منشا زلزله ها

چند سالی است كه وقوع زلزله های متعدد با قدرت و بزرگی های متفاوت در نقاط مختلف دنیا توجه جهانیان و مخصوصا مهندسان و معماران و دست اندركاران امر ساخت و ساز (شهری و روستایی) را به خود جلب كرده است. به طور متوسط در هر سال حدود 10 هزار نفر در اثر زلزله جان خود را از دست می دهند . بر اساس مطالعات انجام شده توسط سازمان علمی فرهنگی ملل متحد (یونسكو) تلفات مالی ناشی از زلزله از سال 1926 تا 1950 بالغ بر 10 میلیارد دلار بوده است. در همین محدوده زمانی شهرها و روستاهای بسیار زیادی بر اثر زلزله با خاك یكسان شدهاند. بزرگی بعضی از این زلزله ها حتی بیش از 8 درجه در مقیاس ریشتر۱ بوده است. به عنوان نمونه شهرهای عشق آباد تركمنستان (1948)، آگادیر مراكش در ساحل اقیانوس آتلانتیك (1960)، اسكوپیه مقدونیه (1963)، تانگ شان در كشور چین (1976)، مكزیكو سیتی (1985) را می توان نام برد و در پایان می توان زلزله ویرانگر اخیر بم را مثال زدكه با قدرتی در حدود هفت درجه در مقیاس ریشتر در مدت چند ثانیه جان و مال بیش از 30 هزار نفر از هموطنان عزیزمان را براحتی هرچه تمامتر گرفت.EXrozblog.comEX

مقدمه
چند سالی است كه وقوع زلزله های متعدد با قدرت و بزرگی های متفاوت در نقاط مختلف دنیا توجه جهانیان و مخصوصا مهندسان و معماران و دست اندركاران امر ساخت و ساز (شهری و روستایی) را به خود جلب كرده است. به طور متوسط در هر سال حدود 10 هزار نفر در اثر زلزله جان خود را از دست می دهند . بر اساس مطالعات انجام شده توسط سازمان علمی فرهنگی ملل متحد (یونسكو) تلفات مالی ناشی از زلزله از سال 1926 تا 1950 بالغ بر 10 میلیارد دلار بوده است. در همین محدوده زمانی شهرها و روستاهای بسیار زیادی بر اثر زلزله با خاك یكسان شدهاند. بزرگی بعضی از این زلزله ها حتی بیش از 8 درجه در مقیاس ریشتر۱ بوده است. به عنوان نمونه شهرهای عشق آباد تركمنستان (1948)، آگادیر مراكش در ساحل اقیانوس آتلانتیك (1960)، اسكوپیه مقدونیه (1963)، تانگ شان در كشور چین (1976)، مكزیكو سیتی (1985) را می توان نام برد و در پایان می توان زلزله ویرانگر اخیر بم را مثال زدكه با قدرتی در حدود هفت درجه در مقیاس ریشتر در مدت چند ثانیه جان و مال بیش از 30 هزار نفر از هموطنان عزیزمان را براحتی هرچه تمامتر گرفت.

منشا زلزله
با توجه به توضیحات فوق و با عنایت به این مهم كه در اكثر مناطق كشورمان بدلیل شرایط خاص زمین شناختی و موقعیت جغرافیایی، با خطر وقوع زلزله با شدت های مختلف رو به رو هستیم و به طور كلی ایران از كشورهای لرزه خیز دنیا محسوب میشود، از این رو شناخت و مطالعه علل و عوامل وقوع زلزله كه از اساسی ترین مسائل مورد بحث مهندسی عمران در شاخه مهندسی زلزله به شمار می آید، اهمیت خود را بیش از پیش نشان می دهد. در این زمینه علل و عوامل مختلفی به عنوان منشا زلزله ها شناخته شدهاند. از جمله مهمترین این عوامل می توان به موارد زیر اشاره كرد:
۱ -واكنش های درون زمینی و حركت صفحات تكتونیكی زمین (Plate Tectonics)
۲- - فعالیت آتشفشان ها
۳- - آزمایش ها و انفجارهای هسته ای و اتمی
۴- -ذخیره كردن آبهای سطحی و شكسته شدن سد های عظیم آب
۵- - فرو ریختن غارهای زیر زمینی و...
اما در میان عوامل فوق، نظریه حركت زمین ساخت صفحه ای (Plate Tectonics ) در بین لرزه شناسان بیشترین مقبولیت را یافته است و در واقع عامل ایجاد حدود 95 درصد از زلزله های بزرگ در جهان به حساب می آید و به عبارت دیگر سایر عوامل ایجاد زلزله، خود تابعی از این عامل هستند .
