تحقیق در مورد زلزله

بخشی از مقاله

زلــــزله

تعريف زلزله
براي شناخت هر پديده اي درجهان واقع لازم است ابتداازآن تعريف مناسب ونسبتاً جامعي داشته باشيم ، چرا که بدون دانستن تعريفي مناسب ازآن نمي توان به کنه پديده پي برد وآن رابه خوبي درک نمود.

مردم عامي درکلامي ساده زلزله راحرکت ناگهاني زمين ناشي ازخشم نيروهاي ماوراء الطبيعه وخدايان مي دانند که بر بندگان عاصي وعصيــــــانگر خودکه نافرماني خداخود را نموده ومرتکب گناهان زيادي شده اند مي داننــد .

اگر چه امروزه با گسترش دانش تجربي اين تعريف در زمره اباطيل وخرافات قرارگرفته ،ولي هنوز در جوامع ومردم کم دانش وجاهل مورد قبول است.
درفرهنگ تک جلدي عميد زلزله را با فتح حروف‌‌ ‍‍‍‍‎‏« زَ» و « لَ » يعني زَلزلَه برخلاف آنچه در زبان عامه مردم رايج است ، آورده ومي نويسيد :
« زمين لرزه ، لرزش وجنبش شديد ويا خفيف قشر کره زمين که به نقصان درجه حرارت مواد مرکزي واحداث چين خوردگي وفشار يادر اثر انفجارهــاي آتشفشاني بوقوع مي رسد .»
در فرهنگ جغرافيا تاليف پريدخت فشارکي وهمچنين در فـــــرهــــنـگ جغرافيائي تاليف مهدي مومني تعريفي مشابه هم به گونه زير ارائه شده است:

«جنبش يا تکان پوسته زمين که به صورت طبيعي ناشي از زير پوسته زمين است بعضي وقتها زلزله باعث تغييراتي در سطح زمين مي شود ، اما اغلب زيان بوجود آمده ناشي ازتکان ها فقط محسوس است وممکن است زلزله بوسيلــــه يک انفجار آتشفشاني بوجود آيد. زلزله در حقيقت در بيشتر نواحي آتشفشاني امري عادي است واغلب قبل ويا همزمان با انفجار اتفاق مي افتد . اصل زلزلـــه تکتونيکي است واحتمالاً وجود يک شکست لازمه آن است . موجهاي زلزلـــه دست کم در سه جهت اتفاق مي افتد ودر يک مسافت قابل ملاحظه از

مکــــان اصلي بطور جداگانه حس مي شوند . وقتي امواج زلزله ازمکاني مي گـــــــذرد زمين وساختمانها مي لرزند وبه جلووعقب مي روند .بالاترين زيان ناشي اززلزله هميشه در مرکز زلزله يعني جائي که حرکت بالاوپائين است نيست امـــــــــا در مکانــــهائي که موجهاي زلزله بصورت مايل به سطح مي رسد ونزديک مرکــز زلزلــــه باشند داراي بالاترين زيان مي باشند .يک زلزله شديد معمولاً بوســـيله يکسري ديــــگر ازتکانها همراه مي شود .زلزله اي که که در نزديک يازيردريا اتفاق مـــــي افتد سبب حرکات شديدآبها شده وبعضي وقتها امواج بــــــزرگي ازآن ناشي مـــي شود ودر مسافت زياد اين امواج ادامه پيــــدا مي کنند وگاهگاهي باعث تلفات جــبران ناپذير ومرگ وميرمي شوند .طغيان نواحي ساحلي بيشتراز خود زلزلـــه بــــاعث خسارت مي شوند ، در نواحي آتشفشاني زلزله عملاً هر روز اتفاق مي افتـــد. به عنوان مثال در هاوائي هرساله صدهاتکانهاي کوچک ثبت مي شوند .»

