زمین‌لرزه

زمین‌لرزه (به انگلیسی: Earthquake) یا گاهی زلزله، لرزش و جنبش و تکان خوردن زمین است که به دلیل رهش انرژی تخلیه شده از سنگ‌ها در گسل‌های پوسته زمین در مدّتی کوتاه روی می‌دهد. محلّی که منشأ زمین‌لرزه است و انرژی از آنجا خارج می‌شود را هایپوسنتر، و نقطهٔ بالای کانون در سطح زمین را مرکز سطحی زمین‌لرزه می‌گویند. پیش از وقوع زمین‌لرزهٔ اصلی معمولاً زلزله‌های نسبتاً خفیف‌تری در منطقه روی می‌دهد که به پیش‌لرزه معروف‌اند. به لرزش‌های بعدی زمین‌لرزه نیز پس‌لرزه می‌گویند که با شدّت کمتر و با فاصلهٔ زمانی گوناگون میان چند دقیقه تا چند ماه رخ می‌دهد. هرچقدر تعداد پیش لرزه‌ها بیشتر باشد، مقدار ریشتر زمین لرزهٔ اصلی، کمتر می‌باشد.

رومرکزهای زمین‌لرزه در جهان
زمین‌لرزه ۱۹۶۰ والدیویا قدرتمندترین زمین‌لرزهٔ ثبت شده در تاریخ[1]
میزان خطر زلزله در ایران

زمین لرزه نتیجهٔ رهایی ناگهانی انرژی از داخل پوسته زمین است که امواج ارتعاشی را ایجاد می‌کند. زمین‌لرزه‌ها توسط دستگاه زلزله‌سنج یا لرزه‌نگار ثبت می‌شوند. هر چقدر، کانون زلزله عمیق‌تر باشد، آسیب رسیدگی هم، کمتر می‌شود. مقدار بزرگی یک زلزله متناسب با انرژی آزاد شده زلزله است. زلزله‌های کوچک‌تر از بزرگی ۳ ریشتر اغلب غیر محسوس و بزرگ‌تر از ۶ ریشتر خسارت‌های جدی را به بار می‌آورند، البته ریشتر که هر واحد اضافه آن حدوداً ده برابر قبلی است (مثلاً ۵ نسبت به ۶) فقط واحد اندازه و شدت انرژی تخلیه شده‌است اما عوامل متعدد دیگری از فاصله گرفته (عمق بیشتر تأثیر کمتر از زیر ده کیلومتر تا ۷۰۰ کیلومتر همین‌طور فاصله بیشتر افقی از رومرکز) تا جهت لرزش (عمودی یا ضربه‌ای) و نوع طول موج لرزش (فاصله جابجایی مکانی رفتی و برگشتی در هر لرزش) در میزان تخریب تأثیر دارند. امواج زلزله سه نوع P و S (امواج بدنی) و سطحی دارند که نوع P که اول می‌آید به امواج فشاری یا طولی مشهور است زیرا امواجش ضربه‌ای بوده و در جهت انتشار می‌لرزانند (مانند بازی کشیدن طناب) و در پوسته زمین با سرعت ۱٫۵ تا ۸ کیلومتر در ثانیه پیش‌می‌روند برعکس امواج S یا امواج قیچی تا ۱٫۷ بار سرعتشان کمتر است و در جهت عمود بر خط انتشار می‌لرزانند (مانند تکاندن سفره) اما نمی‌توانند از مایعات مثلاً آب یا سنگ مذاب مثل هسته بیرونی زمین رد شوند. زمین‌لرزه شدید در عمق با زاویه‌ای ۱۰۵ درجه نواحی سطحی را می‌لرزاند و نواحی ورای این زاویه منطقه سایه نامیده می‌شوند و از این رو تجربه نشان داده که امواج P فشاری نسبت به S دامنه بسیار وسیع‌تری از منطقه سایه را پوشش می‌دهند و موج P می‌تواند با تغییر جهت و گذر از گوشته یا هسته بیرونی زمین منطقه‌ای بسیار دور از رومرکز را بلرزاند.[2]

در نزدیکی سطح زمین، زلزله به صورت ارتعاش یا گاهی جابجایی زمین نمایان می‌شود. زمانی که رومرکز در داخل دریا باشد، در صورت تغییر شکل زیاد و سریع بستر دریا باعث ایجاد سونامی می‌شود که معمولاً در زلزله‌های بزرگ‌تر از بزرگی هشت ریشتر اتفاق می‌افتد. ارتعاشات زمین باعث ریزش کوه و همین‌طور فعالیت‌های آتشفشانی می‌شوند.

در حالت کلی کلمهٔ زمین‌لرزه هر نوع ارتعاشی را در بر می‌گیرد - چه ارتعاش طبیعی چه مصنوعی توسط انسان - که موجب ایجاد امواج ارتعاشی می‌شود. زمین‌لرزه‌ها اغلب نتیجه حرکت گسل‌ها هستند، و همین‌طور می‌تواند حاصل فعالیت‌های آتشفشانی، ریزش کوه‌ها، انفجار معدن‌ها و آزمایش‌های هسته‌ای باشد.

نقطهٔ آغازین شکاف لرزه را کانون می‌نامند. مرکز زمین‌لرزه نقطه‌ای در راستای عمودی کانون و در سطح زمین است.

ریشه واژه زلزله

زلزله واژه‌ای از ریشه عربی زلزل به معنی لرزش است. در گذشته زمین لرزه را بومَهَن[3] هم می‌نامیدند که برگرفته از فارسی باستان بوم مثنه مرکب از بوم (زمین) و مثنه (حرکت) به معنی حرکت زمین است.[4]

اقدامات پیش از زلزله

آمادگی برای زلزله و اینکه بدانیم چه کار باید کنیم می‌تواند جان بسیاری از افراد را نجات دهد.[5]

