اکثر ما حداقل برای یکبار هم که شده تجربه زمین لرزهای کوچک را از سر گذراندهایم. زلزله یک پدیده طبیعی است که به دنبال تخلیه ناگهانی انرژی ذخیره شده در لایههای داخلی زمین اتفاق میافتد. البته دلایلی که منجر به آزادسازی این انرژی نهفته میشوند، همیشه طبیعی نیستند. انسانها نیز میتواند با انجام فعالیتهایی در وقوع یک زلزله دست داشته باشد.
زلزلهها اثرات گستردهای بر جامعه، اقتصاد، شهرسازی، بهداشت و روان مردم دارند. تخریب ساختمانها و زیرساختها، تلفات انسانی، بیخانمانی، اختلال در فعالیتهای اقتصادی و اجتماعی و حتی بروز تغییراتی در زمینشناسی محلی همگی از اثرات مخربی هستند که توسط زلزله ایجاد میشوند.
زلزله به عنوان یک پدیده مخرب طبیعی نیازمند توجه و آمادگیهای پیش از وقوع برای مقابله با اثرات آن است. این آمادگی میتواند در قالب مقاوم سازی سازهها در برابر زلزله، آموزش و آگاهی جامعه در مورد رفتارهای ایمنی و توسعه سیستمهای هشدار زلزله اجرا گردد. در ادامه این مطلب قصد داریم تا اطلاعات کاملی پیرامون چیستی زلزله، نحوه وقوع آن، انواع زلزله و آثار آن را با شما به اشتراک بگذاریم.
همانطور که میدانید زلزله عموما به عنوان یک پدیده کاملا طبیعی معرفی میشود. پدیدهای آسیب زا و خسارت بار که به دنبال جابجایی ناگهانی در لایههای داخلی پوسته زمین اتفاق میافتد. تخلیه انرژی ذخیره شده در لایههای زیرین پوسته زمین دلیل اصلی این جابجایی ناگهانی و وقوع زلزله است. اما تخلیه انرژی در لایههای داخلی چطور به سطح زمین منتقل میشود؟
به دنبال تخلیه انرژی درونی زمین امواج لرزهای در سطح زمین منتشر میشود که میتواند به تخریب ساختمانها، زخمی کردن یا مرگ افراد و تخریب زیرساختهای شهری منجر شود. این پدیده میتواند در نقاط مختلف جهان، با شدت و فرکانسهای مختلفی رخ دهد و در نتیجه بروز آن آسیبهای گوناگونی به محیط زیست، محیط شهری، حیوانات و انسانها وارد شود.
اگر بخواهیم کمی دقیقتر به نحوه وقوع زلزله بپردازیم باید اینطور گفت که به طور کلی، زمینلرزهها به دلیل جابجایی یا فشارهای تکتونیکی درون زمین به وقوع میپیوندند. زمانی که قسمتهای مختلف پوستهی زمین به طور ناگهانی جابجا شده و به یکدیگر برخورد کنند زلزله به وقوع میپیوندد. این پوستهها که به عنوان صفحات تکتونیکی شناخته میشوند، در لایهی بالایی از هسته زمین واقع شده و از جنس یک مادهی نسبتاً سیال هستند.
بر اثر حرکات صفحات تکتونیکی، فشار و تنشی در مرز این صفحات ایجاد میشود که انرژی حاصل از آن در لایههای زیرین پوستهها ذخیره میگردد. در نهایت این انرژی در اثر جابجایی لایههای درونی زمین آزاد شده و با انتشار امواج لرزهای باعث بروز زلزله بر روی سطح زمین خواهد شد.
علاوه بر این زلزله میتواند به علت فعالیتهای آتشفشانی، نیروهای گرانشی، کاهش سطح آبهای زیر زمینی و فعال شدن گسلها و همچنین فعالیتها و دستکاریهای انسانی هم اتفاق بیفتد.
زلزله را میتوان بر اساس عوامل مختلفی از جمله مکان وقوع، منشا وقوع زلزله، شدت لرزشها، و نوع لرزشها در دستهبندیهای مختلفی قرارداد. در ادامه به بررسی برخی از رایجترین انواع زلزله پرداختهایم.
به طور عمومی، مفهوم "زلزله طبیعی" به معنای نوعی از زلزله است که به دنبال فعالیتهای طبیعی زمین اتفاق بیفتد. به عبارت دیگر تمام زمینلرزههایی که با دلایل طبیعی مانند فرایندهای جابجایی صفحات پوسته زمین، فعالیتهای آتشفشانی و ... اتفاق میافتند در دسته بندی زلزله طبیعی قرار میگیرند. زلزلههای طبیعی اغلب غیرقابل پیشبینی هستند و منجر به بروز آسیبهای جدی در ریتم زندگی بشر و محیط زیست میشوند.
