به گزارش دلچسب
زلزله را می‌توان به گفتن یکی از هولناک‌ترین و مرگبارترین بلایای طبیعی شناخت. این اتفاق که هر ساله در نقاط مختلفی از کره زمین رخ می‌دهد، بعضی اوقات می‌تواند تهدیدکننده جان انسان نیز باشد. در این مقاله تصمیم داریم با اتفاق زلزله زیاد تر آشنا شویم. علل این اتفاق و ایمن‌سازی در برابر آن را توضیح می‌دهیم و بازدید می‌کنیم که آیا زلزله در سیارات دیگر نیز رخ می‌دهد یا خیر.
زمین لرزه چیست؟
اتفاق زلزله که با نام «زمین لرزه» نیز شناخته می‌شود، درحقیقت لرزش پوسته زمین در نتیجه آزاد شدن ناگهانی انرژی در لایه‌ای از زمین به نام «لیتوسفر» است. شدت زمین لرزه می‌تواند متفاوت باشد، از زمین لرزه‌های ضعیف که نمی‌توان آن‌ها را حس کرد تا آن دسته زمین لرزه‌هایی که به قدر کافی شدید می باشند تا یک شهر را تخریب کنند.
هر ساله نزدیک به بیست هزار زمین‌لرزه در زمین رخ می‌دهد که بر پایه گزارش سازمان زمین‌شناسی ایالات‌متحده (USGS) معادل با ۵۵ زلزله در هر روز سال است! خوشبختانه تعداد بسیاری از این موارد آن‌قدر ناچیز می باشند که نه‌تنها هیچ خسارتی داخل نمی‌کنند، بلکه ما هم آن‌ها را حس نمی‌کنیم.
زلزله چطور رخ می‌دهد؟
زلزله وقتی رخ می‌دهد که مقدار بسیاری انرژی ذخیره‌شده در مرکز زمین به شکل امواج لرزه‌ای در پوسته زمین آزاد می‌شود. درحقیقت این امواج از مرکزی با نام «hypocenter» به‌سمت لایه‌های بیرونی می‌آیند و درنتیجه پوسته زمین اغاز به ارتعاش یا لرزیدن می‌کند. اما این انرژی از کجا می‌آید؟
علت زلزله چیست؟
زمین‌لرزه‌ها توسط فرایندهای مختلفی تشکیل خواهد شد که معروف‌ترین آن‌ها عبارت هستند از: فوران‌های آتشفشانی، رانش زمین و حتی برخورد شهاب‌ها با زمین. اما شایع‌ترین علت زمین‌لرزه برخورد صفحات پوسته زمین یا «صفحات تکتونیک» با یکدیگر است.
همان گونه که می‌دانید، زمین از چند لایه راه اندازی شده است که به‌ترتیب از داخلی‌ترین لایه به بیرونی‌ترین عبارت هستند از: هسته، گوشته و پوسته. هرکدام از این نواحی قطر مخصوص به خود را دارند و از مواد متغیری راه اندازی شده‌اند. گوشته و پوسته نیز خود از لایه‌های گوناگون راه اندازی شده‌اند. در مرکز زمین که هسته در آن قرار دارد، دما به‌حدی بالاست که همه مواد در حالت مذاب قرار دارند. به‌مرور زمان با حرکت به‌سمت پوسته، دما افت می‌یابد و مواد زمان سفت‌وسخت شدن دارند.
در حد فاصل گوشته و پوسته، بین لایه «استنوسفر» که به‌گفتن آخرین لایه گوشته که به پوسته متصل است، شناخته می‌شود و این چنین «لیتوسفر» که بیرونی‌ترین لایه پوسته زمین است – همان لایه‌ای که ما روی آن قدم می‌گذاریم – صفحاتی قرار دارند که همانند به تکه‌های یک پازل می باشند. این صفحات مدام در تاثییر انرژی واردشده از گرمای هسته زمین که به‌سمت بالا (بیرون) می‌آید، درحال حرکت می باشند. به عبارت دیگر، می‌توان او گفت این صفحات مدام درحال لیزخوردن روی لایه بیرونی گوشته زمین می باشند.
