Trzęsienie ziemi

Trzęsienie ziemi

Trzęsienie ziemi należy do najbardziej niszczycielskich zjawisk naturalnych.

Geografia

Etykiety

Trzęsienie ziemi, Płyty tektoniczne, sejsmograf, epicentrum, mechanizacja, Skorupa ziemska, Płyta tektoniczna, Konstrukcja quake-proof, aktywność wulkaniczna, fala, Tsunami, geografia fizyczna, geografia

Powiązane treści

Pytania

  • W jakim regionie Ziemi trzęsienia ziemi występują najczęściej?
  • Na granicy jakich płyt tektonicznych występują najsilniejsze trzęsienia ziemi?
  • Które stwierdzenie NIE dotyczy trzęsienia ziemi?
  • Do jakiej głębokości ogniskowej mówimy o płytkim ognisku trzęsienia ziemi?
  • Co nazywamy epicentrum trzęsienia ziemi?
  • Co nazywamy hipocentrum trzęsienia ziemi?
  • Co nazywamy głębokością ogniska trzęsienia ziemi?
  • Jak rozprzestrzenia się energia uwolniona podczas trzęsienia ziemi?
  • Która z poniższych NIE jest falą wgłębną?
  • Która z poniższych NIE jest falą powierzchniową?
  • Do czego służy sejsmograf?
  • Które z poniższych NIE jest ważne w budynkach odpornych na trzęsienia ziemi?
  • Jaka konstrukcja budynku będzie bardziej odporna na trzęsienia ziemi?
  • Czy to prawda, że tylko niewielka liczba trzęsień ziemi występuje wzdłuż granic płyt?
  • Czy to prawda, że płytkie trzęsienia ziemi najczęściej występują wzdłuż granic płyt oddalających się od siebie?
  • Czy to prawda, że na podstawie wstrząsu wstępnego można określić wielkość wstrząsu zasadniczego?
  • Czy to prawda, że przyrządy wykrywają fale P jako pierwsze?
  • Czy to prawda, że fale wgłębne powodują największe szkody na powierzchni Ziemi?
  • Czy to prawda, że skala Richtera opiera się na pomiarach przyrządów pomiarowych?
  • Czy to prawda, że skala Mercallego pokazuje zakres szkód spowodowanych przez trzęsienia ziemi?

Sceny

Trzęsienia ziemi i tektonika płyt

Trzęsienie ziemi to zjawisko krótkotrwałego, elastycznego przemieszczania się skorupy ziemskiej.

Rozróżniamy trzęsienia występujące na powierzchni Ziemi, np. spowodowane osunięciem się skał lub występujące pod powierzchnią Ziemi. Większość trzęsień ziemi występuje wzdłuż krawędzi basenu Oceanu Spokojnego. Inne aktywne sejsmicznie rejony znajdują się między Morzem Śródziemnym a archipelagiem indonezyjskim, oraz na linii krawędzi oceanicznych grzbietów. Podobnie do wybuchów wulkanów, rozmieszczenie trzęsień ziemi na naszej planecie nie jest przypadkowe.

Najczęstsze trzęsienia ziemi są pochodzenia tektonicznego, wywołane przesuwaniem się płyt tektonicznych wzdłuż granicy stykania się dwóch płyt.

Większe trzęsienia ziemi ostatnich lat

Ze względu na głębokość ogniska trzęsienia ziemi dzieli się na trzy rodzaje: płytkie, średnie i głębokie. Płytkie ogniska trzęsienia ziemi mają głębokość ogniskową mniejszą niż 70 km, średnie ogniska trzęsienia ziemi występują na głębokości 70-300 km, a głębokie ogniska trzęsienia ziemi znajdują się na głębokości ponad 300 km.

Na granicy oddalających się od siebie płyt, czyli na skraju grzbietów oceanicznych, trzęsienia ziemi są płytkie, o często występujących słabych wstrząsach. Natomiast na granicy płyt zbliżających się do siebie trzęsienia ziemi mogą być zarówno płytkie i średnie (te dwa rodzaje są zazwyczaj silniejsze) jak i głębokie, które są słabsze.
Najsilniejsze trzęsienia ziemi powstają podczas napierania na siebie dwóch zderzających się płyt tektonicznych.
Jeśli wstrząsy wystąpią na morzach, mogą spowodować tzw. tsunami, czyli olbrzymie fale o niebywałej sile niszczenia.

Zazwyczaj trzęsienie ziemi to seria powtarzających się wstrząsów. Największa ilość energii jest uwalniana podczas wstrząsu zasadniczego, czasami poprzedzonego słabszymi wstrząsami wstępnymi, po wystąpieniu których jeszcze nie wiadomo, czy były to wstrząsy wstępne zapowiadające wstrząs zasadniczy. Po wstrząsie zasadniczym zazwyczaj następuje kilka wstrząsów wtórnych o stopniowo malejącej sile.

