Trzęsienia Ziemi

Definicja Trzęsienie ziemi, naturalny, krótki i gwałtowny wstrząs (lub ich seria) gruntu, powstały pod powierzchnią Ziemi (ognisko trzęsienia ziemi) i rozchodzący się w postaci fal sejsmicznych od ośrodka - epicentrum, znajdującego się na powierzchni, gdzie drgania są najsilniejsze. W zależności od siły obserwuje się drgania przedmiotów lub przy silniejszych wstrząsach pękanie ścian, niszczenie budynków, powstanie szczelin w ziemi, zapadanie się terenu. Przy określeniu siły trzęsienia ziemi używa się skali magnitud (Richtera skala), gdzie wartość 8,8 stopnia jest przeszło 10 tys. razy większa niż energia bomby atomowej zrzuconej na Hiroszimę

Zagadnienia związane z trzęsieniem ziemi Ognisko trzęsienia ziemi -miejsce, gdzie zapoczątkowane zostało uwalnianie energii nagromadzonej na linii uskoku. Należy przy tym pamiętać, iż jest to punkt czysto teoretyczny, ponieważ faktycznie energia wstrząsu rozładowuje się zawsze na pewnej długości uskoku.

Epicentrum trzęsienia ziemi określa się miejsce na powierzchni ziemi, położone bezpośrednio nad ogniskiem wstrząsu. Punkt ten oznacza miejsce, gdzie fale sejsmiczne rozchodzące się z ogniska we wszystkich kierunkach najszybciej osiągają powierzchnię. Zazwyczaj właśnie w epicentrum fale posiadają największą siłę niszczącą i wprawiają podłoże w największy stopień wibracji (jest to tzw. obszar epicentralny). Nie stanowi to jednak reguły, gdyż intensywność wstrząsów w dużej mierze zależy od uwarunkowań geologicznych i rodzaju podłoża (np. położenie miasta na terenie bagnistym znacznie intensyfikuje drgania).

Falą sejsmiczną nazywamy pojedynczą falę wibracji, w jakiej nagromadzona jest energia uwolniona w trakcie ruchów mas skalnych na linii uskoku. Prędkość rozchodzenia się fal zależy od rodzaju podłoża, jednak wynosi ona średnio 800 km/h. Wyróżniamy trzy podstawowe rodzaje fal sejsmicznych; poniżej zostały one przedstawione w porządku, w jakim docierają na powierzchnię Ziemi: fale P- skutkują naprzemiennym rozciąganiem i sprężaniem skał; przenoszą się w ciałach stałych, jak i w cieczach, co oznacza, że w przypadku bardzo silnych wstrząsów pokonują całe wnętrze Ziemi fale S - powodują "falisty" ruch warstw skalnych (skały zachowują się jak fale na wzburzonym morzu); ten rodzaj fal przemieszcza się tylko w ciałach stałych co oznacza, że odbijają się one np. od zewnętrznego jądra Ziemi fale powierzchniowe - docierają na powierzchnię najpóźniej, poruszają się najwolniej i odpowiadają za większość zniszczeń spowodowanych przez trzęsienie ziemi.

Wielkość charakteryzująca siłę trzęsienia Energię wyzwalaną w trakcie trzęsienia ziemi wyraża się w stopniach magnitudy. która jest parametrem wprowadzonym w 1935 roku przez Charlesa Richtera wraz z opracowaniem przez niego skali nazwanej później skalą Richtera.

Do pomiaru intensywności drgań gruntu służy natomiast szereg skal - dawniej opierających się na sondażach, wykonywanych na grupie osób dotkniętych konkretnym trzęsieniem ziemi, obecnie zaś na wynikach pomiarów przyspieszenia gruntu zmierzonego w trakcie wstrząsów. Do najpopularniejszych skal należy zmodyfikowana skala Mercallego - Mercallego-Cancaniego-Sieberga (MCS). W skali tej stopień I oznacza wibracje rejestrowane wyłącznie przez aparaturę pomiarową, a stopień XII - wstrząsy powodujące zmiany w otaczającym krajobrazie.

Urządzenie do rejestracji trzęsień Urządzenie do wykrywania i rejestracji drgań skorupy ziemskiej (przemieszczeń i wielkości) wywołanych wstrząsami naturalnymi lub sztucznymi nazywamy sejsmografem.

