تفاوت زلزله‌های عمیق با سطحی

گروه معدن وزمین زلزله، تکان خوردن زمین در اثر حرکت سریع پوسته سخت خارجی زمین است. زلزله هنگامی رخ می‌دهد که نیروی کششی ذخیره شده در درون زمین و در پوسته سخت و صخرهای آن، ناگهان آزاد می‌شود و این انرژی ر‌ها شده از طریق امواج زلزله به سطح زمین منتقل می‌شود. تنش و فشار در پوسته زمین ایجاد گسل می‌کند که در نهایت منجر به زمین‌لرزه می‌شود. ویژگی‌های زلزله بیش از همه به نوع لغزش گسل یا حرکت در طول گسلی که ایجاد زلزله می‌کند، بستگی دارد.

مقدار بزرگی یک زلزله متناسب با انرژی آزاد شده زلزله است. زلزله‌های کوچک‌تر از بزرگی ۳ ریشتر اغلب غیرمحسوس و بزرگ‌تر از ۶ ریشتر خسارت‌های جدی را به بار می‌آورند، البته ریشتر که هر واحد اضافه آن حدوداً 10 برابر قبلی است (مثلاً ۵ نسبت به ۶) فقط واحد اندازه و شدت انرژی تخلیه شده است.

محل آغاز گسیختگی در گسل (گسلش) را کانون زلزله یا مرکز درونی می‌نامند و در واقع محل اولیه آزاد شدن انرژی در داخل زمین می‌باشد. تصویر کانون در سطح زمین) مرکز زلزله (نامیده می‌شود که معمولاً محل بیش‌ترین خسارت‌ها می‌باشد.

فاصله بین مرکز و کانون زلزله را«عمق زلزله‌» می‌گویند که براساس عمق، زمین‌لرزه‌ها را می‌توان به 3 دسته زیر تقسیم نمود:

- کم ژرفا: با ژرفای 0 تا 70 کیلومتر

- متوسط: با ژرفای 70 تا 300 کیلومتر.

- عمیق: با ژرفای بیش از 300 کیلومتر

هرچه عمق زلزله‌ها کم‌تر باشد خرابی‌های بیش‌تری دارد. هر چه بزرگی یک زلزله بیش‌تر و کانون آن به سطح زمین نزدیکتر باشد، خطرات بیش‌تری دارد. البته علاوه بر عمق زلزله، مسایلی مانند جنس خاک، دوری و نزدیکی به گسل، شیب سطح و... در تعیین قدرت تخریب یک زمین‌لرزه، مؤثرند.

دانشمندان دهه‌هاست می‌دانند زلزله‌های عمیق، به‌ویژه آنهایی که در بیش‌تر از عمق ۶۰ کیلومتری سطح زمین رخ می‌دهند، انرژی لرزه‌ای متفاوتی نسبت به لرزه‌های نزدیک به سطح تولید می‌کنند.

به‌گفته‌ سازمان زمین‌شناسی آمریکا، اکثر زمین‌‌لرزه‌ها در اعماق کم رخ می‌دهند. این زمین‌‌لرزه‌ها عموماً خسارت‌های بیش‌تری نسبت به زمین‌لرزه‌های عمیق‌تر به بار می‌آورند. با این حال هنوز سؤالات اساسی در مورد علل زمین‌لرزه‌های عمیق وجود دارد.

سنگ‌های معمولی در چنین اعماقی بسیار شکل‌پذیر و انعطاف‌پذیر هستند، زیرا دما در این اعماق بالا است. بنابراین، نمی‌توانند به‌طور ناگهانی شکافته شوند و زمینلرزه‌های عمیق تولید کنند. اینگونه لرزه‌ها در زیر منطقه فرورانش رخ می‌دهد؛ جایی که دو صفحه تکتونیک (زمین‌ساخت) در شیارهای اقیانوسی به هم برخورد می‌کنند. صفحه‌ای که تحت صفحه دیگر رانده می‌شود، صفحه‌ ‌فرورانشی خوانده می‌شود.

به همین دلیل یک تیم پژوهشی از دانشگاه هیوستون روشی برای تجزیه ‌و تحلیل الگوهای انتشار امواج لرزه‌ای در زمین ‌لرزه‌های عمیق پیشنهاد داده است. آنها قصد دارند نشان دهند زمین‌لرزه‌های عمیق جهانی در سنگ‌های ناهمگن حضور دارند، موضوعی که تاکنون مورد توجه قرار نگرفته است. ناهمگنی (انیزوتوپی) سنگ‌‌ها وقتی آنها در طول جهت‌های مختلف اندازه‌گیری می‌شوند، به تفاوت در سرعت انتشار امواج لرزه‌ای اشاره می‌کند.

