Zemestrīce — definīcija, cēloņi, mērvienas un seismoloģija
Uzzini, kas ir zemestrīce — definīcija, cēloņi, mērvienas un seismoloģija. No Rihtera skalas līdz cunami riskam un seismogrāfu mērījumiem.
Zemestrīce ir pēkšņa Zemes tektonisko plātņu vai citu ģeoloģisku struktūru kustība, kas rada zemes satricinājumus un zemes virsmas deformācijas. Šīs kustības izplata elastiskos viļņus pa Zemi, kas var bojāt ēkas, infrastruktūru un izraisīt zemes nogruvumus vai citus sekundārus notikumus.
Cēloņi
Zemestrīces galvenokārt rodas, kad uzkrātais spriegums iežu slāņos pēkšņi atbrīvojas. Tipiskākie cēloņi:
- Tektoniskās plātņu mijiedarbības — sadursmes, noārdīšanās (subdukcija) vai pārvietošanās gar transformpārvades šķēršļiem;
- Vulkāniskās darbības — magma kustība un vulkāna izvirdumi;
- Cilvēka darbības izraisītas — piem., ūdenskrātuves aizpildīšana, raktuves vai naftas/gāzes ieguve (inducētas zemestrīces);
- Sejas un iežu sabrukšana — alvju vai pazemes tukšumu sabrukšana.
Seismoloģija un mērīšana
Zemestrīču izpēti sauc par seismoloģiju. Seismoloģijā izmanto tīklus seismiskos sensorus, kas mēra Zemes kustības:
- Seismometrs — instruments, kas reģistrē zemes vibrācijas;
- Seismogrāfs — ierīce, kas veido seismogrammas (ierakstus) par šīm kustībām;
- Seismogramma — ierakstīts signāls, no kura seismologi nosaka viļņu laiku, amplitūdu un citu informāciju.
Seismoloģija nosaka zemestrīces epicentru (punktu virsmā virs notikuma) un hipocentru jeb fokusu (punktu zem zemes, kur spriegums tika atbrīvots). Tāpat tiek analizēti seismiskie viļņi — P-viļņi (garenviļņi), S-viļņi (šķērsvilnēs) un virsmas viļņi (piem., Love un Rayleigh viļņi), kas nosaka satricinājumu ilgumu un raksturu.
Mērvienas, skalas un to nozīme
Zemestrīču lielumu bieži raksturo ar magnitūdu (mēroga skaitlis, kas atspoguļo atbrīvoto enerģiju vai viļņa amplitūdu). Biežāk lietotās skalas:
- Rihtera skala — 1935. gadā izveidota lokālā magnitūdas skala (Čārlzs F. Rihters). Tā ir logaritmiska: viena magnitūdas vienība atbilst apmēram 10 reižu lielākai seismiskās viļņa amplitūdai un aptuveni 31,6 reižu lielākai izdalītajai enerģijai;
- Momentmagnitūda (Mw) — mūsdienās plaši lietota skala, kas precīzāk apraksta lielu zemestrīču enerģiju;
- Intensitātes skalas (piem., Modificētā Merkalli skala) — apraksta zemestrīces ietekmi un bojājumus konkrētā vietā (cilvēku izjūtas, ēku bojājumi), tātad var atšķirties dažādās vietās vienas zemestrīces laikā;
- Kvantitatīvi parametri — piemēram, maksimālā grunts paātrinājuma (PGA) izteikta kā daļa no brīvā kritiena paātrinājuma (g).
Magnitūdas skaitlim nav fiziskas mērvienības — tas ir skalas rādītājs. Lai gan reizēm tiek teikts, ka Rihtera skala ir no 0 līdz 9, tā ir logaritmiska un teorētiski neierobežota. Praktiski vislielākā jebkad reģistrētā zemestrīce bija 9,5 magnitūdas (1960. gada Valdivijas zemestrīce Čīlē).
Sekas un sekundāri fenomeni
Zemestrīces var izraisīt dažādas tiešas un netiešas sekas:
- Ēku un infrastruktūras bojājumi, cilvēku upuri un ievainojumi;
- Zemestrīce zem okeāna var izraisīt cunami, kas, plūstot pāri tālām jūrām, rada plašus postījumus piekrastes zonās;
- Zemes nogruvumi un kritiskas virsmas deformācijas (tostarp šķidrākasēšanās jeb liquefaction) kalnu un piekrastes apvidos;
- Plūdi, ugunsgrēki no bojātiem cauruļvadiem vai elektrotīkliem, kā arī ilgtermiņa sociālekonomiskas sekas reģionos ar smagiem bojājumiem.
Prognozēšana, brīdināšana un riska samazināšana
Precīzu zemestrīces laiku un vietu zinātnieki šobrīd nevar paredzēt. Tomēr pastāv:
- Seismiskā riska kartes un probabilistiskie prognožu modeļi, kas norāda, kur un cik bieži zemestrīces var būt (bieži saistīti ar līnijām jeb tektoniskajām joslām);
- Agrīnās brīdināšanas sistēmas — dažās valstīs seismiskie tīklu dati un automātiskie rīkojumi ļauj sniegt dažas līdz desmitiem sekunžu brīdinājumu līdz spēcīgākajiem viļņiem sasniedz apdzīvotas vietas, kas var glābt dzīvības;
- Būvnormatīvi un inženiertehniska sagatavošana — zemestrīcizturīgas konstrukcijas, stiprināšanas programmas un evakuācijas plāni būtiski samazina upuru un zaudējumu apmēru.
