Trz?sienia ziemi na całym ?wiecie w latach od 1963 do 1998
Trz?sienie ziemi
? gwałtowne rozładowanie napr??e? w
skorupie ziemskiej
poł?czone z ruchem warstw skalnych. W przypadku trz?sienia
tektonicznego
jest to ruch wzdłu? uskoku. Nagromadzenie napr??e? jest cz?sto wynikiem przej?ciowego zablokowania ruchu skał wzdłu? tego uskoku. Uwalniaj?ca si? przy tym energia w około 20-30% rozchodzi si? w postaci fal sejsmicznych, z ktorych cz??? dociera na powierzchni? Ziemi w postaci niszcz?cych fal powierzchniowych. Pozostała cz??? energii zamienia si? w ciepło lub trwałe deformacje skał.
Podstawowe zagadnienia zwi?zane z trz?sieniami ziemi
[
edytuj
|
edytuj kod
]
Ognisko trz?sienia ziemi
? tj. miejsce, gdzie zapocz?tkowane zostało uwalnianie energii nagromadzonej na linii uskoku. Nale?y przy tym pami?ta?, i? jest to punkt czysto teoretyczny (ang.
focus
=
hipocentrum
), poniewa? faktycznie energia wstrz?su rozładowuje si? zawsze na pewnej powierzchni uskoku.
Epicentrum
trz?sienia ziemi
okre?la si? miejsce na powierzchni ziemi, poło?one bezpo?rednio nad ogniskiem wstrz?su. Punkt ten oznacza miejsce, gdzie fale sejsmiczne rozchodz?ce si? z ogniska we wszystkich kierunkach najszybciej osi?gaj? powierzchni?. Zazwyczaj wła?nie w epicentrum fale posiadaj? najwi?ksz? sił? niszcz?c? i wprawiaj? podło?e w najwi?kszy stopie? wibracji (jest to tzw.
obszar epicentralny
). Nie stanowi to jednak reguły, gdy? intensywno?? wstrz?sow w du?ej mierze zale?y od uwarunkowa? geologicznych i rodzaju podło?a (np. poło?enie miasta na terenie bagnistym znacznie intensyfikuje drgania).
Fal? sejsmiczn?
nazywamy pojedyncz? fal? wibracji, w jakiej nagromadzona energia jest uwolniona w trakcie ruchow mas skalnych na linii uskoku. Pr?dko?? rozchodzenia si? fal zale?y od rodzaju podło?a i fali.
Wyro?niamy trzy podstawowe rodzaje fal sejsmicznych; poni?ej zostały one przedstawione w porz?dku, w jakim docieraj? na powierzchni? Ziemi:
- fale P
(podłu?ne)
? skutkuj? naprzemiennym rozci?ganiem i spr??aniem skał; przenosz? si? w ciałach stałych, jak i w cieczach, co oznacza, ?e w przypadku bardzo silnych wstrz?sow pokonuj? całe wn?trze Ziemi;
- fale S
(poprzeczne)
? powoduj? "falisty" ruch warstw skalnych (skały zachowuj? si? jak fale na wzburzonym morzu); ten rodzaj fal przemieszcza si? tylko w ciałach stałych co oznacza, ?e odbijaj? si? one np. od zewn?trznego j?dra Ziemi;
- fale powierzchniowe
? docieraj? najpo?niej, poruszaj? si? najwolniej i odpowiadaj? za wi?kszo?? zniszcze? spowodowanych przez trz?sienie ziemi. Fale powierzchniowe (ang.
surface waves
) dzielimy z kolei na:
- fale Rayleigha
? wywołuj? przemieszczenia w płaszczy?nie prostopadłej do gruntu;
- fale Love'a
? wywołuj? przemieszczenia w płaszczy?nie rownoległej do gruntu.
Homosejst?
okre?la si? lini? ł?cz?c? obszary drgaj?ce w tym samym czasie.
