متن مقاله:
زلزله:
زمین لرزه یكی از وحشتناك ترین پدیده های طبیعت محسوب می شود. اغلب زمینی را كه روی
آن ایستاده ایم، به صورت تخته سنگ های صلب و محكمی تصور می كنیم كه از استحكام
زیادی برخوردار است.
زمین لرزه یكی از وحشتناك ترین پدیده های طبیعت محسوب می شود. اغلب زمینی را كه روی
آن ایستاده ایم، به صورت تخته سنگ های صلب و محكمی تصور می كنیم كه از استحكام
زیادی برخوردار است. هنگامی كه زمین لرزه ای روی می دهد برای لحظه ای این تصور بر
هم می ریزد، اما طی همان لحظه كوتاه خسارت های شدیدی وارد می شود.
با توجه به پیشرفت هایی كه در حوزه علوم مختلف صورت گرفته است، دانشمندان توانسته
اند نیروهایی را كه باعث زمین لرزه می شود، شناسایی كنند. علاوه بر آن با استفاده
از فناوری های نوین می توان شدت یك زلزله و مكان آن را حدس زد. مهم ترین كار باقی
مانده آن است كه راهی برای پیش گویی زمین لرزه بیابیم تا مردم هنگام وقوع آن
غافلگیر نشوند.
● تكان های زمین:
زمین لرزه در واقع ارتعاشی است كه در طول پوسته زمین به حركت در می آید. اگر یك
كامیون بزرگ از نزدیكی منزل شما عبور كند، خیابان را به لرزه می آورد و شما
احتمالاً لرزه های خانه را احساس می كنید، در این حالت می توان گفت كه زمین لرزه
كوچكی رخ داده است، اما كلمه زمین لرزه معمولی به حوادثی اطلاق می شود كه در آن
منطقه بزرگی همانند یك شهر تحت تأثیر این لرزش قرار گیرد.
▪ برای وقوع یك زمین لرزه چند دلیل می توان ذكر كرد:
- فوران گدازه های آتشفشانی
- برخورد یك شهاب سنگ
- انفجارهای زیرزمینی (برای مثال یك آزمایش هسته ای زیرزمینی)
- فرو ریختن یك سازه (همانند تخریب یك معدن)
اما اصلی ترین دلیل وقوع زمین لرزه را می توان حركات صفحه های (Plates) زمین
دانست.هر از گاهی در اخبار می شنویم كه زمین لرزه ای روی داده است، اما باید دانست
كه زمین لرزه پدیده ای است كه هر روز در كره زمین روی می دهد. براساس تحقیقات جدید
هرساله حدود سه میلیون زمین لرزه روی می دهد، یعنی هشت هزار زمین لرزه در روز یا هر
۱۱ ثانیه یك زمین لرزه.
- حركت صفحه ها در خلاف جهت یكدیگر و دور شدن از هم.
- ضمن حركت در خلاف جهت به همدیگر بمالند.
اگر دو صفحه از یكدیگر دور شوند گدازه هایی كه از سنگ های مذاب تشكیل شده اند، از
بین صفحه های پوسته زمین خارج می شوند (این عمل اغلب در كف اقیانوس ها روی می دهد)
هنگامی كه این گدازه ها سرد شوند، سخت شده و به شكل پوسته های جدید در می آیند كه
فاصله بین دو صفحه را پر می كنند. اگر دو صفحه به سمت یكدیگر به حركت درآیند،
معمولاً یك صفحه به زیر صفحه دیگر می خزد. در بعضی موارد، هنگامی كه دو صفحه به
یكدیگر فشار می آورند، برای هیچ كدام از صفحه ها امكان ندارد كه به زیر صفحه دیگر
برود، در این صورت این دو صفحه ضمن فشار آوردن به همدیگر یك رشته كوه را به وجود می
آورند. در بعضی مواقع نیز صفحه ها ضمن عبور از كنار یكدیگر به همدیگر فشار وارد می
كنند. برای مثال تصور كنید یك صفحه به سمت شمال و دیگری به سمت جنوب حركت كند.
