شدت زمین لرزه
نگاه اجمالی:
در هنگام وقوع زلزله بارها با کلمه مقیاس ریشتر مواجه میشویم. شاید کلمه مقیاس مرکالی هم به گوشتان رسیده باشد. هر چند که کمتر مورد استفاده قرار میگیرد. این دو مقیاس قدرت یک زلزله را از دو جنبه مختلف بیان کنند. از مقیاس ریشتر برای بیان بزرگی یک زمین لرزه یعنی مقدار انرژی آزاد شده طی یک زمین لرزه استفاده میشود.
مقیاس ریشتر:
اطلاعات مورد نیاز برای محاسبه بزرگی زمین لرزه را از لرزه نگار به دست میآورند. مقیاس ریشتر لگاریتمی است یعنی افزایش یک واحد در مقیاس ریشتر نشان دهنده افزایش ده واحدی در دامنه موج است. به عبارت دیگر دامنه موج در زلزله 6 ریشتری ده برابر دامنه موج زلزله 5 ریشتری است و دامنه موج 7 ریشتر 100 برابر زلزله 5 ریشتری است. مقدار انرژی آزاد شده در زلزله 6 ریشتری 7.21 برابر زلزله 5 ریشتری است.
بزرگترین زلزله ثبت شده:
بزرگترین زلزله ثبت شده 9.5 ریشتر شدت داشت، هرچند که مطمئناً زلزلههای شدیدتری در تاریخ طولانی زمین روی داده است. عمده زلزلههایی که روی میدهد کمتر از 3 ریشتر قدرت دارند. زمین لرزه هایی که کمتر از 4 ریشتر شدت داشته باشند، نمیتوانند ویرانیهای چندانی به بار آورند. زلزله هایی که 7 ریشتر یا بیشتر قدرت داشته باشند، زلزله های شدیدی محسوب میشوند. مقیاس ریشتر فقط یکی از عواملی است که تبعات یک زلزله را بیان میکند.
قدرت زلزله:
قدرت تخریبی یک زلزله علاوه بر قدرت آن به ساختار زمین در منطقه مورد نظر و طراحی و مکان سازههای ساخت بشر بستگی دارد. میزان ویرانیهای به بار آمده را معمولاً با مقیاس مرکالی بیان میکنند. دانشمندان میتوانند درجه مقیاس ریشتر را درست پس از زمین لرزه و زمانی که امکان مقایسه اطلاعات از ایستگاههای مختلف زلزله نگاری به وجود آمده، معین کنند.
اما درجه مرکالی را نمی توان به این سرعت مشخص کرد و لازم است که محققان زمانی کافی برای بررسی اتفاقاتی که حین زمین لرزه روی داده است، در اختیار داشته باشند. هنگامی که تصور دقیقی از میزان خسارت های وارده به عمل آمد، می توان درجه مرکالی مناسب را تخمین زد.
آثار زلزله:
هنگامی که زلزله اتفاق می افتد از خود آثاری به جا می گذارد ،این آثار به شرح زیر است :
لرزش زمین وتخریب ساختمانها :
در اثر زلزله زمین به ارتعاش در می آید وهنگامی که ارتعاشات شدید باشد ،باعث تخریب ساختمانها می گردد.
میزان تخریب ساختمانها تابع کیفیت کارهای ساختمانی ، ترکیب خاک ،خصوصیات تکانهای زمین لرزه ، نیرو وجهت تکان می باشد. تکانهای قائمی که درمرکز بیرونی در نزدیکیهای آن مشاهده می شود ، کمتر از قطار امواجی که از مشخصات نواحی مجاور است ، موجب خسارت می گردد .امواج تولید شده به شدت به ساختمانهای ، بویژه دیوارهایی که به موازات آن است آسیب می رساند . این امواج دیوارها را بالا برده وبه آنها پیچ وتاب می دهد . امواجی که تحت زاویه 45 تا55 درجه به زمین می رسند خرابیهای شدیدی معمولاًبه بار می آورد.
