• عمران
  • بازدید: 12436

منشا زلزله ها

سيد سعيد حسيني (كارشناس سازه)

مقدمه
چند سالي است كه وقوع زلزله هاي متعدد با قدرت و بزرگي هاي متفاوت در نقاط مختلف دنيا توجه جهانيان و مخصوصا مهندسان و معماران و دست اندركاران امر ساخت و ساز (شهري و روستايي) را به خود جلب كرده است. به طور متوسط در هر سال حدود 10 هزار نفر در اثر زلزله جان خود را از دست مي دهند . بر اساس مطالعات انجام شده توسط سازمان علمي فرهنگي ملل متحد (يونسكو) تلفات مالي ناشي از زلزله از سال 1926 تا 1950 بالغ بر 10 ميليارد دلار بوده است. در همين محدوده زماني شهرها و روستاهاي بسيار زيادي بر اثر زلزله با خاك يكسان شده‌اند. بزرگي بعضي از اين زلزله ها حتي بيش از 8 درجه در مقياس ريشتر۱ بوده است. به عنوان نمونه شهرهاي عشق آباد تركمنستان (1948)، آگادير مراكش در ساحل اقيانوس آتلانتيك (1960)، اسكوپيه مقدونيه (1963)، تانگ شان در كشور چين (1976)، مكزيكو سيتي (1985) را مي توان نام برد و در پايان مي توان زلزله ويرانگر اخير بم را مثال زدكه با قدرتي در حدود هفت درجه در مقياس ريشتر در مدت چند ثانيه جان و مال بيش از 30 هزار نفر از هموطنان عزيزمان را براحتي هرچه تمامتر گرفت.

