فیزیک زلزله شناسی

[Borna66]

هر زلزله وقتی خوب منعکس می‌شود که تلفات زیادی داشه باشد، و گرنه زلزله‌ای شدید ولی با تلفات کم از دید عام زلزله بزرگی محسوب نمی‌شود؛ سالیانه در کره زمین بطور میانگین یک زلزله بسیار شدید 8 ریشتر ، 100 زلزله نسبتا شدید ، هزاران زلزله متوسط و حدود 3 میلیون زلزله ضعیف اتفاق می‌افتد، در روی زمین هر دقیقه با 7 زلزله مواجه هستیم.
قویترین زلزله دنیا به بزرگی 8/25 ریشتر در سایفرانسیسکو سال 1906 به علت لغزش گسل سان آندریای کالیفرنیای غربی و بیشترین تلفات مربوط به شنسی چین در 24 ژانویه 1556 با 830000 کشته ثبت شده است.
تحولات داخلی زمین

شاید اولین نظریه‌پرداز زلزله ارسطو بود، که با اعتقاد به تلاش ماده برای رسیدن به مکان واقعی خود بر این باور بود هوایی که در شکافهای مرکز زمین محبوس شده ، در تلاش برای آزاد شدن باعث لرزش زمین می‌گردد. امروزه می‌دانیم که علت اصلی زلزله فعل و انفعالات مرکز زمین است که به صورت انرژی گرمایی شدید از طریق شکستگی‌های درز مانند زمین یعنی گسل‌ها ، آزاد می‌گردد. مواردی مانند فعالیت آتشفشان‌ها ، ایجاد دریاچه‌های مصنوعی پشت سدها و عدم تعادل فشار هیدرواستاتیکی به علت برداشت بی‌رویه آب از سفرههای زیرزمینی آب نیز ممکن است باعث حرکت ناگهانی گسلها و زلزله گردد، زلزله با دو مقیاس مرکالی ( تخریب ظاهری و احساسی زلزله ) و ریشتر ( مقدار انرژی آزاد شده از کانون ) تعیین می‌گردد.

کانون ، مرکز درونی زلزله است که شکستگی و رها شدن انرژی از آنجا آغاز می‌گردد و ممکن است با مرکز سطحی زلزله که نقطه بالای کانون در سطح زمین است تا عمق 700 کیلومتر فاصله داشته باشد. در مقیاس ریشتر به جای اصطلااح شدت از اصطلاح بزرگی استفاده می‌شود. ریشتر مقیاس لگاریتمی است بطوریکه با افزایش هر عدد شدت زمین لرزه 31 بار بیشتر خواهد شد.
امواج زلزله

فیزیک امواج زلزله با 3 نوع اولیه ، ثانویه و سطحی منتشر می‌شوند. فیزیک امواج اولیه یا طولی که جهت انتشار آنها با ارتعاشات منطبق است با حرکت فنر وارد در جامدات ، مایعات و گازها حرکت می‌کنند و سرعت آنها بیش از سرعت سایر فیزیک امواج است. فیزیک امواج ثانویه یا عرضی که جهت انتشار آنها با ارتعاشات عمود است فقط در جامدات حرکت می‌کنند و این فیزیک امواج پس از امواج р می‌رسند و همچون پرده فیزیک امواج زمین زا تکان می‌دهند. و بالاخره فیزیک امواج سطحی که بر خلاف دو نوع قبلی در سطح زمین حرکت می‌کنند. و خطرناکترین فیزیک امواج زلزله هستند.
ساختار زمین لرزه

زمین با ضخامت حدود 6400 کیلومتر از مرکز تا سطح شامل لایه‌های پوسته ، جبه و بالاخره هسته ( با حالتی مایع و حرارتی معادل 66600 درجه سانتیگراد ) است. ((لیتوسفر ، پوسته زمین یکپارچه نیست بلکه از صفحاتی تکنونیکی تشکیل شده که همواره تحت تأثیر نیروهای درونی زمین در حال حرکتند. مرز این صفحات تحت فشار و کشش ایجاد گسل یا ((چین خوردگی و کوه‌ها را سبب می‌شود. حرکات این طیف به صورت خفیف و مستمر و سیستماتیک در حد چند سانتیمتر در سال انجام می‌گیرد.

حرکت آرام گسلها باعث تخلیه انرژی به صورت زلزله‌های خفیف می‌گردد که این عمل همانند سوپاپی مطمئن احتمال وقوع زلزله‌های شدید می‌کاهد. اما در صورت برخورد سنگها در خطوط گسلها و توقف حرکت تجمع انرژی و رها شدن ناگهانی آن تا سرعت 8000 کیلومتر در ساعت ، ایجاد زلزله شدید می‌کند. اگر زلزله‌ها در حاشیه اقیانوس آرام موسوم به حلقه آتش پاسیفیک ، در اقیانوسهای هند و اطلس و نیز در نواری طولانی از شرق آسیا تا غرب به وقوع می‌پیوندد. حجمهای سهمگین شونامی که در تا ارتفاع 60 ‌متر ساحلها را در می‌نوردد، نتیجه زلزله‌های اعماق اقیانوسهاست.
ما و خطوط زلزله

ایران روی نوار طولانی زلزله تا اروپا در حاشیه جنوبی صفحه عظیم اوراسیا واقع شده است. صفحه اوراسیا از شمال صفحه هند و از استرالیا از جنوب شرقی و صفحه غربی از جنوب غربی در محل تلاقی خود ناحیه‌ای مثلثی شکل تشکیل داده که ایران را در بر می‌گیرد. هر ضلغ این مثلث مرز صفحاتی است که سنگهای مهم و فعال در آن قرار دارند. برآیند فشار این اضلاع حدود شمال شرقی کشور است. با این ترتیب حدود %90 حوزه‌های انسانی کشورمان در معرض خطر زلزله‌اند. بطوریکه در قرن گذشته 20 زمین لرزه بزرگ که هر کدام بیش از 5000 قربانی داشته در کشورمان ثبت گردیده است.
علائم وقوع زلزله

• یکی از بارزترین علائم زلزله پیش لرزه‌های خفیف ناشی از موج‌های اولیه است که در پی آنها فیزیک امواج اصلی زلزله اتفاق می‌افتد. گاهی صداهای انفجار گونه ناشی از حرکت لایه‌های زمین نیز توام با رسیدن این فیزیک امواج شنیده می‌شود. در شهر بم قبل از وقوع زلزله اصلی فیزیک امواج خفیف سه بار آنرا لرزانده بود و چند ساعت قبل نیز صداهای عجیبی از درون زمین شنیده شده بود.

• نور نیز یکی از علائم وقوع زلزله می‌باشد. قبل از زلزله‌های رودبار و بم نوری در آسمان مناطق مشاهده گردیده بود. نور ناشی از زلزله احتمالا به دلیل آزاد شدن گازهای هیدروکربنی لایه‌های زیرین زمین قبل از انجام زلزله‌اند. که انتشارشان تولید نورهای شدید می‌کند.

• از علائم دیگر وقوع زلزله ناآرامی حیوانات به دلیل حواس تیزشان است که توان تشخیص تکانهای خفیف توده‌های سنگ در شرف لغزیدن و سر و صداهای جزی آنها را دارند از جمله کبک ، سگ برخی ماهی‌ها ، کوسه‌ها و ... .