Zjawiska trzęsień ziemi, występowanie, przyczyny i skutki

Zjawiska trzęsień ziemi, występowanie, przyczyny i skutki.
Skorupa ziemska drży bardzo często. Uczeni szacują, że na całym świecie ma miejsce około
miliona wstrząsów rocznie. W większości są one słabe i można je wykryć tylko za pomocą
czułych przyrządów. W ciagu roku występuje jednak średnio ok 15 do 25 silnych trzęsień
ziemi, powodujących czasem duże zniszczenia. Te najgroźniejsze naturalne kataklizmy
powodują śmierć tysięcy ludzi i ogromne straty materialne oraz przekształcają powierzchnię
ziemi.
Skorupa ziemska nie jest jednolitą powłoką, lecz składa się z około tuzina olbrzymich płyt,
pływajacych w plastycznym płaszczu ziemi. Płyty te powoli, lecz stale, trącają się wzajemnie,
przez co wzdłuż ich krawędzi powstają silne naprężenia. W końcu stają się one tak duże, że
płyta ugina się i powstaje wstrząs. Naprężenie na jakiś czas znika, ale ziemia może się trząść
nadal na obszarze setek kilometrów.
Większość trzęsień ziemi, zwłaszcza na obrzerzach Oceanu Spokojnego i w pasie ciągnącym
się od południowej Europy w głąb Azji, jest wynikiem ruchów płyt skorupy ziemskiej. Jeśli
płyta oceaniczna napiera na płytę kontynentalną, powstają trzęsienia ziemi, wybuchy
wulkanów i szybkie wypiętrzanie gór. Przykładem tego zjawiska jest zachodnie wybrzeże
Ameryki Południowej, gdzie utworzyło się pasmo Andów.
Bywają jednak też inne przyczyny trzęsień ziemi. Niektóre części globu powracają jeszcze do
stanu równowagi po zlodowaceniu, które ustąpiło zaledwie około 10 tysięcy lat temu.
Uwolniona od ogromnego ciężaru lodu skorupa ziemska podlega czasem wstrząsom
powstającym w wyniku powolnego wyginania się do góry. Niewielkie trzęsienia o zasięgu
lokalnym mogą być również powodowane przez wybuchy wulkanów. Erupcje wulkanów
nalężą do potężnych sił przyrody. Potężne eksplozje mogą wysadzić wierzchołek góry,
wyrzucając jednocześnie w powietrze chmury gazów i kawałki materiału skalnego.
Niezależnie od formy wybuchu, powoduje on zawsze zmiany w otoczeniu.
Niewielkie trzęsienia mogą być także powodowane osuwaniem się ziemi, podziemnymi
eksplozjami jądrowymi, a nawet napełnianiem zbiorników wodnych. Ich znaczenie jest
jednak niewielkie w porównaniu z występującymi na krawędziach płyt trzęsieniami, w czasie
których uwalnia się energia równoważna tuzinom bomb atomowych.
Główna faza trzęsienia ziemi rzadko trwa dłużej niż minutę, bywa jednak poprzedzona
drobnymi drganiami zwanymi wstrząsami wyprzedzającymi. Mogą one występować kilka
godzin, tygodni a nawet miesięcy przed wstrząsem głównym. Po nim ma miejsce seria
wstrząsów potomnych będących wynikiem powrotu skorupy ziemskiej do stanu stabilizacji.
Chociaż są one słabsze od wstrząsu głównego, często powodują szkody w obiektach, których
konstrukcja została wcześniej osłabiona przez trzęsienie główne.
Płyty skorupy ziemskiej mogą się poruszać także wzdłuż uskoków podwodnych.
Występujące wtedy trzęsienia ziemi nie powodują groźnych skutków w najbliższej okolicy.
Wstrząs taki może być odczuwany na statkach, ale ich uszkodzenie jest mało prawdopodobne.
Wstrząsy występujące pod wodą lub w strefie brzegowej lądu powodują jednak powstawanie
olbrzymich fal morskich noszących japońską nazwę - tsunami.
Fale te mogą posuwać się z prędkością 800 kilometrów na godzinę. Nie stanowią zagrożenia
na pełnym morzu, gdzie nie osiągają dużej wysokości, ale zbliżając się do przybrzeżnych
płycizn znacznie zwalniają i woda spiętrza się nawet do 60 metrów. Fale te uderzają o ląd i
powodują ofiary śmiertelne i zniszczenia. Tsunami mogą powodować tragiczne skutki daleko
od miejsca wstrząsu, który je wywołał. Fale wywołane przez trzęsienie ziemi na Alasce w
1964 roku wyrządziły znaczne szkody na wybrzeżu Kalifornii, zaś tsunami będące
następstwem trzęsienia ziemi w Chile w roku 1960 uderzyło przeszło dobę później o
wybrzeża Japonii.
