ΑΙΤΙΕΣ ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑΣ ΤΩΝ ΣΕΙΣΜΙΚΩΝ ΚΥΜΑΤΩΝ
Η Ελλάδα βρίσκεται σε μια περιοχή με έντονη σεισμική δραστηριότητα. Όλοι
έχουμε τη δυσάρεστη εμπειρία ενός σεισμού. Κατά τη διάρκεια ενός σεισμού,
συνήθως αισθανόμαστε τη γη να κουνιέται κάτω από τα πόδια μας και τα
κτίρια να ταλαντώνονται έντονα.
Ο σεισμός είναι ένα φυσικό φαινόμενο, όπως και πολλά άλλα (π.χ. ο κεραυνός, η βροχή, ο άνεμος.). Όταν όμως ο σεισμός είναι ισχυρός, στους περισσότερους ανθρώπους δημιουργούνται αισθήματα φόβου και ανασφάλειας. Είναι σημαντικό για την ψύχραιμη αντιμετώπιση των σεισμών να κατανοήσουμε πώς δημιουργούνται οι σεισμοί.
Ο στερεός φλοιός της Γης αποτελείται από τεράστιες πλάκες, τις λιθοσφαιρικές πλάκες, οι οποίες βρίσκονται σε διαρκή κίνηση. Συγκεκριμένα, σε ορισμένες περιοχές του στερεού φλοιού της Γης οι λιθοσφαιρικές πλάκες πλησιάζουν (συγκλίνουν), με αποτέλεσμα να βυθίζεται η μία κάτω από την άλλη, σε άλλες περιοχές απομακρύνονται και σε άλλες περιοχές κινούνται παράλληλα - με διαφορετική όμως ταχύτητα - η μία από την άλλη.
Εξαιτίας αυτής της κίνησης, οι περιοχές που βρίσκονται στα όρια σύγκλισης ή παράλληλης μετατόπισης των λιθοσφαιρικών πλακών συμπιέζονται και συνεπώς αρχίζουν να παραμορφώνονται και να συσσωρεύουν ενέργεια. Αυτό μπορεί να διαρκέσει και δεκαετίες.
Κάποια στιγμή τα πετρώματα που παραμορφώνονται δεν αντέχουν άλλο, διότι οι δυνάμεις που αναπτύσσονται ξεπερνούν το όριο θραύσης τους, και σπάζουν απότομα δημιουργώντας σεισμό. Στην περιοχή που θραύεται το πέτρωμα δημιουργείται ρήγμα, που ονομάζεται σεισμογόνο ρήγμα.
Στο σεισμογόνο ρήγμα, οι δύο επιφάνειες που δημιουργήθηκαν από τη θραύση των πετρωμάτων τρίβονται μεταξύ τους και τα υλικά σημεία που τις αποτελούν αρχίζουν να ταλαντώνονται έντονα.
Η τεράστια ενέργεια, που είχε συσσωρευτεί τόσα χρόνια στα παραμορφωμένα πετρώματα απελευθερώνεται και μεταφέρεται με κύματα.
Ο σεισμός είναι ένα φυσικό φαινόμενο, όπως και πολλά άλλα (π.χ. ο κεραυνός, η βροχή, ο άνεμος.). Όταν όμως ο σεισμός είναι ισχυρός, στους περισσότερους ανθρώπους δημιουργούνται αισθήματα φόβου και ανασφάλειας. Είναι σημαντικό για την ψύχραιμη αντιμετώπιση των σεισμών να κατανοήσουμε πώς δημιουργούνται οι σεισμοί.
Ο στερεός φλοιός της Γης αποτελείται από τεράστιες πλάκες, τις λιθοσφαιρικές πλάκες, οι οποίες βρίσκονται σε διαρκή κίνηση. Συγκεκριμένα, σε ορισμένες περιοχές του στερεού φλοιού της Γης οι λιθοσφαιρικές πλάκες πλησιάζουν (συγκλίνουν), με αποτέλεσμα να βυθίζεται η μία κάτω από την άλλη, σε άλλες περιοχές απομακρύνονται και σε άλλες περιοχές κινούνται παράλληλα - με διαφορετική όμως ταχύτητα - η μία από την άλλη.