Powstawanie trzęsień ziemi

Tektoniczne trzęsienia ziemi występują tam, gdzie nagromadzone naprężenia w napierających na siebie płytach tektonicznych przekroczą graniczną wartość elastyczności i zdolności tych płyt do odkształceń. Po jej przekroczeniu następuje gwałtowne rozładowanie nagromadzonej energii w postaci fal sejsmicznych, rozchodzących się we wszystkich kierunkach.

Miejsce powstania trzęsienia ziemi, gdzie występuje trwałe odkształcenie, nazywa się ogniskiem trzęsienia ziemi, czyli hipocentrum. Punkt na powierzchni ziemi położony prostopadle, najbliżej ogniska trzęsienia ziemi to epicentrum. Na obszarze epicentrum wstrząsy są najsilniejsze i o największej sile niszczenia. Odległość między hipocentrum i epicentrum to głębokość ogniska trzęsienia ziemi.

Fale sejsmiczne

Energia powstała w ognisku wstrząsu (hipocentrum) uwalnia się dalej w postaci fal sejsmicznych. Fale te rozchodzą się wewnątrz Ziemi, rozprzestrzeniając się we wszystkich kierunkach. Nazywane są falami wgłębnymi. Istnieją dwa rodzaje fal wgłębnych: fale podłużne i fale poprzeczne. Ich nazwy pochodzą od kierunku ruchu cząsteczek materii.
Fale podłużne wywołują drgania w kierunku równoległym do kierunku rozchodzenia się fal, powodując naprzemienne ściskanie i rozciąganie skał, przez które przechodzą. Fale poprzeczne wywołują drgania cząstek w płaszczyźnie pionowej lub poziomej, w kierunku prostopadłym do kierunku rozchodzenia się fali.

Prędkość fal podłużnych jest większa, dlatego są jako pierwsze wykrywane przez przyrządy pomiarowe. Stąd pochodzi ich nazwa, Fale P, czyli fale pierwotne (primary). Natomiast fale poprzeczne są nazywane Falami S, czyli falami wtórnymi (secondary).

Fale rozchodzące się po powierzchni Ziemi nazywamy falami powierzchniowymi. Są wynikiem interferencji, czyli nakładania się fal P i fal S. Z interferencji fal P i pionowych fal S powstają fale Rayleigha, czyli fale R, natomiast z interferencji fal P i poziomych fal S powstają fale Love'a, czyli fale L. Nazwy fal pochodzą od fizyków, którzy jako pierwsi je opisali. Prędkość fali powierzchniowych jest mniejsza od prędkości fal wgłębnych, ale ich amplituda jest większa i odpowiadają one za większość zniszczeń spowodowanych przez trzęsienie ziemi.

Pomiary trzęsień ziemi

Codziennie na Ziemi występuje kilka tysięcy trzęsień ziemi. Większość z nich jest tak słaba, że można je wykryć tylko za pomocą przyrządów pomiarowych. Przyrządy te, zwane sejsmografami, mierzą i rejestrują ruchy ziemi spowodowane przez fale sejsmiczne podczas trzęsienia ziemi.

Sejsmograf składa się z podstawy przymocowanej do podłoża, na której umieszczony jest obracający się wałek z rolką papieru oraz rysik przymocowany do ramy za pomocą sprężyny. Podczas trzęsienia ziemi wałek porusza się razem z Ziemią, a rysik ze względu na swoją bezwładność pozostaje na swoim miejscu, rejestrując na obracającym się papierze drgania gruntu. Każda stacja sejsmiczna jest wyposażona w co najmniej trzy sejsmografy, które odnotowują drgania w trzech kierunkach: dwa z nich rejestrują drgania poziome w kierunku północ-południe i wschód-zachód, a trzeci drgania pionowe.

Aby obliczyć odległość od epicentrum, sejsmolodzy mierzą różnicę czasu pomiędzy nadejściem fal P i S. Wtedy uzyskują okrąg wokół punktu obserwacyjnego. Aby dokładnie zlokalizować epicentrum, porównywane są dane z trzech stacji sejsmicznych, a przecięcie trzech łuków okręgów określa wiarygodne położenie epicentrum.

