زلزله چیست؟ علل، اندازهگیری و راههای ایمنسازی در برابر زمینلرزه, زلزله یکی از هولناکترین و مخربترین پدیدههای طبیعی است که سالانه در نقاط مختلف کره زمین رخ میدهد و گاه جانها و اموال را هدف قرار میدهد. در این مقاله به بررسی جامع علل، مکانیزم رخداد، روشهای اندازهگیری و نکات ایمنی در برابر این پدیده میپردازیم. زمینلرزه چیست و چگونه تعریف میشود؟
زمینلرزه یا زلزله به لرزش ناگهانی پوسته زمین ناشی از رهایی لحظهای انرژی در لایهای به نام لیتوسفر گفته میشود.
بر اساس آمار سازمان زمینشناسی ایالات متحده (USGS)، حدود بیست هزار زمینلرزه در سال در جهان ثبت میشود که معادل ۵۵ زلزله در روز است. خوشبختانه اکثریت این موارد بسیار ضعیف هستند و نه تنها خسارتی وارد نمیآورند، بلکه توسط انسانها نیز احساس نمیشوند. مکانیزم رخداد زلزله انرژی چگونه آزاد میشود؟ وقتی انرژی انباشته شده در باطن زمین به صورت امواج لرزهای در پوسته رها میشود، زلزله رخ میدهد.
این امواج از کانونی به نام هیپوسنتر (مرکز درونی) به سمت لایههای بیرونی حرکت کرده و باعث ارتعاش سطح زمین میشوند.ت تکتونیک پوسته زمین با یکدیگر است.
زمین از لایههای هسته، گوشته و پوسته تشکیل شده است. در مرز گوشته و پوسته، لایه استنوسفر (آخرین بخش گوشته) و لیتوسفر (بیرونیترین لایه پوسته) قرار دارند. روی استنوسفر، صفحات تکتونیک مانند تکههای پازل قرار گرفته و تحت تأثیر حرارت هسته، به آرامی بر روی این لایه انعطافپذیر حرکت میکنند. دما در استنوسفر بین ۱۳۰۰ تا ۱۷۰۰ درجه سانتیگراد و در عمق ۱۰۰ تا ۲۵۰ کیلومتری متغیر است که باعث جریان آهسته ماگما و حرکت صفحات میشود.
هنگام دو صفحه سعی در عبور از کنار هم دارند، اصطکاک مانع حرکت میشود و تنش در مرز صفحات انباشته میگردد. در نهایت صفحات حرکت خود را ادامه میدهند و انرژی انباشته شده به صورت امواج لرزهای رها شده و زلزله ایجاد میکند. نقطه روی سطح زمین که مستقیماً بالای هیپوسنتر قرار دارد، اپیسنتر یا کانون زلزله نامیده میشود. زلزلهها میتوانند در عمقهای تا ۷۰۰ کیلومتری رخ دهند.
بیش از ۸۰ درصد آنها در لبههای صفحات تکتونیک و در منطقۀ حلقه آتش اطراف اقیانوس آرام اتفاق میافتند. برخی زلزلهها نیز در میانه صفحات (زلزلههای درونصفحهای) رخ میدهند که احتمالاً ناشی از فعالشدن گسلهای کهنه در پوسته هستند. روشهای اندازهگیری بزرگی زلزله علم زلزلهشناسی و ابزار لرزهنگار (سازموگراف) برای ثبت و تحلیل حرکات زمین به کار میروند.
لرزهنگارهای پیشرفته حرکات را در سه محور (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 ۱۹۳۵ توسط چارلز ریشتر ابداع شد. هر واحد افزایش در این مقیاس، دهگانه شدن دامنه امواج و حدود ۳۱.۶ برابر آزاد شدن انرژی بیشتر را میکند. این مقیاس از ۱ تا ۱۰ است، اما محدودیتهایی در دقت برای زلزلههای بسیار بزرگ یا دور دارد.
مقیاس مومنت (قدر لحظه) برای رفع محدودیتهای ریشتر، مقیاس مومنت ارائه شد که بر اساس کل انرژی رها شده (مساحت گسل ضربدر میانگین لغزش) محاسبه میشود. این مقیاس دقیقترین و معتبرترین روش برای مقایسه زلزلههای جهانی است. مقیاس شدت مرکالی اصلاحشده (MMI) این مقیاس بر اساس اثرات مشهود زلزله بر سطح زمین، ساختمانها و احساس مردم رتبهبندی میشود (از I تا XII). این مقیاس کمی است و به شرایط محلی مانند کیفیت ساختوساز بستگی دارد.
