زمین لرزه های ناشی از نیروهای طبیعی

زمین لرزه های ناشی از نیروهای طبیعی چگونه است؟
زمین لرزه ها ناشی از آزاد شدن ناگهانی انرژی در برخی مناطق محدود شده توسط سنگ های زمین هستند.

این انرژی می تواند توسط کشش الاستیک، گرانش، واکنش های شیمیایی یا حتی حرکت اجسام عظیم آزاد شود.

از بین همه دلایل گفته شده کشش الاستیک مهم ترین دلیل ایجاد زمین لرزه است، زیرا این شکل از انرژی تنها نوعی است که می تواند به مقدار کافی در زمین ذخیره شود و اختلالات عمده ای ایجاد کند.

به زمین لرزه های ناشی از این نوع از آزادسازی انرژی، زلزله تکتونیک گفته می شود.

زمین لرزه های تکتونیکی توسط نظریه بازگشت الاستیک توضیح داده می شود که زمین شناس آمریکایی «هری فیلدینگ رید» (Harry Fielding Reid) پس از گسیختگی گسل سان آندریاس در سال 1906 و تولید زمین لرزه بزرگ سانفرانسیسکو مطرح کرد.

بر اساس این نظریه، زلزله تکتونیکی زمانی رخ می دهد که کشش در توده های سنگ تا جایی متراکم شود که از تنش های ناشی از مقاومت سنگ ها بیشتر شود و شکستگی ناگهانی رخ دهد.

این شکستگی ها به سرعت از طریق سنگ ها گسترش می یابند و معمولاً در همان جهت ادامه دارند. با این حال گاهی کیلومترها در امتداد یک منطقه محلی به صورت ضعیف پیشروی می کنند.

به عنوان مثال در سال 1906 گسل سان آندریاس در امتداد صفحه ای به طول 430 کیلومتر (270 مایل) امتداد یافت.

در امتداد این خط و شکست، زمین تقریباً 6 متر (20 فوت) به صورت افقی جابه جا شد.

با پیشرفت گسل در امتداد زمین یا افزایش گسل، توده های سنگ در جهت مخالف حرکت می کنند و می غلتند، بنابراین به موقعیتی می رسند که فشار کمتری وجود دارد و در آن حالت مستقر می شوند.

در هر نقطه ممکن است این حرکت نه یک بار بلکه چندباره و در دوره های زمانی نامنظم ایجاد شود.

کندی انتشار گسل و شروع مجدد ناگهانی باعث ایجاد ارتعاشاتی می شود که به صورت امواج لرزه ای منتشر و حس می شود. چنین خصوصیات نامنظمی از انتشار گسل اکنون از نظر فیزیکی و ریاضی در مدل سازی های مربوط به زلزله گنجانده شده است.

ناهمواری ها در امتداد یک گسل به عنوان ناهنجاری شناخته می شوند و گفته می شود در مکان هایی که انتشار و حرکت گسل کند یا متوقف می شود یک مانع وجود دارد.

گسیختگی گسل از کانون زلزله آغاز می شود، نقطه ای که در بسیاری از موارد نزدیک به 5 تا 15 کیلومتر زیر سطح زمین است.

گسیختگی در یک یا هر دو جهت بر روی صفحه گسل انتشار می یابد تا اینکه توسط یک مانع متوقف یا کند شود.

گاهی اوقات گسیختگی گسل توسط مانع متوقف می شود اما گسل در سمت دیگر مجدداً شروع به گسترش می کند.

در مواقع دیگر نیروهای موجود در سنگ ها موانع گسل را می شکنند و گسیختگی گسل ادامه پیدا می کند.

زمین لرزه ها بسته به نوع لغزش گسل که باعث زلزله شده است دارای خصوصیات مختلفی هستند، این موضوع را در شکل زیر نیز می توانید ببینید.

مدل معمول گسل، گسل امتداد لغز است که در این گسل ها جابه جایی کلی به موازات امتداد گسل است، یعنی لغزش امتدادی غالب بر لغزش شیبی است.

دیواره پایینی یک گسل مایل را کمر پایین یا فرودیواره می نامند. لایه و توده سنگی معلق روی فروپایه به عنوان کمربالا شناخته می شود.

وقتی توده های سنگی موازی با گسل امتداد لغز از کنار آن عبور می کنند، حرکت به عنوان گسلش امتداد لغز شناخته می شود. حرکت موازی و شیبدار گسل را نیز گسلش شیب لغز می نامند.

گسل امتداد لغز کاملاً به سمت راست یا کاملاً به سمت چپ حرکت می کند. جهت حرکت این گسل به جهت حرکت بلوک مقابل گسل و سمت حرکت آن بستگی دارد.

در گسل شیب لغز، اگر قسمت توده سنگی روی گسل نسبت به زیرلایه یا فرودیواره به سمت پایین حرکت کند، گسل عادی نامیده می شود. همچنین حرکت توده سنگی روی گسل به سمت مخالف یا به سمت بالا، در حالی که دیواره نسبت به زیرلایه یا فرودیواره به سمت بالا حرکت می کند باعث رانش می شود.

فرض بر این است که تمام گسل های شناخته شده محل رخداد یک یا چند زمین لرزه در گذشته بوده اند، اگر چه حرکات تکتونیکی در امتداد گسل ها اغلب کند است و بیشتر گسل های قدیمی زمین شناسی اکنون آسیمیسم هستند (یعنی دیگر باعث زمین لرزه نمی شوند).

توضیح گسلش واقعی مربوط به یک زلزله ممکن است پیچیده باشد و اغلب مشخص نیست که آیا در یک زلزله خاص کل انرژی از یک صفحه گسل صادر می شود یا خیر.

گسل های زمین شناسی مشاهده شده گاهی اوقات جابه جایی نسبی از مرتبه صدها کیلومتر در طول زمان زمین شناسی را نشان می دهند.

این در حالی است که جابه جایی ناگهانی حاصل از یک لغزش که امواج لرزه ای تولید می کنند ممکن است از چند سانتی متر تا چند ده متر متغیر باشد.

به عنوان مثال در زمین لرزه سال 1976 تانگشان جابه جایی یک متری در امتداد گسل شرق پکن و در زمین لرزه 1999 تایوان جابه جایی در راستای عمودی گسل چلونگ-پو تا هشت متر مشاهده شدند.