زلزله چیست

زلزله چیست

 

زلزله چیست؟

مهرزاد اسدی- کارشناس ارشد مهندسی زلزله

قسمت اول

حرکات ناگهانی پوسته زمین و لرزشهای ناشی از آن زلزله نامیده می شود. این حرکات هم می توانند باعث ایجاد زلزله های خفیف شده که توسط انسان قابل احساس نیستند و هم می توانند باعث ایجاد زلزله های بسیار شدید گردند. در این زلزله ها سنگها از کوهها ریزش می کنند,در اقیانوسها امواج بلند (سونامی) ایجاد می گردد,توده های خاک در احجام بزرگ جابجا می شوند(زمین لغزش) و بسیاری از بناها و ساختمانهای دست بشر فرو می ریزند و شهرهای بزرگ به تلی از خاکستر بدل می شوند.

تلفات و ضایعات انسانی و مالی ناشی از وقوع زلزله های شدید بسیار زیاد است و آسیبهای روحی و روانی ناشی از این حادثه عظیم تا ماهها و بلکه سالها پس از وقوع زلزله گریبانگیر بازماندگان این حادثه بوده و به سادگی قابل ترمیم نمی باشد.از زلزله هیچ گریزی نیست.تنها راه حل, شناخت هر چه بیشتر این پدیده و مقابله با اثرات زیان بار آن از طریق مطالعه هرچه بیشتر و بهتر آن است.

زلزله های مختلف علل مختلفی نیز دارند اما امروزه بین دانشمندان این حوزه در مورد علت اصلی زلزله ها اتفاق نظر وجود دارد. دانشمندان اعتقاد دارند علت اصلی این پدیده حرکات زمین ساختی یا اصطلاحا “تکتونیک” است. “تکتونیک” علمی است که موضوع آن بررسی نحوه ایجاد عوارض سطح زمین نظیر چین خوردگیها, کوهها, دره ها و . . . است. طبق نظریه ای که در ابتدای قرن بیستم توسط جان رید ارائه شده و به نظریه بازگشت ارتجاعی معروف شده است, پوسته زمین همواره تحت تاثیر عوامل تغییر شکل دهنده قرار دارد. این عوامل باعث ایجاد و انباشته شدن انرژی در توده هایی از پوسته زمین شده و هر گاه این توده ها نتوانند در برابر تغییر شکلهای ناشی از این انرژیهای انباشته شده مقاومت کنند, گسیختگی ناگهانی در این توده ها ایجاد شده و انرژی بسیار زیادی در اثر این گسیختگی ایجاد می گردد. این فرآیند اصطلاحا  “زلزله” نامیده می شود. محل گسیختگی که ضعیفترین قسمت آن توده است “گسل” نام دارد. به این زلزله ها که به دلیل انباشته شدن تدریجی انرژی و آزاد شدن ناگهانی آن در پوسته زمین اتفاق می افتند اصطلاحا زلزله های زمین ساختی اطلاق می گردد. در سال بیش از یک میلیون زلزله کوچک و بزرگ در سطح زمین اتفاق می افتد که ۹۰% از این زلزله ها منشا زمین ساختی دارندو ۱۰% درصد دیگر بنا به دلایل مختلفی به وقوع می پیوندند که بعدا به آنها اشاره خواهد شد.

ساختمان زمین

قطر کره زمین در حدود ۶۴۰۰ کیلومتر است. به کمک علم لرزه نگاری می توان به شناخت خوبی از قسمتهای مختلف زمین دست یافت. با توجه به مطالعات صورت گرفته مشخص شده است که زمین یک کره لایه لایه است.

خارجی ترین لایه, پوسته زمین است که خود از دو بخش خارجی و داخلی تشکیل شده است. مجموع ضخامت این دو بخش در زیر قاره ها حدود ۶۰ تا ۷۰ کیلومتر و در زیر اقیانوسها حدود ۳۵ کیلومتر است.

پس از پوسته لایه ای وجود دارد که به لایه “موهو” موسوم است. این لایه ضخامتی در حدود ۲۰۰ کیلومتر داشته و احتمالا بخشهای وسیعی از آن را مواد مذاب و مابقی آن را مواد خمیری تشکیل می دهند. علت بسیاری از پدیده های زمین شناسی از جمله آتشفشانها و حرکات تکتونیکی وجود همین لایه موهو است. پس از لایه موهو لایه ای به نام گوشته وجود دارد که تا عمق ۲۹۰۰ کیلومتری ادامه دارد. این لایه ۸۳% حجم و دو سوم جرم زمین را تشکیل می دهد.

