زمین‌لرزه: نیروی شگفت‌انگیز و مخرب طبیعت
زمین‌لرزه چیست و چگونه رخ می‌دهد؟
برای درک زمین‌لرزه، ابتدا باید ساختار کرهٔ زمین را بشناسیم. پوستهٔ زمین مانند یک پازل از تکه‌های بزرگ به نام صفحات تکتونیکی1 تشکیل شده است. این صفحات به‌آهستگی روی لایه‌ای نرم‌تر و داغ‌تر به نام گوشته حرکت می‌کنند. زمانی که لبه‌های این صفحات به هم گیر کنند، انرژی در آن‌ها ذخیره می‌شود. وقتی این انرژی از حد تحمل سنگ‌ها بیشتر شود، به‌صورت ناگهانی آزاد می‌شود و امواج لرزه‌ای را ایجاد می‌کند که ما آن را به‌صورت زمین‌لرزه احساس می‌کنیم. نقطه‌ای در عمق زمین که انرژی از آنجا آزاد می‌شود، کانون2 نام دارد و نقطهٔ مستقیماً بالای آن روی سطح زمین، مرکز سطحی3 نامیده می‌شود.
انواع امواج زمین‌لرزه
انرژی آزادشده از کانون زمین‌لرزه به شکل امواج مختلفی درون زمین و روی سطح آن منتشر می‌شود. دو نوع اصلی از این امواج وجود دارند:
1. امواج داخلی (بدنی): این امواج در درون زمین حرکت می‌کنند و اولین امواجی هستند که به ایستگاه‌های لرزه‌نگاری می‌رسند.
- امواج P (اولیه): سریع‌ترین امواج هستند و مانند یک فنر، مواد زمین را به‌صورت فشرده‌سازی و انبساط جابه‌جا می‌کنند. این امواج از مواد جامد، مایع و گاز عبور می‌کنند.
- امواج S (ثانویه): کندتر از امواج P هستند و مواد را به‌صورت عمودی یا افقی تکان می‌دهند. این امواج فقط از مواد جامد عبور می‌کنند.
2. امواج سطحی: این امواج هنگامی ایجاد می‌شوند که امواج داخلی به سطح زمین برسند. آن‌ها کندترین اما مخرب‌ترین نوع امواج هستند و باعث بیشترین خسارت می‌شوند.
چگونه قدرت زمین‌لرزه را اندازه‌گیری می‌کنند؟
دانشمندان برای سنجش قدرت زمین‌لرزه از مقیاس‌های مختلفی استفاده می‌کنند. دو مقیاس معروف ریشتر و مرکالی هستند.
| بزرگی (ریشتر) | توصیف | تأثیر معمول |
|---|---|---|
| کمتر از ۳.۰ | خفیف | اغلب غیرقابل احساس است، اما توسط لرزه‌نگارها ثبت می‌شود. |
| ۳.۰ - ۳.۹ | جزئی | در داخل خانه قابل احساس است، مانند لرزش یک کامیون سنگین. |
| ۴.۰ - ۴.۹ | سبک | شیشه‌های پنجره می‌لرزند، اشیاء به صدا درمی‌آیند. |
| ۵.۰ - ۵.۹ | متوسط | می‌تواند به ساختمان‌های ضعیف آسیب برساند. |
| ۶.۰ - ۶.۹ | قوی | در مناطق وسیعی احساس می‌شود، باعث آسیب‌های جدی می‌شود. |
| ۷.۰ و بالاتر | بزرگ | خسارت‌های شدید در مناطق بسیار وسیع. زمین‌لرزه‌های اصلی. |
مقیاس ریشتر یک مقیاس لگاریتمی است. یعنی افزایش یک واحد در مقیاس ریشتر (مثلاً از ۵ به ۶)، به معنی ده برابر شدن دامنهٔ امواج و تقریباً ۳۲ برابر شدن انرژی آزادشده است. این رابطه را می‌توان به صورت زیر نشان داد:
$log E = 11.8 + 1.5 M$
که در آن $E$ انرژی بر حسب ژول و $M$ بزرگی زمین‌لرزه است.
اثرات و پیامدهای یک زمین‌لرزه بزرگ
زمین‌لرزه می‌تواند اثرات مستقیم و ثانویهٔ زیادی داشته باشد که فراتر از لرزش زمین است:
- خسارت به سازه‌ها: فرو ریختن ساختمان‌ها، پل‌ها، جاده‌ها و سایر سازه‌های ساخته‌دست بشر.