  • وضعیت زلزله‌خیزی منطقه خود را بررسی کنید.[6]
  • شناسایی مناطق امن در محل کار و خانه و …[6]
  • بررسی خطر آتش‌سوزی از سیم‌های برق فرسوده یا نشت لوله‌های گاز که می‌توانند بحران را بدتر کنند.[6]
  • دانستن محل فلکه‌های گاز و فیوزهای برق محل کار یا مدرسه.[6]
  • وسائل سنگین در طبقات پایین باشند و محکم کردن کمدها یا کابینت‌ها به دیوار و همین‌طور مهار وسائل سنگین یا آن‌ها که استعداد افتادن دارند. ظروف شکستنی در طبقات بالا نباشند[6] همچنین می‌توانید محل وسائل گران‌قیمت یا مهم را ایمن کنید که می‌تواند شامل گاراژ و محل خودروی شما و مواد اشتعال‌زا یا سقوط وسیله سنگین محکم نشده روی خودرو نیز بشود.
  • اطلاع از محل کار و خواب آشنایان و نزدیکان و خودتان از یکدیگر (می‌توانید محل قرار داشته باشید تا در صورت عدم حضور بفهمند که زیر آوار مانده‌اید)
  • جعبهٔ کمک‌های اولیه را تهیه و در جایی ایمن و در دسترس قرار دهید. مجموعه‌ای از وسائل ضروری دم دست، چادر و پتو همین‌طور بیل و کلنگ، کارد و چاقو، مقداری طناب و کیسه پلاستیکی.
  • منطقه شما لرزه‌خیز است؟ آیا کلاه ایمنی تهیه کرده‌اید؟ یا محلی ایمن در ساختمان دارید؟
  • انتخاب محل خواب طوری‌که سر به طرف دیوارهای بیرونی و پرت نباشد.[6]
  • بادبندی یا همان مهاربند داشتن دیوارهای با مساحت بیش از ۲۰متر و محکم کردن لوسترهای بزرگ و فانتزی.

توصیه‌های هنگام لرزش

آرامش و اعتماد به نفس خود را در انجام دادن سریع نکات ایمنی حفظ کنید. ترس فقط سرعت عمل و صحت رفتار شما را کاهش می‌دهد.[7] قوانین مورفی ممکن است به آن بدی که فکر می‌کنید نباشد ولی اگر فکر کنید که به آن بدی نیست قطعاً به همان بدی خواهد بود، پس با آمادگی و اطمینان از خطر جلوتر باشید. هر لرزشی به معنی نزدیک بودن به مرکز زلزله نیست زیرا امواج فشاری برد طولانی‌تر و ناحیه سایهٔ وسیع‌تری دارند اما احتیاط کنید و با سنجیدن شرایط به عقل و هوش خود اعتماد کنید توصیه‌های متناقضی دربارهٔ خروج یا عدم خروج از ساختمان هست که بستگی به قدرت تشخیص شما دارد.
در توصیه‌های زیر مواردی از باورهای اشتباه که نباید انجام داد مانند ایستادن در چهارچوب درب وجود دارد که توسط دانشگاه واشینگتن معرفی می‌شوند.

  • دورهٔ زمانی متوسط زمین‌لرزه زیر ۳۰ ثانیه است، اما در زلزله‌های شدیدتر می‌تواند به چند دقیقه برسد.[8] امواج قیچی (سفره‌تکانی) بلافاصله پس از امواج فشاری می‌آیند که به معنی احتمال بیشتر سقوط اجسام یا تخریب نمای ساختمان است.
  • ساختمان خطر ریختن دارد.

در ساختمان
  • دانشگاه واشینگتن: در زمان لرزش به بیرون از ساختمان یا به اتاق‌های دیگر ندوید زیرا علاوه بر اینکه بیشتر باعث زمین‌خوردن‌تان می‌شوید، نمی‌توانید اجسامی که به طرفتان پرت می‌شوند یا از بالا سقوط می‌کنند را به موقع تشخیص دهید. همچنین دیوارهای اطراف ساختمان زودتر از دیوارهای مرکزی تخریب می‌شوند یعنی حتی اگر در طبقه همکف آپارتمان باشید تا وقتی که خود را به بیرون برسانید به احتمال زیاد نمای ساختمان مانند سنگ مرمر یا خرده‌شیشه پنجره‌ها یا حتی خود دیوارها در حال سقوط هستند.[9]
  • دانشگاه واشینگتن: در چهارچوب درب پناه نگیرید این باور اشتباه پس از زلزله بلندمدت کالیفرنیا و عکسی از یک خانه کامل ویران شده که چهارچوب درب آن ایستاده بود ایجاد شد که چهارچوب در ایمن‌ترین جاست بله درست است ولی به شرطی که در یک خانه خشتی یا چوبی قدیمی غیرمستحکم زندگی کنید. در خانه‌های مدرن ایستادن در چهارچوب درب از شما دربرابر آجر یا اجسام در حال پرتاب حفاظت نمی‌کند و محکم‌ترین مکان نیست زیر یک میز ایمن‌تر است.[9]
  • از موارد متناقض: تا پایان لرزه‌ها در محل امنی در داخل ساختمان پناه بگیرید[7] سپس با کمال خونسردی خارج شوید[5] یا قبل از اتمام لرزه‌ها سعی کنید از محل خارج شوید.[10] نمای ساختمان شما چیست؟ آیا شدت لرزش زیاد است؟ اگر ۱ درصد احتمال سقوط خرده‌شیشه یا نما یا دیوار آپارتمان در اطراف ساختمان را می‌دهید باقی ماندن زیر سقف ساختمان برای شما ایمن‌تر است تا بودن در فضای باز زیر بارش آوار.
  • آشپزخانه خطرناک است به دلیل وسائل شکستنی و تیز و همچنین لوله‌های گاز، آب و برق در نزدیک یکدیگر که ممکن است با تخریب دیوار ایجاد آب برق‌دار یا شعله و انفجار داشته باشد.[11]
  • به محض احساس زلزله، اگر ساختمان یک طبقه است (خانه یک طبقه منظور همکف آپارتمان نیست) و نزدیک خروجی هستید، سریعاً خارج شوید[7] و در فضای باز جایی بروید که از دیوار و ساختمان دور باشد.
  • در آپارتمان یا اداره چندطبقه یا مدرسه زیر میز پناه بگیرید و با دست‌ها از سر خود محافظت کنید.[5][7]
  • به طرف راه‌پله خروجی هجوم نبرید، زیرا ازدحام راه را بسته و وزن توده مردم متمرکز روی یک نقطه از راه‌پله می‌تواند موجب تخریب آن طی لرزش شود.[10] در ایران راه‌پله‌هایی که در وسط ساختمان هستند به دلیل دیوارهای کوچک نزدیک به هم و اسکلت هر پاگرد فضای محکمی را برای حضور چند نفر فراهم می‌کنند (و نه ازدحام). از شیشه‌های راه‌پله‌های نورگیر دوری کنید.
  • از میز دور هستید یا دسترسی ندارید، به کنار نزدیکترین و کوچکترین دیوار سمت داخل ساختمان رفته به کنج آن چسبیده (نزدیک ستون) با زانو زدن روی زمین خم شده و با دست‌ها از سر خود محافظت کنید.[7]
  • داخل ساختمان، مواظب افتادن آجر، لوستر و سایر وسایل لغزنده یا واژگون‌شونده باشید. از پنجره و آینه و شکستنی‌ها فاصله بگیرید و در صورت شدت زلزله و احساس خطر به زیر میز یا تخت‌خواب محکم بروید (اگر تخت یا میز محکم نیست گوشه دیوار بهتر است)[10] دویدن و فرار بدترین گزینه است.