در انتها نیزهسته زمین قرار دارد که حجم عمده آن را در قسمت خارجی مواد مذاب و در قسمت داخلی مواد جامد و بهم فشرده با جرم حجمی بالا تشکیل می دهند.

نظریه تکتونیک صفحه ای

طبق بررسیهای صورت گرفته تمامی خشکیهای زمین در حدود ۲۰۰ میلیون سال پیش به هم متصل بوده و یک قاره به نام “پانگه آ” را تشکیل می دادند, اطراف این قاره را نیز دریایی عظیم به نام دریای تتیس فرا گرفته بود. در حدود ۱۳۵ میلیون سال پیش “پانگه آ” به دو قسمت شمالی و جنوبی تقسیم شده و این دو قسمت آرام آرام از یکدیگر فاصله گرفته و بین آنها آب اقیانوس حائل گردید و به همین ترتیب این دو قاره نیز تجزیه شده و قاره های امروزی به وجود آمدند. این نظریه به نام نظریه انشقاق قاره ها موسوم است.جالب است که بدانید حرکت قاره  ها هنوز نیز ادامه داشته و قاره های اروپا و آمریکا با سرعت یک سانتی متر در سال از یکدیگر دور می شوند.

طبق نظریه ای دیگر, کف اقیانوسها مرتبا در حال توسعه و گسترش است, بدین معنا که کف اقیانوس به طور مداوم در طول یک شکاف باریک به دو طرف کشیده شده و مواد آتشفشانی از گوشته زمین بالا آمده و شکاف مزبور را پر می کنند و به این ترتیب کف اقیانوسها توسعه پیدا می کند. میزان این توسعه حدودا بین دو تا ۱۹ سانتی متر در سال برآورد می شود. بنا براین می توان گفت در طول میلیونها سال گذشته سطح دریاها افزایش یافته و از عمق آنها کاسته شده است.با توجه به آنکه حجم زمین در این مدت افزایش نیافته, مشخص می شود که در جای دیگری بخشی از پوسته زمین به زیر بخشهای دیگر فرو  رفته و به این ترتیب از سطح خشکی های زمین کاسته می شود.

نظریه گسترش کف دریاها و جابجایی قاره ها بر روی هم نظریه تکتونیک صفحه ای را تشکیل می دهند. طبق این نظریه پوسته زمین حداقل از ۱۵ صفحه مجزا تشکیل شده و این صفحات بر روی لایه ای خمیری شکل(لایه موهو) شناور هستند. در مرزهای این صفحات که به چهار دسته ذیل تقسیم می شوند فعل و انفعالات شدید زمین ساختی صورت گرفته و زلزله های متعددی  اتفاق می افتد:

مرزهای واگرایی: در این مرزها همانگونه که در نظریه گسترش کف اقیانوسها عنوان شد, از داخل زمین مواد جدید به پوسته اضافه می شود. میزان تنش در این مناطق کم بوده و معمولا زلزله های خفیفی در این مرزها اتفاق می افتد.

مرزهای فرو راندگی: در این مرزها یکی از صفحات تکتونیکی به زیر صفحه دیگر فرو رفته و به این ترتیب بخشی از صفحه زیرین از بین میرود. نتیجه این فعل و انفعالات پیدایش چین خوردگیها و کوههای بلند است. ایجاد کوههای آند در آمریکای جنوبی, کوههای زاگرس در ایران و کوههای هیمالیا ناشی از همین فعالیتهای تکتونیکی مورد اشاره در مرزهای فرو راندگی است.به علت وجود تنشهای بسیار بالا, در این مناطق زلزله های بزرگی رخ می دهد اما گاهی به دلیل عمق زیاد, این زلزله ها چندان شدید به نظر نمی رسند.

مرزهای جابجایی:در این مرزها دو صفحه تکتونیکی در فصل مشترک خود نسبت به یکدیگر جابجا می شوند. گسل معروف سن آندریاس در آمریکا و گسل آناتولی در ترکیه از این گونه هستند.این مرزها علت عمده زلزله های جهان بوده که معمولا با عمق کانونی کم اتفاق افتاده و باعث تخریب شدید می گردند .

مرزهای تصادف:در این مرزها صفحات تکتونیکی با یکدیگر تزاحم و برخورد دارند.