منشا زلزله
با توجه به توضيحات فوق و با عنايت به اين مهم كه در اكثر مناطق كشورمان بدليل شرايط خاص زمين شناختي و موقعيت جغرافيايي، با خطر وقوع زلزله با شدت هاي مختلف رو به رو هستيم و به طور كلي ايران از كشورهاي لرزه خيز دنيا محسوب مي‌شود، از اين رو شناخت و مطالعه علل و عوامل وقوع زلزله كه از اساسي ترين مسائل مورد بحث مهندسي عمران در شاخه مهندسي زلزله به شمار مي آيد، اهميت خود را بيش از پيش نشان مي دهد. در اين زمينه علل و عوامل مختلفي به عنوان منشا زلزله ها شناخته شده‌اند. از جمله مهمترين اين عوامل مي توان به موارد زير اشاره كرد:
۱ -واكنش هاي درون زميني و حركت صفحات تكتونيكي زمين (
Plate Tectonics)
۲- - فعاليت آتشفشان ها
۳- - آزمايش ها و انفجارهاي هسته اي و اتمي
۴- -ذخيره كردن آبهاي سطحي و شكسته شدن سد هاي عظيم آب
۵- - فرو ريختن غارهاي زير زميني و...
اما در ميان عوامل فوق، نظريه حركت زمين ساخت صفحه اي (
Plate Tectonics ) در بين لرزه شناسان بيشترين مقبوليت را يافته است و در واقع عامل ايجاد حدود 95 درصد از زلزله هاي بزرگ در جهان به حساب مي آيد و به عبارت ديگر ساير عوامل ايجاد زلزله، خود تابعي از اين عامل هستند .
با پيشرفت سريع علم و تكنولوژي و با انجام اولين مسافرت به دور كره زمين و تهيه نقشه اوليه سطح زمين و سواحل قاره ها در قرون پانزدهم و شانزدهم، شباهت بسيار عجيب بين سواحل غربي آفريقا و شرقي آمريكاي جنوبي و تطبيق و جفت شدن آنها مطرح شد. در اويل قرن بيستم منشا كوه زايي براي كوه هاي جوان زمين و تطبيق كوه هاي جوان در طرف اقيانوس اطلس دلايلي براي حركت قاره ها و نظريه جابجايي آنها عنوان شد و تحقيقات پيرامون آن توسط آلفرد وگز سبب شد كه بالاخره وي نخستين كسي باشد كه توانست موضوع يكي بودن قاره ها را در ابتدا و حركت آنها طي ساليان دراز را مطرح و پيگيري كند. بر اين اساس در حدود 200 ميليون سال قبل، قاره ها به هم اتصال داشته و يك قاره واحد بنام پانگه آ(
Pangaea)را تشكيل مي دادند.
بر اساس نظريه فوق سطح زمين از يك پوسته سخت به ضخامت 70 تا 150 كيلومتر (ضخامت متوسط 100 كيلومتر )تشكيل شده است كه آن را سخت كره (
Lithosphere) مي نامند . در زير ليتوسفر در درون زمين يك لايه با حالت خميري و داغتر و البته ضعيف تري نسبت به ليتوسفر بنام مذاب كره (Asthenosphere) قرار دارد.پوسته زمين در بعضي مناطق جغرافيايي بريده شده و صفحاتي را بوجود آورده است كه اين صفحات بي حركت نبوده و روي گوشته خميري زمين سر مي خورند و در نتيجه وضعيت نسبي و مرز بين آنها همواره در حال تغيير است.
اين صفحات به دو نوع كلي قاره اي و اقيانوسي تقسيم مي شوند كه قاره ها روي پوسته گرانيتي نسبتا سبكي به ضخامت حدود 40 كيلومتر و اقيانوس ها روي پوسته بازالتي متراكم تري به ضخامت تقريبي 7 كيلومتر قرار دارند.حرارت درون زمين از مهمترين عوامل حركت و جا به جايي اين صفحات است. ابعاد صفحات اقيانوسي و موقعيت آنها در حال تغيير است و ماده سازنده آنها در حال تجديد . البته لازم به ذكر است كه سرعت ايجاد و گسترش صفحات با مقياس سانتيمتر در سال اندازه گيري مي‌شود.
حركت هر چند كند صفحات باعث انباشت انرژي در صفحات زمين ساخت مي‌شود و در اثر رها شدن ناگهاني اين انرژي و انتشار امواج ارتعاشي در محل برخورد صفحات با همديگر، در سطح زمين زلزله هاي ويرانگري رخ مي دهد.
اگر اين صفحات به هم نزديك شوند، در محل برخوردشان موجب كوه زايي مي شوند مثل حركت صفحات ايران و عربستان به طرف هم كه در محل برخوردشان سلسله جبال زاگرس را بوجود آورده اند . ولي اگر اين صفحات از هم دور شوند باعث ايجاد شكاف مي شوند به عنوان نمونه شكاف وسط اقيانوس اطلس از اين نوع است. صفحات اقيانوسي و قاره اي تفاوت هاي عمده اي با هم دارند از جمله اينكه صفحات اقيانوسي در محل برخورد در بعضي مناطق در زير همديگر فرو رفته و صفحه زيرين وارد لايه مذاب زمين شده و بعدا به مرور خود هم ذوب مي‌شود و اين صفحات در حاشيه شيارهاي بر آمده با نوار هاي بزرگ آتشفشاني موسوم به پشته اقيانوسي كه از كف اقيانوس ها عبور مي كنند ايجاد مي شوند، اما بر خلاف اين صفحات، صفحات قاره اي در پشته تشكيل نمي شوند و در گوشته هم فرو نمي روند . تفاوت ديگر اين دو نوع صفحه از نظر سن، جنس و تركيب شيميايي است .
سن قاره ها نسبت به صفحات سازنده كف اقيانوس ها بسيار زيادتر بوده و در حدود يك ميليارد سال بيشتر است در حالي كه سن صفحات اقيانوسي از 200 ميليون سال تجاوز نمي كند. قاره ها همچون چوب پنبه روي آب به طور سرگردان در حركتند و اين حركت تابع سيالي است كه آنها را با خود مي كشاند و مثل همان چوب پنبه هيچگاه در سيال (گوشته مذاب زمين)فرو نمي روند.
