زلزله را می‌توان یکی از هولناک‌ترین و مرگبار‌ترین بلایای طبیعی نامید که هر ساله در نقاط مختلف کره زمین رخ می‌دهد و گاهی جان انسان را تهدید می‌کند. در این گزارش به بررسی کامل پدیده زلزله، علل شکل‌گیری، روش‌های اندازه‌گیری، امکان پیش‌بینی، راه‌های ایمن‌سازی و بزرگ‌ترین زلزله‌های ثبت‌شده می‌پردازیم.
زمین‌لرزه چیست؟
زمین‌لرزه یا زلزله در واقع لرزش پوسته زمین در نتیجه آزاد شدن ناگ‌هانی انرژی در لایه‌ای به نام لیتوسفر است. شدت این لرزش‌ها متغیر است؛ از زمین‌لرزه‌های ضعیف که حس نمی‌شوند تا مواردی که به اندازه کافی شدیدند تا یک شهر را تخریب کنند. بر اساس گزارش سازمان زمین‌شناسی ایالات متحده (USGS) حدود بیست هزار زمین‌لرزه در سال در زمین رخ می‌دهد که معادل ۵۵ زلزله در هر روز است. خوشبختانه بسیاری از این موارد آنقدر ناچیز هستند که نه تنها خسارتی وارد نمی‌کنند، بلکه توسط انسان نیز حس نمی‌شوند.
زلزله چگونه رخ می‌دهد؟
زلزله زمانی اتفاق می‌افتد که مقدار زیادی انرژی ذخیره‌شده در مرکز زمین به صورت امواج لرزه‌ای در پوسته آزاد می‌شود. این امواج از مرکزی به نام هیپوسن‌تر به سمت لایه‌های بیرونی حرکت می‌کنند و باعث ارتعاش پوسته زمین می‌شوند. شایع‌ترین علت زلزله برخورد صفحات تکتونیک یا صفحات پوسته زمین با یکدیگر است، هرچند فوران‌های آتشفشانی، رانش زمین و برخورد شهاب‌ها نیز می‌توانند باعث زمین‌لرزه شوند.
زمین از لایه‌های هسته، گوشته و پوسته تشکیل شده است. در مرز گوشته و پوسته، لایه استنوسفر (آخرین لایه گوشته) و لیتوسفر (بیرونی‌ترین لایه پوسته) قرار دارند. در این میان صفحاتی وجود دارند که مانند تکه‌های پازل بر روی استنوسفر می‌لغزند. دما در استنوسفر بین ۱۳۰۰ تا ۱۷۰۰ درجه سانتی‌گراد و در عمق ۱۰۰ تا ۲۵۰ کیلوم‌تری متغیر است. گرما باعث می‌شود این لایه خاصیت ارتجاعی داشته باشد و حرکت ماگما و صفحات تکتونیک را امکان‌پذیر سازد.
هنگام دو صفحه سعی در عبور از یکدیگر دارند، اصطکاک مانع حرکت آسان می‌شود و تنش در نقطه تماس تجمع می‌کند. در نهایت صفحات حرکت خود را ادامه می‌دهند و انرژی انباشته شده به صورت امواج آزاد شده و زلزله را ایجاد می‌کند. نقطه سطح زمین که مستقیما بالای کانون زمین‌لرزه قرار دارد، مرکز زلزله نام دارد. بر اساس USGS زلزله می‌تواند در عمق تا ۷۰۰ کیلوم‌تری شکل بگیرد و بیش از ۸۰ درصد آن‌ها در منطقۀ حلقه آتش اطراف اقیانوس آرام رخ می‌دهد. برخی زلزله‌ها نیز در میان صفحات تکتونیک (زلزله‌های درون‌صفحه‌ای) ظاهر می‌شوند که احتمالا ناشی از گسل‌های قدیمی و فعال‌شده‌اند.
آخرین مطالب
اندازه‌گیری زلزله چگونه انجام می‌شود؟
شاخه علمی مرتبط با زلزله زلزله‌شناسی نام دارد. ابزار اصلی اندازه‌گیری لرزه‌نگار است که حرکات زمین را ثبت می‌کند. لرزه‌نگار ساده شامل قلمه‌ای است که به جرمی متصل شده و حرکات را روی کاغذ چرخان ثبت می‌کند. دستگاه‌های پیشرفته حرکات را در سه بعد (بالا-پایین، شرق-غرب، شمال-جنوب) ثبت می‌کنند. دانشمندان با تحلیل این داده‌ها بزرگی زلزله را محاسبه می‌کنند.
