Trzęsienia ziemi

Trzęsienie ziemi - to drganie skorupy ziemskiej. Skorupę ziemską tworzą oddzielne płyty litosferyczne. Przemieszczają się one w wolnym tempie, a czasem ześlizgają się względem siebie. Trzęsienia ziemi o największej sile występują w strefie styku wielkich płyt. Czasami może dojść do zablokowania się dwóch płyt i przez jakoś czas pozostają one nieruchomo. Narasta wówczas ich naprężenie, które ulega szybkiemu i niekontrolowanemu rozkładowi w miarę jak płyty się przemieszczą. Wywołuje to wytworzenie się fal sprężystych nazywanych falami sejsmicznymi.

Fale sejsmiczne ulegają rozchodzeniu z miejsca ich wytworzenia - z hipocentrum i docierają z początku w strefę położoną dokładnie powyżej hipocentrum - miejsce to zwiemy epicentrum. Trzęsienia ziemi mogą powodować ogromne szkody w epicentrum, ponieważ tam w wyniku przebytej drogi fale zatracają swą prędkość, jak również i siłę. Im bardziej oddalamy się od epicentrum tym odczuwamy wstrząs o mniejszej sile, czyli spowodowane są tam coraz mniejsze dewastacje otoczenia. Ogólnie mówiąc istotą trzęsień ziemi jest przemieszczanie się określonych mas skalnych we wnętrzu ziemi. Możemy wyróżnić dwa rodzaje fal sejsmicznych:

- o podłużnym rozprzestrzenianiu - powodują one zjawisko ściskania lub rozkurczania skał wzdłuż drogi przebiegu fal. Mogą one rozchodzić się we każdym z trzech ośrodków skupienia według zależności, że im ciało jest gęstsze tym jej prędkość staje się większa np.: prędkość rozchodzenia się fali w skale litej wynosi od 3 do 5 km/s

- o poprzecznym rozprzestrzenianiu - wywołują one zdeformowanie poprzeczne warstw skalnych i mogą rozchodzić się jedynie w jednym stanie skupienia, jedynie w ciałach stałych.

Trzęsienie ziemi może trwać na ogół nie dłuższy okres niż kilka sekund, ale niektóre trzęsienia w historii trwały nawet minutę lub dłużej. Trzęsienie ziemi w San Francisco w 1906 roku odbyło się w czasie 40 sekund, natomiast trzęsienie ziemi, na Alasce w 1964 roku trwało aż 7 minut, z czego 3 minuty przyniosły szczególne zniszczenia. Ludzie, którzy zajmują się badaniem trzęsień ziemi nazywa się sejsmologami, ich praca przebiega m.in. na rejestrowaniu w ciągu roku wstrząsów sejsmicznych. Większa część wstrząsów nie byłaby zauważona, gdyby nie praca sejsmologów i ich czułe urządzenia nazywane sejsmometrami. Najsilniejszym wstrząsem na kuli ziemskiej był ten, który zanotowano z chwilą zapoczątkowania systematycznych badań - miał on miejsce w 1950 roku na granicy Indii, Birmy i Tybetu, przy wschodnich stokach Himalajów. Doszło wówczas do zawalenia się całych zboczy górskich, które zatarasowały rzeki, położyły setki hektarów lasów, rozwierania się wielkich rozpadlin.

Możemy wyróżnić trzy typy trzęsień:

• tektoniczne - których powstanie wiąże się z dyslokacją się mas skalnych wewnątrz skorupy ziemskiej, spotykane są przede wszystkim na granicy pomiędzy jedną a drugą płytą litosfery. Trzęsienie tego rodzaju spotykane jest również wzdłuż uskoków. Trzęsienia tektoniczne to 90% wszystkich trzęsień ziemi i niosą one najwyższe zagrożenie dla ludzi.
• wulkaniczne - są one towarzyszącymi wybuchom wulkanów i wdzieraniu się magmy między warstwy skalne. Niosą one mniejsze zagrożenie od trzęsień pochodzenia tektonicznego i zajmują 7% ogólnej liczby wszystkich wstrząsów.
• zapadliskowe - ich występowanie wiąże się z przemieszczeniem niewielkich mas skalnych, zachodzą w czasie zapadnięcia się stropów podpowierzchniowych jaskiń lub zapadnięcia się wyrobisk górniczych (stąpnięć górniczych). Maja swój 3% udział w ogólnej liczby wstrząsów.