درفرهنگ گيتا شناسي تاليف عباس جعفري آمده است:
«جنبش سريع ومحسوسي که درنتيجه جابجائي ويا جايگيري تخته سنگهاي زير پوسته زمين پديد مي آيد،در نتيجه اين جنبش يـــــــک سري لرزش هاي موجي شکل پديد مي آيدوگاه تغييرات ارتفاعي پوسته زمين راباعث مي گرددواغلب ضايعات وزيان هاي جاني وفراواني ازخود برجا ميگذارد.زمين لرزه بيشتر مخصوص نواحي آتشفشاني بوده وگاه باخروش وفوران کوههاي آتشفشاني همراه مي گرددودرحالات شديدشکستهاوبريدگيهاي مهم ومشخص درروي پوسته زمين از خــودبجـــــاي

ميگذارد.غالب زمين لرزه ها حداقل با سه نوع موج لرزاننده همراه است .در مرکز وقوع زمين لرزه سه موج مزبور بطور همزمان اثرگذارده و ساختمانهاوتأسيسات واقع دراين منطقه را با نوسان هاي شديد به عقب و جـــــلوومي برد و حد اکثر خسارت و زيان در محلي که امواج مزبور بطور مورب به سطح زمين مي رسندوارد مي سازد.....»
محمود صداقت درکتاب“ زمين شناسي براي جغرافيا ” تعريفي بدينگونه ارائة مي دهد:

«زمين لرزه عبارت است ازحرکات ولرزش هاي ناگهاني و گذرا در زمين که از ناحيه محدودي منشأ مي گيرد و ازآنجا درتمام جهات منتشر مي شوند.»
در کتاب فيزيکال جئوگرافي1 آمده است:
«زلزله يکسري ازتکانها ولرزشهاي ناگهاني که از آزاد شدن فشار در طول گسل هاي فعال ودر مناطق آتشفشاني فعال ناشي مي شود.تکانها ولرزشهاي سطح زمين که در ارتباط با حرکات پوسته زمين در زير زمين مي باشد.»

در فرهنگ آکسفورد آمده است:
«حرکات ناگهاني وشديد سطح زمين.»
از تعاريف ذکر شده در فوق ومنابع ديگر مي توان برداشت زير را نمود:
«زلزله عبارت از حرکات و ارتعاشات نا گهاني سطخ زمين ناشي از شکسته شدن سنگهاي پوسته زمين و رها شدن انرژي ذخيره شده در آنها است که در صورت شدت زياد در مراکز انساني موجب خسارتهاوزيانهاي فراوان مي شود.»

زلزله از يکطرف موجب شکسته شدن و جابجائي بين توده هاي سنگي پوسته زمين مي شود و ازطرف ديگر همين جابجائي و شکسته شدن منجر به ايجاد امواج و انتشار در درون زمين مي شود ، مانند انداختن قطعه سنگي در حوض يا درياچه که منجر به ايجاد امواجي مي شود.
زلزله مانند شکسته شدن قطعه چوب خشک شده اي مي ماند که از يکطرف موجب گسيخته شدن چوب و از طرف ديگر موجب انتشار امواج در اطراف خود مي شود.
مناطق زلزله خيز کره زمين:
مهمترين مناطق زلزله خيز دنيا درسه منطقه پراکنده اند:

کمر بند چين خورده آلپ – هيماليا :
جائي که پوسته آسيا – اروپا(اوراسيا) به صفحه آفريقا – هند برخورد مي کند .در کشورهاي ايتاليا ، يونان ، ترکيه ، ايران ، شمال هند …..

کمر بند اطراف اقيانوس آرام :
جائي که صفحه اقيانوس آرام به صفحه قاره آسيا – اروپا ـ آمريکاي جنوبي ـ استراليا و امريکاي شمالي برخورد مي کند. در اين ناحيه از کامچاتکا تا هکايدو شديدترين زلزله ها اتفاق مي افتد . عمق کانون زلزله در اين منطقة به حدود 60 کيلومتر مي رسد وامواج تسونامي در اثر زلزله دراين منطقه ايجاد مي شود.

