Fizika Földrengèsek

Meghatàrozàs A földrengések általában a földkéregben felgyülemlett energia felszabadulásakor keletkező lökéshullámok, melyek a keletkezési pontból - amit a földrengés hipocentrumának nevezünk - gömbhéjszerűen terjednek minden irányba.

Jellemzők A földrengések jelentős része a kőzetlemezek találkozásának közelében pattan ki. Ez azért van, mert az egyik kőzetlemez a másik alá bukik, és a lefelé haladás közben a lemezt felépítő kőzetek rugalmasan változtatják alakjukat, és amikor már nem bírják a keletkező feszültséget, a sok felgyülemlett energia földrengés formájában oldódik fel.

A földkéreg rétegei A talaj, amelyen járunk a földkéreg legfelső része. Ez a kéreg a tengerek alatt tíz kilométer vastag, a kontinensek alatt pedig eléri a negyven kilométeres vastagságot. A földkéreg alatt változó sűrűségű, keménységű, illetve halmazállapotú anyagot, az ún. köpenyt, majd 2900 km mélységben pedig a Föld külső, majd legbelső magját találjuk.

A földkèreg rètegei

A földkéreg mozgástípusai Belső erők hatására a földkéreg különböző részei közelednek, távolodnak, összenyomódnak, megtörnek, meggyűrődnek. Ezek a mozgások nagyon lassan mennek végbe, változásokat okozva a Föld felszínén. Valószínűleg 200 millió évvel ezelőtt a szárazföld egyetlen szilárd massza volt, amelyet egybefolyó óceán vett körül. A szilárd masszából (Pangea) váltak ki a mai kontinensek.

Első mozgàstìpus A földrengések első típusa igen keskeny zónák mentén jelentkezik és legtöbbször aktív bazalt-vulkánossággal párosul. Ezek kizárólag kis fészekmélységű rengések, amelyek legfeljebb néhány 10 km-es mélységből származnak. Ilyen típusú földrengések elsősorban az óceánok alatt húzódó hatalmas kiemelkedések - az ún. óceáni hátságok - gerincvonala mentén, a Kelet-Afrikai-árokrendszer vonalában, vagy pl. Izlandon pattannak ki.

Màsodik mozgàstìpus A földrengések második fő típusa ugyancsak keskeny zónák mentén jelentkezik, ezek is kizárólag kis fészekmélységű rengések, ezeken a területeken azonban egyáltalán nem tapasztalható vulkáni működés és az előző típussal ellentétben itt kizárólag a nyírófeszültségek túlhalmozódása idézi elő a rengéseket. Igen jó példák erre a típusra Kaliforniában a Szent András-törésvonal és Észak-Törökországban az Anatóliai-vetődés

Harmadik mozgàstìpus A szeizmikus zónák harmadik fajtája szorosan kapcsolódik a mélytengeri árkok területéhez; amelyekhez többnyire aktív vulkáni tevékenységű szigetívek rendszere csatlakozik (elsősorban a Csendes-óceán keleti partvidékén).

Negyedik mozgàstìpus A szeizmikus zónák negyedik csoportját az Észak-Afrika nyugati részétől a Földközi-tengeren át Kínáig terjedő földrengések alkotják. Itt az epicentrumok széles zónákban, szétszórtan jelentkeznek, a rengések nagy része kis mélységben pattan ki, azonban ritkán közepes és nagy fészekmélységű földrengések is előfordulnak. Ezeken a területeken gyakran keletkeznek igen nagy méretű, hatalmas pusztításokat okozó földrengések, mint pl. az utóbbi időkben Algériában, Olaszországban, Jugoszláviában, Romániában, Iránban és Kínában.

Földrengéshullámok fajtái Tèrhullàmok Longitudinális hullám: a hullámot más néven p (primer) hullámnak is nevezik, mert a szeizmogramokon ez a hullám jelentkezik először. A hullámban a részecskék terjedési iránya megegyezik a hullám haladási irányával, összehúzódási és kitágulási szakaszok követik egymást. Transzverzális hullám: a hullámot más néven s (szekunder) hullámnak is nevezik, mert a szeizmogramon a p hullámok után jelentkezik. Ebben a hullámban a részecskék terjedési iránya merőleges a hullám haladási irányára. Az s hullámok jellemzője, hogy a folyadékokban nem terjednek. Mivel ezek a hullámok terjednek a Föld belsejében is, és a különböző sűrűségű anyagokban különböző sebességgel haladnak, felhasználhatóak arra, hogy segítségükkel meghatározzák a Föld belső szerkezetét.

Földrengéshullámok fajtái A felületi hullámok Rayleigh-típusú hullám: nevét a hullámot matematikailag először leíró Lord Rayleigh-ről kapta. A hullámban a részecskék terjedési iránya merőleges a hullám haladási irányára. A hullám a Föld felszínén halad, és akár szemmel látható, mert az autók le-fel mozognak a hatására. Love-típusú hullám: nevét a hullámot először 1911-ben leíró A.E.H. Love brit matematikusról kapta. Ebben a hullámban a részecskék a hullám síkjában mozognak. A sebessége általában nagyobb, mint a Rayleigh típusú hullámé.

Földrengések keletkezés módja szerinti felosztása 85% - Szerkezeti (Pangea) rengések. A rugalmas feszültségeknek a kőzetanyag törését követő, részben rugalmas energiák formájában történő feloldódásával keletkeznek, csak szilárd halmazállapotú kéreganyagban pattanhatnak ki, ezek a legpusztítóbbak. 7% - Vulkanizmussal kapcsolatos rengések (a vulkánkitörés energiájának egy része rugalmas hullámokká alakul). 3% - Beszakadásos - beomlásos rengések (magmakamrák beomlása - implózió, barlangok beszakadása). Mesterséges rengések (nukleáris, bánya- és egyéb robbantások). 5% - Talajnyugtalanság: Géprezgések, járművek által keltett rezgések; Légköri jelenségek által okozott rengések.

Meghatàrozò tènyezők A földrengések kipattanását a belső feszültségállapot jellemzőin kívül befolyásolják még a terhelésváltozást okozó külső tényezők: az erózió, klímaváltozás - pl. a jégtömegek megolvadása -, mesterségesen megnövelt terhelés, pl. tározó kialakítása, légnyomásváltozás, égitestek vonzása stb.

Mèrèsi skàlàk Richter-skàla: a földrengés erősségét egy logaritmikus skála szerint határozza meg. Mercalli-skàla: ez a 12 fokozatú skála a földrengések erősségét tapasztalati úton, a földrengés által végzett pusztításból vezeti le. Euròpai makroszeizmikus-skàla: a Mercalli-skála továbbfejlesztett és Európában használt változata.

A Richter-skàla fokozatai • 1-2-es erősségű - a rengés csak műszerrel érzékelhető (évente kb. 500 000 db van a Földön) • 3-4-es erősségű - a földrengés csak az epicentrumban és alig érezhető (a csillárok kilengenek, évente 10 000 és 100 000 között) • 5-6-os erősségű - a földrengés erősen érezhető, kisebb károk (falak megrepedése) lehetnek (évente 20 és 200 között) • 7-8-as erősségű - a rengés súlyos károkat okoz (házak és a hidak összeomlása, utak, vasúti sínek deformációja, évente kb. 10) • 8-as erősség felett - komoly károk lehetnek a környezetben is (szerencsére ritkán fordul elő)