خارج از ساختمان
  • از ساختمان‌های بلند، دیوارها و دیگر اشیایی که ممکن است فرو بریزد دور شوید.[10]
  • پمپ‌بنزین‌ها از ساختمان شما خطرناک‌ترند.

دروغ مثلث حیات

***دانشگاه واشینگتن: شایعه مثلث زندگی بواسطه ایمیل‌های متعددی به سرعت منتشر شد که گونه دیگری از «بخواب، پناه بگیر و منتظر باش» می‌باشد و بسیار خطرناک است. این باور که همیشه کنار میز بودن بهتر از زیر آن است بر اساس استدلال‌های اشتباه زیر است:[9]

  1. ساختمان‌ها همیشه در زلزله فرو می‌ریزند! (اشتباه، فروریختن پن‌کیکی و ویرانی کامل در همه جا نادر و کم است به ویژه در کشورهای توسعه‌یافته)
  2. وقتی ساختمان‌ها خراب می‌شوند همیشه کل وسائل خانه را خرد می‌کنند! (اشتباه، زیر وسائل یا پناهگاه‌های دیگر پناه بگیرید)
  3. مردم همیشه می‌توانند تشخیص دهند که ساختمان‌شان ممکن است از کدام طرف خراب شود تا مکان خالی مناسب و ایمن را کنار وسائل انتخاب کنند!(اشتباه، جهت لرزش قابل تشخیص نیست و زوایایی ساختاری منحصر به فرد ساختمان این امر را غیرممکن می‌کند)
  4. در زمان لرزش قوی (برای تخریب سقف) مردم می‌توانند به مکان دلخواهشان برای پناه‌گرفتن بروند! (اشتباه، لرزش شدید هر حرکتی با مسیر طولانی را سخت و خطرناک می‌کند)
  5. برخی موارد ایمیل شده مثلث زندگی بسیار خطرناک هستند، برای مثال از خودرو پیاده شده و روی زمین کنار خودرو دراز کشیده و پناه بگیرید گویی که همیشه یک اتوبان بالاسر شماست که سقوط می‌کند و خودرو را له می‌کند (احتمال ضعیف) اما حتی اگر باشد هم خوابیدن کنار خودرو خطرناک‌تر است زیرا خودرو حرکت کرده و شخص را له می‌کند همین‌طور رانندگانی که احتمال منحرف شدن‌شان نیز هست ممکن است شخص را روی زمین نبینند.[9]

زلزله‌های طبیعی

زلزله‌های تکتونیکی در هر جای زمین که در آن انرژی کرنشی کشسانی به میزان کافی برای گسترش شکستگی در امتداد صفحهٔ گسل ذخیره شده باشد، رخ خواهند داد. در مرزهای صفحه‌های پوسته زمین که بزرگترین صفحه‌های گسل روی زمین را ایجاد می‌کنند، صفحات کنار یکدیگر حرکت یکنواخت و (aseismically) خواهند داشت اگر هیچ بی‌نظمی یا ناهمواری در امتداد مرزهای آن‌ها که باعث افزایش مقاومت اصطکاکی می‌شود، وجود نداشته باشد. بیشتر مرزها دارای این ناهمواری‌ها هستند و این منجر به رفتار چوب – لغزشی (stick-slip behavior) می‌شود. هنگامی که مرزهای صفحه قفل شده باشد، ادامهٔ حرکت نسبی بین صفحات منجر به افزایش تنش و در نتیجه افزایش انرژی انباشته شده در توده‌های نزدیک سطح گسل می‌شود. این افزایش ادامه می‌یابد تا زمانی که تنش افزایش یافته به اندازه‌ای کافی برسد و از طریق شکستن ناهمواری‌ها، ناگهان از بخش قفل شدهٔ گسل اجازه لغزش بیابد و انرژی ذخیره شده را آزاد کند. این انرژی به صورت امواج لرزه‌ای آزاد شده و تابیده شدن گرمای اصطکاکی سطح گسل، و شکستن سنگ آزاد می‌شود که در نتیجه باعث ایجاد زلزله می‌شود. این روند تدریجی ساخت تنش و کرنش که موجب شکست ناگهانی و تولید زلزله است به عنوان نگرهٔ بازگشت کشسان (elastic rebound theory) خوانده می‌شود. تخمین زده می‌شود که تنها ۱۰ درصد یا کمتر، از کل انرژی زلزله به صورت انرژی لرزه‌ای آزاد می‌شود. بیشترین بخش انرژی زلزله صرف شکستگی سنگ‌ها یا تبدیل به حرارت تولید شده توسط اصطکاک می‌شود؛ بنابراین، زمین لرزه انرژی کرنشی نهفتهٔ کشسانی زمین نزدیک گسل را کاهش می‌دهد و درجه حرارت آن را افزایش می‌دهد، اگرچه این تغییرات نسبت به جریان همرفت و رسانایی گرمای خارج شده از اعماق زمین ناچیز است.

زلزله بر اثر شکستن ناگهانی سنگ‌های درون زمین اتفاق می‌افتد.

شاید که شما فکر کنید که اکثراً در زمستان زلزله می‌آید؟ بله درست است دلیلش هم این است که زمانی دمای زمین کم است تراکم سنگ‌ها کمتر است و راحتر می‌شکنند.