Wstrz?sy ziemi, powodowane przez fale sejsmiczne, podzieli? mo?na na ruchy poziome i pionowe. Szczegolnie destruktywne s? ruchy pionowe, podczas ktorych - w przypadku bardzo du?ej intensywno?ci drga? gruntu - budynki mog? zosta? nawet wyrzucane w powietrze (przykładem jest zachowanie niektorych konstrukcji w trakcie trz?sienia ziemi w
Northridge
, w roku
1994
). Niszcz?ce s? tak?e uderzenia uko?ne - szczegolnie, je?li ich przebieg jest niezgodny z dłu?sz? osi? budynku.
Oznaczanie siły trz?sie? ziemi i intensywno?ci drga? gruntu
[
edytuj
|
edytuj kod
]
Wielko?? trz?sienia ziemi wyra?a si? w stopniach
magnitudy
. Magnituda rowna 0 lub ujemna (stosowana do oznaczania tzw. "mikrowstrz?sow", rejestrowanych tylko przez bardzo czułe przyrz?dy) oznacza wibracje rejestrowane tylko przez aparatur? pomiarow?, za? magnituda rowna 9,5 (warto?? magnitudy najsilniejszego, udokumentowanego instrumentalnie trz?sienia ziemi) powoduje zmiany w otaczaj?cym krajobrazie. Sejsmolodzy pow?tpiewaj? w istnienie trz?sie? ziemi o magnitudzie wi?kszej ni? 10, jednak teoretycznie wszystkie skale pomiarowe zjawisk sejsmicznych (np. logarytmiczna
skala Richtera
) to skale otwarte. Nale?y przy tym zaznaczy?, ?e ka?dy kolejny stopie? magnitudy jest mierzony, jako dziesi?ciokrotnie wi?kszy od poprzedniego, ale faktycznie: ka?dy kolejny stopie? niesie ze sob? w przybli?eniu 31-krotny wzrost energii.
Do okre?lenia intensywno?ci drga? gruntu w danym miejscu słu?? tzw skale makrosejsmiczne, opieraj?ce si? na obserwacji zniszcze? podczas trz?sienia ziemi w danym miejscu. Intensywno?? t? okre?li? mo?na te? mierz?c przyspieszenia gruntu w trakcie wstrz?sow. Do najpopularniejszych skal makrosejmicznych nale?y zmodyfikowana 12 stopniowa
skala Mercallego
- Mercallego-Cancaniego-Sieberga (MCS). W skali tej stopie? I oznacza drgania rejestrowane wył?cznie przez aparatur? pomiarow?, a stopie? XII - wstrz?sy powoduj?ce zmiany w otaczaj?cym krajobrazie.
Metody rejestrowania trz?sie? ziemi
[
edytuj
|
edytuj kod
]
Pomiary wstrz?sow sejsmicznych dokonuje si? za pomoc?
sejsmografow
.
Sejsmometrem
okre?la si? przyrz?d rejestruj?cy, za?
sejsmogram
to sam zapis wstrz?su.
Aparatury pomiarowe zainstalowane w stacjach sejsmicznych zwykle pracuj? bez przerwy, w istocie notuj?c nieustanne drgania (bardzo rzadko zdarza si?, aby na sejsmogramie utrwalona została idealnie pozioma linia). Jest to najbardziej namacalny dowod na nieustanny ruch płyt tektonicznych.
Zanim skonstruowano najprostsze sejsmometry przyrz?dami do wykrywania trz?sie? ziemi były
sejsmoskopy
. Za najstarszy sejsmoskop uwa?a si? przyrz?d skonstruowany przez chi?skiego uczonego,
Chan Henga
(78-139 n.e.). Było to metalowe naczynie w kształcie dzbana, do ktorego ze wszystkich stron przymocowano głowy smokow, a na otaczaj?cej dzban podstawie ? figury ?ab. Ka?dy ze smokow trzymał w pysku dokładnie wywa?on? kulk?. W chwili nadej?cia wibracji, wywołanych bardzo silnym wstrz?sem sejsmicznym z epicentrum w do?? du?ej odległo?ci od urz?dzenia, kulka, ustawiona w paszczy smoka przymocowanego od strony epicentrum, spadała do paszczy ropuchy. W ten sposob władze cesarskie potrafiły wysła? pomoc w region kl?ski ?ywiołowej jeszcze przed nadej?ciem rz?dowego posła?ca.