Obszary pansejsmiczne są obszarami, na których trzęsienia ziemi zachodzą bardzo rzadko lub z dużą częstotliwością, ale są o bardzo słabej mocy. Jest to obszar: Północnej Europy, Uralu i Wielkich Gór Wododziałowych.

Obszary asejsmiczne charakteryzują się całkowitym brakiem trzęsień ziemi. Są nimi obszary: starych platform, den oceanicznych z pominięciem grzbietów i rowów.

Największa ilość trzęsień ziemi notuje się co roku na Pacyfiku. Podmorskie trzęsienia ziemi wywołują ogromne fale nazywane tsunami, które mogą rozchodzić się we rozchodzą się we wszystkich kierunkach z ogromną prędkością, powodując znaczne zniszczenia w pasie wybrzeży morskich.

Aby zmierzyć siłę trzęsienia ziemi stosuje się dwie różne skale, stworzone przez sejsmologów: Richtera i Marcallego.

Skala Richtera pozwala określić efekt energetyczny trzęsień ziemi w miejscu epicentrum. Jest skalą logarytmiczną, co znaczy, że określona intensywność trzęsień ziemi zwiększa się w jednej jednostce, grunt ulega trzęsieniom 10-krotnie silniejszym, a ognisko trzęsienia ziemi powoduje wyzwolenie 30-krotnie większą ilość energii. Podana poniżej skala określa możliwe skutki trzęsienia ziemi o poszczególnych stopniach intensywności.

Stopnie Możliwe Skutki

1 Wykrywalne tylko za pomocą sejsmografów

2-3 Ledwie odczuwalne przez ludzi

4-5 Może spowodować niewielkie szkody

6 Dość niszczycielskie

7 Duże trzęsienie ziemi

8-9 Bardzo niszczycielskie trzęsienie ziemi

Skala Marcallego, dwunastostopniowa, stosowana jest w określaniu możliwej intensywności drgań ziemi na danym obszarze, wywołanych trzęsieniem ziemi. Nazywa się to tzw. odczuwalną intensywnością. Sama skala nie rejestruje skutków poszczególnych trzęsień ziemi.

Intensywność Możliwe skutki

1 Nieodczuwalne dla ludzi

2 Odczuwalne dla ludzi zamieszkujących wyższe piętra

3 Zawieszone na ścianach przedmioty mogą się poruszać

4 Zawieszone na ścianach przedmioty poruszają się, pojawia się drżenie okien i drzwi

5 Odczuwalne na dworze, małe przedmioty poruszają się

6 Odczuwalne przez każdego, poruszają się meble, chwieją się drzewa i krzewy

7 Ludzie z trudem utrzymują się na nogach, budynki pękają

8 Powstają duże szkody w budynkach, łamią się gałęzie drzew

9 W gruncie tworzą się duże pęknięcia, niektóre domy rozpadają się

10 Obsuwa się powierzchnia ziemi, liczne budynki leżą w gruzach

11 Duże przekształcenia powierzchni ziemi, wyginają się szyny kolejowe

12 Zniszczenia są niemal całkowite

Strefy sejsmiczne występują na kontakcie płyt tektonicznych oraz obszarów aktywnych wulkanicznie. Strefami najczęściej doświadczalnymi trzęsieniami ziemi są:

• obszary należące do pierścienia okołopacyficznego i strefy śródziemnomorskiej.

Największe w historii trzęsienia ziemi w ostatnich 10 latach miały miejsce w:

• w czerwcu 1990 roku - w Iranie, w prowincjach Ghilan i Zandżam, śmierć poniosło 40 tys. ofiar
• w lutym 1991 roku - na pograniczu Afganistanu i Pakistanu, śmierć poniosło 1,5 tys. ofiar
• w grudniu 1992 roku - w Indonezji, na wyspach prowincji Wschodniej Nussa Tenggara, śmierć poniosło 2 tys. ofiar
• we wrześniu 1993 roku - w Indiach, w Karnatace, śmierć poniosło 22 tys. ofiar
• w lutym 1998 roku - w Afganistanie, w prowincjach północno-wschodnich, śmierć poniosło 4 tys. ofiar

Naukowcy z Japonii i Ameryki prowadzą ciągłe badania w celu skonstruowania sejsmoodpornych budynków. Wiadomo, że budynki muszą być wzniesione w oparciu o specjalne fundamenty, bez kominów i zbędnych ozdób gdyż główna przyczyna śmierci ludzi w czasie trzęsienia ziemi to odrywające się ozdoby.