در نظريه زمين ساخت صفحه اي يا تكتونيك صفحه اي، كره زمين به هفت صفحه اصلي تقسيم شده است :1- صفحه آفريقا 2- صفحه اوراسيا (ورازي) 3- صفحه اقيانوس هند 4- صفحه اقيانوس آرام 5- صفحه قطب جنوب 6- صفحه آمريكا 7- صفحه نازكا. در اين نظريه، قاره ها نقش خاصي را بر عهده دارند. قاره ها همراه با صفحاتي كه روي آنها قرار دارند از هم جدا مي شوند، تغيير مكان مي دهند ولي هيچگاه در گوشته فرو نمي روند. وقتي دو قاره بهم نزديك شوند و بهم برخورد كنند در محل برخورد، انسداد و جوش خوردگي بوجود مي آيد. مثلا وقتي هندوستان از آفريقا جدا شد به صورت قطعه از آفريقا به طرف شمال به حركت در آمد و در حدود 40 ميليون سال قبل به آسيا برخورد، عظيم ترين رشته كوه جهان يعني رشته كوه تبت - هيماليا بوجود آمد . در نتيجه آسيا به شكل جديد در آمد زيرا هند به قاره آسيا جوش خورد و زايده مثلثي جنوب آسيا تشكيل شد. امروزه از اين برخورد اثري بر جاي مانده كه رودخانه يالونگ تسانگپو (
Yalong Tsangpo )در نزديكي آن جريان دارد و مي توان آن را محل التيام و جوش خوردگي دانست. اصولا در محل اين جوش خوردگي ها ،گسل هاي فراواني وجود دارد كه بعضا زلزله هاي بسيار شديدي در آنها رخ مي دهد . البته بايد دانست كه واقعه برخورد هند به آسيا منحصر به فرد نيست، تمام قاره آسيا از قطعاتي درست شده است كه تدريجا و طي مراحلي به آن چسبيده اند. ايران هم قطعه اي از اَبَر قاره گندوانا به شمار مي رفته و احتمالا طي دوره كربونيفر يا ترياس به آسيا چسبيده است. البته قاره هاي اروپا و آفريقا نيز بارها به هم برخورد كرده‌اند و از آخرين برخورد آنها كوه هاي آلپ تشكيل شده است. زمين شناسان پيش بيني مي كنند كه برخورد بعدي لااقل در 20 ميليون سال آينده اتفاق خواهد افتاد و مديترانه را از بين خواهد برد . از تمام اين برخورد ها آثار التيام و جوش خوردگي به جاي مانده است.
با وجود شناخت عوامل اصلي ايجاد زلزله ها در جهان ، هنوز روش يا برنامه خاصي براي پيش بيني زمان دقيق وقوع زلزله ها كه مي تواند تا حدود بسيار زيادي به كاهش تلفات وخسارات جاني و مالي ناشي از آن كمك كند، وجود ندارد . بنابراين مهمترين كاري كه در مواجهه با زلزله ها مي توان انجام داد اين است كه تا حد امكان كاري كنيم كه ميزان تلفات و خسارات مالي و جاني ناشي از آن به حداقل مقدار خود برسد زيرا به هيچ وجه نمي توان مانع از وقوع زلزله شد كه صد البته در اين ميان كاهش تلفات جاني در اولويت قرار دارد . از جمله مهمترين اين اقدامات رعايت اصول صحيح مهندسي در امر ساختمان سازي و اجراي تمام مراحل ساخت و ساز از ابتداي امر تا پايان كار اجرايي بر اساس قوانين و ضوابط ملي و بين المللي موجود در اين زمينه است. چيزي كه متاسفانه امروزه در بسياري از موارد بدليل ندانم كاري و سهل انگاري عمدي يا سهوي مسئولان و ناظران امر آن طوري كه بايد صورت نمي‌گيرد. كاري كه به جرات مي توان گفت كه مردمان سرزمين آفتاب تابان و خيلي از كشورهاي ديگر دنيا با برنامه ريزي مدون و منطقي و با اختصاص دادن بودجه لازم، به اين مهم دست يافته اند. اين كشورها با بكارگيري روش هاي صحيح و اصولي ساختمان سازي ،آموزش دادن و آشنا كردن مردم با راهكارهاي مواجهه با زلزله و كارهاي ديگر از اين دست توانسته اند فرهنگ زلزله را در ميان مردمان خود به خوبي جا بيندازند. به عنوان مثال در يكي از شهرهاي ژاپن زلزله حدودا 7 ريشتري يك نفر كشته داشته است در حالي كه در زلزله بم ما 30 هزار كشته داشتيم كه اين مثال خود گوياي همه ناگفته ها در مورد ساخت و ساز غير اصولي در كشورمان است.
پي نوشت
۱ - مقياس ريشتر معرف انرژي آزاد شده توسط يك زلزله است.مثلا انرژي زلزله اي به بزرگي 5/8 ريشتر معادل انرژي آزاد شده از انفجار 30 ميليون تن
TNT است. زلزله با بزرگي 2 ريشتر معمولاً كوچكترين زلزله اي است كه توسط انسان حس مي‌شود. بزرگي ريشتر با دامنه موج زلزله ثبت شده توسط لرزه نگار به صورت لگاريتمي تغيير مي كند ، يعني ازدياد بزرگي ريشتر به اندازه يك واحد متناظر با 10 برابر شدن دامنه موج و تقريبا 31 برابرشدن مقدار انرژي رها شده بوسيله زلزله است.
۲ - گسل معرف صفحه اي است كه حركات زمين در طول آن رخ مي دهد و مبدا حركت زمين در يك زلزله از آن ناشي مي‌شود .

منبع : همشهري - 1384/02/18

حق کپی با ذکر "نام نویسنده" و "سایت همکلاسی" بلامانع می باشد

www.Hamkelasy.com