انواع گسل زلزله

سه نوع عمده از گسل وجود دارد که ممکن است موجب زلزله بشوند: نرمال، معکوس (محوری) و ضربه‌ای-لغزشی. گسل‌های نرمال و معکوس نمونه‌هایی از شیب - لغزش هستند، که در آن جابه جایی در امتداد گسل در جهت شیب و حرکت بر روی آن‌ها شامل مؤلّفهٔ عمودی می‌شود. گسل نرمال عمدتاً در حوزه‌هایی رخ می‌دهد که پوسته مانند مرز واگرا در حال تمدید شدن است. گسل معکوس در مناطقی که پوسته مانند مرز همگرا در حال کوتاه شدن است رخ می‌دهد. گسل‌های ضربه‌ای - لغزشی ساختمان‌های شیب داری دارند که دو طرف گسل به صورت افقی در کنار یکدیگر می‌لغزند؛ مرزهای تبدیلی نوع خاصی از گسل ضربه‌ای – لغزشی هستند. زلزله‌های بسیاری ناشی از جنبش در گسل‌هایی هستند که شامل هر دو نوع شیب - لغزش و ضربه‌ای- لغزشی است، این لغزش به عنوان مورب شناخته شده‌است.

زمین لرزه‌های دور از مرزهای صفحه‌ها

از آنجایی که مرزهای صفحه‌ها در درون سنگ کره قاره‌ها رخ می‌دهد، تغییر شکل در منطقه‌ای بسیار بزرگ‌تر از مرز صفحه پخش شده‌است. مانند تبدیل قاره‌ای گسل سان آندریاس، بسیاری از زمین لرزه‌ها به دور از مرز صفحه رخ می‌دهند و به گونه‌های توسعه یافته در منطقه وسیع تری از تغییر شکل ناشی از نا منظمی در رابطه با گسل ردیابی هستند (به عنوان مثال منطقه «بزرگ خم».) زلزله نورتریج با جنبش در رانش کوه درون چنین منطقه‌ای در ارتباط بود. مثال دیگر مرز صفحه همگرا و به‌شدت مایل بین پلیت عربی و اوراسیا است که بخشی از شمال غربی کوه‌های زاگرس می‌باشد. تغییر شکل در ارتباط با مرز این صفحه به پوستهٔ تقریباً خالص که جنبش‌های عمود بر مرز در منطقه وسیعی در جنوب غربی و حرکات تقریباً خالص ضربه‌ای- لغزشی در امتداد گسل‌های اصلی نزدیک به مرز واقعی صفحه‌ها تقسیم می‌شود. این توسط مکانیسم کانونی زمین لرزه نشان داده‌است. همه صفحات تکتونیکی میدان تنش داخلی ناشی از تعاملات خود با صفحات مجاور و بارگیری یا تخلیه رسوبی دارند. (به عنوان مثال deglaciation.) این تنش‌ها ممکن است برای ایجاد شکست در امتداد گسل صفحه‌های موجود کافی باشند، و زلزله‌های میان صفحه‌ای را ظاهر کنند.

کانون-کم عمق و کانون-عمیق زلزله

اکثر زلزله تکتونیکی در حلقه آتش درعمقی کمتراز ده‌ها کیلومتر ناشی می‌شوند. زلزله‌های درعمق کمتر از ۷۰ کیلومتر به عنوان زمین لرزه‌ها ی کانون-کم عمق طبقه‌بندی می‌شوند، در حالی که با فاصله کانونی بین ۷۰ و ۳۰۰ کیلومتر معمولاً 'کانون-میانی ' یا 'زلزله متوسط عمق' نامیده می‌شوند. در مناطق فرورانش، جایی که پوسته اقیانوسی مسن تر و سردتر در بشقاب تکتونیکی دیگر می‌رود، زلزله‌ها ممکن است در عمق بسیار بیشتری (در محدوده ۳۰۰ تا ۷۰۰ کیلومتر) رخ دهند. این نواحی مرتعش فعال همراه با فرورانش به عنوان مناطق (Wadati - Benioff) شناخته شده‌است. کانون-عمیق زلزله‌ها در عمق زیاد می‌باشند که در آن ناحیه، سنگ کره با توجه به درجه حرارت بالا و فشار دیگر شکننده نیست. مکانیسم احتمالی برای نسل کانون-عمیق زلزله‌ها ناشی از اولین تحت تغییر فاز به ساختار صلبی است.

زلزله‌ها و فعالیت‌های آتشفشانی

بعضی از زلزله‌ها در مناطق آتشفشانی رخ می‌دهند، آن‌ها توسط حرکت ماگما در آتشفشان‌ها ایجاد می‌شوند. چنین زلزله‌هایی می‌توانند به عنوان هشدار دهنده‌ای زود هنگام فوران آتشفشانی را خبر دهند، مانند زلزله‌ها در طول فوران کوه سنت هلن در ۱۹۸۰. زیاد شدن زلزله‌ها در اطراف یک آتشفشان فعّال می‌تواند به عنوان نشانه‌ای برای قریب‌الوقوع بودن فعالیت آتشفشانی باشد. زیاد شدن فعالیت لرزه‌ای قبل از فوران یک آتشفشان می‌تواند توسط زلزله نگارها و دستگاه‌های شیب‌سنج (tiltimeters)ثبت شوند.

پس لرزه

پس لرزه زلزله‌ای است که پس از زلزله اصلی، (mainshock) رخ می‌دهد. پس لرزه در منطقه همان شوک اصلی است، اما همیشه از لحاظ قدرت کوچکتر است. اگر پس لرزه بزرگ‌تر از شوک اصلی باشد، پس لرزه به عنوان شوک اصلی و شوک اولیه اصلی به عنوان Aftershock نام‌گذاری می‌شود. پس لرزه‌ها زمانی به وجود می‌آیند که پوسته در اطراف صفحه گسل جابه‌جا شده با اثرات شوک اصلی تطبیق داده می‌شود.

ازدحام زلزله‌ها

ازدحام زلزله، سلسله‌ای از زمین لرزه‌هاست که در منطقه‌ای خاص در مدت زمان کوتاهی اتفاق می‌افتند. آن‌ها با زلزله‌هایی که به دنبال آن‌ها مجموعه‌ای از پس لرزه‌هاست متفاوتند با توجه به این واقعیت که هیچ‌کدام از تک زمین لرزه‌ها در دنباله شوک اصلی نیست، بنابراین هیچ‌یک از قدرت قابل توجهی بالاتر از دیگران ندارد. نمونه‌ای از ازدحام زلزله، فعالیت پارک ملی یلو استون(Yellowstone) در سال۲۰۰۵می‌باشد.

