سقف وافل حاتم
فهرست مطالب
منشا زلزله
گسل ها
2- لغزش در طول گسل اتفاق می افتد. (شکل 3.1 ب)
3- یک جفت نیروی کششی – فشاری بر گسل اعمال شده است. (شکل 3.1 ج)
4- این حالت همانند اعمال ناگهانی جفت نیروی (شکل 3.1 د) است.
5- این واکنش موجب رها شدن موج های کروی است.
L- طول گسل
d- عمق گسل
u- جابجایی گسل در حین زلزله
لنگر زلزله برای تعیین اندازه زلزله بکار می رود.
گسل های فعال
کانون و مرکز زلزله
امواج زلزله
امواج حجمی خود به امواج طولی (P) و عرضی (S) تقسیم می شوند. ارتعاش امواج طولی در امتداد انتشار موج و امواج عرضی عمود بر این امتداد صورت می گیرد. سرعت امواج طولی و عرضی با یکدیگر متفاوت است و لذا در نقطه ای دور از کانون ابتدا امواج طولی و سپس عرضی دریافت می شود و از روی فاصله زمان دریافت این دو موج و با داشتن سرعت انتشار هر کدام می توان فاصله کانون زلزله تا نقطه مورد نظر را محاسبه نمود. سرعت امواج طولی و عرضی از رابطه های زیر بدست می آید:
تعیین کانون زلزله
همانطور که قبلا بیان شد سرعت امواج طولی (F) بیش از امواج عرضی (S) است و لذا موج طولی قبل از عرضی توسط لرزه نگار ثبت می شود. از سوی دیگر دامنه ارتعاش امواج S بیشتر P است پس با داشتن لرزه نگاشت یک زلزله (شکل 8.1) می توان فاصله زمانی امواج طولی و عرضی را تعیین نمود.
در این رابطه Vp و Vs سرعت امواج طولی و عرضی اند. برای تعیین محل کانون زلزله با استفاده از رابطه فوق حداقل در چهار ایستگاه لرزه نگاری مختلف نیاز می باشد. بهمین دلیل اخیرا بجای یک ایستگاه لرزه نگاری، خط لرزه نگاری ایجاد می کنند تا بتواند مشخصات دقیق تر و بیشتری از زلزله را تعیین کنند، مانند خط لرزه نگاری تهران که تحت سرپرستی موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران قرار دارد.
در یک محل، هر قدر تعداد مراکزی که یک زلزله معین ثبت کرده اند بیشتر شود، مشخصات آن با دقت بیشتری تخمین زده می شود. امروزه با تسهیلاتی که مخابرات پدید آورده است و با استفاده از امکانات کامپیوتری مراکز متعددی در سطح جهان هستند که اطلاعات دریافتی از ایستگاه های لرزه نگاری را بلافاصله پس از وقوع هر زلزله به کامپیوتر می دهند و با استفاده از نرم افزار هایی که بر اساس کمینه ساختن خطا ها نوشته شده اند مرکز زلزله را تعیین می کنند. مثلا در زلزله اخیر که در منجیل اتفاق افتاد (31 خرداد 1369) منابع خارجی مرکز زلزله را در نقطه ای در دریای مازندران ذکر کردند. باید توجه داشت که حرکت زمین در فواصل دور از مرکز زلزله بسیار کوچک است. لرزه نگار ها را برای فواصل مختلف تنظیم می کنند و برای فواصل دور ضریب تقویت بیشتری را قرار می دهند تا بتوانند حرکات بسیار ضعیف را دریافت دارند. بنابراین داده های حاصل از ایستگاه های نزدیک به مرکز زلزله از دقت بیشتری برخوردار است اما عوامل دیگری نظیر نحوه نگهداری از دستگاه لرزه نگار و نیز دقت در تهیه لرزه نگاشت ها و مهارت در تفسیر آن باعث می گردد که درستی اطلاعات عنوان شده تا حدود زیادی به عوامل انسانی بستگی یابد.