W strefach sejsmicznych najcz??ciej poło?one s? kraje rozwijaj?ce si?, w ktorych budownictwo jest zupełnie nieodporne nawet na umiarkowane wstrz?sy sejsmiczne. Na zdj?ciu: zniszczenia poczynione styczniowym wstrz?sem z
2001
roku w
Salwadorze
.
Jeden z najgro?niejszych skutkow trz?sienia ziemi: po
trz?sieniu ziemi w regionie Zatoki San Francisco
18 kwietnia
1906
roku wybuchły liczne
po?ary
Trz?sienie ziemi, jakie
12 stycznia
2010
roku nawiedziło
Haiti
, poczyniło olbrzymie zniszczenia w centrum stolicy kraju,
Port-au-Prince
.
Podział trz?sie? ziemi:
- ze wzgl?du na przyczyn?:
- tektoniczne
(inaczej: dyslokacyjne) ? b?d?ce wynikiem przesuni?? skał wzdłu? uskoku. Cz?sto ruch ten jest zwi?zany z globalnymi ruchami
płyt tektonicznych
, a uskok mo?e by? granic? stykania si? dwoch płyt. Mog? wyst?powa? jednak tak?e w du?ej odległo?ci od granic płyt litosfery (np. w strefach młodych gor - takich, jak Karpaty czy Sudety); stanowi? około 90% wszystkich zjawisk sejsmicznych wyst?puj?cych na Ziemi;
- wulkaniczne
? zwi?zane z gwałtownymi erupcjami wulkanow lub zapadaniem si? stropow opro?nianych
komor magmowych
czy zapadaniem
kalder
; stanowi? ok. 7% wszystkich zjawisk sejsmicznych wyst?puj?cych na Ziemi;
- zapadowe
(zapadliskowe) ? zwi?zane z obszarami
krasowymi
, na ktorych dochodzi do zawalania si? stropow
jaski?
lub innych pro?ni w podło?u; zjawiska wyj?tkowo lokalne, najcz??ciej słabo odczuwalne; stanowi? ok. 2% ogołu trz?sie? ziemi;
- antropogeniczne
? zwi?zane z działalno?ci? człowieka w litosferze (np.
t?pni?cia
gornicze, naruszenie rownowagi sił w skałach na skutek napełnienia
tamy
); na obszarach g?sto zabudowanych mog? spowodowa? znacz?ce szkody materialne, jednak w wi?kszo?ci przypadkow okazuj? si? niegro?ne.
- ze wzgl?du na gł?boko?? ogniska:
- płytkie
(85%) ? do 70 km;
- ?rednie
(12%) ? 70-350 km;
- gł?bokie
(3%) ? 350-700 km.
- ze wzgl?du na powi?zanie ze wstrz?sem zasadniczym:
- wst?pne
(ang.
foreshock
) ? o słabej magnitudzie;
- zasadnicze
(ang.
main shock
) ? o najwi?kszej magnitudzie;
- nast?pcze
(ang.
aftershock
) ? o zmniejszaj?cej si? z upływem czasu magnitudzie (szacunkowo: najsilniejszy wstrz?s wtorny, wyst?puj?cy zazwyczaj jako pierwszy po głownym wstrz?sie, posiada magnitud? o około 1.3-1.5 razy mniejsz? od wstrz?su zasadniczego).
Rodzaje obszarow aktywno?ci sejsmicznej
[
edytuj
|
edytuj kod
]
Ze wzgl?du na cz?stotliwo?? wyst?powania trz?sie? ziemi, na danym terenie wyro?nia si? obszary:
- sejsmiczne
? obszary, na ktorych odczuwalne trz?sienia ziemi s? zjawiskiem niemal codziennym;
- pensejsmiczne
? obszary, na ktorych silne wstrz?sy wyst?puj? stosunkowo rzadko;
- asejsmiczne
? obszary, na ktorych bardzo rzadko spotykane s? umiarkowane wstrz?sy sejsmiczne.