سرعت موج در سنگهای سخت خیلی بیشتر از سنگهای سست ونرم است . امواج در طبقات ضخیم سنگهای سست ونرم مانند آبرفتهای دره ها ضعیف می گردند و حتی ممکن است از بین بروند .اما طبقه نازکی از سنگهای سست بر روی سنگهای سخت نمی تواند لرزه ها وامواج را مستهلک کند لذا طبقه مزبور ازروی سنگی که برروی آن قرار گرفته است بطور ناگهانی جستن می کند .در این صورت میزان تخریب بیشتر از ساختمانهایی است که روی طبقه سخت است . ساختمان سنگ نیز برروی موج می تواند بدینگونه تاثیر داشته باشد که امواج در جهت چین ها وطبقات سریعتر از جهت عمود بر آن انتشار می یابند. معمولاًخطرناکتر ازهمه کهریزهای سنگ ، طبقات نازک آبرفتها در ته دره ها ،سپس باتلاقها ، توربزارها ودر یاچه هایی که گیاهان آن را فراگرفته اندمی باشد . خطر زمین های خشک از زمین های اشباع شده از آب کمتر است.جنس مصالح ساختمانی نیز موثر است . ساختمانهای خشتی در مقابل ساختمانهایی که از آجر وملاط خوب ساخته شده باشندمقاومت کمتری از دارند. اسکلت بندی ، نوع مصالح ساختمانی ،طراحی ساختمان نیز از عوامل موثر در میزان تخریب ساختمان هستند.
معمولاً تخریب ساختمانها به صورتهای مختلف صورت می گیرد مثل فرو افتادن کتیبه ها ، دود کش ها ، بالکن ها ، تیغه ها تغییر شکل و فروافتادن بام پوش ها ، جابجائی تیرهای اصلی بام، ستونها ، چدا شدن اتصالات ، ترک خوردن دیوارها بصورت افقی،عمودی، قطری ، فروریختن راه پله ها ،بالکن ها و غیره.
تخریب ساختمانها ممکن است همراه با ایجاد حریق و آتش سوزی بر اثر انفجار لوله های گاز ،اتصالات برقی باشد.
بنابراین آثار تخریبی ساختمانها در هنگام زلزله نتیجه ارتعاشات سطح زمین ومربوط به نتایج غیر مستقیم آن است . چراکه اگر مرکز زلزله در مکانهای بسیار دور از مکانهای جمعیتی اتفاق افتد هیچ تخریب وحسارتی نخواهد داشت. همه تلفات وخسارات نتیجه آثار ثانوی زلزله است یا نتیجه تخریب ساختمانها و زیر آوار ماندنها است یا حریقهای بعداز زلزله است .
صداهای زلزله :
دراغلب موارد زلزله ها با صداهای خاصی همراه است که ایجاد وحشت می کند البته این صداها به غیر از صدای ناشی اززلزله است. تولید صداهای زلزله بخاطر ایجاد امواج ارتعاشی است که در اثرزلزله بوجود می آیند .صداهای زلزله در بعضی موارد شبیه رعد ، صدای صفیر باد یا خمپاره ، غلغل آب جوش ، انفجار گلوله های بزرگ توپ ، چرخهای قطار می باشد .صداهای زلزله گاهی جلوتر از موجهای زلزله است ولی ممن است نسبت به آن تاخیر داشته باشد .ممکن است صدای شدید زیر زمین هیچ زلزله ای را در پی نداشته باشد یا همراه زلزله ای خفیف باشد
نورهای زلزله :
در هنگام وقوع بعضی زلزله ها آثار نورانی مختلفی از خود مثل نور افشانی آسمان برق ، جرقه های نور وامثال ان دیده شود. اگر چه پاسخ مناسبی برای آن داده نشده ویا نیافته اند همانند نورهای که در مناطق کوهستانی ویا سطح دریا ها که جمعیت نیست مشاهده شده است ولی به عقیده دانشمندان این نورها اثرات ثانوی زلزله است به خصوص در سطح مراکزمسکونی وشهرها.
لرزش های دریا یا تسونامی :
زمانی که کانون زلزله در کف دریا یا نزدیک آن باشد ، امواج متعددی را درآب تولید می کند که به نام تسونامی معروف است . این امواج به بدنه کشتی ها برخورد وموجب ارتعاش آنها می گردد.اگر تکان قائم باشد ، کشتی ناگهان بالاآمده وبعد پایین می رود وتحدبی درآب مشاهده می شود .
گر مرکز بیرونی نزدیک کرانه باشد ، درهنگام نخستین تکان آب دریا عقب می رود وسپس با موجی قوی به ساحل می ریزد وموجب تخریب و زیانهای شدید می شود .
تغییر مشخصات آب چشمه ها :
به علت وقوع زلزله معمولاً در وضع چشمه ها وچاهها تغییراتی بوجود می آید . چراکه بر اثر ارتعاش مجاری زیررمینی آب تنگ یا گشاد ویا مسدود می گردد . چراکه هنگام زلزله طبقات زمین جابجا می گردد . ممکن است چشمه ها ی جدید ایجاد گردد یا به علت لغزش های زمین ممکن است مجاری قدیمی آب بسته شود ودر جائی دیگر جاری شود یا طبقات نفوذ ناپذیری که طبقات آبدار روی آنها قرار دارد شکاف بردارد وآب به اعماق زمین رفته وموجب خشکیدن چشمه ها گردد.