در این نوع دسته بندی زلزلههای انسان ساخت در نقطه مقابل زلزلههای طبیعی قرار میگیرند. فعالیتهای انسانی مانند حفاریهای نفتی، استخراج معادن و یا آزمایشهای هستهای هم میتوانند مانند فعالیتهای طبیعی زمین باعث بروز زلزله با شدتهای متفاوت شوند.
زلزله القایی یا زلزله مصنوعی نوعی از زلزله انسان ساخت است که توسط انسانها در پی فعالیتهای مخرب انسانی و در اثر انفجارهای ناگهانی، به ویژه انفجارهای مواد منفجره، ایجاد میشود. این نوع زلزله معمولاً در اثر انفجارهای هستهای، انفجار معادن، عملیات حفاری، عملیات سدسازی و یا انفجارهای دیگری که به صورت انتخابی و کنترل شده صورت میگیرد، ایجاد میشود.
به طور معمول انفجارها انرژی زیادی را به صورت امواج فشاری و امواج لرزهای در فضا آزاد میکنند که منجر به لرزش زمین و ایجاد زلزله القایی میشود. این زلزلهها ممکن است به منطقه انفجار و مناطق اطراف آن خسارات وارد کند.
زلزله آتشفشانی نوعی زلزله طبیعی است که در نتیجه فعالیتهای آتشفشانی رخ میدهد. وقتی در اثر فعالیت یک آتشفشان موادی شامل ماگما، گازها و ذرات سنگی از درون زمین به سطح زمین منتقل میشود، فشار بر روی پوسته زمین افزایش مییابد. این فشار منجر به ایجاد ترکیدگی و شکستگیهایی در پوسته زمین میشود که در نهایت آزادسازی انرژی انباشته شده و ایجاد لرزشهای شدید در منطقه را به دنبال خواهد داشت.
زلزلههای آتشفشانی اگر با شدت متوسط و بالایی رخ دهند، به ویرانی شهرها و روستاها، تخریب زمینهای کشاورزی، و آسیب به محیط زیست منطقه منجر خواهند شد.
زلزله بر اثر انفجار یک نوع خاص از زلزلههای انسان ساخت است که میتوان آن را زیرمجموعهای از زلزلهها القایی و مصنوعی دانست.
به دنبال بروز یک انفجار، انرژی زیادی آزاد میشود. این انرژی به صورت امواج لرزهای در سطح زمین پخش شده و میتواند منجر به ایجاد یک زلزله کوچک تا متوسط شود. زلزلههایی که بر اثر انفجار رخ میدهند، میتوانند منجر به تخریب ساختمانها، آسیب به زیرساختهای شهری و آسیبهای مالی و جانی به انسانها شوند.
زلزله تکنوتیکی به صورت یک پدیده کاملا طبیعی بروز پیدا میکند. علت اصلی بروز این نوع زلزله جابهجایی ناگهانی صفحات لیتوسفر و فشارهای تکتونیکی در مرزهای صفحات قارهای یا صفحات فرورانشی زمین است.
هنگامی که صفحات لیتوسفر به یکدیگر فشار وارد میکنند، انرژی حاصل از این فشار ایجاد شده در سطح صفحات به شکل زلزله تکتونیکی تخلیه میشود. این نوع زلزلهها معمولاً با فرکانس بالا و شدت متوسط تا بالا همراه است و میتواند آسیبهای جدی به دنبال داشته باشد.
بد نیست اضافه کنیم که نود درصد زلزلههای طبیعی ایجاد شده در زمین از نوع زلزله تکتونیکی است.
کمربند زلزله یک ناحیه جغرافیایی است که فعالیت لرزهای زمین در آن محدوده به صورت مکرر اتفاق افتد. نوارهای زلزلهخیز شناخته شده در کره زمین به دلیل وجود گسلها و جابجایی میان صفحات تکتونیکی فشار زیادی را تحمل میکنند. این فشار به صورت انرژی ذخیره میشود و در نتیجه به شکل زلزله بروز پیدا میکند. از آنجایی که میزان فشار وارده و انرژی ذخیره شده در این مناطق بالاست، زلزلههای زیادی در کمربندهای زلزله اتفاق میافتد.
کمربند زلزلهخیز حلقه آتش بزرگترین و فعالترین کمربند زلزله در جهان است. این نواز زلزله خیز که با نام "حلقه آتشین پاسیفیک" هم شناخته میشود، از جنوب غربی آمریکای جنوبی شروع شده و از طریق اقیانوس آرام به سمت شمال غربی، سپس به سمت جنوب شرقی آسیا ادامه مییابد. این کمربند با فعالیت آتشفشانی فراوان و رخداد زلزلههای شدید شناخته میشود.
