M7 - TRZĘSIENIA ZIEMI i METAMORFIZM.pdf - Geologia(4) - aneciakurczaczek

TRZĘSIENIA ZIEMI

Nagłe przemieszczenie się mas skalnych w obrębie skorupy lub górnego płaszcza powoduje powstanie

drgań, które rozchodzą się w postaci fal sprężystych i po dotarciu do powierzchni Ziemi są odczuwalne

jako wstrząsy. Miejsce w głębi Ziemi, z którego fale się rozchodzą to hipocentrum (ognisko), zaś punkt

na powierzchni bezpośrednio nad ogniskiem, do którego fale dochodzą najszybciej to epicentrum .

Ognisko najczęściej znajduje się na głębokości 40 km, czasami są to również głębokości większe nawet

do 800 km.

Trzęsienia mają swoje źródło we wnętrzu Ziemi. Źródło to nazywamy ogniskiem . Jeżeli znajduje się ono

na głębokości:

• < 70 km - trzęsienie płytkie,

• 70 – 300 km - trzęsienie pośrednie ,

• > 300 km- trzęsienie głębokie (najgłębsze na 700 km)

Energia wyzwolona w wyniku trzęsienia ziemi przemieszcza się w głębi Ziemi i na jej powierzchni w

postaci fal sejsmicznych różnego typu. Wyróżnia się fale przestrzenne i powierzchniowe .

Fale przestrzenne:

- podłużne (P – primary)- ich ruch polega na zmianie objętości (zagęszczanie i rozrzedzanie cząsteczek

ośrodka) Do epicentrum docierają jako pierwsze.

- poprzeczne (S – secondary) – do epicentrum docierają po falach podłużnych; ruch cząstek –

prostopadle do kierunku rozchodzenia się drgań; (rozchodzą się tylko w ciałach stałych)

W momencie dotarcia do powierzchni fal przestrzennych powstają fale powierzchniowe (L). To głównie

one są odpowiedzialne za zniszczenia powstałe w trakcie trzęsienia ziemi.

1. Rayleigha – drgają tak jak powierzchnia wody do której wrzucono kamień. Cząsteczki skalne

poruszają się po elipsie pionowo ustawionej do kierunku rozchodzenia się fali

2. Love’a – polegają na drganiach poziomych, prostopadłych do kierunku rozchodzenia się fali.

prędkość fal:

P > S > powierzchniowe

Do określenia siły trzęsienia ziemi jest stosowana skala intensywności i skala wielkości.

W celu określenia intensywności trzęsienia ziemi używa się 12 stopniowej skali Mercallego

(Mercallego-Cancaniego-Sieberga). Trzęsienie ziemi jest tym silniejsze, im większe jest jego

przyspieszenie (tzn. im mniejszy jest okres drgań w stosunku do ich amplitudy). Skala jest oparta głównie

na ocenie szkód i nie jest zbyt dokładna.

Do ściślejszej oceny siły trzęsienia ziemi używa się 9 stopniowej skali wielkości (magnitudy),

opracowanej przez Richtera w roku 1935 przy klasyfikowaniu trzęsień Ziemi w Kaliforni.

Podstawą skali jest logarytm amplitudy największego poziomego odchylenia (mierzonego w

mikrometrach) zapisanego przez sejsmograf w odległości 100 km od epicentrum wstrząsu. Jest to skala

otwarta, czyli możliwe są trzęsienia ziemi o jeszcze większej sile drgań.

Na podstawie skali Richtera można określić energię wyzwoloną w czasie trzęsienia ziemi

logE = 9,4 + 2,14 M – 0,54M2

Na przykład, energia trzęsienia ziemi w San Francisco w 1906 r wyniosła 1,75*1020 J w Lizbonie w

1755 r: 8*1017J. Przy wstrząsie o M= 8 zostaje wyzwolona energia odpowiadająca wybuchowi 5 000 000

t trotylu (energia jak przy wybuchu średniej bomby wodorowej. W ciągu roku obserwuje się około 100

trzęsień o M= 6,6. Energia odpowiada eksplozji 25 000 t trotylu.

Magnituda Skutki

Liczba trzęsień

rocznie

2,0 - 3,4

Nieodczuwalne, rejestrowane przez sejsmograf

800 000

3,5 – 4,2

B. małe wstrząsy, odczuwalne przez niektórych

30 000

4,3 – 4,8

Odczuwane przez większość, nieszkodliwe

4 800

4,9 – 5,4

Odczuwalne przez wszystkich, małe zniszczenia

1 400

5,5 – 6,1 Średnie wstrząsy, małe uszk budynków

500

6,2 – 6,9

Duże wstrząsy, znaczne zniszczenia

100

7,0 – 7,3

Poważne zniszczenia

7,4 – 8,0

Ogromne zniszczenia

8,0 – 8,9

Katastrofalne skutki dla wielu krajów

> 9

Może zburzyć wszystkie miasta na obszarze powyżej

kilkunastu tysięcy km2

Raz na 20 lat

Różnica MERCALLI –RICHTER:

Rejestracja drgań sejsmicznych na powierzchni Ziemi dokonywana jest przez urządzenia zwane

sejsmografami.