با پیشرفت سریع علم و تكنولوژی و با انجام اولین مسافرت به دور كره زمین و تهیه نقشه اولیه سطح زمین و سواحل قاره ها در قرون پانزدهم و شانزدهم، شباهت بسیار عجیب بین سواحل غربی آفریقا و شرقی آمریكای جنوبی و تطبیق و جفت شدن آنها مطرح شد. در اویل قرن بیستم منشا كوه زایی برای كوه های جوان زمین و تطبیق كوه های جوان در طرف اقیانوس اطلس دلایلی برای حركت قاره ها و نظریه جابجایی آنها عنوان شد و تحقیقات پیرامون آن توسط آلفرد وگز سبب شد كه بالاخره وی نخستین كسی باشد كه توانست موضوع یكی بودن قاره ها را در ابتدا و حركت آنها طی سالیان دراز را مطرح و پیگیری كند. بر این اساس در حدود 200 میلیون سال قبل، قاره ها به هم اتصال داشته و یك قاره واحد بنام پانگه آ(Pangaea)را تشكیل می دادند.
بر اساس نظریه فوق سطح زمین از یك پوسته سخت به ضخامت 70 تا 150 كیلومتر (ضخامت متوسط 100 كیلومتر )تشكیل شده است كه آن را سخت كره (Lithosphere) می نامند . در زیر لیتوسفر در درون زمین یك لایه با حالت خمیری و داغتر و البته ضعیف تری نسبت به لیتوسفر بنام مذاب كره (Asthenosphere) قرار دارد.پوسته زمین در بعضی مناطق جغرافیایی بریده شده و صفحاتی را بوجود آورده است كه این صفحات بی حركت نبوده و روی گوشته خمیری زمین سر می خورند و در نتیجه وضعیت نسبی و مرز بین آنها همواره در حال تغییر است.
این صفحات به دو نوع كلی قاره ای و اقیانوسی تقسیم می شوند كه قاره ها روی پوسته گرانیتی نسبتا سبكی به ضخامت حدود 40 كیلومتر و اقیانوس ها روی پوسته بازالتی متراكم تری به ضخامت تقریبی 7 كیلومتر قرار دارند.حرارت درون زمین از مهمترین عوامل حركت و جا به جایی این صفحات است. ابعاد صفحات اقیانوسی و موقعیت آنها در حال تغییر است و ماده سازنده آنها در حال تجدید . البته لازم به ذكر است كه سرعت ایجاد و گسترش صفحات با مقیاس سانتیمتر در سال اندازه گیری میشود.
حركت هر چند كند صفحات باعث انباشت انرژی در صفحات زمین ساخت میشود و در اثر رها شدن ناگهانی این انرژی و انتشار امواج ارتعاشی در محل برخورد صفحات با همدیگر، در سطح زمین زلزله های ویرانگری رخ می دهد.
اگر این صفحات به هم نزدیك شوند، در محل برخوردشان موجب كوه زایی می شوند مثل حركت صفحات ایران و عربستان به طرف هم كه در محل برخوردشان سلسله جبال زاگرس را بوجود آورده اند . ولی اگر این صفحات از هم دور شوند باعث ایجاد شكاف می شوند به عنوان نمونه شكاف وسط اقیانوس اطلس از این نوع است. صفحات اقیانوسی و قاره ای تفاوت های عمده ای با هم دارند از جمله اینكه صفحات اقیانوسی در محل برخورد در بعضی مناطق در زیر همدیگر فرو رفته و صفحه زیرین وارد لایه مذاب زمین شده و بعدا به مرور خود هم ذوب میشود و این صفحات در حاشیه شیارهای بر آمده با نوار های بزرگ آتشفشانی موسوم به پشته اقیانوسی كه از كف اقیانوس ها عبور می كنند ایجاد می شوند، اما بر خلاف این صفحات، صفحات قاره ای در پشته تشكیل نمی شوند و در گوشته هم فرو نمی روند . تفاوت دیگر این دو نوع صفحه از نظر سن، جنس و تركیب شیمیایی است .
سن قاره ها نسبت به صفحات سازنده كف اقیانوس ها بسیار زیادتر بوده و در حدود یك میلیارد سال بیشتر است در حالی كه سن صفحات اقیانوسی از 200 میلیون سال تجاوز نمی كند. قاره ها همچون چوب پنبه روی آب به طور سرگردان در حركتند و این حركت تابع سیالی است كه آنها را با خود می كشاند و مثل همان چوب پنبه هیچگاه در سیال (گوشته مذاب زمین)فرو نمی روند.
