نیز توجه داشت . این دو از مجموعه سؤالات عمومی هستند .

1 – آیا امکان دارد زلزله را پیشگویی کرد ؟

پاسخ این سؤال را در اینجا بجویید.

2- آیا هیچ اخطاری در مورد وقوع یک زلزله وجود ندارد ؟

پاسخ این سؤال  منفی است اگر چه سرعت امواجی که از بین لایه های زمینی عبور می کنند ممکن است برای مردمی که متوجه وقوع زلزله شده اند ، فرصتی را فراهم آورد که در بهترین شرایط ، چند دقیقه قبل از وقوع زلزله اصلی پیش می آید ، اما واضح است ، معمولا پس از هر زلزله بزرگی ، تعداد زیادی پس لرزه به وقوع می پیوندد که بعضی ممکن است قدرت تخریبی زیادی داشته باشند . این پس لرزه ها گاه تا چندین ماه پس از وقوع لرزش اصلی ادامه می یابند و کارهای خاک برداری و ساختمان سازی را مختل می کنند .

بد نیست بدانیم که به طور متوسط هر سه روز یک بار ، زلزله ای با بزرگی 6 ریشتر در نقطه ای از کره زمین رخ می دهد .البته ممکن است همه این زلزله ها در خشکی ها و یا در نقاط مسکونی رخ ندهد . میل طبیعی بشر از گذشته های دور بر آن بوده است که بداند ، آیا بین پدیده های طبیعی و وقوع زلزله رابطه ای وجود دارد ، یا نه . بر اساس یک بررسی آماری این نتیجه ها بدست آمده اند :

احتمال وقوع زلزله

1 – در پاییز و زمستان بیشتر از بهار و تابستان است ( نسبت 4 به 3 )

2 – هنگام هلال و بدر ، امکان وقوع زلزله بیشتر از سایر روزهای ماه است (5 دی ماه 82 برابر با2 ذیقعده 1424 بود )

3 – هنگام حضیض ، یعنی موقعی که ماه بیش از همیشه به زمین نزدیک است ، احتمال وقوع زلزله بیشتر است .

4 – هنگامی که ماه روی سطح نصف النهار محل مورد نظر باشد ، تکانهای زمین لرزه فراوان تر و شدید تر هستند .

5 – بین زمین لرزه و باد ، بارش  و تغییرات فشار رابطه ای وجود دارد . باد های شدید پس از بارش های بزرگ یا بالا و پایین رفتن ناگهانی فشار ، موجب کم شدن فشار روی چین خوردگی و گسل ها می شوند . فشار باد و فزونی کشند ها بر حسب وضع ماه ، در به وقوع پیوستن زمین لرزه مؤثرند .   

منبع : مجله رشد آموزش جغرافیا