طوفان زلزله

گاهی اوقات یک سری از زمین لرزه‌ها به صورت طوفان زلزله رخ می‌دهد، که در آن زلزله به گسل پرخوشه ضربه می‌زند، که باعث لرزش یا توزیع مجدّد تنش از زلزله قبلی ارسال شده، می‌شود. مشابه پس لرزه‌ها اما در بخش‌های مجاور گسل، این طوفان‌ها طی سالیان اتفاق می‌افتد، همراه با برخی زلزله‌هایی که به اندازهٔ زلزله‌های اولیه مخرب‌اند. چنین الگویی در دنبالهٔ زلزله‌ها در گسل شمال آناتولی در ترکیه در قرن ۲۰ مشاهده شد و برای خوشه‌های غیرعادی قدیمی از زلزله بزرگ در خاور میانه استنباط شد.

حجم و تعداد دفعات وقوع

حدود ۵۰۰٬۰۰۰ زمین لرزه در هر سال وجود دارد که از این تعداد ۱۰۰٬۰۰۰ تا می‌تواند احساس شود. زمین لرزهٔ کوچک به‌طور مداوم در سراسر جهان در مناطقی مانند کالیفرنیا و آلاسکا، ایالات متحده همچنین در گواتمالا، شیلی، پرو، اندونزی، ایران، پاکستان، آزورس در پرتغال، ترکیه، نیوزیلند، یونان، ایتالیا و ژاپن رخ می‌دهد، اما زلزله می‌تواند، تقریباً در هر نقطه‌ای رخ دهد، از جمله نیویورک، لندن و استرالیا. زمین لرزهٔ بزرگتر کمتر اتفاق می‌افتد، رابطه به صورت نمایی است؛ برای مثال، تقریباً ده برابراز زلزله‌ها ی بزرگتر از شدت ۴ در یک دوره زمانی خاص نسبت به زلزله‌های بزرگتر از شدت ۵ رخ می‌دهد. در (لرزه خیزی کم) انگلستان، به عنوان مثال، محاسبه شده‌است که عود به‌طور متوسط عبارتند از: زلزله ۳٫۷ -- ۴٫۶ در هر سال، زلزله ۴٫۷ -- ۵٫۵ هر ۱۰ سال، و زلزله ۵٫۶ یا بالاتر در هر ۱۰۰ سال است. این نمونه‌ای از قانون گوتنبرگ- ریشتر است. تعداد ایستگاه‌های لرزه‌ای از حدود ۳۵۰ در سال ۱۹۳۱ امروزه به هزارها از افزایش یافته‌است. نتیجتاً، تعداد بیشتری زمین لرزه نسبت به گذشته منتشر می‌شود، اما این به دلیل بهبود ابزار اندازه‌گیری است نه به دلیل افزایش تعداد زمین لرزه‌ها. (USGS) تخمین می‌زند که از سال ۱۹۰۰ تا به حال به‌طور متوسط ۱۸ زلزله بزرگ (قدر ۷٫۰–۷٫۹) و یک زلزله خیلی بزرگ (قدر ۸٫۰ یا بیشتر) در هر سال وجود داشته‌است، و این نسبت تقریباً ثابت بوده‌است. در سال‌های اخیر، تعداد زمین لرزه‌های بزرگ در هر سال کاهش یافته‌است، اگرچه این نتیجهٔ نوسانات آماری است، نه از روند سیستماتیک. آمار دقیق بیشتر در اندازه و تعداد زلزله‌ها، از (USGS) در دسترس است. بسیاری از زمین لرزه‌های جهان (۹۰ ٪ و ۸۱ ٪ از بزرگترین) در طول ۰۰۰٬۴۰ کیلومتر، منطقه نعل اسبی شکل به نام کمربند زمین لرزه سیرکم پاسیفیک(circum-Pacific seismic belt)، که همچنین به عنوان زنگ آتش اقیانوس آرام شناخته شده، اتفاق می‌افتند؛ که در اکثر نقاط با صفحهٔ اقیانوس آرام هم‌مرز است. زلزله‌های بزرگ تمایل دارند در طول مرز صفحه‌های دیگر نیز رخ دهند: مثلاً در امتداد کوه‌های هیمالیا. با رشد سریع شهرهای بزرگ مانند مکزیکوسیتی، توکیو و تهران، در مناطق پر خطر زمین لرزه، برخی از زلزله شناسان هشدار می‌دهند که ممکن است زلزله زندگی تا حداکثر ۳ میلیون نفر را بگیرد.

ها توسط حرکت صفحات تکتونیکی زمین ایجاد می‌شود، فعالیت‌های انسانی نیز می‌تواند زمین‌لرزه تولید کند. چهار گونه فعالیت‌های اصلی در این پدیده مشارکت می‌کنند: احداث سدها و ساختمان‌های بزرگ، حفاری و تزریق مایع به داخل چاه، استخراج از معادن زغال‌سنگ، و استخراج نفت.

شاید بهترین نمونه شناخته شده زمین‌لرزه سال ۲۰۰۸ در استان سیچوان چین است، این لرزش منجر به ۲۲۷۶۹، نفر تلفات شد و نوزدهمین زمین‌لرزه مرگبار در تمام دوران‌ها بوده‌است. باور بر این است که سد زیپینگو (Zipingpu)، زیر فشار گسل ۱۶۵۰ فوت (۵۰۳ متر) نوسان یافته؛ این فشار احتمالاً قدرت زمین‌لرزه را افزایش داده و سرعت حرکت گسل را شتا بخشیده‌است. همچنین بزرگترین زمین لرزه‌ای که در تاریخ استرالیا روی داد، توسط بشر القا شده بود؛ از طریق استخراج از معادن زغال‌سنگ. شهر نیوکاسل بر بخش بزرگی از مناطق استخراج معادن زغال‌سنگ ساخته شده بود. زلزله از گسلی که به خاطر استخراج میلیون‌ها تن سنگ معدن ایجاد شده بود، تولید شد.