کمربند مياني اقيانوس اطلس :
جائي که صفحه اقيانوس اطلس در حال گسترش است اين زلزله ها نسبتاً ملايم وآرامش مردم را چندان بهم نمي زند.به استثناي گودالهاي اقيانوسي کانون زمين لرزه ها در عمق 50 کيلومتري پوسته زمين است . در گودالهاي اقيانوسي کانون زلزله ها در عمق 300 تا 700 کيلومتر مشاهده شده است جائي که به صفحه اي موربي بنام “ سطح بنيوف ” وجود دارد.البته زلزله ها در طول گسلهاي تغييرشکل دهنده ( جائي که صفحه ها درامتداد هم مي لغزند )نيز وجود دارند مثل زلزله اي که در طول گسل سن آندرياس اتفاق افتاد . (سان فرانسيسکو 1906 )

علل وقوع زلزله
در طول تاريخ حيات بشر زلزله هاي زيادي رخ داده است که همين امر باعث شده تا بشر دلايلي براي چرايي وقوع زلزله ذکر نمايد . در دوره هاي قديم وباستان که علم ودانش بشري اندک بوده ونسبت به پديده هاي مختلف طبيعي جهل داشته و در عين حال بدنبال منشاءآنها هم بوده است و چون علتي را نمي ديده منشاء حواذث طبيعي مثل زلزله را به نيروهاي ناشناس غيرطبيعي و ماوراء طبيعي نسبت مي دادند . زلزله را خشم خدايان بر بشر يا خشم پلوتون مي دانستند. با افزايش علم وبالا رفتن سطح دانش انسان بتدريج بدنبال منشاء و علل حوادث طبيعي در خود طبيعت رفت .

ارسطو معتقد بود که در حفره هاي زير زمين گازهاي وجود دارد ، زماني که اين گازها رها مي شوند باعث ايجاد زلزله مي شود . البته اين نظريه را مي توان در زلزله هايي که اطراف آتشفشانها رخ مي دهد تا حدودي بکار برد.
به استثناي زلزله هايي که اطرف آتشفشانها رخ مي دهد زلزله نتيجه عکس العمل ناگهاني وسريع پوسته زمين در مقابل نيروهاي شديد، کند ولي مداومي است که در درون زمين تدريجاً از بين مي روند، اين عکس العمل در ساختمان زمين شناسي موجب ايجاد گسل مي شود . بعبارت ديگر سنگهاي تشکيل دهنده زمين ، در طول عمر خود ، سخت تحت تاثير نيروهاي مختلف قرار مي گيرند و نتيجه اعمال اين نيروها ، توليد نيروهاي داخلي در آنهاست که شدت آنها بر واحد سطح “ تنش ” خوانده مي شود . تا زماني که تنش موثر برسنگ از حد تحمل سنگ تجاوز نکند سنگ پايدار مي ماند، هنگامي که تنش موثر برسنگ از حد تحمل تجاوز کند سنگ گسيخته و گسل ايجاد مي شود . ضمن ايجاد گسل ارتعاشاتي بوجود مي آيد که منجر به زلزله مي شود.

اگر نيروي کند ومداوم که مقدارجابجائي ناشي ازآن بر حسب سانتي متر در سال قابل اندازه گيري باشد،سنگهاي سخت ومستحکم را تحت تاثير قرار دهد، سنگهاي مزبور با سرعت چندين متر در هزارم ثانيه شکسته مي شوند ، که همان گسل است . جابجائي زمين بر اثر زلزله ممکن است افقي ،قائم ،مايل يا مورب باشدوميزان آن ممکن است ازيک سانتي متر تا بيست مترتغير کند . پهناي منطقه گسل دهها تا صدها متر بوده وطول آن از يک تا هزارکيلومترمي تواند باشد .
اگر چه ايجاد گسل نتيجه زمين لرزه ها است اما اکثر زلزله ها روي گسل هاي قديمي متمرکزند.