Głównym elementem sejsmografu jest sejsmometr, którego podstawową częścią jest masa bezwładna zawieszona tak, że tworzy wahadło fizyczne (pionowe lub poziome). Okres drgań własnych wahadła powinien być duży w porównaniu z okresem drgań gruntu, gdyż wtedy środek wahadła można traktować jako stały punkt odniesienia, względem którego określa się wielkość i kierunek drgań gruntu. Drgania gruntu są przetwarzane na impulsy elektryczne, wzmacniane i rejestrowane za pośrednictwem galwanometru na taśmie światłoczułej (w systemach tradycyjnych, wychodzących z użycia) lub w pamięci komputera (w rozwiązaniach nowoczesnych). W najnowszych sejsmografach można uzyskiwać powiększenia drgań gruntu rzędu kilku milionów. Zapis drgań gruntu przez sejsmograf nosi nazwę sejsmogramu. Pozwala na wyznaczenie czasu przyjścia fal sejsmicznych różnego typu do stacji sejsmologicznej oraz na określenie amplitud i okresów tych fal.

Podział trzęsień Ze względu na przyczynę możemy je podzielić na: - Tektoniczne- związane z ruchami płyt tektonicznych - Wulkaniczne – związane z gwałtownymi erupcjami wulkanów lub zapadaniem się stropów opróżnianych komór magmowych czy zapadaniem kalder - Zapadowe (zapadliskowe) – związane z obszarami krasowymi - Antropogeniczne – związane z działalnością człowieka w litosferze

Ze względu na głębokość ogniska: - Płytkie (85%) – do 70 km -Średnie (12%) – 70-350 km -Głębokie (3%) – 350-900 km

Ze względu na powiązanie ze wstrząsem zasadniczym: -Wstępne– o słabej magnitudzie -Zasadnicze – o największej magnitudzie -Następcze – o zmniejszającej się z upływem czasu magnitudzie

Rodzaje obszarów aktywności sejsmicznej Ze względu na częstotliwość występowania trzęsień ziemi, na danym terenie wyróżnia się obszary: Sejsmiczne – obszary, na których odczuwalne trzęsienia ziemi są zjawiskiem niemal codziennym Pensejsmiczne – obszary, na których silne wstrząsy występują stosunkowo rzadko Asejsmiczne – obszary, na których bardzo rzadko spotykane są umiarkowane wstrząsy sejsmiczne

W strefach sejsmicznych najczęściej położone są kraje rozwijające się, w których budownictwo jest zupełnie nieodporne nawet na umiarkowane wstrząsy sejsmiczne

Skutki trzęsień ziemi Trzęsienia ziemi bardzo często powodują ogromne straty materialne, a także ofiary w ludziach. W wyniku drgań skorupy ziemskiej tworzą się szczeliny w jej części przypowierzchniowej. Wzdłuż tych szczelin często następują przemieszczenia zarówno w pionie, jak i w poziomie, Trzęsienia ziemi mogą powodować zmianę wysokości znacznych fragmentów terenu, co w przypadkach nadmorskich może prowadzić do powiększania się powierzchni lądowej, czy morskiej. Wstrząsy powodują także tworzenie się osuwisk na obszarach lądowych, jak również na powierzchniach pokrytych morzem czy oceanem. Osuwiska takie często niszczą podwodne linie przesyłowe (kable, rurociągi itp.). Trzęsienia ziemi mogą także być przyczyną podniesienia się poziomu wód gruntowych.

Trzęsienia ziemi w Polsce Położenie, budowa i ewolucja geologiczna Polski wskazuje, że nasz kraj leży zasadniczo poza obszarami sejsmicznymi kuli ziemskiej. Takie obszary nazywamy asejsmicznymi. O asejsmiczności Polski świadczy budowa geologiczna, w której dominują paleozoiczne i mezozoiczne skały osadowe o miąższości niekiedy do 15 kilometrów. Skały te zalegają na sztywnym podłożu platformy wschodnioeuropejskiej i na w miarę ustabilizowanym obecnie fundamencie krystalicznym, objętym paleozoicznymi ruchami orogenicznymi. Ostatnie duże trzęsienia ziemi na obszarze Polski związane są z okresami fałdowań alpejskich, a więc na przełomie ery mezozoicznej i kenozoicznej (tj. ok. 150-200 mln lat temu). Wówczas zostały zmienione tektoniczne główne masywy górskie Sudetów i Gór Świętokrzyskich, w obrębie których powstały liczne uskoki, zręby i rowy tektoniczne. Liczne trzęsienia ziemi występowały również w okolicach Pienińskiego Pasa Skałkowego, który tworzy wyraźną granicę tektoniczną między Karpatami Wewnętrznymi, a Karpatami Zewnętrznymi.