در این صورت این صفحه ها از محل تماس به یكدیگر نیرو وارد می سازند.
در جایی كه این صفحات به یكدیگر می رسند، گسل تشكیل می شود. در حقیقت گسل ترك هایی
در پوسته زمین است كه در دو طرف صفحه هایی كه در خلاف جهت یكدیگر در حال حركت
هستند، مشاهده می شود. احتمال وقوع زلزله در اطراف خطوط گسل بیشتر از هر جای دیگر
است. گسل ها انواع مختلفی دارند كه براساس موقعیت خط گسل و چگونگی حركت دو صفحه
نسبت به هم تقسیم بندی می شود. در تمام انواع گسل ها، صفحه ها كاملاً به یكدیگر
فشار وارد می سازند و در نتیجه هنگام حركت آنها اصطكاك شدیدی به وجود می آید. اگر
نیروی اصطكاك بسیار شدید باشد مانع حركت آنها می شود در این حالت فشاری كه باعث
ایجاد گسل می شود افزایش می یابد.
اگر میزان این فشار از حد معینی بیشتر شود، بر نیروی اصطكاك غلبه می كند و صخره ها
ناگهان می شكنند.به عبارت دیگر، هنگامی كه صخره ها به یكدیگر فشار وارد می كنند،
انرژی پتانسیل به وجود می آید و هنگامی كه صخره ها به حركت درمی آیند، انرژی
پتانسیل به جنبشی تبدیل می شود. اغلب زمین لرزه ها در اطراف مرز صفحه های زمین
ساختی روی می دهد زیرا در این منطقه در اثر حركت صفحه ها منطقه گسل به وجود می آید
كه دارای گسل های متعدد و به هم پیوسته ای است. در منطقه گسل، آزاد شدن انرژی جنبشی
در یك گسل ممكن است باعث افزایش انرژی پتانسیل در گسل كناری شود كه این عمل به زمین
لرزه دیگری منجر می شود.
به همین دلیل است كه گاهی در یك منطقه كوچك زلزله های متعددی در فاصله های زمانی كم
روی می دهد.البته گاهی اوقات زمین لرزه هایی در وسط این صفحه ها نیز روی می دهد.
یكی از شدیدترین زمین لرزه های ثبت شده زمین لرزه ای است كه در صفحه قاره ای
آمریكای شمالی در سال ۱۸۱۱ و ۱۸۱۲ اتفاق افتاد. دانشمندان در دهه ۱۹۷۰ دریافتند كه
احتمالاً منشاء این زمین لرزه یك منطقه گسل ۶۰۰ میلیون ساله است كه زیر لایه های
متعدد سنگ و صخره مدفون شده بود.
● امواج زمین لرزه :
درست مثل هنگامی كه درسطح آب اغتشاش روی می دهد، انرژی آن به صورت امواج منتقل می
شود، وقتی كه شكست یا جابه جایی در پوسته زمین روی می دهد، انرژی آن به صورت امواج
زمین لرزه منتقل می شود. در هر زمین لرزه ای چند نوع موج مختلف مشاهده می شود.
امواج اصلی از لایه های داخلی زمین عبور می كنند، در حالی كه امواج سطحی از سطح می
گذرند. اغلب ویرانی های زلزله توسط امواج سطحی - كه امواج L هم نامیده می شوند _ به
وجود می آید، زیرا این امواج ارتعاشات شدیدی را به وجود می آورند. هنگامی كه امواج
اصلی به سطح زمین رسیدند، امواج سطحی را به وجود می آورند.امواج اصلی خود به دو
گروه مهم تقسیم بندی می شوند:
امواج اولیه كه امواج P نیز نامیده می شوند، با سرعت ۵/۱ تا ۸ كیلومتر در ساعت حركت
می كنند. سرعت حركت این امواج به جنس زمینی كه این امواج از آنها عبور می كنند
بستگی دارد. سرعت این امواج از موج های دیگر بیشتر است و بنابراین سریع تر به سطح
زمین می رسند. این امواج قابلیت عبور از جامدات، مایعات و گازها را دارند و به همین
دلیل به طور كامل از زمین عبور می كنند. وقتی كه این امواج از صخره ها عبور می
كنند، در مسیر حركت خود به آنها به سمت جلو و عقب فشار وارد می كنند.