آیا پیشبینی زلزله امکانپذیر است؟ پیشبینی دقیق زمان، مکان و بزرگی زلزله تا به امروز امکانپذیر نبوده است. در دهه ۱۹۷۰ امیدها بالا بود، اما ناکامیهای مکرر در دهه ۱۹۸۰ باعث شد جامعه علمی به این نتیجه برسد که پیشبینی کوتاهمدت و دقیق زلزله ذاتاً غیرممکن است. تمرکز فعلی بر روی پیشبینی احتمالی برای بازههای زمانی طولانی و آمادهسازی است.
راههای ایمنسازی و کاهش ریسک آمارها نشان میدهد سالانه حدود ۱۶ زلزله بزرگ (بزرگی ۷ ریشتر به بالا) رخ میدهد. مهندسی زلزلهمحوری پیشرفت چشمگیری داشته است تا سازهها در برابر لرزش مقاوم شوند. از تکنولوژیهای پیشرفته میتوان به ایزولاتورهای لاستیکی در پایه ساختمان برای جداسازی سازه از حرکت زمین، قابهای فولادی خاص برای حفظ یکپارچگی و دمپرها در آسمانخراشها اشاره کرد.
دمپرها مانند آونگهای عظیم عمل کرده، انرژی لرزه را جذب و به حرارت تبدیل میکنند و از آسیب ساختمان جلوگیری میکنند. این سیستمها در برابر بادهای شدید نیز موثر هستند. بزرگترین زلزله ثبتشده در تاریخ بزرگترین زلزله ابزار ثبتشده، زلزله ۱۹۶۰ شیلی با بزرگی ۹.۶ مومنت است. مرکز آن نزدیکی والدیویا بود و باعث تخریب خانههای ۲ میلیون نفر، ۳ هزار زخمی و ۱۶۵۵ جانباخته شد.
این زلزله نزدیک به ۱۰ دقیقه طول کشید و سونامیهای با ارتفاع ۲۵ متری را برانگیخت. 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 با عبور از لایههای مختلف، اطلاعات ارزشمندی درباره ترکیب، دما، چگالی و ساختار درونی زمین به دانشمندان میدهند.
این دادهها به بهبود مدلهای زمینشناسی و تخمین خطر زلزله در گسلهای خاص کمک میکند. زلزله در سیارات دیگر تا کنون سیارهای با صفحات تکتونیکی فعال 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 ماه در مأموریت آپولو ۱۱ توسط باز آلدرین نصب شد و تا ۱۹۷۷ فعال بود.
در مریخ، کاوشگر اینسایت ناسا از ۲۰۱۹ تا کنون بیش از ۱۳۰۰ مریخلرزه ثبت کرده که بزرگترین آن ۵ ریشتر در مه ۲۰۲۲ بوده است. نکات جالب و آمارهای کلیدی طویلترین زلزله ثبتشده زلزله ۱۸۶۱ اندونزی با مدت نزدیک ۱۰ دقیقه و بزرگی ۸.۵ ریشتر. زلزله متوسط (۴-۶ ریشتر) معمولاً حدود یک دقیقه طول میکشد. حداقل ۵۰۰ هزار زلزله در سال در جهان رخ میدهد (اکثری حس نمیشوند). زلزلههای اقیانوس میتوانند سونامی ایجاد 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 رهایی ناگهانی انرژی در لیتوسفر است. سالانه حدود ۲۰ هزار زلزله رخ میدهد که اکثراً ضعیفاند. مهمترین علت، حرکت و 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، با بالش، پتو یا بالشتک سر و گردن خود را محافظت کنید. آیا میتوان از وقوع زلزله جلوگیری کرد؟ خیر، جلوگیری از وقوع زلزله امکانپذیر نیست.
اما با ساخت ساختمانهای مقاوم، اصلاح ساختمانهای موجود و آموزشهای عمومی، میتوان آسیبها و تلفات را به میزان قابلتوجهی کاهش داد.