شدت زلزله
شدت | توصیف زلزله |
I | زلزله به قدری خفیف است که کسی آن را حس نمی کند. ولی در عین حال ممکن است موجب نوسان درخت ها و سطح آب و پریدن ناگهانی پرندگان شود. تشخیص این زلزله بسیار مشکل است. |
II | ممکن است بوسیله اشخاصی که در حال استراحت هستند حس شود بویژه در طبقات بالای ساختمان. پردندگان و حیوانات ممکن است مضطرب شوند و لامپ های آویزان به نوسان درآیند. |
III | در داخل منازل ممکن است حس شود. اتومبیل های ساکن تکان می خورند. ارتعاشاتی نظیر عبور کامیون از نزدیک منازل پدید می آورد. اما زلزله بقدری خفیف است که کسانی که آن را حس کرده اند ممکن است آن را زلزله نپنداشته و به عموامل دیگری نسبت دهند. |
IV | ارتعاشاتی نظیر عبور کامیون سنگین از نزدیک منازل حس می شود. ظروف، پنجره ها و در ها می لرزند. اتومبیل ها ساکن بطور محسوسی تکان می خورند، دیوار های چوبی احیانا شکاف مختصری بر میدارند. لامپ های آویزان شروع به نوسان می کنند. |
V | درها باز و بسته می شوند. حرکت آونگ ساعت های دیوار نامنظم شده و گاهی می ایستند و دوباره بکار می افتند. در خارج از منازل هم احساس می شود. حتی جهت و امتداد زلزله را ممکن است بتوان حدس زد. مردم از خواب بیدار می شوند. بعضی از گچکاری ها ممکن است ترک بردارند. |
VI | همه احساس می کنند. راه رفتن مشکل می شود.پنجره ها و ظروف می شکنند. عده از ترس از ساختمان ها بیرون می روند. مبل ها و صندلی ها جابجا می شود. بعضی از ساختمان های سست ترک مختصری بر میدارند. مایعات شدیدا به نوسان در می آیند. زنگ ها و ناقوس های کوچک به صدا در می آیند. دودکش ها فرو میریزند. کتاب ها و تصاویری که بر دیوار آویزانند واژگون می شوند. |
VII | ایستادن مشکل می شود. رانندگان آن را حس می کنند. گچ دیوار ها میریزد. مبل و صندلی ها می شکنند. ساختمان های سست خسارت می بینند. سطح آب استخر موج می زند. آب ها گل آلود می شود. دودکش ها فرو می ریزند. قرنیز ها و گچ بری های برجسته تزئینی فرو می ریزند.خندق های آبیاری بتنی صدمه قابل ملاحظه می یابند. |
VIII | ساختمان های آجری و خشتی آسیب دیده و بعضا بکلی خراب می شوند. دودکش کارخانه ها فرو می افتد. شاخه درختان کنده می شود. دمای آب چشمه ها کمی تغییر می کند. زمین های مرطوب و شیبدار می لغزند و شکاف بر می دارند. |
IX | هراس عمومی غالب می شود. ساختمان های آجری سست منهدم می شوند و ساختمان های آجری معمولی شدیدا آسیب می بینند. ساختمان های محکم نیز خسارت می بینند. به لوله کشی آب صدماتی می رسد و گاهی اوقات شکسته می شود. شکاف های بزرگ و نمایانی در زمین بوجود می آیند. |
X | اغلب ساختمان های آجری و ساختمان های فاب بندی شده منهدم می شوند. خطوط آهن خمیده می شوند. سد ها و خکریز صدمه می بینند. ساختمان های چوبی و نیز پل ها صدمه زیاد می بینند. لغزش زمین های شیبدار چشمگیر است. آب ها از داخل رودخانه ها و دریاچه ها به بیرون می ریزند. |
XI | لوله کشی های زیر زمینی مانند لوله کشی آب بکلی می شکند و از کار می افتد. خطوط آهن در نقاط زیادی خم شده و انحنا بر می دارند. آب همراه با ماسه و گل از زمین خارج می شود. سد ها و خاکریز ها در فواصل دور از مرکز زلزله صدمه می بینند. |
XII | وسعت خرابی بیحد است. اشیا به هوا پرتاب می شوند. تقریبا تمام ابنیه یا شدیدا صدمه دیده و یا منهدم می شوند. سنگ های بزرگ جابجا می شوند. مسیر رودخانه ها عوض می شود. |
خطوط هم لرز
علیرغم این کاستی ها، شدت زلزله بدلیل فواید متعددی توانسته است اعتبارش را در میان لرزه شناسان و مهندسی حفظ کند:
بزرگی زلزله
زلزله های با بزرگی کمتر از 5 برای ابنیه خطری را دربر ندارد و حتی ساختمان های نسبتا سست روستایی هم بزحمت آسیب می بینند. زلزله های با بزرگی بین 5 تا 6 برای ساختمان های شهری چندان خطری ندارند اما می توانند روستا ها را خراب کنند. مثلا زلزله 1302 در کج درخت با بزرگی 5/8 که به کشته شدن 780 نفر انجامید و یا زلزله 1356 کرمان با بزرگی 5/7 که باعث مرگ 660 نفر شد. این تلفات عمدتا ناشی از انهدام ساختمان های رویتایی بوده است. زلزله های با بزرگی 6 تا 7 می تواند به ساختمان های شهری آسیب برساند. مثلا زلزله سال 1347 فردوس با بزرگی 6/4 این شهر را با خاک یکسان کرد. زلزله های با بزرگی بیش از 7 را باید زلزله های مخرب خواند. زلزله های ال سنترو مریکا 1940، گازلی شوروی 1976 و طبس ایران 1357 از این گروهند. در این زلزله ها ساختمان های شهری منهدم شده و حتی ابنیه مهندسی سازه نیز از خسارت دور نمی باشد، بیشترین بزرگی ثبت شده برای زلزله های بسیار مخرب که موجب تلفات شده است، از 8/6 تجاوز نمی کند، اگر چه زلزله های بزرگتری در میانه اقیانوس ها اتفاق افتاده و ثبت شده است که به علت دور بودن مرکز زلزله از نقاط مسکونی باعث تلفات آنچنان زیادی نشده اند.