امواج ثانویه امواج S نامیده می شوند و مدت كوتاهی بعد از امواج P می رسند. این
امواج هنگام حركت خود، صخره ها را به سمت بالا فشار می دهند، یعنی ارتعاش صخره ها
عمود بر مسیر حركت این امواج است. امواج S برخلاف امواج P نمی توانند در داخل زمین
به خط مستقیم حركت كنند. این امواج فقط از مواد جامد می گذرند و به همین دلیل
هنگامی كه در مركز زمین به مایع برسند، متوقف می شوند.با این همه هر دو نوع موج از
سطح زمین می گذرند و بنابراین می توان آنها را در آن سوی نقطه ای كه زمین لرزه روی
داده است، شناسایی كرد. در هر لحظه تعداد زیادی امواج زلزله ای ضعیف در قسمت های
مختلف زمین قابل شناسایی است.
امواج زلزله
موج زلزله موجی است که از طریق زمین حرکت می کند، که اغلب سبب ایجاد زمین لرزه یا
انفجار می شود. امواج زلزله توسط زلزله شناسان مطالعه میشوند، و توسط لرزه نگار و
زلزله سنج اندازه گیری می شوند.
موج زلزله موجی است که از طریق زمین حرکت می کند، که اغلب سبب ایجاد زمین لرزه یا
انفجار می شود. امواج زلزله توسط زلزله شناسان مطالعه میشوند، و توسط لرزه نگار و
زلزله سنج اندازه گیری می شوند.
بطور کلی پس از اینکه در داخل زمین زلزله ای به وجود آمد و انرژی زمین آزاد شد، این
انرژی آزاد شده به صورت امواج ارتعاشی در کلیه جهات منتشر شده و انرژی زلزله را با
خود منتقل مینمایند.
● انواع امواج زلزله
امواج زمین لرزه با توجه به حرکتشان در داخل یا سطح زمین به دو دسته تقسیم میشوند:
● امواج داخلی یا پیکری
دسته ای از امواح لرزه ای هستند که در درون زمین حرکت کرده و در تمامی جهات منتشر
میشوند و با سرعتی بیش از موجهای سطحی حرکت می نمایند. 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 درتحت شرایط خاص ودر فصل مشترک دو محیط گازی
ومایع ،در اثر ارتعاشات ناشی از زلزله بوجود می آید .
بیشترین انرژی ناشی از تکانهای کم عمق را دارا بوده و عامل اصلی خرابی های ناشی از
زمین لرزه بخصوص در مناطق مسکونی میباشند. این گروه از امواج پس از تداخل موجهای
داخلی در امتداد حدفاصلها، شروع به ارتعاش کرده و عمق نفوذ محدودی دارند، از این رو
همواره در نزدیکی سطح های ناپیوستگی متمرکز میشوند. بدین جهت در محیطهای همگن
موجهای سطحی نخواهیم داشت. این امواج که به نامهای موجهای محدود شده و یا موجهای
هدایت شده نیز معروفند خود به گروههای مختلفی چون موج لاو و امواج رایلی تفکیک
میگردند. حرکت این دو موج بسیار پیچیده و قدرت تخریبی این امواج و موج S بسیار
زیادتر از امواج P است .
این امواج توسط ویژگیهایی چون سرعت، دامنه، طول موج، دوره تناوب و فرکانس از یکدیگر
تمییز داده میشوند.