دمای آب چشمه ها ممکن است براثر مخلوط شدن با چشمه های معدنی دیگر تغییر نماید چنانکه در سوئیس اتفاق افتاد.
ایجاد شکاف وگسل :
هر نوع زلزله ای ، هراندازه کم اهمیت باشد باز شکافهایی در پوسته زمین ایجاد می کند و در ناحیه مرکز زلزله بیشتر مشاهده می شود .شکافها گاهی بصورت شعاعی از یک مرکز می باشد اما بیشتر بی نظم بوده ودر جهات مختلف پراکنده است.شکاف دردامنه کوهها در جهت دامنه ودر کرانه ودر طول آن ایجاد می شود . پهنای شکافها از 20سانتیمتر تا 10یا15 متر هم مشاهده شده است وطول چند کیلومتر .این شکافها با نخستین تکانها بوجود می آید وممکن است در تکانهای بعدی بیشتر شود .گاهی گسله ها ی هم ایجاد شده است نمونه گسل سن اندریاس 1906.
اگر شکافها از آبرفتهای کف دره یا دشت عبور کند در عمقی از این آبرفت آب وجود داشته باشد با خود گل وگاهی گازهایی راکه در هوا مشتعل می گردد ،خارج می شود.
زمین لغزش :
این پدیده عمدتاً توسط زلزله ایجاد می شود ودر اثرآن حجم بزرگی از خاک وسنگ در مناطق دارای شیب تند به سمت پائین حرکت می کند البته بعضی از آنها ناشی از اشباع منطقه از آب می باشد . این پدیده می تواند خطرات زیادی مثل مدفون نمودن روستاها یا شهرها زیر خروارها خاک وسنگ ایجاد نماید .( زمین لغزه پورت رویال جامائیکا 1962 )در بعضی مناطق زمین لرزه منجر به فرونشستن زمین به عمق 60 متر هم شده است در لیسبون در 1755اسکله ای با جمعیت زیاد فرو نشست . سنگریزش هم گاهی وقتها ناشی از زلزله است.
آبگونگی یا روانگرایی:
اگر در عمق کمتر از 8 متری سطح زمین خاک از ماسه های یکدست سستی که ازآب اشباع است تشکیل شده باشد ، ممکن است در اثر زلزله شدید رفتار این خاک مانند رفتار یک سیال باشد. یعنی خاک بصورت فوران وجوشش گل وماسه در سطح زمین پدیدار می گردد ، درنتیجه اگر ساختمانی بر روی این زمین واقع باشد ، فرو می ریزد.
رویداد زلزله در شهرهای بزرگ مثل تهران می تواند یک تراژدی غم انگیز ایجادنماید که خاطره این تراژدی برای سالها دراذهان باقی بماند .زیرا زلزله می تواند تاسیسات حیاتی مهم مانند بیمارستانها مراکز آتشفشانی ،امداد وغیره را بخطر اندازدویامنجر به به قطع برق ،آب، تلفن، گاز ویاویرانی ساختمانها ،راهها ، خیابانها وبسته شدن آنها شود.که خود این عوامل می تواند خسارات اقتصادی ،اجتماعی ،روانی مهلکی ایجادنماید.
چند عامل وجود دارد که شهرها رادرمقابل زلزله آسیب پذیر می نماید.نوع ساختمانها ومصالح وفرم واسکلت بندی بکاررفته درآنها ،نوع جنس وساختمان زمین زیر شهر ،تراکم جمعیت شهر . درعوض وجود عواملی می تواندخطرات وخسارات ناشی ازرلزله را کاهش دهد مثل پارکها ، فضاهای باز، وجود مراکز امدادی مناسب ، بیمارستانها ، آتش نشانیها ، شبکه های حمل وارتباطی مناسب ، همکاری مناسب بین مردم وآموزشهای لازم قبل از زلزله . استفاده مناسب از مراکز امدادی ،آموزشی ، تفریحی برای اسکان زلزله زدگان.
پیش بینی زلزله
منظور از پیش بینی زلزله یعنی اینکه زلزله در کجا و چه زمانی و با چه قدرتی ممکن است اتفاق بیافتد . اینکه زلزله ها در کجا رخ میدهند امروز کما بیش قابل پیش بینی است . اما اینکه کی و با چه قدرتی هنوز در پرده ابهام است . با اینکه انسان در صدد پیش بینی حوادث طبیعی از جمله زلزله با توجه به قرائن هست و از آروزهای بشر محسوب می شود اما هنوز دانشمندان نا امیدانه در تلاشند تا راهی برای پیش بینی حوادث کنترل نشدنی چون زلزله بیابند.