دما در لایه استنوسفر از ۱۳۰۰ تا ۱۷۰۰ درجه سانتی‌گراد متغیر است. اگر سطح زمین را مبدأ اندازه‌گیری ارتفاع در نظر بگیریم، این لایه ارتفاع ۱۰۰ تا ۲۵۰ کیلومتر زیر زمین را پوشش می‌دهد. دمای بالا در این لایه جهت می‌شود تا علی‌رغم جامد‌بودن مواد راه اندازی‌دهنده، خاصیت ارتجاعی افزایش یابد و استنوسفر به یک لایه جاری تبدیل شود! این لایه انعطاف‌پذیر می‌تواند به‌آرامی تحت همرفت گرما جریان یابد و به حرکت ماگما و سنگ‌ها در زمین پشتیبانی کند. همین قضیه جهت حرکت صفحات تکتونیک نیز می‌شود.
هنگامی که دو صفحه تلاش می‌کنند از کنار یکدیگر عبور کنند، اصطکاک مانع این می‌شود که بتوانند به‌راحتی سر بخورند و درنتیجه تنش بین صفحات در نقطه تماس تشکیل می‌شود. بااین‌حال، این قضیه جهت توقف صفحات نمی‌شود و صفحات درنهایت به حرکت خود در این چنین شرایطی ادامه خواهند داد. اما مقدار انرژی این تنش به‌صورت امواج آزاد شده و از درون زمین به سطح می‌آید که در تاثییر آن زلزله رخ می‌دهد. نقطه‌ای از سطح زمین که مستقیماً بالای کانون یا مرکز زمین‌لرزه قرار دارد، به‌گفتن کانون زمین‌لرزه شناخته می‌شود.
مطابق گزارش‌های منتشرشده از سوی USGS، زلزله می‌تواند در هر نقطه‌ای بین سطح زمین و نزدیک به ۷۰۰ کیلومتری عمق زمین تشکیل شود. زمین‌لرزه در امتداد لبه‌های صفحه‌های تکتونیک شایع است و بر پایه اطلاعات سازمان زمین‌شناسی بریتانیا، بیشتر از 80 درصد زلزله‌ها در اطراف منطقه‌ای به نام «حلقه آتش» در اطراف اقیانوس آرام رخ خواهند داد. بااین‌حال، برخی از زلزله‌ها می‌توانند دور از لبه و درست در وسط صفحه تکتونیک ظاهر شوند. این دسته از زمین‌لرزه‌ها با گفتن «زلزله‌های درون‌صفحه‌ای» شناخته خواهد شد و اگرچه اطلاعات مقداری در رابطه آن‌ها حاضر است، اما برخی دانشمندان اعتقاد دارند که این زلزله‌ها ناشی از گسل‌هایی می باشند که از قبل وجود داشته‌اند و زمان‌ها پیش در پوسته زمین شکل گرفته و حال فعال شده‌اند.
زلزله چطور اندازه گرفته می‌شود؟
شاخه‌ای از علم مربوط به زلزله و رویدادهای مرتبط با آن را با گفتن «زلزله‌شناسی» تعریف می‌کنند. دانشمندان فعال در این حوزه، به بازدید ویژگی‌های مرتبط با زلزله می‌پردازند. «لرزه‌نگار» ابزاری است که برای تشخیص و اندازه‌گیری حرکات زمین ناشی از فعالیت لرزه‌ای مورد منفعت گیری قرار می‌گیرد. بر پایه گزارش سازمان زمین‌شناسی بریتانیا، لرزه‌‌نگاری ثبت حرکات زمین به پشتیبانی ابزار مذکور است. یک لرزه‌سنج ساده شامل قلمی است که به یک جرم متصل شده. هنگامی که زلزله رخ می‌دهد و زمین حرکت می‌کند، این جسم نیز حرکت کرده و حرکات خود را روی یک پوسته کاغذی درحال چرخش ثبت می‌کند. این یک روش ثبت زمین‌لرزه به‌صورت دوبعدی است. لرزه‌نگارهای گسترش یافتهتر حرکات زمین را در سه سپس ثبت می‌کنند: بالا و پایین، شرق به غرب و شمال به جنوب. دانشمندان با پشتیبانی داده‌هایی که به این صورت ثبت خواهد شد، می‌توانند اندازه زلزله رخ‌داده را محاسبه کنند که به آن (به‌صورت تخصصی) «بزرگی زلزله» نیز حرف های می‌شود.