Rejestrowane są składowe:

- pionowa Z

- pozioma o kierunku N-S

- pozioma o kierunku E-W

Zwykle stacja sejsmiczna składa się z sejsmografu pionowego i dwóch sejsmografów poziomych (N-S i

E-W). Wykres będący obrazem drgań fal sejsmicznych to SEJSMOGRAM. Zygzakowata linia pokazuje

zmiany amplitudy oscylacji gruntu poniżej urządzenia.

Trzęsienia mogą być spowodowane różnymi przyczynami:

• Zapadowe – wiążą się z zapadaniem stropów nad pustkami skalnymi, np. jaskiń na obszarach krasowych

lub w wyniku tąpnięć, czyli zapadania wyrobisk górniczych (np. na Górnym i Dolnym Ślasku); są na ogół

słabe

• Wulkaniczne – związane z gwałtowną erupcja wulkanów lub przemieszczeniem magmy w skorupie

ziemskiej; są na ogół słabe

• Tektoniczne – najczęstsze (około 90%) i najgroźniejsze; ich przyczyną jest gwałtowne przemieszczenie

mas skalnych w skorupie lub górnym płaszczu wywołane rozładowaniem nagromadzonych naprężeń.

Trzęsienia mogą też występować na obszarach nie aktywnych sejsmicznie a ich przyczyny mogą być

każdorazowo inne.

Rozmieszczenie trzęsień Ziemi na powierzchni nie jest równomierne. Tektoniczne trzęsienia związane są

z kilkoma rodzajami struktur w litosferze:

-strefy grzbietów śródoceanicznych, gdzie ogniska występują płytko (południowy Atlantyk, Pacyfik)

-strefy łuków wysp i rowów oceanicznych, gdzie ognisko występuje na głębokości do kilkuset km a

trzęsienia są silne (Japonia)

-strefy rozłamów skorupy ziemskiej (uskoków), gdzie ognisko leży na głębokości do kilkudziesięciu km

(Kalifornia, Turcja)

-strefy młodych łańcuchów górskich, gdzie ogniska leżą na głębokości do kilkuset km (Karpaty, Himalaje,

Andy)

W zależności od częstotliwości i siły wstrząsów wyróżnia się:

• Obszary sejsmiczne – trzęsienia częste i silne: strefa wokół Oceanu Spokojnego, obszary alpejskich

pasm fałdowych, grzbiety śródoceaniczne, basen Morza Karaibskiego

• Obszary pensejsmiczne – wstrząsy sporadyczne lub częste i słabe: Masyw Centralny, góry Harz, obszar

Morza Północnego, Ural, Wielkie Góry Wododziałowe

• Obszary asejsmiczne – wolne od wstrząsów lub zdarzają się one sporadycznie: obszary starych platform

kontynentalnych, obszary dna oceanicznego (z wyjątkiem rowów i grzbietów)

Najwięcej trzęsień ziemi (80% wszystkich wstrząsów rocznie) notuje się na obszarze wokół Pacyfiku.

Najwięcej głębokoogniskowych trzęsień ziemi występuje w rejonie Japonii, Kamczatki oraz w pasie:

Sumatra, Jawa, Nowa Gwinea do rowu Tonga i w zachodniej częśi Ameryki Południowej

Magnituda poniżej 5

Magnituda powyżej 7

M = 9,5 CHILE , 22.05.1960. Największy odnotowany wstrząs sejsmiczny. Zginęło ok. 3 tys. osób .

M= 9, 26 grudnia 2004 Sumatra, Ocean Indyjski, zginęło ponad 300 tys. osób

Trzęsienia podmorskie lub których epicentrum znajduje się w pobliżu wybrzeża mogą powodować

powstanie fal tsunami rozchodzących się z ogromnymi prędkościami przez ocean i u wybrzeży

sięgających nawet 85 m wysokości. Słowo „tsunami” pochodzi od dwóch wyrazów japońskich: „tsu”

(port) oraz „nami” (fala). Znaczy więc tyle, co „fala portowa” Tsunami powstają w wyniku gwałtownej

zmiany ukształtowania dna morskiego, wywołanej m. in. trzęsieniami ziemi.

M7 - TRZĘSIENIA ZIEMI i METAMORFIZM.pdf

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: