مرکز سطحی زمینلرزه: دروازهای به سوی کانون زمین
مرکز سطحی و کانون: دو نقطهی کلیدی در یک داستان
تصور کنید یک سنگ را در عمق یک متری داخل یک استخر بزرگ آب رها کنید. محل برخورد سنگ به کف استخر، شبیه کانونام> زمینلرزه است. اما آن دایرههای موجی که روی سطح آب میبینید و از یک نقطه پخش میشوند، دقیقاً بالای محل برخورد سنگ هستند. آن نقطه روی سطح آب، معادل مرکز سطحی زمینلرزه است. در زمینلرزه، انرژی بهصورت امواج لرزهای از کانون به همهجا پخش میشود و اولین جایی که در سطح زمین مستقیماً بالای این نقطه قرار میگیرد، مرکز سطحی نامیده میشود.
چگونه دانشمندان مرکز سطحی را پیدا میکنند؟
دانشمندان از دستگاههای حساسی به نام لرزهسنج6 استفاده میکنند که در ایستگاههای لرزهنگاری در سراسر جهان نصب شدهاند. این دستگاهها امواج لرزهای را ثبت میکنند. امواج لرزهای انواع مختلفی دارند؛ دو نوع اصلی موج P (اولیه، سریعتر) و موج S (ثانویه، کندتر) هستند.
فرض کنید سه ایستگاه در شهرهای مختلف، یک زمینلرزه را ثبت کردهاند. هر ایستگاه زمان رسیدن موجهای P و S را اندازه میگیرد. اختلاف زمان رسیدن این دو موج به ایستگاه، با فاصلهٔ ایستگاه از مرکز سطحی رابطه دارد. هرچه این اختلاف زمان بیشتر باشد، ایستگاه از مرکز سطحی دورتر است.
حالا دانشمندان روی نقشه، به ازای هر ایستگاه یک دایره به مرکز آن ایستگاه و به شعاع «فاصلهٔ تخمینی تا مرکز سطحی» رسم میکنند. این دایرهها در یک نقطه (یا یک منطقه کوچک) با هم تلاقی میکنند. آن نقطه، مرکز سطحی زمینلرزهام> است. این فرآیند مانند تریانگولاسیون7 یا مثلثبندی است.
| ویژگی | مرکز سطحی (Epicenter) | کانون (Hypocenter) |
|---|---|---|
| موقعیت | روی سطح زمین | در عمق زمین (داخل پوسته یا گوشته) |
| ارتباط هندسی | دقیقاً بالای کانون (در راستای قائم) | در زیر مرکز سطحی |
| اهمیت در نقشهها | نقطهای که روی نقشه نشان داده میشود. | با مختصات و عمق مشخص میشود. |
| مثال (استخر) | نقطهٔ شروع دایرههای موج روی سطح آب. | محل برخورد سنگ به کف استخر. |
چرا تعیین مرکز سطحی اینقدر مهم است؟
شناسایی سریع و دقیق مرکز سطحی، اولین گام حیاتی پس از رخداد یک زمینلرزه بزرگ است. این کار کاربردهای عملی بسیار مهمی دارد:
۱. مدیریت بحران و امدادرسانی: تیمهای امداد بلافاصله میدانند که کدام منطقه احتمالاً بیشترین آسیب را دیده است و باید عملیات نجات را از کجا شروع کنند. هر دقیقه در چنین موقعیتهایی ارزش جان انسانها را دارد.
۲. بررسی شدت زمینلرزه: شدت زمینلرزه معیاری است برای توصیف اثرات قابل لمس زمینلرزه (مانند تخریب ساختمانها، احساس مردم) در مکانهای مختلف. نقشههای شدت5ام> معمولاً به صورت دایرههای هممرکز حول مرکز سطحی رسم میشوند. به طور کلی، هرچه از مرکز سطحی دورتر شویم، شدت لرزه معمولاً کاهش مییابد (مثل پرتاب سنگ در آب).
۳. شناسایی گسلهای فعال: تجمع مراکز سطحی زمینلرزههای کوچک و بزرگ در یک خط یا نوار خاص روی نقشه، به زمینشناسان میگوید که گسل8 فعال در آن منطقه کجاست. گسلها شکستگیهایی در پوسته زمین هستند که زمینلرزه در امتداد آنها رخ میدهد.
مثال عینی: زمینلرزه بم و اهمیت مرکز سطحی
زمینلرزه ویرانگر بم در دی ماه 1382 را در نظر بگیرید. مرکز سطحی این زمینلرزه بسیار نزدیک به شهر تاریخی بم تعیین شد. این نزدیکی باعث شد که شدت لرزه در خود شهر بم در بالاترین حد ممکن باشد و متأسفانه خسارات جانی و مالی گستردهای وارد کند. اگر مرکز سطحی در فاصلهای دورتر از شهر قرار میگرفت، احتمالاً شدت لرزه در شهر کمتر میبود. این مثال به خوبی نشان میدهد که موقعیت مرکز سطحی نسبت به مناطق مسکونی، چقدر در میزان فاجعه تأثیرگذار است. امدادگران نیز با دانستن همین نقطه، تلاش خود را بر روی شهر بم متمرکز کردند.
اشتباهات رایج و پرسشهای مهم
پاسخ: خیر، همیشه اینطور نیست. اگرچه معمولاً شدیدترین لرزه در نزدیکی مرکز سطحی احساس میشود، اما شرایط خاک نقش بزرگی بازی میکند. مثلاً اگر مرکز سطحی در منطقهای با سنگهای سخت باشد، ولی در فاصلهای از آن منطقه، شهر بر روی خاک نرم یا رسوبات سست قرار گرفته باشد، ممکن است لرزش در آن شهر دورتر حتی قویترام> احساس شود. پس مرکز سطحی محل آغاز امواج است، اما محل بیشترین خسارت لزوماً بر آن منطبق نیست.
پاسخ: خیر. علم امروز قادر به پیشبینی دقیق زمان، مکان و بزرگی زمینلرزه نیست. ما میتوانیم مناطق لرزهخیز (مانند اطراف گسلهای فعال) را شناسایی کنیم و بگوییم که در آیندهای نامشخص احتمال رخداد زمینلرزه در آنجا زیاد است، اما تعیین نقطهٔ دقیق مرکز سطحی و زمان وقوع، ممکن نیست. مرکز سطحی فقط پس از وقوعام> زمینلرزه و با استفاده از دادههای لرزهنگاری محاسبه میشود.
پاسخ: خیر. بزرگی زمینلرزه9 (مثلاً ۶ ریشتر) یک عدد ثابت است که میزان کل انرژی آزادشده در کانون را نشان میدهد. این عدد برای یک زمینلرزه خاص، در هر کجای جهان که باشید یکسان است. اما شدت لرزه که همان "احساس و اثر" زمینلرزه است، با دور شدن از مرکز سطحی معمولاً کاهش مییابد. پس بزرگی مثل قدرت لامپ است (ثابت)، اما شدت مثل نوری است که شما در فاصلههای مختلف از آن لامپ دریافت میکنید (متغیر).
پاورقی
1 مرکز سطحی زمینلرزه (Epicenter).
2 کانون (Hypocenter or Focus).
3 مرکز درونی (Hypocenter) – همان کانون.
4 لرزهنگاری (Seismology).
5 شدت (Intensity) – مقیاس مرکالی.
6 لرزهسنج (Seismometer).
7 تریانگولاسیون (Triangulation).
8 گسل (Fault).
9 بزرگی زمینلرزه (Magnitude) – مانند مقیاس ریشتر.