مقیاس ریشتر احتمالا شناخته‌شده‌‌ترین روش برای اندازه‌گیری بزرگی زمین‌لرزه باشد. این مقیاس لگاریتمی که در سال ۱۹۳۵ توسط «چارلز اف ریشتر» ساخته شد، اولین‌بار برای قیاس اندازه زمین‌لرزه‌ها در کالیفرنیا مورد منفعت گیری قرار گرفت.
مقیاس ریشتر از ۱ تا ۱۰ تقسیم‌بندی می‌شود و افزایش آن به‌صورت لگاریتمی است. به گفتن دیگر، افزایش به‌اندازه یک مقدار برابر با افزایش ۱۰ برابری در مقدار بزرگی زلزله است. بزرگی زمین‌لرزه ثبت‌شده نیز مربوط به دامنه امواج ثبت‌شده توسط لرزه‌نگار است. در این اندازه‌گیری، فاصله از خط مرکز موج تا قله موج یا قعر موج مورد‌دقت است.
یکی از مشکلات این تکنیک این است که دامنه امواج زمین‌لرزه نه‌تنها تحت تأثیر خود زلزله است، بلکه از فاصله بین لرزه‌سنج و مرکز زلزله و حتی نوع سنگی که امواج از آن عبور می‌کنند نیز تأثیر می‌پذیرد. به‌این‌ترتیب، برای محاسبه تغییرات شرایط در هر زلزله، باید تنظیمات مختلفی در داده‌های لرزه‌سنج انجام شود، به‌طوری که بزرگی محاسبه‌شده صرف‌نظر از جایی که زلزله در آن اندازه‌گیری شده است، یکسان باشد.
به حرف های USGS، از آنجایی که با پیشرفت تکنولوژی لرزه‌سنج‌های بیشتری در سراسر جهان نصب می‌شدند تا مقدار بزرگی زلزله را در نواحی گوناگون در طول سال اندازه بگیرند، تنظیم لرزه‌سنج با مقیاس ریشتر با مقصد به‌دست‌آوردن نتایج یکسان در اندازه‌گیری دشوار شد و دانشمندان دریافتند این مقیاس فقط برای محدوده‌های خاصی از فرکانس و مسافت کارایی دارد.
به این علت دانشمندان مقیاس جدیدی را اراعه دادند که می‌تواند بدون این مشکلات در سراسر جهان مورد منفعت گیری قرار گیرد. این مقیاس تازه «قدر لحظه» نام دارد. لحظه به مقدار مقدار انرژی آزاد‌شده در زمان زمین‌لرزه مربوط است که در مساحت سطح گسل ضرب می‌شود. این مقیاس را می‌توان با منفعت گیری از لرزه‌نگارها تخمین زد و مربوط به کل انرژی آزاد‌شده در زلزله است. درواقع بزرگی یا قدر لحظه‌ای قابل مطمعن‌ترین روش تخمین اندازه زمین‌لرزه است.
مقیاس فرد دیگر که در مطالعات مرتبط با زلزله به‌کار گرفته می‌شود، مقیاس «شدت مرکالی اصلاح‌شده» یا «MM» است. این مقیاس مقدار تأثیر زلزله بر سطح زمین را گفتن می‌کند و مقیاسی مبهم است؛ چون بر پایه مقادیر عددی نیست، بلکه یک رتبه‌بندی بر پایه اثرات قابل مشاهده در سطح زمین است. این مقیاس می‌تواند اندکی گمراه‌کننده باشد، چون رتبه‌ای که دو منطقه صدمه‌دیده با شدت یکسان دریافت می‌کنند، نهایتاً متفاوت است و این بستگی به سطوح گوناگون آمادگی دو ناحیه در برابر زلزله، مقاومت سازه‌ها و زیرساخت‌هایشان دارد.
آیا می‌توان زلزله را پیش‌بینی کرد؟
پیش‌بینی زلزله یکی از شاخه‌های علم لرزه‌شناسی است که در آن به تعیین زمان، مکان و بزرگی زمین‌لرزه‌های آینده می‌پردازند.
