آموزشی زمین‌لرزه(زلزله) چیست؟ همه‌چیز راجع به آن

[noora]

۶. از نظر همه این درجه از زلزله ترسناک است و در اثر این اتفاق همه می‌ترسند و به بیرون می‌دوند. حرکت افراد ناپایدار است. تصاویر و قاب عکس‌ها از دیوارها می‌افتند. مبلمان حرکت کرده یا واژگون می‌شوند. گچ و آجرهای ساختمان ترک می‌خورند. زنگ‌های کوچک کلیسا و مدرسه به صدا در می‌آیند و درختان و بوته‌ها به شدت تکان می‌خورند.
۷. در این درجه از زلزله ایستادن دشوار است. رانندگان خودروها متوجه آن می‌شوند. لرزش اشیاء آویزان اتفاق می‌افتد و مبلمان ممکن است شکسته شوند. بناهای ضعیف ممکن است آسیب ببینند. دودکش‌های قدیمی در سقف‌های ساختمان شکسته می‌شوند. سقوط گچ، آجر، سنگ، کاشی، قرنیز ممکن است رخ دهد. ایجاد موج بر روی حوضچه‌ها، آب راکد و جریان گل و آب در امتداد شن یا ماسه نیز از دیگر مواردی است که در این زلزله رخ می‌دهد. در این درجه از زلزله زنگ‌های بزرگ به صدا در می‌آیند و خندق‌های آبیاری بتنی آسیب می‌بینند.

 

[noora]

۸. در این درجه از زلزله‌ها ماشین‌ها منحرف می‌شوند. آسیب به ساختمان‌های با مقاومت کم و تخریب جزئی آن‌ها نیز ممکن است رخ دهد. آسیب جزئی به برخی بناهای مستحکم و تقویت شده که برای بهبود مقاومت آن‌ها از نیروهای جانبی استفاده شده است نیز ممکن است در این درجه از زلزله مشاهده شود. سقوط و ریختن گچ، برخی دیواره‌ها، دودکش‌ها، پشته‌های کارخانه، بناهای تاریخی، برج‌ها و سدهای بلند نیز ممکن است مشاهده شود. خانه‌های پیش ساخته نیز در صورتی که به درستی بر روی پایه‌ها محکم نشده باشند ممکن است در صورت وقوع زلزله بر روی پایه‌ها حرکت کنند. دیوارهای غیر مستحکم پانل‌ها نیز ممکن است به بیرون پرتاب شوند. شکست ستون‌های آسیب دیده و شاخه‌های درختان، تغییرات جریان یا دمای چشمه‌ها و چاه‌ها، ترک در زمین مرطوب و در شیب‌های تند نیز از دیگر مواردی است که ممکن است در این زلزله‌ها مشاهده شود.
۹. در این درجه از زلزله وحشت عمومی حاکم است. بناهای سنگی ضعیف تخریب می‌شوند و بناهای سنگی معمولی به شدت آسیب می‌بینند که این آسیب گاهی اوقات با فروپاشی کامل همراه است. در این میان بناهای سنگی محکم نیز آسیب‌های جدی را تجربه می‌کنند. آسیب جدی به مخازن و سدها، شکسته شدن لوله‌های زیرزمینی، ترک‌های آشکار در زمین در مناطق آبرفتی، پرتاب ماسه و گل، شکاف‌های زلزله‌ای و گودال‌های ماسه‌ای اتفاقی است که در این درجه از زلزله مشاهده می‌شود.

 

[noora]

۱۰. بیشتر بناهای ساختمانی، خانه‌های پیش ساخته، سازه‌ها و پل‌های چوبی خوش ساخت در این درجه از زلزله تخریب می‌شوند. در این حالت آسیب جدی در سدها، سنگریزها و خاکریزها رخ می‌دهد و رانش بزرگ زمین ایجاد می‌شود. جاری شدن آب در سواحل کانال‌ها، رودخانه‌ها، دریاچه‌ها و غیره از دیگر مواردی است که در این زلزله مشاهده می‌شود. در این حالت شن و گل به صورت افقی در سواحل و زمین‌های مسطح جاری می‌شود و خط‌های راه آهن نیز کمی خم می‌شوند.
۱۱. در درجه یازدهم خطوط آهن کاملاً خم شده و خطوط لوله زیرزمینی کاملاً از کار می‌افتند.
۱۲. در درجه دوازدهم تخریب تقریباً کامل رخ می‌دهد. در این رویداد توده‌های سنگی بزرگ،
خطوط دید و خطوط سطح منحرف و جابه‌جا شده و اجسامی به سمت بالا پرتاب می‌شوند.