مقیاس ریش‌تر، شناخته‌شده‌ترین روش اندازه‌گیری، در سال ۱۹۳۵ توسط چارلز اف ریش‌تر برای زمین‌لرزه‌های کالیفرنیا ابداع شد. این مقیاس لگاریتمی از ۱ تا ۱۰ است و افزایش یک واحد در آن معادل ۱۰ برابری در بزرگی زلزله است. بزرگتی بر اساس دامنه امواج ثبت‌شده محاسبه می‌شود، اما تحت تأثیر فاصله از مرکز و نوع سنگ نیز قرار دارد. به همین دلیل برای یکسان‌سازی نتایج تنظیمات پیچیده‌ای لازم است.
با گسترش شبکه لرزه‌نگار‌ها، مقیاس ریش‌تر برای کاربرد‌های جهانی محدودیت داشت. دانشمندان مقیاس قدر لحظه را ارائه دادند که بر اساس کل انرژی آزاد‌شده (مساحت سطح گسل در ضرب انرژی) محاسبه می‌شود و مطمئن‌ترین روش تخمین بزرگی است. مقیاس دیگر شدت مرکالی اصلاح‌شده (MM) است که اثرات قابل مشاهده بر سطح زمین را رتبه‌بندی می‌کند و بر پایه اعداد نیست؛ بنابراین در مناطق مختلف با مقاومت‌های متفاوت، نتایج متفاوتی می‌دهد.
آیا پیش‌بینی زلزله امکان‌پذیر است؟
پیش‌بینی زلزله شامل تعیین زمان، مکان و بزرگی است. در دهۀ ۱۹۷۰ دانشمندان امیدوار بودند تکنولوژی این کار را ممکن سازد، اما ناکامی‌های دهۀ ۱۹۸۰ باعث شد نتیجه بگیرند که پیش‌بینی دقیق و موثق ذاتا غیر‌ممکن است. تا امروز روشی قابل اعتماد ارائه نشده است.
چگونه در برابر زلزله ایمن شویم؟
مطالعات از سال ۱۹۰۰ تا کنون نشان می‌دهد سالانه حدود ۱۶ زلزله بزرگ (۷ ریش‌تر به بالا) رخ می‌دهد. در ۴۰ تا ۵۰ سال گذشته تعداد زلزله‌ها حدود ۱۲ برابر بیش‌تر گزارش شده که نگران‌کننده است. قوانین ساخت‌وساز در مناطق لرزه‌خیز بسیار سخت‌گیرانه شده تا سازه‌ها با تکنولوژی‌های نوین مقاوم باشند. مثال‌ها شامل ضربه‌گیر‌های لاستیکی در پایه‌ها، قاب‌های فولادی مخصوص و دمپر‌های بزرگ (مانند آونگ‌های غول‌پیکری) در آسمان‌خراش‌ها است که انرژی لرزش را جذب و تخلیه می‌کنند و در برابر باد‌های شدید نیز موثرند.
بزرگ‌ترین زمین‌لرزه ثبت‌شده
بزرگ‌ترین زلزله ثبت‌شده در ۲۲ مه ۱۹۶۰ در شیلی با بزرگی ۹.۶ ریش‌تر رخ داد. مرکز آن نزدیکی لوماکو در جنوب سانتیاگو بود. منطقه والدیویا با تخریب خانه‌های ۲ می‌لیون نفر، ۳ هزار زخمی و ۱۶۵۵ کشته بیش‌ترین آسیب را دید. این زلزله نزدیک به ده دقیقه طول کشید و سونامی‌های ناشی از آن تا ارتفاع ۲۵ متر سواحل شیلی را نابود کردند. شیلی به دلیل قرارگیری در حلقه آتش از فعال‌ترین کشور‌های لرزه‌خیز جهان است.
آیا زلزله فایده‌ای دارد؟
زلزله‌ها اطلاعات ارزش‌مندی از ساختار درونی زمین، لایه‌ها و جنس مواد فراهم می‌کنند. داده‌های لرزه‌نگار‌های جهانی به دانشمندان اجازه می‌دهد ارتفاع لایه‌ها، دما، سختی مواد و فرا‌یند‌های تکتونیکی را بررسی کنند. مؤسسه اقیانوس‌شناسی وودز هول معتقد است افزایش دانش زمین‌شناختی دقت محاسبات رخداد زلزله در گسل‌های خاص را بالا می‌برد.