Dla określenia intensywności trzęsienia ziemi używa się skali Mercallego. 12-stopniowa skala przedstawia niszczycielskie skutki trzęsienia ziemi na danym terenie. Skala nie opiera się na pomiarach przyrządów, ale na zaobserwowanych faktach. Zaletą tej skali jest to, że pozwala na opis trzęsień ziemi sprzed wielu wieków. Natomiast nie ma liniowej zależności między intensywnością trzęsienia ziemi a wielkością zniszczeń. Wielkość zniszczeń zależy od rodzaju podłoża, gęstości zaludnienia i metod budowlanych na danym terenie.

Skala Richtera jest oparta na pomiarach przyrządami pomiarowymi. Do oceny wielkości energii uwalnianej podczas wstrząsów sejsmicznych, mierzonych sejsmometrem wykorzystuje się magnitudę. W skali Richtera każdy kolejny stopień oznacza 32-krotnie większą energię wyzwoloną. Wartość skali jest niezależna od skutków trzęsienia ziemi na powierzchni.

Inżynieria sejsmiczna

Chociaż dziś mamy gruntowną wiedzę o regionach sejsmicznych i o naturze trzęsień ziemi, to nie potrafimy dokładnie przewidzieć dokładnego czasu wystąpienia trzęsienia ziemi oraz jego intensywności na danym terenie. Dlatego najlepszym sposobem ochrony przed trzęsieniami ziemi na terenach sejsmicznych jest stosowanie technologii budowlanych odpornych na wstrząsy. Konstrukcja budynków, ich wzmocnienie, odpowiednie materiały budowlane i niwelowanie drgań mają istotne znaczenie ze względu na odporność budynku na wstrząsy.

Budynki odporne na trzęsienia ziemi mają prostą konstrukcję, o niższym środku ciężkości i małych oknach. Ważną rolę odgrywają sztywne stropy i dodatkowe wzmocnienia. W odniesieniu do materiałów budowlanych, najbardziej odporne na trzęsienia ziemi są budynki o lekkiej konstrukcji szkieletowej ze stali lub drewna, ponieważ są to materiały elastyczne zdolne do odkształceń. System amortyzatorów drgań umieszczonych pod fundamentami budynku, oraz przeciwwaga pełniąca rolę stabilizatora zapewniają wysokim budynkom odporność na wstrząsy sejsmiczne.

Animacja

Narracja

Trzęsienie ziemi to zjawisko krótkotrwałego, elastycznego przemieszczania się skorupy ziemskiej. Najczęstsze trzęsienia ziemi są pochodzenia tektonicznego, wywołane przesuwaniem się płyt tektonicznych wzdłuż granicy stykania się dwóch płyt. Najsilniejsze trzęsienia ziemi występują na lini parcia na siebie dwóch płyt tektonicznych.

Tektoniczne trzęsienia ziemi występują tam, gdzie nagromadzone naprężenia w napierających na siebie płytach tektonicznych przekroczą graniczną wartość elastyczności i zdolności tych płyt do odkształceń. Po jej przekroczeniu następuje gwałtowne rozładowanie nagromadzonej energii w postaci fal sejsmicznych, rozchodzących się we wszystkich kierunkach.

Miejsce powstania trzęsienia ziemi, gdzie występuje trwałe odkształcenie, nazywa się ogniskiem trzęsienia ziemi, czyli hipocentrum. Punkt na powierzchni ziemi położony prostopadle, najbliżej ogniska trzęsienia ziemi to epicentrum. Na obszarze epicentrum wstrząsy są najsilniejsze i o największej sile niszczenia. Odległość między hipocentrum i epicentrum to głębokość ogniska trzęsienia ziemi.

Energia powstała w ognisku wstrząsu (hipocentrum) uwalnia się dalej w postaci fal sejsmicznych. Fale te rozchodzą się wewnątrz Ziemi, rozprzestrzeniając się we wszystkich kierunkach. Nazywane są falami wgłębnymi.

Istnieją dwa rodzaje fal wgłębnych: fale podłużne i fale poprzeczne. Ich nazwy pochodzą od kierunku ruchu cząsteczek materii.

Prędkość fal podłużnych jest większa, dlatego są jako pierwsze wykrywane przez przyrządy pomiarowe. Stąd pochodzi ich nazwa, Fale P, czyli fale pierwotne (primary). Natomiast fale poprzeczne są nazywane Falami S, czyli falami wtórnymi (secondary).

Fale rozchodzące się po powierzchni Ziemi nazywamy falami powierzchniowymi. Są wynikiem interferencji, czyli nakładania się fal P i fal S. Z interferencji fal P i pionowych fal S powstają fale Rayleigha, czyli fale R, natomiast z interferencji fal P i poziomych fal S powstają fale Love'a, czyli fale L. Nazwy fal pochodzą od fizyków, którzy jako pierwsi je opisali. Prędkość fali powierzchniowych jest mniejsza od prędkości fal wgłębnych, ale ich amplituda jest większa i odpowiadają one za większość zniszczeń spowodowanych przez trzęsienie ziemi.