تعیین مرکز زلزله

 

[noora]

با استفاده از مقیاس شدت، می‌توان داده‌های مختلف را در مورد زلزله با ساخت منحنی‌های ایزوسسمالی، خطوطی که نقاط با شدت یکسان را به هم متصل می‌کنند، خلاصه کرد. اگر تقارن کاملی در راستای عمودی و از کانون زلزله وجود داشته باشد‌، ایزوسسمال‌ها دایره‌هایی با مرکز (نقطه‌ای در سطح زمین دقیقاً بالاتر از محل وقوع زلزله) به عنوان کانون خواهند داشت. با این حال به دلیل بسیاری از عوامل نامتقارن زمین شناسی که بر شدت زلزله تأثیر می‌گذارد، منحنی‌ها اغلب به شکل دایره‌ای نیستند. محتمل ترین موقعیت کانون زلزله اغلب در نقطه‌ای در داخل منطقه با بیشترین شدت فرض می‌شود. در برخی موارد، داده‌های ابزاری این محاسبه را تأیید می کند، اما قرار گرفتن مرکز اصلی زلزله در خارج از منطقه‌ای با بیشترین شدت موضوع بسیار رایجی است.

 

[noora]

بزرگی زلزله چگونه محاسبه می‌شود؟​

بزرگی زمین لرزه معیاری برای اندازه یا دامنه امواج لرزه‌ای است که توسط منبع زلزله ایجاد شده و توسط دستگاه لرزه نگاری ثبت می‌شود. از آنجا که اندازه زمین لرزه‌ها بسیار متفاوت است، لازم است برای مقایسه، دامنه موج اندازه گیری شده در لرزه نگارها را با استفاده از روابط ریاضی بررسی کنیم. در سال 1935، زلزله شناس آمریکایی «چارلز اف ریشتر» ( Charles F. Richter)، مقیاس بزرگی زمین لرزه‌ها را به عنوان لگاریتم بر مبنای 10 حداکثر دامنه موج لرزه‌ای (در هزارم میلی متر) ثبت شده در یک زلزله نگار استاندارد (لرزه نگار پاندولی وود اندرسون) در فاصله 100 کیلومتری (60 مایل) از مرکز زلزله تعریف کرد. کاهش دامنه‌های مشاهده شده در فواصل مختلف به دامنه‌های مورد انتظار در فاصله استاندارد 100 کیلومتر اساس جداول تجربی را شکل می‌دهد.

 

[noora]

مقیاس ریشتر MLML بر این فرض محاسبه می‌شود که نسبت حداکثر دامنه موج در دو فاصله معین برای همه زلزله‌ها یکسان است و مستقل از جهت است.

ریشتر ابتدا مقیاس بزرگی خود را برای زلزله هایی با قدرت کم به کار برد که در فاصله 600 کیلومتری از مرکز زلزله در منطقه جنوبی کالیفرنیا ثبت شده بودند. به مرور زمان، جداول تجربی دیگری تنظیم شد که به موجب آن می‌توان از مشاهدات در ایستگاه‌های دور و در لرزه نگارهای غیر از نوع استاندارد استفاده کرد. جداول تجربی برای پوشش زمین لرزه‌ها در همه اعماق کانونی و امکان برآورد بزرگی این زلزله‌ها مستقل از مشاهدات ساختار و سطح موج ادامه یافت. شکل فعلی مقیاس ریشتر در جدول زیر نشان داده شده است:

جدول 1: بزرگی زلزله بر اساس مقیاس ریشتر

اندازه مقیاس (ریشتر) / سطح	اثرات این زلزله	تعداد در سال
کمتر از 1 تا 2/9 / میکرو	به طور کلی توسط مردم احساس نمی‌شود اما توسط زلزله نگارهای محلی ثبت می‌شود.	بیش از 100,000
3 تا 3/9 / جزئی	توسط بسیاری از مردم احساس می‌شود.	12,000 تا 100,000
4 تا 4/9 / سبک	توسط همه احساس می‌شود.	2,000 تا 12,000
5 تا 5/9 / متوسط	به برخی سازه‌ها ضعیف آسیب وارد می‌شود.	200 تا 2,000
6 تا 6/9 / قوی	خسارت‌های نسبتاً شدید در مناطق مسکونی	20 تا 200
7 تا 7/9 / بسیار قوی	آسیب جدی به مناطق بزرگ و خسارات جانی	3 تا 20
8 به بالا / بسیار قوی و جدی	خسارات جدی و تلفات جانی	کمتر از 3

 

[noora]

در حال حاضر مقیاس‌های مختلفی توسط دانشمندان و مهندسان برای اندازه گیری اندازه نسبی زلزله استفاده می‌شود. بزرگی موج P (MbMb)، برای یک موج بر اساس دامنه موج P ثبت شده در یک لرزه نگار استاندارد تعریف می‌شود. به طور مشابه، اندازه موج سطحی (MsMs) بر حسب لگاریتم حداکثر دامنه حرکت زمین برای امواج سطحی با دوره موج 20 ثانیه تعریف می‌شود.

 

[noora]

همانطور که تعریف شد، مقیاس بزرگی زلزله حد پایین یا بالایی ندارد. لرزه نگارهای حساس می‌توانند زمین لرزه‌هایی با اندازه منفی و زمین لرزه‌هایی با شدت حدود 9 ریشتر را ثبت کنند، برای مثال زمین لرزه سانفرانسیسکو در سال 1906، قدرتی برابر با 8/25 ریشتر داشت.

 

[noora]

نقطه ضعف علمی این مقیاس آن است که هیچ مبنای مکانیکی مستقیمی برای اندازه‌گیری به شرح بالا وجود ندارد. در عوض، این یک پارامتر تجربی مشابه با قدر ستاره‌ای است که توسط ستاره شناسان ارزیابی شده است. در علم مدرن و امروزی، از واحد مکانیکی قوی‌تری برای اندازه زمین لرزه یعنی گشتاور لرزه‌ای (MoMo) استفاده می‌شود. چنین پارامتری به اهرم زاویه‌ای نیروهایی که باعث ایجاد لغزش روی گسلی که باعث زلزله شده، مربوط است. می‌توان این پارامتر را هم از امواج لرزه‌ای ثبت شده و هم از اندازه گیری‌های مربوط به اندازه گسیختگی گسل محاسبه کرد. در نتیجه، گشتاور لرزه‌ای مقیاس یکنواخت‌تری از اندازه زلزله را بر اساس مکانیک کلاسیک ارائه می‌دهد. این اندازه گیری اجازه می‌دهد از کمیت علمی‌تری به نام بزرگای گشتاور (MwMw) استفاده شود که متناسب با لگاریتم گشتاور لرزه‌ای است. این کمیت و مقادیر آن تفاوت زیادی با مقادیر MsMs برای زلزله‌های متوسط ندارند. با توجه به تعاریف فوق زلزله بزرگ آلاسکا در سال 1964، با مقیاس ریشتر (MLML) برابر با 8/3 بود که از نظر مقیاس MsMs برابر با 8/4 ثبت شد. همچنین گشتاور لرزه‌ای این زمین لرزه Mo=820×1024Mo=820×1024 نیوتن بر متر و Mw=9.2Mw=9.2 بود.

 

[noora]

انرژی یک زلزله چه قدر است؟​

انرژی زلزله‌ای که از سطح یک مکان خاص عبور می‌کند می‌تواند مستقیماً از حرکت زمین لرزه‌ای سطح به عنوان مثال به عنوان سرعت زمین ثبت و محاسبه شود. چنین داده‌هایی نشان دهنده میزان انرژی 105105 وات در متر مربع (9300 وات در فوت مربع) در نزدیکی منبع زلزله با اندازه متوسط است. مجموع توان خروجی گسل در زلزله کم عمق 10141014 وات است در حالی که توان 105105 وات در موتورهای موشک تولید می‌شود.