سابقه پیش بینی زلزله بر می گردد به زمان امپراطوریهای چین که از منجمین می خواستند تا زلزله ها را یش بینی نمایند چرا که در تصور مردم چین زلزله نشانه خشم خداوند بر امپراطور است.
امروز کشورهای پیشرفته و صاحب علم ودانش دانشمندان خود را موظف نموده اند تا دراین زمینه دست به کاوش بزنند ولی هنوز به نتایج امیدوار کننده نرسیده اند .در هر حال پژوهشگران با تحت نظر قرار دادن تغییرات ژئو فیزیکی ، ژئو شیمیایی ، زیست شناختی در مناطقی که احتمال زلزله می رود سعی کرده اندبه شواهد علمی دست یابند . اگر چه پاره ای از زلزله ها با توجه علائم از قبل پیش بینی شد واز خطرات ان کاسته شد اما وجود همان علائم در جای دیگر یا عدم وجود هر یک از علائم فوق نتوانسته موفقیت آمیز باشد.
یکی از علائمی که در پیش بینی مورد استفاده قرار می گیرد تجزیه و تحلیل پس لرزه ها است . چنانکه در شهر اورویل کالیفرنیا زلزله سنج ها تعداد زیادی از زلزله ها ی کوچک و معینی با بزرگی 4.7 را ثبت کرده بودند و تعداد زلزله های کوچک در حال افزایش بود و بر همین اساس متخصصان توانستند زلزله را پیش بینی نمایند و در اوت 1975 زلزله ای با بزرگی5.7 اتفاق افتاد .
با وجود این زلزله های مرگباری اتفاق افتاده اند که ازقبل زلزله های نداشته اند و یا درمناطقی که یک دوره آرامش فعال را پشت سر گذاشته اند زلزله ای اتفاق افتاده است.
در هر حال برای پیش بینی زلزله وجود علائمی لازم است :
کاهش لرزش های کوچک زمین :
لرزش های دائمی زمین توسط دستگاههای زلزله نگار ثبت می شوند. علت این امر افزایش حجم سنگ قبل از گسیختگی است که منجر به ایجاد درزها و شکافها در داخل سنگ می شود واین در باعث می شود تادر سنگ در معرض تنش خواص فیزیکی متفاوتی پدید آید که کاهش امواج زلزله وتغییر سرعت انتشار از اهم آنها است که بنا بر فرضیه انبساط است که سبب کاهش امواج زلزله می شود ولی هدایت الکتریکی و قابلیت نفوذ افزایش می یابد .
تغییر شکل پوسته زمین:
اکثر زلزله ها ی بزرگ در اثر شکستن ناگهانی بخشی از پوسته جامد زمین که مانع از حرکت آزاد ورقه های تشکیل پوسته شده اند ، ایجاد میگردد . لذا بر اساس نظریه فوق نقاط مشخصی روی زمین نسبت به یکدیگر تغییر مکان نسبی می دهند و هرچه به زمان شکستن سنگها نزدیکتر می شود دراین وضعیت تغییراتی ایجاد می شود .
تغییر سطح آب چاهها :
این تغییر بر اثر تغییر دما و در اثر کاهش یا افزایش فشار بر حفره های خاک بوده که باعث پائین رفتن سطح آب چاه یا فوران آب یا خشکیدن سطح چاه و چشمه یا تغییر دمای آن می شود .
افزایش فاصله زمین در محل شکستگی ها و گسل ها :
با اندازه گیری فاصله بین شکستگیها و کنترل شکاف گسل ها با استفاده از دستگاههای اندازه گیری دقیق یا عکس ها ی ماهواره ای و هوائی می توان به تغییرات درون زمین پی برد.
تغییر دمای زمین وخروج گازها :
تغییر دمای زمین وخروج گازهایی مثل رادون و آرگون که سبب خارج شدن حیوانات از سوارخها و لانه های خود می شود. تغییرات شیمیایی در آب چشمه ها و تغییرات شدید در گازهای طبیعی خروجی از زمین نیز می تواند از علائم زلزله باشد.
تغییر مقاومت الکتریکی در سطح زمین :
تغییر در ویژگیهای زمین مانند میدان مغناطیسی ومیدان الکتریکی
رفتار حیوانات :
مارها به سطح زمین می آیند . خرگوشها و موشها از لانه های خود فرار می کنند . حرکات عجیب و غریب اسب ها و خوکها غیره گرچه این حرکات از نظر علمی مشخص نیست . شاید ارتعاشات و امواج را حس می کنند.