Εξαιτίας αυτής της κίνησης, οι περιοχές που βρίσκονται στα όρια σύγκλισης ή παράλληλης μετατόπισης των λιθοσφαιρικών πλακών συμπιέζονται και συνεπώς αρχίζουν να παραμορφώνονται και να συσσωρεύουν ενέργεια. Αυτό μπορεί να διαρκέσει και δεκαετίες.
Κάποια στιγμή τα πετρώματα που παραμορφώνονται δεν αντέχουν άλλο, διότι οι δυνάμεις που αναπτύσσονται ξεπερνούν το όριο θραύσης τους, και σπάζουν απότομα δημιουργώντας σεισμό. Στην περιοχή που θραύεται το πέτρωμα δημιουργείται ρήγμα, που ονομάζεται σεισμογόνο ρήγμα.
Στο σεισμογόνο ρήγμα, οι δύο επιφάνειες που δημιουργήθηκαν από τη θραύση των πετρωμάτων τρίβονται μεταξύ τους και τα υλικά σημεία που τις αποτελούν αρχίζουν να ταλαντώνονται έντονα.
Η τεράστια ενέργεια, που είχε συσσωρευτεί τόσα χρόνια στα παραμορφωμένα πετρώματα απελευθερώνεται και μεταφέρεται με κύματα.
... Ας θυμηθούμε πρώτα μερικά γενικά χαρακτηριστικά των κυμάτων...
παραγωγή κυμάτων - εγκάρσια και διαμήκη κύματα
ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΚΥΜΑΤΟΣ - ΘΕΜΕΛΙΩΔΗΣ ΕΞΙΣΩΣΗ ΚΥΜΑΤΩΝ
ΤΑ ΕΙΔΗ ΤΩΝ ΣΕΙΣΜΙΚΩΝ ΚΥΜΑΤΩΝ
 |
| Τα διαμήκη (Ρ), τα εγκάρσια (S) και επιφανειακά (L) σεισμικά κύματα |
Η ΚΛΙΜΑΚΑ ΜΕΤΡΗΣΗΣ ΤΟΥ ΜΕΓΕΘΟΥΣ ΤΩΝ ΣΕΙΣΜΩΝ
Η κλίμακα Richter
Όταν γίνεται ένας μεγάλος σεισμός, το πρώτο πράγμα που θέλουμε να μάθουμε είναι το επίκεντρό του και το μέγεθος του. Το μέγεθος του σεισμού, συνήθως, δίνεται σε νούμερα μιας βαθμολογημένης κλίμακας, της κλίμακας Richter. Το κάθε νούμερο σ' αυτή την κλίμακα αντιπροσωπεύει το ποσόν της ενέργειας που απελευθερώνεται και μεταφέρεται από τα σεισμικά κύματα. Για παράδειγμα, ένας σεισμός μεγέθους 5 Richter απελευθερώνει ενέργεια $6 \cdot 10^{10}$J. Η διαφορά κατά ένα βαθμό στην κλίμακα Richter σημαίνει μια αρκετά μεγάλη διαφορά ως προς την ενέργεια που απελευθερώνεται. Όταν αυξάνει το μέγεθος του σεισμού κατά 1 βαθμό στην κλίμακα Richter, η ενέργεια που απελευθερώνεται κατά τη διάρκεια του σεισμού είναι 30 φορές μεγαλύτερη. Αυτό σημαίνει ότι, αν συγκρίνουμε δύο σεισμούς με μεγέθη 4 και 7 Richter, θα διαπιστώσουμε ότι στο δεύτερο σεισμό απελευθερώνεται 30x30x30=27000 φορές περισσότερη ενέργεια.
