بخشی از مقاله
زمین لرزه
«مقدمه»
پديده زمين لرزه از جمله رخدادهاي ناگوار و خسارت زايي مي باشد كه اشاره به پويايي روند تكويني زمين دارد. اين روند هر چند طبيعي مي باشد ولي همشه در گروه فرآيندهايي خسارت زا و خطر آفرين جاي داشته است. آمارها نشان مي دهد كه كشور ايران، از ديدگاه خسارتهاي وارده ناشي از رخدادهاي طبيعي (بويژه زمين لرزه) در رديف چهارمين كشور جهان قرار درد . اين در حالي است كه آثار اين گونه خسارتها پيوستگي نزديكي را نيز با وضعيت اقتصادي و ميزان فقر، در بين مردم مناطق آسيب ديده دارا است.
«تاريخچه زمين لرزه»
تاريخ به خوبي گوياست كه ديريست واژه زلزله براي بيشينه افراد ناآشنا پيش از هر چيز هراس را در پي داشته و براي بسياري از پژوهشگران پرسشهاي فراوان را به همراه دارد. بازگشت به گواه هاي تاريخي نشان مي دهد كه هراس از زمين لرزه و ميل به شناخت آن در سرشت آدمي آميخته مي باشد. اين گونه شناخت گاه با خرافه ها و ديدگاه هاي غير علمي آلوده گرديده و گاه تفسيرهايي علمي ولي بسيار ناتوان را بر دوش خود كشيده است. اولين ديدگاه هاي
علمي در قالب كم و بيش دقيق براي شناخت اسلوب دار زمين لرزه مربوط به ميانه تا اواخر قرن هجدهم پيوسته مي باشد. اشاره به اين نكته لازم است كه هر چند آغاز فعاليت شبكه جهاني استاندارد زمين لرزه شناختي يا (WWSSN) در افزايش مكان يابي رخدادها كارساز بوده ولي هنوز آثار قطعيت و خطاي فروان را مي توان در برآورد درست از پارامتر مكاني كانون و يا ديگر پارامترهاي اصلي رخداد ها رديابي نمود.
«زمين لرزه»
هرگونه حركت هاي دوره اي و لرزش هاي قابل دريافت كه نتيجه اي از عبور امواج الاستيكي ناشي از رها گرديدن انرژي در تكتونسفر است در قالب واژه زمين لرزه (Land slide) تعريف مي گردد. اثر سطحي گذر امواج زمن لرزه در قالب ويرانسازي سازه ها، ايجاد تغييراتي در قالب نشست هاي نايكنواخت و كلي، آبگوني، سونامي (Tsunami) ، لغزش هاي بزرگ و گسيختگي در دامنه ها و ديگر تغييرات كينماتيكي است كه با جلوه هاي گوناگون خود و با نرخي تند و يا كند، پيش و يا پس از هر رخداد زمين لرزه در زمين آشكار مي گردد.
«پيدايش زمين لرزه»
در روزهاي آغازين علم زلزله شناسي ، تصور مي شد كه زمين لرزه ها در اثر فرو ريختگي ها و يا انفجارات عميق در درون زمين ايجاد مي شوند. اگر اين مسأله صحيح بود بايد انتظار مي داشتيم تا در يك زمين لرزه ، اولين جنبشها همگي به صورت فشارشي يا كششي باشند. در صورتي كه در الگوي تشعشع يك زمين لرزه طبيعي، هميشه دو وضعيت فشارش و دو وضعيت كشش در ربع هاي متقابل، قابل مشاهده است. همچنين در سنگها، اصطكاك در طول گسل بين دو
