زمین لرزه
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. 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 (مثلا 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[نیازمند منبع] (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 مثلا 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.[۱]
در نزدیکی سطح زمین، زلزله به صورت ارتعاش یا گاهی جابجایی زمین نمایان میشود. زمانی که مرکز زمینلرزه 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.
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 پیش بینی، 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 پیش بینی 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.
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 ده 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 سایت مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن به نشانی http://www.bhrc.ac.ir/ قابل دریافت است.
زمینلرزه سراوان سال ۱۳۹۲
در تاریخ ۲۷ فروردین ۱۳۹۲ زمینلرزهای به بزرگی ۷٫۵ ریشتر منطقه سراوان در استان سیستان و بلوچستان را لرزاند. نکته جالب و شگفتانگیز اینکه این زمین لرزه پس از زلزله طبس گلشن (۷٫۷ ریشتر) در سال ۱۳۵۷، در صد سال گذشته بی نظیر بود. زمین لرزه سراوان ارتفاع منطقه زلزله زده را به طول ۱۵ کیلومتر از حالت طولی و عرضی ۴۵ سانتیمتر بالاتر از سطح دریا برد