در فاصله ای در حدود ۱۲۰ کیلومتری مرکز زلزله ،اولین موجی که ازکانون زلزله ( با
عمق ۱۸ کیلومتر ) به ایستگاه زلزله نگار می رسد موج P است . سرعت این موج ۶ تا ۶.۵
کیلومتر است . بعداز آن موج sوسپس موجهای L و R می رسند . سرعت امواج P در حدود
۱.۷۳ برابر امواج S است.
● بررسی انواع موج زلزله
در زیر به تفصیل به بررسی این چهار نوع موج می پردازیم:
ـ امواج طولی(P) :
این امواج باعث کشش ها و انقباضهای متوالی درامتداد حرکت موج می شود . سرعت انتشار
این امواج زیادتر ازامواج دیگر است و اولین امواجی هستند که به ایستگاه لرزه نگار
می رسد .
امواج تراکمی از همه محیطهایی که توان تحمل فشار را دارند از جمله گازها، جامدات و
مایعات عبور می کنند. ذراتی که تحت تاثیر موج P قرار میگیرند در جهت انتشار موج به
جلو یا عقب نوسان میکنند. در صورتی 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 این امواج میباشد، چرا
که اولین موجی که از زلزله احساس میشود امواج P میباشد. این امواج با وجود سرعت
بالای انتقال، چون بسیار سریعتر از سایر امواج دیگر میرا میشوند (یعنی انرژی خود را
از دست میدهند) باعث ایجاد خرابی زیادی در زلزله نمیشوند.
ـ امواج برشی(S) :
این امواج باعث می شود که سنگ خم شود و شکل خود را از دست بدهد . این امواج فقط
ازجامدات می گذر ند. .
تقریباً اثر تخریبی تمام زلزله ها بر اثرامواج برشی است و به این معنی که وقتی لحظه
شکستن سنگ فرا برسد سنگ شکاف بر میدارد ونقاط مجاور شکاف بطور جانبی نسبت بهم حرکت
می نمایند . در این زمان است که دو نوع موج P وS ایجاد می شوند.
این امواج تنها در محیطهایی که میتوانند در برابر تغییر شکل جانبی مقاومت کنند -
مانند محیطهای جامد - منتشر میگردند. این امواج در مایعات و گازها نمیتوانند منتقل
شوند. در صورتی که یک طناب را به دیواری متصل کرده و سر دیگر آن را در دست گرفته و
به صورت قائم حرکت دهیم، در طناب موجی ایجاد میشود شبیه امواج S میباشد. در این
امواج ارتعاش ذرات محیط عمود بر جهت حرکت موج میباشد (همانطور که مثال طناب دیده
میشود، موج در امتداد طول طناب حرکت میکند در حالی که ذرات طناب در جهت عمود بر طول
طناب ارتعاش میکنند
ـ امواج لاو (love) :
حرکت زمین توسط موج لاو، تقریبا شبیه موج S است با این تفاومت که ذرات ماده به
موازات سطح زمین و در جهت عمود بر انتشار موج حرکت کرده و ذرات در صفحه قائم حرکت
ندارند. انتشار این امواج مانند تکانهایی است که بر اثر حرکت طناب به سمت چپ یا
راست ایجاد میشود. موجهای لاو قدری سریعتر از امواج رایلی حرکت کرده و زودتر بر روی
لرزه نگاشت ظاهر میشوند.
ـ امواج رایلی LR
این امواج به نحو خاصی حرکت می کنند. بدین ترتیب که حرکت ذرات در امتداد مدارهای
دایره ای (یا بیضوی) صورت میگیرد. درست مانند حرکت امواج در سطح اقیانوس البته جهت
حرکت دایره ها برخلاف حرکت امواج اقیانوس است به عبارتی حرکات ذرات سنگ، مدار بیضوی
پسگرد را در صفحه قائمی به طرف منشاء زمین لرزه طی میکنند.
|