صفحه، به شدت متغير است. در محل هايي كه اصطكاك كم است و صفحات به آرامي حركت مي كنند. فرآيندي تحت عنوان خزش بدون لرزه (Aseismiccreep) مطرح مي شود. ولي در طول ساير بخش هاي گسل كه اصطكاك زياد است، صفحات به طور موقت به همديگر مي چسبند. جنبش ممتد صفحه موجب واتنش الاستيك، در مجاورت نقاط ناهموار مي شود. تا هنگامي كه سنگ هاي اطراف گسل الاستيك باشند، در موقع كشيدگي يا فشردگي همانند فنرهايي عمل مي‌نمايند كه قادرند انرژي الاستيك را در خود ذخيره كنند. پيش از يك زمين لرزه، سنگ هاي موجود در طول يك گسل را مي توان به عنوان يك سيستم فنري
بارگذاري شده وآماده براي رها شدن، در نظر گرفت. در اين سيستم بيش از يك ميليمتر جنبش صفحه، نيرويي فراهم مي سازد كه بر نيرو هاي اصطكاك غلبه مي كند و در نتيجه سنگ هاي طرفين گسل به طور ناگهاني در جهت مخالف همديگر مي جهند. يك گسيختگي مشخص به صورت ترك كوچكي كه سريعا گسترش مي يابد، در طول يك گسل انتشار مي يابد. در اين حين، انرژي الاستيكي ذخيره شده در سنگ هاي طرف ديگر گسل به صورت امواج لرزه اي صاتع
مي شود. هر گاه يك ليتوسفر با سرعت زياد در حدود 100 ميليمتر در سال فرو رانده شود به قدر كافي براي ايجاد زمين لرزه سرد و شكننده باقي مي ماند. زيرا در طي فرورانش سريع، ليتوسفر سطوح هم دمايش را نيز به پائين حمل مي كند. اما در جايي كه فرورانش با سرعت كمتر از 30 ميليمتر در سال صورت پذيرد ، نظير ساحل ايالت هاي ارگن و واشنگتون، حرارت ليتوسفر در حين فرو رفتن افزايش مي يابد و زمين لرزه ايجاد نمي‌گردد. در زمين لرزه هاي بزرگ، گسيختگي تا چند صد كيلومتر انتشار مي‌يابد، در صورت كه در زمين لرزه هاي كوچكتر گسيختگي تنها تا چند كيلومتر منتشر مي شود.
«محل وقوع زمين لرزه»
بيشتر زمين لرزه هاي جهان در طول مرز بين صفحات رخ مي دهند. زمين لرزه ها در طول ترانشه ها، پشته ها و گسل هاي تبديلي به وقوع مي پيوندند. وقوع زمين لرزه ها در طول هر سه نوع مرز، به وضوح با يكديگر متفاوت مي‌باشند. در زمين لرزه همچنان كه يك گسيختگي انتشار مي يابد، مقدار زيادي از انرژي الاستيكي ذخيره شده محلي آزاد مي شود. بدين ترتيب زمين لرزه از درون منطقه گسيختگي، نشات مي گيرد. به هر حال ، فعاليت زمين لرزه از اولين نقطه گسيختگي كه كانون يا مركز عمقي ناميده مي شود، آغاز مي گردد. زلزله شناسان با نگهداري صدها لرزه سنج حساس منتظر وقوع زمين لرزه مي مانند. با
تحليل نگاشتهاي (Records) اين دستگاه ها مي توان سه حقيقت اساسي يك زمين لرزه بزرگ را مشخص كرد:1- مركز سطحي كه با اندازه گيري دقيق زمان رسيدن علايم زمين لرزه در ايستگاه هاي مختلف، تعيين مي شود. 2- عمق كانوني كه با استفاده از زمان امواج رسيده و شكل موج ثبت شده مشخص مي گردد. 3- بزرگي كه در واقع اندازه زمين لرزه را نشان مي دهد و به وسيله دامنه جنبش زمين محاسبه مي شود.