- آتش‌سوزی: شکستن خطوط گاز و برق می‌تواند باعث آتش‌سوزی‌های گسترده شود.
- زمین‌لغزش و روان‌گرایی4: لرزش می‌تواند باعث رانش زمین در دامنه‌های کوهستانی شود. همچنین در خاک‌های ماسه‌ای اشباع از آب، خاک مانند یک مایع رفتار می‌کند که به آن «روان‌گرایی» می‌گویند و ساختمان‌ها را در خود فرو می‌برد.
- سونامی: اگر زمین‌لرزه در کف اقیانوس رخ دهد، می‌تواند امواج عظیم و ویرانگری به نام سونامی ایجاد کند.
چگونه در برابر زمین‌لرزه آماده شویم و ایمن بمانیم؟
از آنجایی که پیش‌بینی دقیق زمان زمین‌لرزه ممکن نیست، آمادگی مهم‌ترین عامل نجات جان‌ها است. این آمادگی در سه مرحله خلاصه می‌شود: قبل، حین و بعد از زمین‌لرزه.
قبل از زمین‌لرزه:
- یک کیت اضطراری شامل آب، غذاهای فاسدنشدنی، جعبهٔ کمک‌های اولیه، چراغ قوه و رادیو تهیه کنید.
- یک طرح خانوادگی داشته باشید و محلی امن برای ملاقات بعد از حادثه تعیین کنید.
- اشیاء سنگین مانند کتابخانه و یخچال را به دیوار محکم کنید تا سقوط نکنند.
در حین زمین‌لرزه (مهم‌ترین اقدامات):
- خم شوید، پناه بگیرید و بچسبید. به زیر یک میز محکم بروید و پایه‌های آن را محکم بگیرید.
- اگر میز نیست، کنار یک دیوار داخلی و دور از پنجره‌ها و اشیاء سنگین بنشینید و با بازوهایتان از سر و گردنتان محافظت کنید.
- اگر در رختخواب هستید، همانجا بمانید و یک بالش روی سرتان بگذارید.
- تا پایان لرزش در پناهگاه خود بمانید.
بعد از زمین‌لرزه:
- مراقب پس‌لرزه‌ها باشید.
- در صورت بوی گاز، شیر اصلی آن را ببندید و سریعاً محل را ترک کنید.
- از آسانسور استفاده نکنید.
- به پیام‌های رادیو برای دریافت دستورالعمل‌های جدید گوش دهید.
اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم
خیر. با وجود پیشرفت‌های علمی، هنوز هیچ روش مطمئنی برای پیش‌بینی دقیق زمان، مکان و بزرگی یک زمین‌لرزه خاص وجود ندارد. دانشمندان می‌توانند مناطق پرخطر (زلزله‌خیز) را شناسایی و احتمال رخداد زمین‌لرزه را در بازه‌های زمانی طولانی‌مدت تخمین بزنند، اما نه بیشتر.
این یک اقدام بسیار خطرناک است. در حین لرزش، احتمال افتادن آوار از بالای ساختمان و همچنین افتادن خود شخص بسیار زیاد است. ایمن‌ترین مکان، پناه گرفتن در داخل ساختمان، زیر یک میز محکم و دور از پنجره‌ها است.
بزرگی (مثلاً روی مقیاس ریشتر) معیاری است برای سنجش مقدار انرژی آزادشده در کانون زمین‌لرزه. این عدد برای یک زمین‌لرزه خاص، در همهٔ نقاط یکسان است. اما شدت (مثلاً روی مقیاس مرکالی) معیاری است برای سنجش میزان تأثیر و خسارت ناشی از زمین‌لرزه در یک مکان خاص. شدت در نقاط مختلف، بسته به فاصله از مرکز سطحی و نوع خاک، متفاوت است.
پاورقی
1 صفحات تکتونیکی (Tectonic Plates): صفحه‌های بزرگ و متحرک سنگ‌سخت که پوستهٔ زمین (لیتوسفر) را تشکیل می‌دهند.
2 کانون (Hypocenter): نقطه‌ای در درون زمین که زمین‌لرزه از آنجا شروع می‌شود.
3 مرکز سطحی (Epicenter): نقطه‌ای روی سطح زمین که مستقیماً بالای کانون قرار دارد.
4 روان‌گرایی (Liquefaction): پدیده‌ای که در آن خاک اشباع از آب در اثر لرزش، استحکام خود را از دست داده و مانند یک مایع رفتار می‌کند.