Vēsturiskas un praktiskas piezīmes
Zemestrīces ir dabiska Zemes iežu cikla sastāvdaļa. Dažas reģionālās zonas ir īpaši pakļautas — piemēram, plātņu robežas un subdukcijas joslas. Lielas zemestrīces var radīt katastrofālas sekas, savukārt mazas parasti ir nepamanāmas cilvēkiem. Zinātnieki veic nepārtrauktu novērošanu un pētniecību, lai uzlabotu brīdināšanas iespējas un samazinātu risku sabiedrībai.
Kā sagatavoties
- Sagatavojiet evakuācijas plānu un "ņemšanas somu" ar ūdeni, pārtiku, medikamentiem un galvenajiem dokumentiem;
- Nodrošiniet mēbeles un plauktus pret apgāšanos;
- Iepazīstieties ar vietējām evakuācijas vietām un ārkārtas pakalpojumu kontaktiem;
- Sekojiet oficiālajām jomām brīdinājumiem un instrukcijām pirms, laikā un pēc zemestrīces.
Sanfrancisko, Kalifornijas štatā, 1906. gadā notikušās zemestrīces postījumi.
Vēsture
Zemestrīces dažkārt skar pilsētas un nogalina simtiem vai tūkstošiem cilvēku. Lielākā daļa zemestrīču notiek Klusā okeāna ugunsgrēka riņķī, bet lielākās zemestrīces lielākoties notiek citās vietās. Tektoniski aktīvas vietas ir vietas, kur bieži notiek zemestrīces vai vulkānuizvirdumi.
Zemestrīces cēloņi
Zemestrīces izraisa Zemes garozas tektoniskās kustības. Galvenais iemesls ir tektonisko plātņu pārvietošanās viena pār otru, izraisot orogēniju (kalnu veidošanos) un spēcīgas zemestrīces.
Robežas starp kustīgajām plāksnēm veido lielākās lūzuma virsmas uz Zemes. Kad tās sastingst, kustība starp plāksnēm izraisa pieaugošu spriedzi. Tas turpinās līdz brīdim, kad spriegums pieaug un pārtrūkst, pēkšņi ļaujot slīdēt pa nobloķēto lūzuma daļu. Tādējādi uzkrātā enerģija atbrīvojas triecienviļņu veidā. Šādi lūzumi ir San Andreasas lūzums Sanfrancisko un Rifta ielejas lūzums Āfrikā. 1. Vulkāniskās zemestrīces: zemestrīces, ko izraisa vulkānu izvirdumi, ir diezgan postošas. Tomēr tās notiek tikai aktīvo vulkānu rajonos. 2. Sabrukšanas zemestrīces : Teritorijās, kur notiek intensīva kalnrūpniecības darbība, bieži sabrūk pazemes raktuvju jumti un notiek nelieli grūdieni. Tās sauc par sabrukšanas zemestrīcēm.
Zemestrīču lūzumu veidi
Pastāv trīs galvenie ģeoloģisko lūzumu veidi, kas var izraisīt zemestrīces: normālais, reversais (vilces) un trieciena slīpums. Normālie lūzumi galvenokārt rodas apgabalos, kur garoza tiek paplašināta. Reversie lūzumi rodas vietās, kur garoza saīsinās. Pārrāvumi ir stāvas struktūras, kur abas lūzuma puses horizontāli slīd viena gar otru.
Sena seismometra replika ar svārstu, kas jutīgs pret zemes grūdieniem. Mūsu ēras 133. gadā Luoyangā tas konstatēja zemestrīci 400 līdz 500 km (250 līdz 310 jūdžu) attālumā.
Zemestrīču klasteri
Lielākā daļa zemestrīču veido daļu no secības, kas ir savstarpēji saistītas vietas un laika ziņā. Lielākā daļa zemestrīču kopumu sastāv no nelieliem grūdieniem, kas nerada gandrīz nekādus postījumus, taču pastāv teorija, ka zemestrīces var atkārtoties regulāri.
Priekšgrūdiens ir zemestrīce, kas notiek pirms lielākas zemestrīces, ko sauc par galveno zemestrīci.
Pēcgrūdiens ir zemestrīce, kas notiek pēc iepriekšējās zemestrīces - pamatgrūdiena. Pēcgrūdiens notiek tajā pašā reģionā, kur galvenais grūdiens, bet vienmēr ar mazāku stiprumu. Pēcgrūdieni veidojas, kad zemes garoza pielāgojas galvenā grūdiena ietekmei.