کمربند زلزله آلپاید از نظر میزان و شدت لرزه در رتبه دوم پس از حلقه آتش قرار میگیرد. این کمربند فعال در قلههای آلپ و کوههای اطراف اروپا و آسیای میانه جریان دارد. نوار زلزلهخیز آلپاید از جاوه تا شمال اقیانوس اطلس و از سمت هیمالیا تا جنوب اروپا گسترش پیدا کرده است. جالب است بدانید که زمینلرزه و سونامی که در سال 2004 در اقیانوس هند اتفاق افتاد یکی از بارزترین حوادثی بود که در کمربند لرزهای آلپاید رخ داد.
کانون زمینلرزه نقطهای درون زمین است که انرژی ذخیره شده در زمین از آن نقطه آزاد میشود و به صورت امواج لرزهای به اطراف منتقل میگردد. این نقطه عمق مشخصی دارد که قابل اندازهگیری است. باید اضافه کنیم که عمق زمین لرزه بر شدت بروز زلزله در سطح زمین اثر مستقیم دارد.
زلزله از کانون زمین لرزه آغاز میشود و سپس توسط امواج لرزهای به مناطق اطراف کانون پخش میشود. سطحی که نقطه فوکوس زمینلرزه در آن قرار دارد، به عنوان مرکز زمینلرزه درنظر گرفته میشود. شناسایی این نقطه برای تعیین مکان دقیق و عمق یک زمینلرزه بسیار مهم است.
آثاری که هر زلزله از خود به جای میگذارد با توجه به شدت وقوع زلزله متفاوت است. به عبارت دیگر میزان تخریبی به جای مانده از رخ داد هر زلزله عاملی به نام شدت زلزله را تعریف میکند. شدت زلزله نشان از قدرت و میزان آسیبرسانی زلزله به محیط زیست، سازههای شهری و انسانها دارد.
شدت زلزله را می توان از قدرت ارتعاشات ایجاد شده توسط آن تخمین زد. به طور معمول از مقیاسی به نام مقیاس مرکال برای اندازه گیری شدت زلزله استفاده میشود. مقیاس مرکالی شدت یک زلزله را بر اساس دادههایی نظیر احساسات افراد در زمان بروز زلزله، حرکت و واژگونی اشیا، رویدادهای قابل مشاهده مانند تعداد تلفات انسانی، تعداد زخمیها، خرابی ساختمانها، خرابی در زیرساختهای شهری و سایر شاخص های کیفی برآورد می کند.
به طور کلی عوامل متعددی در شدت وقوع زلزله و در شدت خرابیهای به بار آمده ناشی از رخ داد یک زمین لرزه دست دارند. در ادامه به بررسی چند عامل موثر به شدت زلزله پرداختهایم.
همانطور که گفتیم زمین لرزه در اثر جابجاییهای سریع و ناگهانی لایههای زمین اتفاق میافتد. این جابجاییها به محض وقوع به سطح زمین منتقل و توسط حسگرهای حساس به زمینلرزه تشخیص داده میشوند.
سالهاست که ثبت زلزله با استفاده از سنسورها و دستگاههای لرزه نگار ممکن شده است. لرزهنگارها، دستگاههایی حساس به نوسانات زمین هستند و قادرند کوچکترین نوسانات زمین را ثبت و نمایش دهند. در ساختار این دستگاهها معمولا از یک سیستم حسگر (مانند سیسموگراف) و یک آمپلیفایر برای تقویت سیگنال استفاده شده است.
اطلاعات ثبت شده توسط دستگاه لرزهنگارها شامل شدت و بزرگی زلزله، فرکانس آن و مدت زمان وقوع زمینلرزه است. محققان و متخصصان مربوطه از این اطلاعات به دست آمده برای تحلیل و پیشبینی رفتار زمین در آینده و همچنین بررسی احتمال وقوع زمینلرزههای آینده استفاده میکنند.
زمینلرزهها میتوانند آثار و پیامدهای گستردهای به دنبال داشته باشند که مهمترین آنها در سه دسته آثار اجتماعی زمین لرزه، اثار ساختمانی و آثار بهداشتی قابل بررسی هستند. در ادامه برخی از رایجترین آثار زلزله در هریک از این سه گروه را بررسی کردهایم.
وقوع زمینلرزه علاوه بر آثار بهداشتی و ساختمانی، با اثرات اجتماعی در ساختار اجتماعی منطقه زلزله زده نیز تغییراتی اعمال میکند. بروز ناامنی، بیکاری، از دست رفتن بخشی از جامعه و افزایش مهاجرت پس از زلزله از مواردی هستند که در دسته آثار اجتماعی زلزله بررسی میشوند.