در دهه ۱۹۷۰، دانشمندان باور داشتند که پیشرفت تکنولوژی به آن‌ها پشتیبانی خواهد کرد تا با منفعت گیری از روشی بتوانند زمین لرزه را پیش‌بینی کنند. اما در دهه ۱۹۸۰ ناکامی‌های پی در پی در پیش‌بینی این رخداد جهت شد تا دانشمندان به این سوال فکر کنند که آیا واقعا می‌توان زلزله را پیش‌بینی کرد یا خیر؟
با گذشت دهه‌ها از زمان مذکور، اما تا این مدت دانشمندان نتوانسته‌اند روشی موثق و دقیق برای پیش‌بینی زلزله ارایٔه دهند. دانشمندان اکنون باور دارند که پیش‌بینی این رخداد ذاتا غیرممکن است.
چطور در برابر زلزله ایمن شویم؟
دانشمندان با مطالعه گزارش‌ها و داده‌های جمع‌آوری‌شده از زلزله از سال ۱۹۰۰ تا بحال، دریافته‌اند سالانه تقریباً ۱۶ زلزله بزرگ در زمین رخ می‌دهد. زلزله بزرگ به آن دسته زلزله‌ها با مقیاس ۷ ریشتر یا زیاد تر حرف های می‌شود. مطابق گزارش USGS، در ۴۰ تا ۵۰ سال قبل، تعداد زلزله‌ها تقریباً ۱۲ برابر زیاد تر از این مقدار بوده که امری دلواپس‌کننده است.
قوانین ساخت‌وساز در تعداد بسیاری از مناطقی که مستعد زمین‌لرزه می باشند، به‌شدت سختگیرانه است تا مطمعن حاصل شود که سازه تازه با به‌کارگیری تکنولوژی‌های تازه در برابر زلزله مقاوم است. مثالهای بیشماری از پیشرفت‌های ساختمانی در این مورد وجود دارد که از بین آن‌ها می‌توان به ضربه‌گیرهای لاستیکی در پایه‌ها برای پشتیبانی به جذب لرزش یا قاب‌های فولادی با ساختار اختصاصی برای جلوگیری از پیچ‌وتاب‌خوردن ساختمان و نگه داری یکپارچگی چهارچوب ساختمان اشاره کرد.
مسئله قابل‌دقت این است که تکنولوژی ساخت به‌اندازه‌ای پیشرفت کرده که آسمان‌خراش‌های بزرگ نیز می‌توانند در برابر زمین‌لرزه مقاوم شوند. در ساخت برخی از آسمان خراش‌ها از توپ‌های تثبیت‌کننده بزرگی منفعت گیری می‌شود که «دمپر» نام دارند و اساساً به‌گفتن آونگ‌های غول‌پیکری عمل می‌کنند که ضربه را جذب کرده و انرژی آن را به‌صورت انرژی حرکتی در خود تخلیه می‌کنند تا از صدمه‌رسیدن به سازه جلوگیری شود. این دمپرها علاوه بر آنکه در زمان زلزله از ساختمان محافظت می‌کنند، درصورت وزش باد شدید یا طوفان نیز اجازه نمی‌دهند آسیبی ناشی از حرکت یا ارتعاش به ساختمان داخل شود.
بزرگ‌ترین زمین‌لرزه ثبت‌شده
بزرگ‌ترین زلزله‌ای که تا بحال به ثبت رسیده است، در سال ۱۹۶۰ رقم خورد که بزرگی آن ۹.۶ ریشتر می بود و در شیلی اتفاق افتاد. بر پایه گزارش‌های منتشرشده، مرکز این زمین‌لرزه در نزدیکی منطقه «لوماکو» در جنوب سانتیاگو می بود که منطقه «والدیویا» با تخریب خانه ۲ میلیون نفر، ۳ هزار زخمی و ۱۶۵۵ کشته بیشترین صدمه را از این زلزله دید.
این زلزله در تاریخ ۲۲ می در ساعت ۱۹:۱۱ دقیقه رقم خورد و چنان قوی می بود که نزدیک به ده دقیقه طول کشید. امواج سونامی ناشی از این زلزله تا ۲۵ متر ارتفاع داشتند و سواحل شیلی را نابود کردند.