«اولين جنبش »
تصور بر اين است كه انرژي لرزه اي از يك زمين لرزه ، با يك طرح متقارن كروي، نظير نوري كه از يك شمع تابيده مي شود، از كانون آن خارج مي گردد. به بيان ديگر الگوي تشعشع (Radiation pattern) يك زمين لرزه بسيار شبيه طرح تابش پرتو نور از يك فانوس دريايي است. زيرا پرتوها داراي جهات خاصي مي باشند. علاوه بر اين، جهات پرتوهاي انرژي لرزه اي به طور مستقيم به تنشهاي آزاد شده در زمان وقوع يك زمين لرزه و به طور غير مستقيم به جهت جنبش صفحه اي كه تنشها را ايجاد كرده ، وابسته مي باشد. در طي يك زمين لرزه، لرزه سنجي كه مؤلفه قائم جنبش زمين را ثبت مي كند، دربردارنده نگاشتهايي است كه
دسته اي از ضربه ها (pulses) به سمت بالا و پائين را نشان مي دهد. اكنون بايد تعيين گردد كه اولين ضربه ثبت شده به سمت بالا بوده يا پائين، سپس با تحليل اولين جنبشهاي زمين كه در ايستگاه‌هاي مختلف ثبت شده است، زلزله شناسان مي توانند جهت گيري گسلي را كه در طي زمين لرزه ايجاد شده تعيين نمايند. آنها بر اساس نگاشتها، مشخص خواهند كرد كه آيا در هنگام شروع زمين لرزه، ايستگاه هاي مورد نظر از منبع زمين لرزه دور شده يا به سمت آن نزديك شده اند و بدين ترتيب مي توانند جهت نيروهاي الاستيكي آزاد شده در طي زمين لرزه را تعيين كنند.
«انواع زمين لرزه از نظر عمق»
زمين لرزه هاي كوچك، متوسط، بزرگ و خيلي بزرگ. زمين لرزه هاي كوچك تا متوسط در طول پشته ها و در اعماق 10 كيلومتري يا كمتر به وجود مي آيند. زمين لرزه هاي بزرگتر در طول گسلهاي تبديلي و در اعماق بيش از 20 كيلومتر به وجود مي آيند. زمين لرزه سال 1906 سانفرانسيسكو، مثالي از يك زمين لرزه در طول يك گسل تبديلي است. زمين لرزه هاي خيلي بزرگتر در طول مناطق فرورانش به وقوع مي پيوندند. اين گونه زمين لرزه ها ، عميق ترين زمين لرزها بوده و در اعماق بيش از 700 كيلومتر نيز رخ داده اند. زمين لرزه سال 1964 آلاسكا يك زمين لرزه مربوط به منطقه فرورانش بوده است.
«تعيين جهت حركت گسل»
معمولا در سطوح لغزشي گسل (slickensides) ،علايمي بر جاي مي مانند كه مي توانند جهت آخرين حركت گسل را نشان دهند. به طوري كه اگر دست خود را در جهت حركت گسل حركت دهيم، سطح را صاف حس مي كنيم و در غير اين صورت با سطحي خشن مواجه مي شويم. خشن بودن سطح گسل، ناشي از برجستگيهاي پلكان مانندي است كه داراي امتداد تقريباً عمود بر روند خراشهاي گسلي مي باشند. به هر حال علايم موجود در سطح گسل بر حسب اين كه محور طويل آنها نسبت به جهت حركت، عمود يا موازي باشد، به دو دسته تقسيم شده اند:
الف- علايم موازي با جهت حركت گسل
مهمترين اين علايم كه بر اثر خراشيدگي حاصل از مواد خشن و مقاوم در سطح گسل ايجاد مي گردند، عبارتند از : تخطط (striation)، كه از تعدادي خط موازي با جهت گسل تشكيل يافته و بعضي از آنها در جهت فراديواره به همديگر ملحق مي شوند. شيارهاي باريك واقع در سطح گسل، كه با حضور شكستهايي كششي و يا برشي در كناره هاي خود قابل تشخيص هستند. علايم مهميزي (SPUR) و مثلثي شكل كه به صورت برجستگيهاي طويلي قابل مشاهده هستند و قسمت برجستة آنها در جهت آمدن فراديواره است. برآمدگيهاي پشت گوسفندي كه دامنه پرشيب آنها مؤيد جهتي است كه فراديواره به آن سمت حركت مي كند. شيارهاي پهن (Grooves) با شكل هلالي كه در آنها شكستگيهاي كشيي يا برشي ديده مي شود.
ب – علايم عمود بر جهت حركت گسل
گاهي اوقات در جهت عمود بر حركت گسل، شكستگيهاي كششي و برشي ايجاد مي شوند. بعضي از اين شكستگيهاي برشي، پلكانهايي را ايجاد مي كنند كه جهت برجسته آن در جهت عكس حركت فراديواره است. حفره هاي هلالي شكل، شكستگيهاي هلالي شكل و علايم كندگي نيز در جهت عمود گسل تشكيل مي شوند كه در مورد اخير، سطح قسمت برجستة كندگي، در جهت حركت گسل قرار دارد.