 یینگ‌کای ژنگ، استادیار در زمینه تصویربرداری لرزه‌ای در کالج UH علوم طبیعی Natural Sciences، ریاضیدان، بیان می‌کند لرزه‌شناسان از سال ۱۹۲۶ شروع به جست‌وجو برای فهم زمین‌لرزه‌های عمیق کردند؛ یعنی از زمان کشف این پدیده. فرضیه‌ها شامل اثر شاره‌ها، گرمایش حرارتی فرار یا تغییر فاز جامد می‌شود که به‌ دلیل هجوم ناگهانی ساختار بلوری کانی‌ است.

ژنگ می‌گوید: در طول این ۵۰ سال، شواهد محکمی وجود داشته است که بخش عظیمی از زمین‌لرزه‌های عمیق از الگوی انتشاری دوگانه‌ای (Double-couple) که در اکثر زمین‌لرزه‌های کم‌عمق دیده می‌شود، تبعیت نمی‌کنند. ما باید بدانیم چرا این اتفاق می‌افتد. گسستگی برش در یک گسلی که از پیش وجود داشته است، این الگوی دوگانه را سبب می‌شود.

این کارشنارس می‌افزاید: نظریه‌های ابتدایی اظهار می‌کنند که زمین‌لرزه‌های عمیق از یک مکانیسم گسستگی و احتمالاً فرایندهای فیزیکی و شیمیایی متفاوتی نسبت به زمین‌لرزه‌های کم‌عمق نشأت می‌گیرد.

پس از مطالعه الگوهای انتشاری ۱۰۵۷ زمین‌لرزه عمیق در ۶ منطقه فرورانش جهانی، پژوهشگران به توضیح دیگری روی آوردند. آنها دریافتند ساختار سنگی که لرزش عمیق را محاصره می‌کند، انتشار لرزه‌ای را به یک الگوی غیردوگانه‌ای تغییر می‌دهد.

ژیاشوان لی، دانشجوی دوره‌ PhD در دپارتمان علوم زمین و جوی، عضو دیگر این تیم پژوهشی می‌گوید: هم الگوهای انتشاری دوگانه و هم الگوهای نامتداول زمین‌لرزه‌های عمیق به‌طور همزمان از طریق گسستگی برش در یک ساختار سنگی چندلایه قابل توضیح است.

صفحه فرورانش قبل از ورود به شیار، می‌تواند آب را جذب کند تا کانی‌های ناهمگن هیدراته تشکیل شوند. وقتی صفحه به درون گوشته زمین فرو می‌رود، به‌ دلیل شرایط فشار و دمایی بالا آب امکان خروج می‌یابد. این فرایند دهیدراسیون نام دارد. دهیدراسیون و برش قوی موجود در طول فصل مشترک صفحه می‌تواند سنگ را شکننده کند و در عمق میانی زمین‌لرزه‌ها گسستگی ایجاد کند؛ یعنی آنهایی که در عمق بین ۶۰ تا ۳۰۰ کیلومتری تعریف می‌شوند.

 به‌گفته‌ لی، در این اعماق ما در می‌یابیم ساختار سنگ ناهمگن همیشه با سطح صفحه موازی است، هر چند صفحه می‌تواند جهت خود را از مکانی به مکان دیگر تغییر دهد.

سنگ‌هایی که در اعماق بیش‌تری یافت می‌شوند نیز ناهمگنی دارند. این بحث به ما می‌گوید موادی از قبیل منیزیت یا حفره‌هایی از کربناتیت گداخته همسطح ممکن است در گسستگی‌های عمیق نقش داشته باشند. ناهمگنی اشاره‌ شده بسیار است؛ حدود ۲۵ درصد و از طرفی مکانیسم تغییر فاز جامد شبه‌پایدار قادر به تهیه مایحتاج ناهمگنی نیست.


نظر خود را اضافه کنید.

ارسال نظر به عنوان مهمان

0
نظر شما به دست مدیر خواهد رسید
شرایط و قوانین.
  • هیچ نظری یافت نشد