آموزش مهندسی زلزله به زبان ساده
در سلسله مطالبی که بصورت منظم بر روی نگاه عمران منتشر می‌شود به تعاریف و مفاهیم مهندسی زلزله به زبان ساده خواهیم پرداخت. در اولین قسمت از آموزش مهندسی زلزله به زبان ساده، مفاهیم پایه مورد بررسی قرار خواهد گرفت.
ساختار زمین از دیدگاه زمین شناسی
برای اهداف لرزه شناسی، می‌توان زمین را متشکل از پوسته، گوشته و هسته در نظر گرفت. متوسط ضخامت پوسته و زیر قاره‌ها از حدود 25 تا 45 کیلومتر تغییر می‌کند ولی در زیر کوه‌های مرتفع ممکن است به 60 تا 70 کیلومتر نیز برسد.
گوشته چیست و چه مشخصاتی دارد؟
گوشته زمین اساساً جامد و تا حد زیادی به صورت شعاعی و همگن در زیر پوسته جای داد. گوشته شامل (گوشته فوقانی که خود متشکل از لیتوسفر و استونوسفر و گوشته زیرین) است. گوشته فوقانی تا عمق حدود 700 کیلومتر ادامه می‌یابد. هسته زمین با شعاع حدود 3500 کیلومتر در زیر گوشته و پوسته قرار می‌گیرد. در مطالعه امواج لرزه‌ای، هسته خارجی (به‌صورت مایع) و هسته داخلی (جامد) تقسیم‌بندی می‌شود.
نظریه تکتونیک صفحه‌ای را به عنوان یکی از نظریه‌های تائید کننده علت وقوع زلزله
از میان نظریه‌های مختلفی که برای علل وقوع زلزله های پیشنهاد شده است در حال حاضر نظریه تکنوتیک صفحه ای بیش از همه معتبر است. به موجب این نظریه، زمین توسط چندین صفحه لایه سخت پوشیده شده، که این صفحات بر روی هم عمل نموده و باعث ایجاد زلزله می گردند.
موقعیت فلات ایران را در ارتباط با صفحات مجاور آن
ایران روی نوار زلزله آلپاید و در امتداد شرق تا غرب کوه های هیمالیا تا دریای مدیترانه قرار دارد. بر اساس اطلاعات زمین شناسی و زلزله شناسی موجود و نتایج مقدماتی جمع آوری شده توسط مک کتری و نوروی بدست آمده بود، دو مدل مختلف برای تکتونیک صفحه ای ایران پیشنهاد کردند.
- مدل پیشنهادی از 3 صفحه اصلی، صفحه عربستان – ایران – اوراسیا (مخفف مرز اروپا و آسیا) تشکیل شده است.
- مشخص ترین خصوصیت تکنوتیکی منطقه از زیر رانده شدن صفحه ایران بوسیله صفحه عربستان است.
تعریف علمی لبه های واگرا و لبه های همگرا
- مرز واگرا
مرز واگرا یکی از مرزهای زمین‌ساختی است و زمانی روی می‌دهد که دو بشقاب زمین ساخت از هم دور شوند. در طول این مرز، گدازه‌ها از شکاف‌های طولانی فوران می‌کنند و آبفشان‌ها، آب بسیار گرم را به بیرون پرتاب می‌کنند و زمین‌لرزه‌های مکرر روی می‌دهد و تفتال (ماگما) از شکاف خارج می‌شود. تفتال پس از خارج شدن از شکاف، به سنگ جامد تبدیل می‌شود و پوسته جدید در لبه‌های پاره شده صفحات شکل می‌گیرد.
- مرز همگرا
در این مرزها صفحات باهم تصادف کرده و به پوسته زمین فشار می‌آورند و کوه‌های جدید را ایجاد می‌کنند و یا اینکه در اثر فشار، یک صفحه ممکن است زیر صفحه دیگر رفته و مواد لیتوسفری را با خود به داخل گوشته زمین ببرد که در این نقاط خندق‌های عمیق ایجاد می‌گردد. مثل سلسله جبال زاگرس که ناشی از تقارب حد مشترک صفحه ایران و عربستان می‌باشد.
- مرز گسل امتداد لغز
این صفحات نسبت به یکدیگر در یک صفحه افقی می‌لغزند. در این نوع مرزها نه پوسته جدیدی ایجاد می‌شود و نه پوسته‌ای منهدم می‌شود. باوجود اینکه بیشتر گسل‌های امتدادلغز در طول رشته‌کوه‌های اقیانوسی قرارگرفته است، تعدادی نیز در داخل قاره‌ها وجود دارند. دو مثال از این گسل‌ها، گسل سنآندریاس در کالیفرنیا و گسل آلپین در زلاند نو هست. در طول گسل سن آندریاس، صفحه «آرام» در حال حرکت به سمت شمال غربی نسبت به صفحه مجاور «صفحه آمریکای شمالی» است.
سه نوار لرزه خیزی معروف در کره زمین
اکثر نقاط زلزله‌خیز روی نوارهای ممتد و پیوسته‌ای از سطح زمین قرار گرفته‌اند. به این نوارها نوار لرزه‌ای یا کمربند زلزله‌خیز می‌گویند. کمربندهای زلزله‌خیز جهان عبارت‌اند از:
- نوار محیط اقیانوس آرام (Circum – Pacific)
این نوار از شمال به جنوب گسترده شده است و شمال سواحل غربی قاره آمریکای شمالی – آمریکای مرکزی – آمریکای جنوبی – شبه جزیره کاماچاتکا – ژاپن – اندونزی – زلاندنو می باشد.
- نوار آلپاید (Alpied – belt)
از سلسله کوه‌های هیمالیا در شرق آسیا شروع‌شده و پس از عبور از هند، پاکستان، ایران و ترکیه به دریای مدیترانه ختم می‌شود.
- نوار آلپاید (Mid-Atlantic belt)
از شمال تا جنوب اقیانوس گسترده شده است و از لحاظ مهندسین ساختمان اهمیتی ندارد.
وضعیت لرزه خیزی ایران چگونه است؟
بازسازی‌های تکتونیک صفحه‌ای نشان می‌دهد که منطقه ایران مرکزی به‌شدت قطعه قطعه شده است و ضمن تحمل حرکت‌های همگرایی دو یا چند صفحه بزرگ (مانند عربستان و اورآسیا)، از اطراف نیز به‌وسیله صفحات دیگری چون افغانستان و هندوستان به تله افتاده است و نمی‌تواند به‌طور آزادانه به سمت خاور یا باختر در امتداد گسل‌های لغزشی حرکت نماید. در این حالت پوسته ناگزیر به تغییر شکل در امتداد گسل‌های بی‌شماری می‌باشد. با توجه به داده‌های زمین‌لرزه‌ای سده بیستم در فلات ایران، مرز مشخصی را در امتداد شمال باختری تا جنوب خاوری می‌توان ملاحظه کرد که همان زون گسلی زاگرس بین صفحات عربستان و ایران است که شدیداً فعال است.
بنابراین کشور ایران دربرگیرنده بخشی از یک نوار لرزه‌خیز است که در نود تا صد سال گذشته به‌طور متوسط هر سال یک زمین‌لرزه با بزرگی بیش از 6 ریشتر در ان رخ داده است. در همین مدت حدود 10 مرتبه زمین لرزه‌های با بزرگی 7 ریشتر و بیش از آن روی داده است. از این روی آموزش مهندسی زلزله برای دانش پذیران رشته عمران یک مهترین ضروریات این رشته است.
گفت و گو