«انواع شكستگيهاي مرتبط با برش گسل»
1-شكستگيهاي نوع T: شكستگيهاي كششي كه با زواية تقريبي 45 درجه نسبت به عامل برش ايجاد مي‌شوند. 2- شكستگيهاي نوع R: شكستگيهاي برشي همسو با حركت گسل كه به طور متوسط با زاويه 15 درجه نسبت به ديواره گسل توسعه مي‌يابند. 3- شكستگيهاي نوع : شكستگيهاي برشي غير همسو با حركت گسل كه به طور متوسط با زاويه 75 درجه نسبت به ديواره گسل گسترش پيدا مي‌كنند. 4- شكستگيهاي نوع P: شكستگيهاي برشي همسو با حركت گسل كه با زوايه 15 درجه نسبت به ديوارة گسل توسعه مي‌يابند. اين نوع شكستگيها، پس از تشكيل نوع R و با زواية 30 درجه نسبت به آن ايجاد مي گردند. 5-شكستگيهاي نوع D: شكستگيهاي برشي همسو و هم جهت با عامل برش هستند. 6-شكستگيهاي نوع X: شكستگيهاي برشي كمياب و غير همسو با گسل كه در صورت توسعه، قرينه شكستگيهاي نوع مي باشند.
دليل كمياب بودن شكستگيهاي نوع X در طبيعت، فراواني شكستگيهاي نوع P است. بدين معني كه كشش حاصل از حركت راستلغز گسلها، به راحتي با انشعاب شگستگيهاي نوع P از گسل اصلي خنثي مي گردد. بنابراين هيچ‌گاه در شرايط عادي، مقدار كشش به حدي نمي‌رسد كه براي خنثي شدن آن، شكستگيهاي نوع X نيز به همراه P ايجاد شوند. اما، چنانچه به دليل ويژگيهاي ساختاري و يا ليتوژيكي، از همان ابتدا كشش ياد شده در بالا ايجاد و يا گسترش يك منطقه ضعف خطي در راستاي تقريبي عمود بر گسل خنثي گردد، ديگر نيازي به تشكيل شكستگيهاي برشي نوع P، نخواهد بود. اين واقعيت با فراواني قابل توجه شكستگيهاي برشي موجود در راستاي قابل انتظار نوع X و عدم فراواني شكستگيهاي مذكور در راستاي مورد انتظار نوع P در چندين منطقه برشي جوان تأييد گرديده است.
«گسلهاي مهم ايران»
بنابر آنچه كه تا كنون بيان گرديده، كشور ما در حال دگرشكلي مستمري است كه زمين لرزه يكي از مهمترين نمودهاي آن مي باشد. بررسي زمين لرزه‌هاي به وقوع پيوسته و كشف ارتباط آنها با زمين ساخت منطقه، مي تواند باعث شناخت استعداد لرزه‌خيزي مناطق مختلف گردد كه هم اكنون بحث روز ايران و ساير كشورهاي بزرگ و صنعتي است. گسلهاي زمين لرزه اي كه به طور اعم سرچشمه هاي لرزه را ارائه مي دهند، بر اساس رويدادهاي لرزه اي مهم تاريخي و دستگاهي شناخته اند. از ميان مهمترين گسلهاي با پيشينه لرزه خيزي شناخته شده مي توان به موارد زير اشاره كرد: 1-راندگي اشتهارد
2-گسل اشنويه 3-گسل الموترود 5-گسل ايپك 6-راندگي بايجان 7-گسل بيابانك 8-گسل بيشامك 9-گسل تسوج 10-گسل جنوب ري 11-گسل خزر (البرز)
12-گسل دشت بياض 13-گسل رفسنجان 14-گسل شاهكوه 15-گسل شاهوار. افزون بر گسلهايي با پيشينه لرزه خيزي شناخته شده، گسلهاي زيادي در گستره ايران زمين وجود دارند كه نمي‌توان آنها را در ارتباط با رويداد زمين لرزه مهم و مشخصي درنظر گرفت و درنتيجه پيشينه لرزه خيزيشان دقيقاً روشن نيست. سن جوان و درازي زياد اين گسلها، آنها را در گروه گسلهاي لرزه زا و خطرناك قرار مي دهد كه اكنون به معرفي مهمترين آنها مي پردازيم: 1-گسل اردل 2-گسل ارس 3-گسل اروميه 4-گسل آستارا (طالش)
5-گسل آستانه 6-گسل آوج 7-گسل بشاگرد 8-راندگي بينالود 9- گسل ترود 10-گسل جيرفت 11-گسل جرجافك 12-گسل حسن اباد 13-گسل حلب 14-گسل دامغان 15-گسل دنا.