Trz?sienie ziemi mo?e wywoła? szereg skutkow w otaczaj?cym krajobrazie. Do najcz??ciej wymienianych i kojarz?cych si? z tym zjawiskiem nale??:
- rysy i sp?kania na powierzchni ziemi;
- szczeliny (niekiedy gł?boko?ci? dochodz?ce do kilkunastu metrow);
- uskoki gruntu ("poci?cie" formy wzgorza na osuni?te rz?dami bloki skalne);
- przesuni?cia poziome wzdłu?
uskoku
(jest to doskonale widoczne np. po przesuni?ciu fragmentow płotow stoj?cych w poprzek uskoku, grz?dek czy nawet torow lub drogi asfaltowej);
- obrywy
(na obszarach gorskich);
- zapadliska
;
- podniesienie
wybrze?a
i utworzenie
klifu
(na skutek albo rzeczywistego podniesienia wybrze?a, albo opadni?cia dna zbiornika wodnego - przykład
trz?sienia ziemi w regionie Kanto
w roku
1855
oraz w regionie
Pozzuoli
k.
Neapolu
w roku
1983
, kiedy oba porty stały si? zupełnie niezdatne do u?ytku z powodu nagłego podniesienia si? l?du);
- odseparowanie cz??ci wybrze?a od stałego l?du i utworzenie płycizny;
- nieckowate jeziorka (powstałe na skutek zaburze? wod podziemnych);
- wodospady
(powstałe na skutek zatamowania osuwiskiem gornego biegu rzeki);
- jeziora
/
rozlewiska
(na skutek zatamowania biegu rzeki przez osuwisko);
- wysychanie lub "przelanie si?" cz??ci jeziora (na skutek uskokow gruntu);
- przerwanie biegu rzeki (na skutek powstania szczeliny prostopadłej do nurtu, w ktorej owa rzeka "znika");
- tsunami
;
- zjawisko
sejszy
na jeziorach i innych - bardzo du?ych, zamkni?tych zbiornikach wodnych;
- zjawisko
upłynnienia gruntu
(na obszarach podmokłych).
- wybuchy wulkanow
Do po?rednich skutkow trz?sienia ziemi zaliczy? mo?na niszczycielskie po?ary (przykład
trz?sienia ziemi w San Francisco, w roku 1906
).
Trz?sienia ziemi w Polsce
[
edytuj
|
edytuj kod
]
Trz?sienia ziemi na obszarze Polski s? stosunkowo rzadkie i zwykle ograniczone do zjawisk o niewielkiej intensywno?ci
[1]
. Aktywno?? sejsmiczna jest monitorowana przez sie? obserwatoriow sejsmicznych, działaj?cych w ramach Instytutu Geofizyki PAN
[2]
.
Wi?kszo?? trz?sie? ziemi zwi?zanych jest ze zjawiskami neotektonicznymi na obszarze Karpat i Sudetow, a ich ogniska znajduj? si? w uskokach i (w przypadku Karpat) wzdłu? nasuni?? tektonicznych. Naturalne wstrz?sy odnotowano tak?e w rejonie
Strefy Teisseyre’a-Tornquista
, Gorach ?wi?tokrzyskich i na Podlasiu. Ponadto w wyniku działalno?ci gorniczej obszarami wzbudzonej aktywno?ci sejsmicznej s? okolice Bełchatowa, Gorny ?l?sk oraz Legnicko-Głogowski Okr?g Miedziowy
[3]
. Od czasu gdy prowadzi si? regularne pomiary zarejestrowane magnitudy wstrz?sow nie przekraczały 4,7
[4]
.
- P. Whitefield, "Tajemnice Ziemi", wyd. ?wi?t Ksi??ki, wyd. 1, Warszawa 1996,
ISBN
83-7129-838-2
- A. Debroise, E. Seinandre, "Mały atlas zjawisk natury", wyd. Larousse Polska, wyd. 1, Wrocław 2003,
ISBN
83-89181-18-5