در سال ۲۰۱۱ میلادی، وقوع تعداد ۱۱ زمین‌لرزه نامعمول در شهر یانگ استون در ایالت اوهایوی آمریکا باعث شد که پژوهشگران به این نتیجه برسند که فعالیت‌های اکتشاف گاز و تزریق مایع به درون لایه‌های زمین در آن منطقه باعث فشار بر لایه‌ها و عامل بروز زمین‌لرزه شده‌اند.[12]

اندازه‌گیری شدت و محل زلزله

زلزله را می‌توان توسط لرزه‌نگار(seismometers) تا فواصل بسیار بزرگ ثبت کرد، چرا که امواج لرزه‌ای حتی از داخل زمین هم عبور می‌کنند. قدر مطلق اندازهٔ زلزله مطابق قرارداد توسط اعداد در مقیاس قدر گشتاور (که قبلاً در مقیاس ریشتر، از قدر ۷ باعث آسیب جدی و بزرگ بیشتر مناطق گزارش شده)، در حالی که احساس قدر با استفاده از مقیاس مرکالی گزارش می‌شود. هر لرزش انواع امواج لرزه‌ای را تولید می‌کند که با سرعت‌های مختلف از داخل سنگ عبور می‌کنند: امواج طولی P (امواج ضربه‌ای یا فشاری) امواج عرضی S (هر دو امواج بدن) و امواج سطحی مختلف (امواج ریلی). سرعت انتشار امواج لرزه‌ای حاصل از محدوده تقریبی ۳ کیلومتر بر ثانیه تا ۱۳ کیلومتر بر ثانیه، بسته به تراکم و کشش از مقدار میانه تغییر می‌کند. در داخل کره زمین امواج ضربه‌ای یا P بسیار سریع تر از امواج S حرکت می‌کنند. (تقریباً ۱٫۷: ۱). تفاوت در زمان سفر امواج از کانون به رصدخانه برای اندازه‌گیری فاصله‌است و می‌تواند منابع لرزه و ساختار درون زمین را نشان دهد. همچنین عمق کانون (hypocenter) را می‌توان به‌طور تقریبی محاسبه کرد. قانون کلی: به‌طور متوسط، فاصله (کیلومتر) به زلزله برابر است با زمان (ثانیه) بین امواج P و S. انحراف خفیف به دلیل ناهمگن بودن لایه‌های زیرسطحی زمین است.

آثار زمین لرزه

برخی از آثار زلزله به شرح زیر است:

لرزاندن و گسیختگی زمین

لرزاندن و گسیختگی زمین اثرات اصلی ایجاد شده توسط زمین لرزه هستند، اساساً منجر به آسیب زیاد یا کم ساختمان‌ها و دیگر سازه‌های سفت و سخت می‌شود. شدت عوارض بستگی به ترکیب پیچیدهٔ بزرگی زلزله، فاصله از مرکز زلزله، شرایط زمین‌شناسی و geomorpholical محل دارد که باعث تقویت یا کاهش انتشار امواج می‌شود. تکان زمین را با شتاب زمین اندازه‌گیری می‌کنند. ویژگی‌های خاص زمین‌شناسی، geomorphological و geostructural محل می‌توانند میزان لرزش زمین را حتی در زلزله‌های کم شدت افزایش دهند. این اثر، سایت یا تقویت محلی نامیده شده‌است. اصولاً به دلیل انتقال حرکت لرزه‌ای از خاک سخت به خاک سطحی نرم، تمرکز و ذخیرهٔ انرژی لرزه‌ای در کانون به علت نوعی تنظیم هندسی می‌باشد. گسیختگی زمین در واقع شکستن آشکار و جابه جایی سطح کره زمین در طول گسل است که ممکن است در مورد زلزله بزرگ مترها باشد. گسیختگی زمین خطر بزرگی برای سازه‌های مهندسی بزرگ مانند سدها، پل‌ها و ایستگاه‌های قدرت هسته‌ای است در نتیجه نیاز به نقشه‌برداری دقیق از گسل‌های موجود برای شناسایی هر گونه احتمال شکستن سطح زمین در طول مدت عمر سازه وجود دارد.

رانش زمین و بهمن

زلزله، همراه با طوفان شدید، فعالیت آتشفشانی، برخورد موج ساحلی، و آتش‌سوزی بزرگ، می‌تواند منجر به عدم ثبات شیب زمین و خطر بزرگی در زمین‌شناسی شود. خطر زمین لغزش حتی ممکن است در حالی که پرسنل اورژانس اقدام به نجات می‌کنند باقی بماند.

آتش
نمایی از زمین‌لرزه ۱۹۰۶ سانفرانسیسکو که باعث آتش‌سوزی و مرگ بین ۷۰۰ تا ۳۰۰۰ نفر شده بود.

زلزله می‌تواند با صدمه زدن به قدرت برق یا خطوط گاز منجر به آتش‌سوزی شود. در صورت صدمه به شبکه آبرسانی و از دست دادن فشار، جلوگیری از گسترش آتش نیز ممکن است مشکل شود. برای مثال، مرگ و میر در زلزله ۱۹۰۶ سان فرانسیسکو بیشتر توسط آتش‌سوزی بود تا از زلزله.

روانگرایی خاک

روانگرایی خاک یا شبیه به مایع عمل کردن خاک وقتی رخ می‌دهد که، به خاطر تکانها، دانه‌های مواد اشباع شده با آب (مانند شن و ماسه) به‌طور موقت استحکام خود را از دست داده و از شکل جامد به حالت روان تبدیل شوند. روانگرایی خاک می‌تواند ساختارهای سفت و سخت، مانند ساختمان‌ها و پل‌ها را، کج کند یا به ساختارهای فرورونده تبدیل کند. برای مثال، در زلزله ۱۹۶۴ آلاسکا، روانگرایی خاک باعث شد ساختمان‌های بسیاری در زمین فروروند و در نهایت به روی خود فرو بریزند.