آیا زلزله در سیارات دیگر هم رخ می‌دهد؟
تا کنون سیاره‌ای با لیتوسفر تقسیم‌شده به صفحات تکتونیکی واقعی شناسایی نشده، اما این به معنی عدم وجود زمین‌لرزه در سایر سیارات نیست. ماه‌لرزه و مریخ‌لرزه هر دو ثبت شده‌اند. ماه‌لرزه‌ها ناشی از برخورد شهاب‌سنگ‌ها، کشش گرانشی زمین، تغییرات دمایی شدید و گرمایش خورشید هستند. اولین لرزه‌نگار در مأموریت آپولو ۱۱ توسط باز آلدرین روی ماه نصب شد و تا ۱۹۷۷ فعال بود. دانشمندان امیدوارند در مأموریت‌های آرتمیس لرزه‌نگار‌های پیشرفته‌تر مستقر کنند.
اولین مریخ‌لرزه توسط کاوشگر اینسایت ناسا در ۶ آوریل ۲۰۱۹ با ابزار SEIS شناسایی شد. از آن زمان بیش از ۱۳۰۰ مریخ‌لرزه ثبت شده که بزرگ‌ترین آن زلزله ۵ ریش‌تری در ۴ مه ۲۰۲۲ بوده، بزرگ‌ترین زلزله ثبت‌شده در سیاره‌ای غیر از زمین.
چند نکته جالب درباره زلزله
- طویل‌ترین زلزله تاریخ در ۱۸۶۱ در اندونزی با بزرگی ۸.۵ ریش‌تر نزدیک به ده دقیقه طول کشید.
- زلزله متوسط (۴ تا ۶ ریش‌تر) حدود یک دقیقه ادامه دارد.
- حداقل ۵۰۰ هزار زلزله در سال در کره زمین رخ می‌دهد.
- زلزله‌های اقیانوسی می‌توانند باعث سونامی شوند.
- حداقل یک زلزله ۸ ریش‌تر یا بیش‌تر در سال رخ می‌دهد.
- بیش‌تر زمین‌لرزه‌ها در عمق حدود ۸۰ کیلوم‌تری اتفاق می‌افتد.
خلاصه زلزله چیست به زبان ساده
زلزله لرزش پوسته زمین در اثر آزاد شدن ناگ‌هانی انرژی در لیتوسفر است. سالانه حدود بیست هزار زمین‌لرزه رخ می‌دهد (۵۵ در روز) که اکثرا ناچیز و حس‌نشده‌اند. علل اصلی شامل برخورد صفحات تکتونیک، فوران آتشفشانی، رانش زمین و برخورد شهاب‌ها است. اندازه‌گیری با لرزه‌نگار و مقیاس‌هایی چون ریش‌تر، قدر لحظه و مرکالی انجام می‌شود. پیش‌بینی دقیق امکان‌پذیر نیست، اما ایمن‌سازی با سازه‌های مقاوم و تکنولوژی‌های نوین (دمپر، ایزولاتور) می‌تواند خسارات را به شدت کاهش دهد. بزرگ‌ترین زلزله ۹.۶ ریش‌تری ۱۹۶۰ شیلی بوده و زلزله‌ها در ماه و مریخ نیز ثبت شده‌اند.
سوالات متداول
امن‌ترین مکان در زمان زلزله کجاست؟
در زمان زلزله بهتر است زیر یک میز چوبی محکم پناه بگیرید. از دیوار‌های بیرون، پنجره‌ها، می‌زهای شیشه‌ای، شومینه و مکان‌های حاوی اشیای تیز یا شیشه‌ای دوری کنید. اگر قادر به حرکت نیستید، یک جسم نرم مانند بالش، پتو یا بالش را روی سر بگذارید.
آیا می‌توان از زلزله جلوگیری کرد؟
خیر، جلوگیری از رخداد زلزله امکان‌پذیر نیست. اما با ساخت سازه‌های ایمن‌تر و ارائه آموزش‌های صحیح می‌توان اثرات آن را به می‌زان قابل‌توجه‌ی کاهش داد.