«تقسيم بنديهاي سايزموتكتونيكي ايران»
از آنجا كه موقعيت و وضعيت گسلهاي يك پهنه و ويژگيهاي زمين لرزه هاي آن منطقه، مي‌تواند معرف وضعيت سايزموتكتونيكي پهنه مورد نظر باشد، برخي از محققان اقدام به تقسيم بنديهاي سايزموتكتونيكي نموده و داده هاي آن را (در قالب پهنه بندي خطر زمين لرزه) در طرحهاي عمراني و صنعتي مورد توجه قرار مي دهند. مهمترين تقسيم بنديهاي سايزموتكتونيكي ايران عبارتند از: 1-تقسيم بندي بربريان (1967) 2-تقسيم بندي نوروزي (1976) 3-تقسيم بندي نوگل سادات (1993) 4-تقسيم بندي پوركرماني و اسدي (1374) 5-تقسيم بندي مهندسين مشاور تهران پادير (1375).
«پهنه بندي خطر زمين لرزه»
به طور كلي تقسيم بنديهاي سايزموتكنوتيكي موجب مي گردند تا داده هيا لرزه خيزي هر منطقه در قالبز ايالت دربردارنده آن، در دسترس مهندسين سازه قرار مي‌گيرد. ولي امروزه به منظور ضابطه مند نمودن طراحي سازه ها در نواحي لرزه خيز دنيا، تهيه آيين نامه هاي مربوط به طراحي سازه ها در برابر زمين لرزه موسوم گرديده است و درنتيجه نقشه ها پهنه بندي خطر زمين‌لرزه نيز تهيه مي‌شوند. در كوشر ما نيز در سال 1365، به هنگام تهيه آيين نامه طراحي
ساختمانها در برابر زمين لرزه، نقشه مقدماتي پهنه بندي خطر نسبي زمين لرزه توسط زير گروه تخصصي سايزموتكتونيك تهيه گرديد. در اين نقشه سه پهنه با شتاب بالا، متوسط و پايين از يكديگر تفكيك شده اند. پس از آن، لزوم مشخص شدن وضعيت نواحي مختلف كشور از نظر خطر زمين لرزه مطرح گرديد. به دليل اهميت موضوع، تهيه نقشه‌اي با دقت بيشتر و مقياس بزرگتر (000/000/1:1) در دستور كار قرار گرفت. بدين ترتيب، با تلاش گروههاي لرزه زمين ساخت و برآورد
خطر نسبي زمين لرزه، نقشه پهنه بندي خطر نسبي زمين لرزه در ايران تهيه گرديد. در اين پهنه بندي با مقايسه فاصله نقاط از سرچشمه هاي احتمالي لرزه زا و درنظر گرفتن جنبش بخشي از آنها، كل گستره به 6 پهنه خطر بسيار بالا، خطر بالا، خطر نسبتاً بالا، خطر متوسط، خطر نسبتاً پايين و خطر پايين تقسيم شده است:
1-پهنه با خطر نسبي بسيار بالا: اين پهنه در دو منطقه تبريز و خورگوي بندرعباس واقع مي باشد. هرچند مساحت پهنه با خطر بسيار بالا در سرزمين ايران بسيار محدود است، اما بايد حتي‌الامكان از احداث شهرهاي جديد و گسترش شهرهاي موجود در اين مناطق خودداري شود.