سونامی

سونامی، موجهایی با طول بلند، امواج طولانی مدت دریا هستند که توسط حرکت ناگهانی حجم زیادی از آب تولید می‌شوند. در اقیانوس فاصله بین فاکتورهای اوج موج می‌تواند ۱۰۰ کیلومتر فراتر، و دوره‌های موج می‌تواند از پنج دقیقه تا یک ساعت متفاوت باشد. چنین سونامی، ۶۰۰–۸۰۰ کیلومتر در ساعت، بسته به عمق آب حرکت می‌کند. امواج بزرگ تولید شده توسط زلزله یا زمین لغزش زیر دریایی می‌تواند در نزدیکی مناطق ساحلی در عرض چند دقیقه تاخت و تاز کند. سونامی همچنین می‌تواند هزاران کیلومتر در سراسر اقیانوس حرکت کند و ساعت‌ها بعد از زلزله‌ای که آن را تولید کرده، سواحل دور را تخریب کند. در حالت عادی، زلزله فرورانش کمتر از قدر ۷٫۵ در مقیاس ریشتر سونامی ایجاد نمی‌کند، هر چند برخی از این موارد ثبت شده‌است. بیشتر سونامی‌های مخرب توسط زمین لرزه با بیشتر از بزرگی ۷٫۵ ریشتر ایجاد می‌شود.

سیل

سیل سرریز شدن هر مقدار آب است که به زمین می‌رسد. سیل معمولاً هنگامی رخ می‌دهد که حجم آب داخل بستر، مثلاً رودخانه یا دریاچه، بیش از ظرفیت کل آن شود، و در نتیجه مقداری آب جاری شود و در خارج از محیط طبیعی بستر قرار بگیرد. با این حال، اگر سد آسیب ببیند سیل اثرات ثانویهٔ زلزله‌است. زلزله ممکن است موجب ریزش خاک کوه شود و جریان رودخانه را مسدود کند که علت سیل شود. زمین در زیر دریاچه Sarez در تاجیکستان در معرض خطر سیل عظیمی است اگر سد ناشی از ریزش تشکیل شده توسط زلزله، معروف به سد Usoi به هنگام زمین لرزه‌های آینده شکسته شود. پیش‌بینی می‌شود سیل می‌تواند بر زندگی حدود ۵ میلیون نفر تأثیر بگذارد.

نیروهای جزر

تحقیقات نشان داده‌است ارتباط قوی بین نیروهای کشندی (جزر و مدی) کوچک و لرزش‌های غیر آتشفشانی وجود دارد.

اثرات بشر

زلزله ممکن است منجر به بیماری، فقدان نیازهای اساسی، از دست دادن زندگی، حق بیمه بالاتر، صدمه به اموال عمومی، آسیب جاده و پل و فروپاشی (یا منجر به سقوط در آینده) ساختمان‌ها شود. زلزله همچنین می‌توانید فوران‌های آتشفشانی، که سبب بروز مشکلات آتی هستند را ایجاد کند؛ به عنوان مثال، صدمه قابل توجه به محصولات، همان‌طور که در سال معروف به «بدون تابستان» (۱۸۱۶) اتفاق افتاد.

عوامل مؤثر در شدت تخریب
  1. شدت و بزرگای زمین لرزه
  2. فاصله کانون عمقی زلزله از سطح زمین (ژرفای زمین لرزه)
  3. فاصله کانون زلزله تا مناطق مسکونی
  4. تراکم جمعیت در مناطق زلزله زده
  5. مدت زمان وقوع زمین لرزه

به عبارتی زلزله چند ثانیه طول می‌کشد (دوام زلزله)

  1. ساعت وقوع زلزله (زمین لرزه چه موقعی از شبانه روز اتفاق افتاده‌است)
  2. نوع امواج تولیدی توسط زلزله
  3. میزان شتاب ایجاد شده توسط زمین لرزه

زمین لرزه‌های ثبت شده بر پایهٔ بزرگی

زمین لرزه‌های ثبت شده بر پایهٔ بزرگی به این شرح می‌باشند[13]

رتبهتاریخمحلبزرگی
۱۲۲ مه ۱۹۶۰والدیویا - شیلی۹٫۵
۲۲۷ مارس ۱۹۶۴آلاسکا - ایالات متحده آمریکا۹٫۲
۳۲۶ دسامبر ۲۰۰۴سوماترا - اندونزی۹٫۱
۴۴ نوامبر ۱۹۵۲کامچاتکا - روسیه۹٫۰
۵۱۱ مارس ۲۰۱۱توهوکو - ژاپن۹٫۰[14]

آمادگی

به منظور تعیین احتمال فعالیت‌های لرزه‌نگاری آینده، زمین شناسان و دانشمندان سنگ‌های منطقه را بررسی می‌کنند تا تعیین کنند اگر سنگ‌ها به نظر «فشرده» می‌رسد. مطالعهٔ گسل‌های یک منطقه به مطالعهٔ زمان سپری شده برای تشکیل فشار کافی برای وقوع زلزله توسط گسل نیز به عنوان یک تکنیک پیش‌بینی، کمک می‌کند. اندازه‌گیری‌ها بر اساس میزان انرژی کرنش انباشته در گسل در هر سال، زمان سپری شده از آخرین زلزله بزرگ، و انرژی و قدرت آخرین زلزله بنا می‌شوند. تمام این حقایق به دانشمندان اجازه می‌دهد میزان فشار لازم برای ایجاد گسل زلزله را تعیین کنند. اگرچه این روش بسیار مفید است، آن را تا به حال تنها در گسل سان آندریاس کالیفرنیا اجرا کرده‌اند. امروزه راه‌هایی برای محافظت و آماده‌سازی محل‌های احتمالی زمین لرزه از آسیب شدید وجود دارد که از طریق فرایندهای زیر است: مهندسی زلزله، آمادگی دربرابر زلزله، ایمنی لرزه‌ای خانواده، دایر کردن تجهیزات لرزه‌ای (از جمله اتصالات، مواد و روش‌های خاص)، خطر زلزله، کاهش حرکت زمین لرزه، و پیش‌بینی زلزله. مقاوم‌سازی لرزه‌ای این است که ساختارهای موجود را نسبت به فعالیت‌های زمین لرزه، حرکت زمین یا شکست خاک ناشی از زلزله مقاوم تر و بهتر کند. با درک بهتر از تقاضا لرزه‌ای در سازه‌ها و با تجربه‌های اخیر زمین لرزه‌های بزرگ در نزدیکی مراکز شهری، نیاز به مقاوم‌سازی لرزه‌ای هرچه بیشتر است. قبل از معرفی کدهای مدرن لرزه در اواخر ۱۹۶۰ برای کشورهای توسعه یافته (آمریکا، ژاپن و …) و در اواخر ۱۹۷۰ برای بسیاری از دیگر نقاط جهان (ترکیه، چین و …)، سازه‌های بسیاری بدون جزئیات کافی برای محافظت و تقویت لرزه‌ای طراحی شده بودند. با در نظر گرفتن مشکل قریب‌الوقوع، کارهای تحقیقاتی مختلفی انجام گرفت. علاوه بر این، دستورالعمل‌های فنی برای ارزیابی لرزه‌ای، در سراسر جهان ایجاد و بازسازی شده‌اند و به چاپ رسیده‌اند—مانند ASCE - SEI ۴۱ و دستورالعمل انجمن مهندسی زلزله نیوزیلند (NZSEE).

