زمینلرزه چیست، چرا رخ میدهد و چگونه در برابر آن ایمن بمانیم؟, زمینلرزه یکی از وحشتناکترین و مخربترین پدیدههای طبیعی است که سالانه در نقاط مختلف کره زمین رخ میدهد و گاه جان و مال انسانها را مستهدف قرار میدهد. در این مقاله به بررسی ماهیت زلزله، علل بروز آن، روشهای اندازهگیری، امکان پیشبینی و راهکارهای ایمنسازی میپردازیم. زمینلرزه چیست؟
زمینلرزه یا زمین لرزه به لرزش ناگهانی پوسته زمین ناشی از رها شدن لحظهای انرژی در لایهای به نام لیتوسفر گفته میشود. شدت این لرزشها طیف وسیعی را پوشش میدهد؛ از حرکاتی که حس نمیشوند تا لرزههای تخریبکنندهای که نابودی یک شهر را دارند. بر اساس آمار سازمان زمینشناسی ایالات متحده (USGS)، حدود بیست هزار زمینلرزه در سال در جهان ثبت میشود که معادل ۵۵ لرزه در هر روز است.
خوشبختانه اکثریت این رویدادها بسیار ضعیفاند و نه تنها خسارتی وارد نمیکنند، بلکه توسط انسانها نیز احساس نمیشوند. مکانیزم رخداد زلزله چگونه است؟ زلزله زمانی اتفاق میافتد که انرژی انباشته در بافت زمین به صورت امواج لرزهای در پوسته آزاد میشود. این امواج از کانونی به نام هیپوسنتر (مرکز درونی) به سمت لایههای بیرونی حرکت کرده و باعث ارتعاش سطح زمین میشوند.
منبع اصلی این انرژی در تعاملات دینامیکی لایههای درونی زمین نهفته است. علل اصلی بروز زمینلرزه فرایندهای گوناگونی میتوانند باعث زلزله شوند؛ از جمله فعالیتهای آتشفشانی، رانشهای زمینی و حتی برخورد شهابسنگها. با این حال، رایجترین عامل، برخورد و لغزش صفحات تکتونیک در لبههای یکدیگر است. زمین از لایههای هسته، گوشته و پوسته تشکیل شده است.
در مرز گوشته و پوسته، لایه استنوسفر (لایهای انعطافپذیر و داغ با دمای ۱۳۰۰ تا ۱۷۰۰ درجه سانتیگراد در عمق ۱۰۰ تا ۲۵۰ کیلومتری) وجود دارد که بر روی آن لیتوسفر (پوسته سخت بیرونی) قرار دارد. لیتوسفر به صفحات تکتونیک تقسیم شده که به طور مداوم بر روی استنوسفر جریانیافته لغزش میکنند. وقتی دو صفحه سعی میکنند از کنار هم بگذرند، اصطکاک مانع حرکت میشود و تنش در نقطه تماس انباشته میشود.
در نهایت صفحات این مانع را میشکنند و انرژی انباشته به صورت امواج لرزهای رها میگردد. نقطه روی سطح زمین که مستقیماً بالای کانون (هیپوسنتر) قرار دارد، اپیسنتر یا کانون زلزله نامیده میشود. بر اساس گزارش USGS، زلزلهها میتوانند در عمقهای تا ۷۰۰ کیلومتری رخ دهند. بیش از ۸۰ درصد آنها در حلقه آتش حاشیه اقیانوس آرام متمرکز هستند.
برخی زلزلهها نیز در میانه صفحات تکتونیک (زلزلههای درونصفحهای) رخ میدهند که اغلب ناشی از فعالشدن گسلهای قدیمی و پنهان هستند. روشهای اندازهگیری بزرگی زلزله علم زلزلهشناسی و ابزار لرزهنگار (سازموگراف) وظیفه ثبت و تحلیل حرکات زمین را بر عهده دارند. لرزهنگارهای پیشرفته حرکات را در سه بعد (بالا-پایین، شرق-غرب، شمال-جنوب) ثبت میکنند تا دانشمندان بتوانند بزرگی زلزله را محاسبه کنند.
مقیاس ریشتر مقیاس ریشتر، مقیاس لگاریتمی است که در سال ۱۹۳۵ توسط چارلز ریشتر ابداع شد. در این مقیاس، افزایش یک واحد برابر با دهگانه شدن دامنه امواج و حدود ۳۱.۶ برابر انرژی رها شده است. این مقیاس محدودیتهایی در فاصله و باند فرکانسی دارد.