در نظریه زمین ساخت صفحه ای یا تكتونیك صفحه ای، كره زمین به هفت صفحه اصلی تقسیم شده است :1- صفحه آفریقا 2- صفحه اوراسیا (ورازی) 3- صفحه اقیانوس هند 4- صفحه اقیانوس آرام 5- صفحه قطب جنوب 6- صفحه آمریكا 7- صفحه نازكا. در این نظریه، قاره ها نقش خاصی را بر عهده دارند. قاره ها همراه با صفحاتی كه روی آنها قرار دارند از هم جدا می شوند، تغییر مكان می دهند ولی هیچگاه در گوشته فرو نمی روند. وقتی دو قاره بهم نزدیك شوند و بهم برخورد كنند در محل برخورد، انسداد و جوش خوردگی بوجود می آید. مثلا وقتی هندوستان از آفریقا جدا شد به صورت قطعه از آفریقا به طرف شمال به حركت در آمد و در حدود 40 میلیون سال قبل به آسیا برخورد، عظیم ترین رشته كوه جهان یعنی رشته كوه تبت - هیمالیا بوجود آمد . در نتیجه آسیا به شكل جدید در آمد زیرا هند به قاره آسیا جوش خورد و زایده مثلثی جنوب آسیا تشكیل شد. امروزه از این برخورد اثری بر جای مانده كه رودخانه یالونگ تسانگپو (Yalong Tsangpo )در نزدیكی آن جریان دارد و می توان آن را محل التیام و جوش خوردگی دانست. اصولا در محل این جوش خوردگی ها ،گسل های فراوانی وجود دارد كه بعضا زلزله های بسیار شدیدی در آنها رخ می دهد . البته باید دانست كه واقعه برخورد هند به آسیا منحصر به فرد نیست، تمام قاره آسیا از قطعاتی درست شده است كه تدریجا و طی مراحلی به آن چسبیده اند. ایران هم قطعه ای از اَبَر قاره گندوانا به شمار می رفته و احتمالا طی دوره كربونیفر یا تریاس به آسیا چسبیده است. البته قاره های اروپا و آفریقا نیز بارها به هم برخورد كردهاند و از آخرین برخورد آنها كوه های آلپ تشكیل شده است. زمین شناسان پیش بینی می كنند كه برخورد بعدی لااقل در 20 میلیون سال آینده اتفاق خواهد افتاد و مدیترانه را از بین خواهد برد . از تمام این برخورد ها آثار التیام و جوش خوردگی به جای مانده است.
با وجود شناخت عوامل اصلی ایجاد زلزله ها در جهان ، هنوز روش یا برنامه خاصی برای پیش بینی زمان دقیق وقوع زلزله ها كه می تواند تا حدود بسیار زیادی به كاهش تلفات وخسارات جانی و مالی ناشی از آن كمك كند، وجود ندارد . بنابراین مهمترین كاری كه در مواجهه با زلزله ها می توان انجام داد این است كه تا حد امكان كاری كنیم كه میزان تلفات و خسارات مالی و جانی ناشی از آن به حداقل مقدار خود برسد زیرا به هیچ وجه نمی توان مانع از وقوع زلزله شد كه صد البته در این میان كاهش تلفات جانی در اولویت قرار دارد . از جمله مهمترین این اقدامات رعایت اصول صحیح مهندسی در امر ساختمان سازی و اجرای تمام مراحل ساخت و ساز از ابتدای امر تا پایان كار اجرایی بر اساس قوانین و ضوابط ملی و بین المللی موجود در این زمینه است. چیزی كه متاسفانه امروزه در بسیاری از موارد بدلیل ندانم كاری و سهل انگاری عمدی یا سهوی مسئولان و ناظران امر آن طوری كه باید صورت نمیگیرد. كاری كه به جرات می توان گفت كه مردمان سرزمین آفتاب تابان و خیلی از كشورهای دیگر دنیا با برنامه ریزی مدون و منطقی و با اختصاص دادن بودجه لازم، به این مهم دست یافته اند. این كشورها با بكارگیری روش های صحیح و اصولی ساختمان سازی ،آموزش دادن و آشنا كردن مردم با راهكارهای مواجهه با زلزله و كارهای دیگر از این دست توانسته اند فرهنگ زلزله را در میان مردمان خود به خوبی جا بیندازند. به عنوان مثال در یكی از شهرهای ژاپن زلزله حدودا 7 ریشتری یك نفر كشته داشته است در حالی كه در زلزله بم ما 30 هزار كشته داشتیم كه این مثال خود گویای همه ناگفته ها در مورد ساخت و ساز غیر اصولی در كشورمان است.
پی نوشت
۱ - مقیاس ریشتر معرف انرژی آزاد شده توسط یك زلزله است.مثلا انرژی زلزله ای به بزرگی 5/8 ریشتر معادل انرژی آزاد شده از انفجار 30 میلیون تن TNT است. زلزله با بزرگی 2 ریشتر معمولاً كوچكترین زلزله ای است كه توسط انسان حس میشود. بزرگی ریشتر با دامنه موج زلزله ثبت شده توسط لرزه نگار به صورت لگاریتمی تغییر می كند ، یعنی ازدیاد بزرگی ریشتر به اندازه یك واحد متناظر با 10 برابر شدن دامنه موج و تقریبا 31 برابرشدن مقدار انرژی رها شده بوسیله زلزله است.
۲ - گسل معرف صفحه ای است كه حركات زمین در طول آن رخ می دهد و مبدا حركت زمین در یك زلزله از آن ناشی میشود .