تاریخ

پیش از قرون میانه

از زمان آناکساگوراس فیلسوف یونانی در قرن ۵ پیش از میلاد تا قرن ۱۴ میلادی، زمین لرزه معمولاً نسبت داده می‌شد به «هوا (بخار) در حفرات از زمین». تالس (۶۲۵–۵۴۷ پیش از میلاد) تنها کسی است که به‌طور مستند معتقد بود که زمین لرزه توسط تنش میان زمین و آب تولید می‌شود. نظریه‌های دیگری هم وجود داشت، از جمله فیلسوف یونانی آناکساماین(۵۸۵–۵۲۶ پیش از میلاد) باورداشت که شیب قسمت کوتاه از خشکی و رطوبت فعالیت‌های لرزه‌ای را ناشی می‌شود. دموکریتوس (۴۶۰ – ۳۷۱ پیش از میلاد) به‌طور کلی آب را برای زلزله سرزنش می‌کرد. پلینی ارشد کلیسا زلزله را «رعد و برق زیر زمینی» نامید. در ایران نیز عقایدی در مورد زلزله عنوان شده که برخی پندارآمیز و برخی دیگر، مانند اندیشه‌های ابن سینا و بیرونی، مبتنی بر تعقل است.[15]

بزرگی زمین‌لرزه

بزرگی زمین‌لرزه را به صورت زیر تعریف می‌کنند:

بزرگی زلزله، M برابر لگاریتم در پایه ده دامنه حداکثر (برحسب میکرون) حرکت، A، است که توسط لرزه‌سنج استاندارد ووداندرسون در فاصله صد کیلومتری از مرکز زلزله ثبت شده باشد.

  • M = Log(10) A

همچنین، جهت تعیین انرژی آزاد شده توسط هر زلزله رابطه‌ای توسط ریشتر – گوتنبرگ در سال ۱۹۵۶ ارائه گردید که میزان انرژی آزاد شده در کانون زلزله بر حسب ارگ (erg) و بزرگی آن "M" مشخص می‌نماید.

  • Log E =۱۱٫۴ + ۱٫۵ M

با یک محاسبه ساده می‌توان نشان داد که با افزایش یک درجه‌ای اندازه بزرگی زلزله، مقدار انرژی آزاد شده تقریباً ۳۲ برابر می‌گردد.

انواع زلزله

زلزله‌ها از دید جهت آزاد شدن انرژی به دو گونهٔ افقی و عمودی تقسیم‌بندی می‌شوند. خرابی‌های عمده و وسیع معمولاً بر اثر زلزله‌هایی از نوع افقی صورت می‌پذیرند. چرا که اغلب بناها در برابر بارهای عمودی مقاومت کافی دارند.

براساس میزان خرابی به وجود آمده زلزله‌ها به دوازده درجه بر مبنای مرکالی تقسیم می‌گردند.

ثبت زلزله‌ها

به منظور ثبت زلزله‌ها از دستگاهی به نام لرزه سنج یا شتاب نگار استفاده می‌شود. داده‌های به دست آمده از این دستگاه یا به صورت یک سری از اعداد بیانگر شتاب است که به صورت (شتاب - زمان) دسته‌بندی شده‌اند یا صرفاً یک سری اعداد بیانگر شتاب زمین است. در این مورد اخیر در ابتدای داده‌ها اشاره می‌گردد که فاصله زمانی این داده‌ها چند ثانیه‌است. داده‌های زلزله‌های ایران از وبگاه مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن[16] قابل دریافت است.

جستارهای وابسته

منابع
  1. «20 Largest Earthquakes in the World». www.usgs.gov. دریافت‌شده در ۲۰۲۱-۰۵-۱۶.
  2. «Seismic Waves». دانشگاه کلورادو. بایگانی‌شده از اصلی در ۱۰ اکتبر ۲۰۱۷. دریافت‌شده در ۲۸ دسامبر ۲۰۱۷.
  3. «بومهن - ویکی‌واژه». fa.wiktionary.org. دریافت‌شده در ۲۰۱۹-۱۰-۲۷.
  4. سرواژه بومهن، لغت‌نامه دهخدا
  5. http://www.unicef.org/iran/fa/children_youth_2438.html
  6. «سلامت در حوادث و بلایا». دکتر مریم یزدان پناه. بایگانی‌شده از روی نسخه اصلی در ۲۷ دسامبر ۲۰۱۷. دریافت‌شده در ۲۲ سپتامبر ۲۰۱۹.
  7. «نسخه آرشیو شده». بایگانی‌شده از اصلی در ۱۸ ژوئن ۲۰۱۳. دریافت‌شده در ۲۱ آوریل ۲۰۱۳.
  8. «نسخه آرشیو شده». بایگانی‌شده از اصلی در ۲۳ آوریل ۲۰۱۳. دریافت‌شده در ۲۱ آوریل ۲۰۱۳.
  9. «What NOT to do during an earthquake». دانشگاه واشینگتن. بایگانی‌شده از اصلی در ۱۷ نوامبر ۲۰۱۷.
  10. http://www.rai.ir/Site.aspx?ParTree=A09040101M1511
  11. بی‌بی‌سی فارسی
  12. «استخراج گاز "باعث زمین‌لرزه می‌شود"». الجزیره انگلیسی. دریافت‌شده در ۲۶ ژانویه ۲۰۱۲.
  13. Largest earthquakes by magnitude
  14. «NewScience».
  15. برجیان، حبیب، زمین لرزه در پندار و اندیشه ایرانی، نامه فرهنگستان، شماره ۳۲، ۱۳۸۶، صص ۶–۲۷. .
  16. وبگاه مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن

پیوند به بیرون
مجموعه‌ای از گفتاوردهای مربوط به زمین‌لرزه در ویکی‌گفتاورد موجود است.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.