زلزله پديده انفجاري است که در آن ميليونها گسيختگي کوچک به دنبال هم بکار مي افتند ومانند يک انفجار شيميايي ميليونها واکنش شيميايي بدنبال هم درآن نقش دارند. رابطه گسلـ زلزله رابطه اي دوطرفه است . وجود گسل هاي زياد دريک منطقه موجب بروز زلزله است .زلزله گسل جديدي را بوجود مي آورد ودر نتيجه تعداد شکستها زيادتر شده وبه اين ترتيب قابليت زلزله در اين منطقه افزايش مي يابد.

بنابراين مي توان نتيجه گرفت نيروهاي مختلف مجموعه سنگي را تحت تاثيرقرارمي دهند . مجموعه مزبور کمي تغيير شکل مي دهد ولي با توجه به خاصيت پلاستيکي خود مقاومت مي کند. دراين حال کشش هاي دروني در مجموعه مزبور متمرکز مي شوند ، هنگامي که اين نيرو خيلي زياد شود و از آستانه مقاومت سنگ تجاوز کند سنگ شکسته شده وتنشها را آزاد مي کند در اين حالت دوطرف شکستگي دچار جابجائي شده تا حدي که نيروهاي مزبور را خنثي نمايد . اين همان فرضيه پلاستيکي “ رِد ” است .
البته غيراز شکست وجابجائي سنگها عواملي مثل فروريختن سقف غارهاي زيرزميني ، انفجارهاي هسته اي ، انفجارهاي آتشفشاني نيز مي تواند ايجاد زلزله نمايد.
موج زلزله موجي است که از طريق زمين حرکت مي کند، که اغلب سبب ايجاد زمين لرزه يا انفجار مي شود. امواج زلزله توسط زلزله شناسان مطالعه ميشوند، و توسط لرزه نگار و زلزله سنج اندازه گيري مي شوند.

بطور کلي پس از اينکه در داخل زمين زلزله اي به وجود آمد و انرژي زمين آزاد شد، اين انرژي آزاد شده به صورت امواج ارتعاشي در کليه جهات منتشر شده و انرژي زلزله را با خود منتقل مينمايند.
انواع امواج زلزله
امواج زمين لرزه با توجه به حرکتشان در داخل يا سطح زمين به دو دسته تقسيم ميشوند:
امواج داخلي يا پيکري

دسته اي از امواح لرزه اي هستند که در درون زمين حرکت کرده و در تمامي جهات منتشر ميشوند و با سرعتي بيش از موجهاي سطحي حرکت مي نمايند. امواج داخلي نيز به دو گروه امواج طولي يا اوليه و امواج عرضي يا ثانويه قابل تقسيم هستند.

امواج سطحي
سرعت امواج سطحي از امواج عرضي کمتر است وشدت آن نسبت به عمق و نسبت به فاصله از مرکز به سرعت کاهش مي يابد . اين امواج درتحت شرايط خاص ودر فصل مشترک دو محيط گازي ومايع ،در اثر ارتعاشات ناشي از زلزله بوجود مي آيد .

بيشترين انرژي ناشي از تکانهاي کم عمق را دارا بوده و عامل اصلي خرابي هاي ناشي از زمين لرزه بخصوص در مناطق مسکوني ميباشند. اين گروه از امواج پس از تداخل موجهاي داخلي در امتداد حدفاصلها، شروع به ارتعاش کرده و عمق نفوذ محدودي دارند، از اين رو همواره در نزديکي سطح هاي ناپيوستگي متمرکز ميشوند. بدين جهت در محيطهاي همگن موجهاي سطحي نخواهيم داشت. اين امواج که به نامهاي موجهاي محدود شده و يا موجهاي هدايت شده نيز معروفند خود به گروههاي مختلفي چون موج لاو و امواج رايلي تفکيک ميگردند. حرکت اين دو موج بسيار پيچيده و قدرت تخريبي اين امواج و موج S بسيار زيادتر از امواج P است .

اين امواج توسط ويژگيهايي چون سرعت، دامنه، طول موج، دوره تناوب و فرکانس از يکديگر تمييز داده ميشوند.