مقیاس مومنت (قدر لحظه) برای رفع ایرادات ریشتر، مقیاس مومنت ارائه شد که بر اساس کل انرژی رها شده (مساحت گسل در میانگین لغزش) محاسبه میشود و دقیقترین معیار برای مقایسه زلزلههای بزرگ در سراسر جهان محسوب میشود. مقیاس شدت مرکالی اصلاحشده (MMI) این مقیاس کیفیت اثرات زلزله بر سطح زمین و سازهها را بر اساس مشاهدات میسنجد (از ۱ تا ۱۲) و برای ارزیابی خسارت و آمادگی مناطق کاربرد دارد. آیا پیشبینی زلزله امکانپذیر است؟
پیشبینی دقیق زمان، مکان و بزرگی زلزلهها تا به امروز محقق نشده است. اگرچه در دهه ۱۹۷۰ علمدانان امیدوار بودند، اما ناکامیهای مکرر در دهه ۱۹۸۰ و عقود بعد، توافق عمومی را بر این نتیجه رساند که پیشبینی کوتاهمدت و دقیق زلزله با دانش فعلی غیرممکن است. تمرکز فعلی بر پیشبینی احتمالی و سیستمهای هشدار زودرس است. راهکارهای ایمنسازی در برابر زلزله آمارها نشان میدهد سالانه حدود ۱۶ زلزله بزرگ (بزرگی ۷ ریشتر به بالا) رخ میدهد.
مهندسی سازههای مقاوم در برابر زلزله پیشرفت چشمگیری داشته است. از مهمترین تکنولوژیها میتوان به موارد زیر اشاره کرد ایزولاتورهای لاستیکی جداسازی ساختمان از زمین برای جذب انرژی لرزه. قابهای فولادی خاص حفظ یکپارچگی اسکلت ساختمان در برابر پیچش. دمپرها آونگهای عظیم در آسمانخراشها که انرژی لرزه و باد را جذب و تخلیه میکنند.
بزرگترین زلزله ثبتشده در تاریخ بزرگترین زلزله ابزار ثبتشده در ۲۲ مه ۱۹۶۰ در شیلی با بزرگی ۹.۶ ریشتر رخ داد. مرکز آن نزدیکی والدیویا بود و حدود ۱۰ دقیقه طول کشید. این زلزله باعث تخریب خانههای ۲ میلیون نفر، ۳ هزار زخمی و ۱۶۵۵ فوت شد. سونامی ناشی از آن با امواج ۲۵ متری سواحل را نابود کرد. شیلی به دلیل قرارگیری در حلقه آتش از فعالترین کشورهای لرزهخیز جهان است. آیا زلزله مزایایی هم دارد؟
بله، زلزلهها پنجرهای برای درک باطن زمین هستند. امواج لرزهای که در سراسر جهان ثبت میشوند، دادههای ارزشمندی درباره ترکیب، دما، سختی و ساختار لایههای درونی زمین فراهم میکنند. این اطلاعات به دانشمندان کمک میکند تا مدلهای تکتونیکی را بهینه کرده و تخمین خطر زلزله در گسلهای خاص را بهبود بخشند. زلزله در سیارات دیگر تا کنون سیارهای با تکتونیک صفحات مانند زمین کشف نشده، اما ماهلرزه و مریخلرزه وجود دارند.
ماهلرزهها ناشی از برخورد شهابسنگ، کشش گرانشی زمین، تغییرات دمایی شدید و گرمایش خورشید هستند. اولین لرزهنگار در مأموریت آپولو ۱۱ (توسط باز آلدرین) روی ماه نصب شد و تا ۱۹۷۷ فعال بود. در مریخ، کاوشگر اینسایت ناسا از آوریل ۲۰۱۹ تا کنون بیش از ۱۳۰۰ مریخلرزه ثبت کرده که بزرگترین آن در ۴ مه ۲۰۲۲ با بزرگی ۵ ریشتر رخ داده است.
نکات جالب و کلیدی درباره زلزله طویلترین زلزله تاریخ در ۱۸۶۱ در اندونزی حدود ۱۰ دقیقه طول کشید (بزرگی ۸.۵ ریشتر). زلزله متوسط (۴ تا ۶ ریشتر) معمولاً حدود یک دقیقه تداوم دارد. حداقل ۵۰۰ هزار زلزله در سال در جهان رخ میدهد. زلزلههای اقیانوس میتوانند سونامی را القا کنند. حداقل یک زلزله ۸ ریشتر یا بیشتر سالانه رخ میدهد. اکثریت زلزلهها در عمق حدود ۸۰ کیلومتری اتفاق میافتند.
خلاصه زلزله به زبان ساده زلزله لرزش پوسته زمین ناشی از رها شدن ناگهانی انرژی در لیتوسفر است. سالانه حدود ۲۰ هزار زلزله رخ میدهد (۵۵ در روز) که اکثراً ضعیفاند. شایعترین علت، برخورد صفحات تکتونیک است. اگرچه پیشبینی دقیق امکانپذیر نیست، اما با مهندسی سازههای مقاوم و رعایت اصول ایمنی میتوان خسارات را به شدت کاهش داد. سوالات متداول امنترین مکان در زمان زلزله کجاست؟ بهترین پناهگاه زیر یک میز چوبی استحکامدار است.
از دیوارهای بیرونی، پنجرهها، شیشهها، شومینه و اشیای تیز دوری کنید. اگر نمیتوانید حرکت کنید، سر و گردن خود را با بالش، پتو یا بالشتک محافظت کنید. آیا میتوان از وقوع زلزله جلوگیری کرد؟ خیر، جلوگیری از وقوع زلزله در قدرت بشر نیست. اما با ساخت ساختمانهای مقاوم، اصلاح قانونهای ساختوساز و آموزشهای عمومی، میتوان آسیبها و تلفات را به میزان قابلتوجهی کاهش داد.