دانشمندان در توضیح علل این زلزله این‌طور توضیح داده‌اند که شیلی در امتداد حلقه آتش اقیانوس آرام قرار دارد؛ منطقه‌ای شناخته‌شده با لرزه‌خیزی بالا. امروزه شیلی را (به‌علت موقعیت جغرافیایی‌اش) به‌گفتن یکی از فعال‌ترین کشورهای جهان از نظر لرزه‌ای می‌شناسند.
آیا زلزله منفعت‌ای دارد؟
احتمالا شگفتی‌آور باشد اگر بشنوید که زمین‌لرزه می‌تواند فوایدی را نیز با خود به‌همراه داشته باشد. زمین‌لرزه می‌تواند اطلاعات زیاد مفیدی از فضای داخلی زمین، ساختار لایه‌ها و جنس مواد در اختیار دانشمندان قرار دهد. آن‌ها به پشتیبانی اطلاعاتی که از زلزله به‌دست می‌آورند، قادر می باشند ارتفاع لایه‌های گوناگون زمین را تخمین بزنند و جنس مواد راه اندازی‌دهنده آن را بازدید کنند.
هنگامی که لرزه‌سنج‌ها در سراسر جهان امواج لرزه‌ای را ثبت می‌کنند، درحقیقت اطلاعات مرتبط با ویژگی‌های آن‌ها همانند شدت امواج را ثبت می‌کنند که شدت به‌خودی‌خود می‌تواند اطلاعات ارزشمندی را در رابطه ترکیب ساختار درونی زمین، دما و سختی موادی که امواج از آن عبور کرده‌اند، در اختیار دانشمندان قرار دهد.
مکان و بزرگی یک زلزله این چنین می‌تواند دریچه‌ای برای فهمیدن فرایندهای تکتونیکی زمین باشد. به حرف های مؤسسه اقیانوس‌شناسی «Woods Hole»، افزایش دانش زمین‌شناختی به دانشمندان پشتیبانی می‌کند که محاسبات خود را در رابطه گمان رخداد زلزله در امتداد گسل‌های خاص افزایش دهند.
آیا زلزله در سیارات دیگر هم رخ می‌دهد؟
اطلاعات دانشمندان تا بحال گفتن کرده است که سیاره فرد دیگر را نمی‌شناسیم که دارای یک لیتوسفر تقسیم‌شده به صفحات واقعی باشد که تحت فرایندهای تکتونیکی قرار بگیرد. یقیناً این بدان معنی نیست که زمین‌لرزه هیچ‌جای فرد دیگر در منظومه شمسی وجود ندارد، بلکه تنها راه تشکیل آن از طریق برخورد صفحات تکتونیک نیست.
ماه‌لرزه‌ها و مریخ‌لرزه‌ها هر دو شناسایی شده‌اند و به محققان این امکان را خواهند داد که در داخل این سیارات دوردست کاوش کنند. به حرف های دانشمندان، ماه‌لرزه‌ها ناشی از موارد زیر می باشند:
- برخورد شهاب‌سنگ‌ها به سطح ماه
- کشش گرانشی زمین که علتکشیده‌شدن و فشردگی مواد درونی ماه می‌شود
- تغییرات شدید دما در سطح ماه که جهت شکستن پوسته می‌شود
- و درنهایت گرمایش خورشید که جهت زمین‌لرزه‌های حرارتی می‌شود
به گزارش مجله تحقیقات و نوآوری اتحادیه اروپا، اولین لرزه‌سنج در طول مأموریت «آپولو ۱۱» روی ماه قرار گرفت و توسط «باز آلدرین» که پای خود را برای اثبات حضورش بر سطح ماه می‌کوبید، مورد آزمایش قرار گرفت. چندین لرزه‌سنج دیگر در مأموریت‌های بعدی آپولو روی ماه قرار گرفتند تا داده‌های مورد قیمت زلزله در سطح قمر زمین را ثبت کنند.
لرزه‌سنج‌ها تا سال ۱۹۷۷ فعال بودند. دانشمندان تا این مدت درحال تجزیه‌وتحلیل داده‌های جمع‌آوری‌شده از این ابزار می باشند. متأسفانه هم‌اکنون هیچ لرزه‌سنج فعالی روی ماه وجود ندارد.