Sejsmolodzy, czyli uczeni zajmujący się badaniem trzęsień ziemi, używają całego zestawu
wymyślnych przyrządów. Najważniejszym z nich jest sejsmograf - bardzo czułe urządzenie,
wykrywające nawet najlżejsze drgania ziemi. Wstrząsy są zapisywane automtycznie piórkiem
na papierze owiniętym dookoła obracającego się walca.
W niektórych sejsmografach linia ta kreślona jest przez padającą na światłoczuły papier
cienką wiązkę światła. Gdy nie ma żadnych drgań, linia jest prosta. Drobne wstrząsy
powodują lekkie zafalowanie linii, zaś większe - wyraźne skoki linii w górę i w dół.
Stacje sejsmograficzne rozmieszczone są na całym świecie.Gdy zarejestrowane zostaną fale
sejsmiczne znacznej wielkości, porównuje się natężenia fal i czas, jaki zajęło im dotarcie do
poszczególnych stacji. Pozwala to zlokalizować wstrząs i określić jego siłę.
W 1935 roku amerykański sejsmolog, Charles Richter, opracował skalę liczbową,
pozwalającą określać siłę trzęsień ziemi.
Każda kolejna liczba skali oznacza dziesięciokrotny wzrost energii uwalnianej przez wstrząs.
Wstrząs o sile 2 stopni uwalnia zatem 10 razy więcej energii niż wstrząs o sile 1stopnia, zaś
wstrząs 3-stopniowy, 10 razy więcej niż 2-stopniowy.
Sejsmografy zapisują codziennie setki drobnych wstrząsów. Drgania o sile mniejszej od 2
stopni nie są odczuwane przez ludzi. Powstanie poważnych szkód jest mało prawdopodobne,
jeśli siła wstrząsu nie sięga 5 stopni. Groźne są trzęsienia ziemi powyżej 7 stopni. Tylko dwa
osiagnęły dotychczas siłę 8,9 stopni.
Pierwsze miało miejsce w Kolumbii i Ekwadorze w 1906 roku, drugie zaś w 1933 roku w
Japonii.
Kalifornijski uskok San Andreas zdobył światowy rozgłos dzięki swym rozmiarom i
nieprzerwanej aktywności sejsmicznej. Większość uskoków to tylko pęknięcia warstw
skalnych, natomiast ten ogromny ryft stanowi granicę między dwiema wielkimi ruchomymi
płytami skorupy ziemskiej. Ma on prawie 1100 kilometrów długości.
Rozciąga się od Zatoki Kalifornijskiej w kierunku północno-zachodnim, zaś na pólnoc od San
Francisco ciągnie się dalej po dnie oceanu.
Wzdłuż całego uskoku notuje się co roku ponad 100 niewielkich wstrząsów, a czasem
nastepują tu również silne trzęsienia ziemi. Dzieje się tak dlatego, że płyty ocierają się o
siebie. Znajdująca się na wschód od uskoku płyta amerykańska jest dość stabilna, ale leżąca
na zachód od niego płyta pacyficzna stale porusza się w kierunku północnym.
Ruch ten odbywa się od milionów lat, a jego prędkość wynosi obecnie około 5 cm rocznie.
Następuje on skokowo, gdy narastające ciśnienie działające na uskok nagle ustępuje. W 1906
roku, podczas trzęsienia ziemi w San Francisco, ziemia przesunęła się wzdłuż uskoku o
przeszło 4,5 metra.
W wyniku trzęsień ziemi tracą życie miliony ludzi. Jednym z najciężej doświadczanych
rejonów są Chiny, gdzie w roku 1556 przypuszczalnie zginęło około 830 tysięcy osób, zaś w
1976 roku, 242 tysiące.Także w Japonii, Indiach, Włoszech, Iranie i innych krajach
położonych w strefie sejsmicznej trzęsienia ziemi zostawiają wiele ofiar. Stosunkowo mało
ofiar trzęsień ziemi odnotowano w Ameryce Północnej. Trzęsienie ziemi w San Francisco w
roku 1906 zrównało wprawdzie miasto z ziemią, lecz zginęło w nim 700 osób. Trzęsienie
ziemi na Alasce w roku 1964 miało około 8,5 stopni w skali Richtera i wyrządziło szkody na
powierzchni około 200 tysięcy kilometrów kwadratowych, ale pozostawiło po sobie tylko 132
zabitych.
Trzęsienia ziemi przynoszą bardzo wiele szkód, nawierzchnie ulic pękają, zapadają się nawet
do 3 metrów poniżej poprzedniego poziomu, zawalają się domy, zniszczone są miasta, tory
kolejowe, ludzie tracą bliskich.
Większość powierzchni Polski leży poza strefą sejsmiczną, południowa część kraju leży w
strefie o słabej aktywności sejsmicznej.
Twardy grunt pod naszymi stopami nie jest tak stabilny, jak się wydaje.
O drzemiącej w nim energii przypominają nam czasem trzęsienia ziemi.