انرژی آزاد شده
بخشی از انرژی آزاد شده به صورت امواج زلزله انتشار می یابد و بخشی دیگر صرف جابجایی گسل ها و خرد شدن سنگ ها می شود، گوتنبرگ و ریشتر سال 1956 رابطه زیر را برای انرژی آزاد شده ارائه نموده اند.
log E = 4.8 + 1.5 M
در این رابطه E انرژی آزاد شده و M بزرگی زلزله مورد نظر می باشند.
می بینیم که رابطه E و M لگاریتمی است و با افزایش یک واحد به بزرگی، انرژی 32 برابر می شود، و به ازای 2 واحد افزایش بزرگی انرژی 1000 برابر می گردد. پس مشخص می شود که تفاوت بین دو زلزله با بزرگی های 6 و 7 زیاد است. با استفاده از روابط بین E و M می توان انرژی آزاد شده توسط انفجارات اتمی را برآورد کرد.
رابطه شدت و بزرگی
از آنجا که پارامتر های انرژی، شدت و بزرگی در واقع بیانگر پدیده آزاد شدن انرژی در گسل اند، لذا روابط مختلفی برای مرتط ساختن این سه ارائه شده است، مثلا رابطه استوا که در سال 1964 ارائه گردید.
I = 8.16 + 1.45 M – 2.46 Lnr
I شدت بر حسب مقیاس M M (مرکالی اصلاح شده)، M بزرگی و r فاصله از مرکز زلزله بر حسب کیلومتر است.
وقوع متناوب زلزله
منشا زلزله هر چه باشد یک واقعیت مسلم وجود دارد و آن این است که عوامل زلزله زا فعالیتی مستمر دارند. صفحات زمین ساخت دائما تنیده می شوند و همانگونه که قبلا بیان شد با رسیدن انرژی کرنشی صفحه به حد خود گسل ها گسیخته شده و این انرژی آزاد می شود. اگر کل انرژی آزاد شده توسط یک منبع لرزه زا در طول زمان رسم کنیم نمودار زیر بدست می آید:
می توان نتیجه گرفت که اگر اتفاقا در برهه ای از زمان مثل AB زلزله ای رخ ندهد، آنگاه انرژی بیشتری ناگهان آزاد خواهد شد که به معنای وقوع زلزله مهیب تری است. پس می توان نتیجه گرفت منابع لرزه را که در طول تاریخ سابقه فعالیت داشته اند باز هم خواهند لرزید و بهمین دلیل است که کار جمع آوری آمار فعالیت های لرزه ای در سطح جهان از نهایت اهمیت برخوردار بوده و تحقیقات تاریخی آقای امبرسز می تواند برای تعیین لرزه خیزی فعلی کشورمان مفید باشد.
اگر تعداد زلزله های با بزرگی بیش از M را که در یک منطقه معین در هر سال اتفاق می افتند با تناوب زلزله N نشان دهیم گوتنبرگ و ریشتر 1956 رابطه زیر را پیشنهاد کردند.
log N = A – bM
این رابطه به منطقه خاصی بستگی نداشته بلگه رابطه ای عمومی است و پارامتر های A و b به کمک مطالعات آمادری تعیین شده و بعدا چنانچه اشاره خواهیم کرد در تخمین میزان ریسک لرزه ای در یک ناحیه معین بکار خواهند رفت. نمونه چنین نمودار هایی را در شکل زیر می بینیم که برای زلزله های ژاپن و جهان بدست آمده است.
کایلا با استفاده از آمار زلزله های مناطق مختلف جهان، ضرایب A و B را برای این مناطق در جدول زیر ارائه نموده است. ملاحظه می شود که تغییرات B نسبت به A کم است و در محدوده 1 قرار دارد. بهمین دلیل یک ثابت جهانی شناخته می شود.
.
منطقه | محدوده | A | B | |||
ژاپن | 26N | 40E | 132N | 150N | 6.86 | 1.22 |
گینه نو | 13S | 1N | 132E | 148E | 7.83 | 1.35 |
زلاندنو | 48S | 37S | 164E | 180E | 1.04 | |
شرق کانادا | 47N | 65N | 142E | 115W | 5.05 | 1.09 |
شرق آمریکا | 25N | 47N | 135W | 105W | 5.94 | 1.14 |
غرب آمریکا | 25N | 47N | 105W | 51W | 5.79 | 1.38 |
آمریکای مرکزی | 10N | 25N | 120W | 85W | 7.36 | 1.45 |
کلمبیا – پرو | 18S | 6N | 85W | 60W | 5.60 | 1.11 |
شمال شیلی | 37N | 18S | 78W | 60W | 4.78 | 0.88 |
جنوب شیلی | 63S | 37S | 78W | 60W | 4.46 | 0.92 |
مدیترانه | 30N | 50N | 20W | 48E | 5.45 | 1.10 |
ایران – ترکیه | 15N | 42N | 48E | 65W | 6.02 | 1.18 |
جاوه | 13S | 5S | 90E | 118E | 5.37 | 0.94 |
شرق آمریکا | 40S | 30N | 20E | 48E | 3.80 | 0.87 |
منبع: سقف وافل
دیدگاه خود را ثبت کنید
تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟در گفتگو ها شرکت کنید.