دانشمندان امیدوارند در مأموریت‌های آینده ماه (مأموریت‌های آرتمیس) بتوانند لرزه‌سنج‌های گسترش یافتهتر امروزی را روی ماه مستقر کنند تا اطلاعات بیشتری در رابطه ساختار درونی آن به‌دست آورند.
از نظر دیگر، برای آنکه اطلاعات خود را از زلزله‌های سیاره سرخ کامل کنیم، به گمان زیادً باید زیاد تر چشم به راه بمانیم. اولین مریخ‌لرزه توسط کاوشگر مریخ «InSight» ناسا در ۶ آپریل ۲۰۱۹ شناسایی شد. در این کشف، از ابزار «SEIS» منفعت گیری شد. از آن زمان، این کاوشگر بیشتر از ۱۳۰۰ مریخ‌لرزه را شناسایی کرده که بزرگ‌ترین آن‌ها زلزله‌ای با قوت ۵ ریشتر بوده است. این زلزله که در ۴ می ۲۰۲۲ رقم خورد، بزرگ‌ترین زلزله‌ای بوده که تا بحال در سیاره‌ای غیر از زمین شناسایی شده است.
چند مسئله دلنشین!
- طویل‌ترین زلزله ثبت‌شده در تاریخ در نزدیک به ده دقیقه طول کشید. این زلزله در سال ۱۸۶۱ در جزیره‌ای در اندونزی رقم خورد و بزرگی ۸.۵ ریشتری داشت.
- یک زلزله متوسط (نزدیک به ۴ تا ۶ ریشتر) نزدیک به یک دقیقه طول می‌کشد.
- حداقل پانصد هزار زلزله در هر سال در کره زمین رخ می‌دهد.
- زمین‌لرزه‌هایی که در زیر اقیانوس رخ خواهند داد، می‌توانند جهت سونامی شوند.
- حداقل در هر سال یک زلزله با بزرگی ۸ ریشتر یا زیاد تر در کره زمین رخ می‌دهد.
- زیاد تر زمین‌لرزه‌ها در عمق نزدیک به ۸۰ کیلومتری از سطح زمین رخ خواهند داد.
خلاصه: زلزله چیست؛ به زبان ساده
اتفاق زلزله درحقیقت لرزش پوسته زمین در نتیجه آزاد شدن ناگهانی انرژی در لایه‌ای از زمین به نام لیتوسفر است. هر ساله نزدیک به بیست هزار زمین‌لرزه در زمین رخ می‌دهد که بر پایه گزارش سازمان زمین‌شناسی ایالات‌متحده (USGS) معادل با ۵۵ زلزله در هر روز سال است! خوشبختانه تعداد بسیاری از این موارد آن‌قدر ناچیز می باشند که نه‌تنها هیچ خسارتی داخل نمی‌کنند، بلکه ما هم آن‌ها را حس نمی‌کنیم. زمین‌لرزه‌ها توسط فرایندهای مختلفی تشکیل خواهد شد که معروف‌ترین آن‌ها عبارت هستند از: فوران‌های آتشفشانی، رانش زمین و حتی برخورد شهاب‌ها با زمین. اما شایع‌ترین علت زمین‌لرزه برخورد صفحات پوسته زمین یا صفحات تکتونیک با یکدیگر است.
سؤالات متداول
در زمان زلزله بهتر است زیر یک میز چوبی محکم پناه بگیرید. از دیوارهای بیرون، پنجره‌ها، میزهای شیشه‌ای، شومینه و مکان‌هایی که اشیای تیز یا شیشه‌ای در آن جمع‌آوری شده‌اند، دوری کنید. اگر قادر به حرکت در لحظه نیستید، یک جسم نرم همانند بالش، پتو یا کوسن را روی سر خود بگیرید.
متأسفانه جواب این سوال منفی است. ما نمی‌توانیم از رخ‌دادن زلزله جلوگیری کنیم اما می‌توانیم با ساختن سازه‌های ایمن‌تر و ارایٔه آموزش‌های صحیح، اثرات آن را تا مقدار قابل‌توجهی افت دهیم.
دسته بندی مطالب