Όταν γίνεται ένας μεγάλος σεισμός, το πρώτο πράγμα που θέλουμε να μάθουμε είναι το επίκεντρό του και το μέγεθος του. Το μέγεθος του σεισμού, συνήθως, δίνεται σε νούμερα μιας βαθμολογημένης κλίμακας, της κλίμακας Richter. Το κάθε νούμερο σ' αυτή την κλίμακα αντιπροσωπεύει το ποσόν της ενέργειας που απελευθερώνεται και μεταφέρεται από τα σεισμικά κύματα. Για παράδειγμα, ένας σεισμός μεγέθους 5 Richter απελευθερώνει ενέργεια $6 \cdot 10^{10}$J. Η διαφορά κατά ένα βαθμό στην κλίμακα Richter σημαίνει μια αρκετά μεγάλη διαφορά ως προς την ενέργεια που απελευθερώνεται. Όταν αυξάνει το μέγεθος του σεισμού κατά 1 βαθμό στην κλίμακα Richter, η ενέργεια που απελευθερώνεται κατά τη διάρκεια του σεισμού είναι 30 φορές μεγαλύτερη. Αυτό σημαίνει ότι, αν συγκρίνουμε δύο σεισμούς με μεγέθη 4 και 7 Richter, θα διαπιστώσουμε ότι στο δεύτερο σεισμό απελευθερώνεται 30x30x30=27000 φορές περισσότερη ενέργεια.
 |
| Προσοχή: Τα παραπάνω αποτελέσματα αναφέρονται σε περιοχές που είναι
πολύ κοντά στο επίκεντρο του σεισμού. Όσο όμως απομακρυνόμαστε από
το επίκεντρο, τόσο τα αποτελέσματα αυτά βαθμιαία εξασθενούν. Είμαστε περισσότερο ακριβείς αν θεωρήσουμε ότι: Ένας σεισμός 5R έχει 33 φορές μεγαλύτερη ενέργεια από ένα σεισμό 4R και ένας σεισμός 6R έχει 999 φορές μεγαλύτερη ενέργεια από ένα σεισμό 4R! Ένας σεισμός 7R έχει 32.967 περισσότερη ενέργεια από ένα τεσσσάρι. ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΟΥ ΕΠΙΚΕΝΤΡΟΥ ΕΝΟΣ ΣΕΙΣΜΟΥ Η εστία είναι το σημείο (περιοχή) της γης, όπου εκδηλώνεται ο σεισμός. Το
επίκεντρο ενός σεισμού είναι το πλησιέστερο σημείο στην επιφάνεια της γης
που βρίσκεται κατακόρυφα πάνω από την εστία του σεισμού. Οι πρώτες
πληροφορίες που παρέχουν οι σεισμολόγοι μετά από κάποιο μεγάλο σεισμό
αναφέρονται στο μέγεθος του και στο επίκεντρό του. Για να
συμβεί αυτό, συνήθως συνδυάζονται ενδείξεις από διάφορους σεισμογραφικούς σταθμούς. Όταν συμβαίνει ένας σεισμός, οι σεισμογράφοι καταγράφουν τους χρόνους άφιξης των Ρ και S κυμάτων (βλέπε πιο πάνω). Από τη διαφορά άφιξης των εγκάρσιων και διαμήκων κυμάτων προσδιορίζεται η απόσταση του σεισμού από το σταθμό που τον κατέγραψε. Χρειάζεται ο συνδυασμός
των μετρήσεων από τρεις τουλάχιστον σταθμούς για να προσδιοριστεί το
επίκεντρο.  Με ποιο τρόπο οι γεωλόγοι βγάζουν συμπεράσματα για το εσωτερικό
της γης;
Από τη μελέτη πολλών σεισμικών κυμάτων που έχουν προέλθει από διαφορετικούς σεισμούς, προκύπτουν κάποια συμπεράσματα για τη σύσταση
του εσωτερικού της γης. Έτσι, επειδή τα εγκάρσια κύματα S δεν περνούν
καθόλου από τον εξωτερικό πυρήνα αλλά αποκλίνουν, συμπεραίνουμε ότι
η περιοχή αυτή του πυρήνα βρίσκεται σε υγρή κατάσταση (Θυμίζουμε ότι
τα εγκάρσια κύματα δεν περνούν από το εσωτερικό των υγρών). Όμως, και
τα διαμήκη Ρ κύματα αποκλίνουν από την πορεία τους (διαθλώνται), όταν
συναντούν μέσα διαφορετικής πυκνότητας, όπως όταν από στερεό μεταβαίνουν σε υγρό (εξωτερικός πυρήνας). Έτσι, η σύγκριση σημάτων από διαφορετικούς σεισμούς μας βοήθησε να βγάλουμε την "ακτινογραφία" του εσωτερικού της γης:   |