Zemestrīču roji ir secīgas zemestrīces, kas īsā laika posmā notiek noteiktā teritorijā. No zemestrīcēm, kurām seko pēcgrūdienu sērija, tās atšķiras ar to, ka neviena no sekvences zemestrīcēm acīmredzami nav galvenais grūdiens, tāpēc nevienai no tām nav ievērojami lielākas magnitūdas nekā citām. Zemestrīču roja piemērs ir 2004. gada aktivitāte Yellowstone nacionālajā parkā.
Dažkārt zemestrīču sērija veidojas kā sava veida zemestrīču vētra, kad zemestrīces zemestrīces uzbrūk lūzumam grupās, un katru no tām izraisa iepriekšējo zemestrīču izraisītie satricinājumi vai sprieguma pārdalīšanās. Līdzīgi kā pēcgrūdieni, bet blakus esošos lūzuma segmentos, šīs vētras notiek vairāku gadu garumā, un dažas no vēlākajām zemestrīcēm ir tikpat postošas kā sākotnējās. Šāds modelis 20. gadsimtā bija vērojams Ziemeļanatolijas lūzumā Turcijā.
Cunami
Cunami jeb spēcīgu zemestrīču izraisīta strauji mainīgu viļņu ķēde okeānā ir ļoti nopietns izaicinājums cilvēku drošībai un zemestrīču inženierijai. Šie viļņi var appludināt piekrastes teritorijas, sagraut mājas un pat noslaucīt veselas pilsētas. Tas ir bīstami visai cilvēcei.
Diemžēl cunami nav iespējams novērst. Tomēr ir brīdināšanas sistēmas, kas var brīdināt iedzīvotājus, pirms lielie viļņi sasniedz sauszemi, lai dotu viņiem pietiekami daudz laika steigties drošībā.mēs zinām par šo cunami.
Atskaņot multivides 2011. gada Sendai cunami animācija.
Pret zemestrīcēm aizsargājošs
Zemestrīcē drošas ēkas ir konstruētas tā, lai izturētu zemestrīces postošo spēku. Tas ir atkarīgs no konstrukcijas veida, formas, masas sadalījuma un stingrības. Tiek izmantotas dažādas kombinācijas. Kvadrātveida, taisnstūra un čaulas formas ēkas iztur zemestrīces labāk nekā debesskrāpji. Lai samazinātu slodzi, ēkas pirmo stāvu var balstīt ar īpaši stingrām dobjām kolonnām, bet pārējo ēkas daļu - ar elastīgām kolonnām dobjās kolonnās. Vēl viena metode ir izmantot rullīšus vai gumijas spilventiņus, lai atdalītu pamatnes kolonnas no zemes, kas ļauj kolonnām zemestrīces laikā drebēt paralēli vienai otrai.
Lai novērstu jumta sabrukšanu, būvnieki jumtu izgatavo no viegliem materiāliem. Āra sienas tiek veidotas no izturīgākiem un stiprākiem materiāliem, piemēram, tērauda vai dzelzsbetona. Zemestrīces laikā elastīgi logi var palīdzēt noturēt logus kopā, lai tie nesadrūktu.
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir zemestrīce?
A: Zemestrīce ir Zemes tektonisko plātņu pēkšņa kustība vai drebēšana, kas izraisa zemes satricinājumu. Šī vibrācija var sagraut ēkas un salauzt Zemes virsmu.
J: Kas izraisa zemestrīces?
A: Zemestrīces izraisa Zemes līdzsvara traucējumi. Dažādas tektoniskās plātnes lēnām pārvietojas viena gar otru. Kad tās sastrēgst, tajās veidojas spriegums, un, kad šis spriegums pēkšņi atbrīvojas, rodas zemestrīce.
J: Kas pēta zemestrīces?
A: Cilvēkus, kas pēta zemestrīces, sauc par seismologiem. Viņi pēta zemestrīču cēloņus, atkārtošanos, veidu un lielumu, kā arī to ietekmi uz cilvēkiem un īpašumu.
J: Kā mēs mēra zemestrīces lielumu?
A: Zemestrīces stiprumu jeb lielumu mēra pēc Rihtera skalas, ko 1935. gadā izgudroja Čārlzs Frānsiss Rihters. Tās amplitūda ir no 0 līdz 10, kur 2 ir vāji jūtama zemestrīce, bet 5 (vai vairāk) rada postījumus plašā teritorijā. Vislielākā līdz šim reģistrētā zemestrīce bija 9,5, bet 10 līdz šim nekad nav reģistrēta šajā skalā.
Vai mēs varam paredzēt, kad notiks zemestrīce?
A: Zinātnieki nevar paredzēt zemestrīces pirms tās notiek, bet viņi var noteikt teritorijas, kurās nākotnē var notikt zemestrīces, piemēram, zemestrīču līniju tuvumā, lai cilvēki varētu tām sagatavoties, ja zemestrīces šajās teritorijās notiks.
J: Kādus postījumus var izraisīt zemestrīce?
A: Zemestrīces var izraisīt ēku postījumus un pārraut Zemes virsmu, kā arī radīt milzīgus viļņus, ko sauc par cunami, kas var radīt tikpat lielus postījumus kā pati zemestrīce, un arī zemes nogruvumus, kas var vēl vairāk bojāt zemi un īpašumu tās apkārtnē.
Meklēt