زلزله عموما با تلفات جانی همراه میشود و این امر از مهمترین دلایل بروز اثرات اجتماعی زلزله به شما میرود. از دست دادن عزیزان و افراد خانواده با ایجاد حس ترس و وحشت در جامعه و افزایش نگرانیهای اجتماعی همراه است. همچنین زلزله میتواند باعث تحولاتی در ساختار اجتماعی و فرهنگی جامعه شود. این تحولات معمولا به دلیل بروز نیازهای جدید پس از زلزله و یا بروز تغییرات در رفتارها و ارزشهای اجتماعی رخ میدهند.
به طور کلی، زمینلرزه میتواند تأثیرات گستردهای بر جوامع داشته باشد به همین دلیل مهم است که پیش از وقوع زلزله با ایجاد آمادگی و برنامهریزی قبلی برای کاهش خسارات اجتماعی وارده از سوی زلزله اقدامات موثری انجام شود.
زمینلرزهها میتوانند با تخریب و یا با ایجاد آسیبهای جزئی و کلی به خانهها و ساختمانهای مسکونی باعث از دست رفتن محل زندگی افراد شود. وقوع زلزله با شدت متوسط و بالا قطعا با آسیبهای ساختمانی همراه است. در این میان ساختمانهایی که بنای قدیمی یا ضعیفتری دارند بیشتری آسیب را متحمل میشوند.
آسیب به دیوارها، ایجا ترکهای عمیق، شکست شیشهها و آوار شدن ساختمان از آثار رایج زلزله بر منزل مسکونی است. بروز چنین اتفاقاتی میتواند منجر به ایجاد بحران مسکن است. معمولا در چنین شرایطی با کمکهای انسانی برای زلزله زدگان محل اقامت موقت (چادر یا کانکس) در نظر گرفته میشود.
از دیگر آثار تخریب زلزله میتوان به آثار تخریب در زیرساختهای شهری اشاره کرد. زلزله میتواند علاوه بر ساختمانها، جادهها، پلها، کارخانهها، مراکز اداری، تجاری، درمانی و سایر زیرساختهای مهم شهری مانند مسیرهای لوله کشی آب، تیرهای برق و ... را تخریب کند. قطعا چنین آثاری اقتصاد مناطق زلزلهزده را تا حدود زیادی تحت تاثیر قرار خواهد داد.
زمینلرزهها میتوانند با تخریب زیرساختهای اساسی مانند آب، برق، فاضلاب و امکانات بهداشتی منجر به بروز مشکلات بهداشتی در منطقه آسیب دیده شوند. فراهم نبودن منابع غذایی پاک، از دست رفتن منابع آب آشامیدنی و تخریب درمانگاهها و بیمارستانها آثار مخربی به بخش بهداشت و سلامت وارد میکند.
علاوه بر این زمینلرزهها میتوانند با شکست سیستمهای بهداشتی افزایش خطر بروز بیماریهای واگیر را به دنبال داشته باشند. همچنین زلزله به عنوان یک رویداد تراژیک دلیل بر تحلیل روانی، افزایش استرس، ایجاد اضطراب و افزایش ریسک اختلالات روانی در افراد خواهد بود.
به طور کلی آسیب به منابع بهداشتی(غذا، آب و امکانات درمانی) و تهدید سلامت جسمانی و روانی افراد در زمان وقوع زلزله در دسته آثار بهداشتی پس از زلزله قابل بررسی هستند.
تا به اینجا دریافتیم که زلزله یک پدیده کاملا طبیعی است و چنانچه فعالیتهای انسانی دخیل نباشد به صورت کاملا ناگهانی اتفاق میافتد. زلزلههای طبیعی با بروز پیش لرزه شروع شده و گاها یک یا چند پس لرزه هم به دنبال دارد. البته زلزلههای انسان ساخت نیز میتواند کاملا به فرم زلزله طبیعی بروز پیدا کند و اثرات گستردهای بر جوامع و محیط زیست داشته باشد.
همانطور که در متن بالا اشاره شد انواع زلزله به طور کلی به دلیل تغییرات در لایههای داخلی زمین و جابهجایی صفحات زمین اتفاق میافتد که علت بروز این تغییرات میتواند طبیعی و یا انسان ساخت باشد. زلزلهها را میتوان بر اساس علت و مکان وقوع آنها در دسته بندیهای متفاوتی بررسی کرد.
به طور معمول زلزله پدیدهای طبیعی، ناگهانی و بسیار ناخوشایند است و نمیتوان زمان وقوع آن را با دقت پیش بینی کرد؛ اما با برنامهریزی مناسب و آمادگی، میتوان خطرات زلزله را به حداقل رساند و اثرات ثانویه آن را کاهش داد. اقداماتی نظیر ساخت ساختمانهای مقاوم در برابر زلزله، آموزش تخصصی به افراد در مورد رفتار و عکسالعمل مناسب در صورت وقوع زلزله و همچنین برنامهریزی آمادگی و امداد رسانی پس از زلزله خسارات وارده از سمت زلزله را تا حدود بسیار زیادی کاهش میدهد.