Codziennie na Ziemi występuje kilka tysięcy trzęsień ziemi. Większość z nich jest tak słaba, że można je wykryć tylko za pomocą przyrządów pomiarowych. Przyrządy te, zwane sejsmografami, mierzą i rejestrują ruchy ziemi spowodowane przez fale sejsmiczne podczas trzęsienia ziemi. Sejsmograf składa się z podstawy przymocowanej do podłoża, na której umieszczony jest obracający się wałek z rolką papieru oraz rysik przymocowany do ramy za pomocą sprężyny.

Dla określenia intensywności trzęsienia ziemi używa się skali Mercallego. 12-stopniowa skala przedstawia niszczycielskie skutki trzęsienia ziemi na danym terenie.

Skala Richtera jest oparta na pomiarach przyrządami pomiarowymi. Do oceny wielkości energii uwalnianej podczas wstrząsów sejsmicznych, mierzonych sejsmometrem wykorzystuje się magnitudę. W skali Richtera każdy kolejny stopień oznacza 32-krotnie większą energię wyzwoloną.

Chociaż dziś mamy gruntowną wiedzę o regionach sejsmicznych i o naturze trzęsień ziemi, to nie potrafimy dokładnie przewidzieć dokładnego czasu wystąpienia trzęsienia ziemi oraz jego intensywności na danym terenie. Dlatego najlepszym sposobem ochrony przed trzęsieniami ziemi na terenach sejsmicznych jest stosowanie technologii budowlanych odpornych na wstrząsy. Konstrukcja budynków, ich wzmocnienie, odpowiednie materiały budowlane i niwelowanie drgań mają istotne znaczenie ze względu na odporność budynku na wstrząsy.

Powiązane treści

Płyty tektoniczne

Płyty tektoniczne przemieszczają się względem siebie.

Tsunami

Ogromna fala oceaniczna o wysokości nawet kilkudziesięciu metrów o niszczycielskim działaniu.

Wulkanizm

Podczas aktywności wulkanu, ze skorupy ziemskiej na powierzchnię ziemi wydostaje się magma.

Efekt Dopplera

Znane zjawisko, gdy dźwięk zbliżającego się źródła dźwięku jest wyższy od źródła dźwięku oddalającego się.

Fałdowanie gór (poziom średni)

Warstwy skalne na skutek siły bocznego nacisku fałdują się. W ten sposób powstają góry fałdowe.

Gejzer

Gejzer okresowo wyrzuca, w formie fontanny, słup gorącej wody i pary wodnej.

Mapa dna morskiego

Na dnie morskim dobrze widać granice płyt tektonicznych.

Oceaniczny komin hydrotermalny

Ze szczelin w powierzchni planety, znajdujących się wzdłuż grzbietów śródooceanicznych wydostaje się ciepła (geotermalna) woda.

Parametry fal dźwiękowych

Ta animacja wyjaśnia najważniejsze cechy fal za pomocą fal dźwiękowych.

Plamy gorąca

Plama gorąca to miejsce, gdzie magma często wydostaje się na powierzchnię i można wtedy zaobserwować zjawisko wulkanizmu.

Powstawanie i aktywność stratowulkanu

Zbudowany jest z warstw gruzu skalnego, pyłu wulkanicznego oraz lawy.

Rodzaje fal

Fale odgrywają bardzo ważną rolę w wielu dziedzinach naszego życia.

Rzeźba powierzchni Ziemi

Animacja przedstawia największe pasma górskie, równiny, rzeki, jeziora i pustynie Ziemi.

Struktura Ziemi (poziom średni)

Ziemia zbudowana jest z wielu nakładających się na siebie kulistych powłok.

Tornado

Krótkotrwałe, ale niezwykle silne tornado może spowodować ogromne zniszczenia.

Fałdowanie gór (poziom zaawansowany)

Warstwy skalne na skutek siły bocznego nacisku ulegają pofałdowaniu. W ten sposób powstają góry fałdowe.

Uskok (poziom średni)

Na skutek pionowej siły oddziaływania, skały pękając ulegają przemieszczeniu w płaszczyźnie pionowej, tworząc uskoki.

Ziemia

Nasza Ziemia jest planetą skalistą posiadającą atmosferę o zawartości tlenu oraz litą skorupę.

Zmiana położenia kontynentów na przestrzeni historii Ziemi

Kontynenty wędrowały na przestrzeni historii Ziemi. Proces ten trwa do dziś.

Added to your cart.