Od czego zależy skala zniszczeń podczas trzęsienia ziemi?
Trzęsienia ziemi zdarzają się w pobliżu miejsc zurbanizowanych. Czasem powodują ogromne zniszczenia. Od czego to zależy skala zniszczeń budowli na terenie objętym trzęsieniem ziemi? Czy tylko od jego siły?
Jest co najmniej kilka czynników, które mają wpływ na skalę zniszczeń podczas wystąpienia na danym terenie trzęsienia ziemi.
Trzęsienie ziemi
Czym jest trzęsienie ziemi? To nic innego jak krótkotrwała zmiana w naprężeniach we wnętrzu ziemi, skutkująca powstawaniem fal sejsmicznych. Naprężenia te powstają i zmniejszają się na skutek ruchów tektonicznych.
Zniszczenia po trzęsieniu ziemi © puckillustrations - stock.adobe.com
Siła trzęsienia ziemi
Pierwszym czynnikiem, który ma wpływ na wielkość zniszczeń jest siła (wielkość) tego zjawiska, wyrażana często w skali Richtera. Jest to logarytmiczna skala oparta na pomiarze amplitudy drgań wstrząsów. Skala ta nie jest liniowa, każdy następny stopień skali oznacza dziesięć razy większą amplitudę drgań i jeszcze większą wyzwoloną energię podczas wstrząsów. W rzeczywistości skala ta nie jest używana od wielu lat, z uwagi na to, że dla małych i bardzo dużych wartości pomiarów skala ta się nie sprawdza. Dziś w zasadzie do określenia siły trzęsienia ziemi używa się pojęcia magnitudy, która opiera się o pomiar tak zwanego momentu sejsmicznego.
Każdego dnia mamy do czynienia z tysiącami trzęsień, które zwykle nie są wyczuwalne dla człowieka. Uszkodzenia budynków i innych budowli mogą się pojawić przy trzęsieniach powyżej 6 stopni w skali Richtera. Najpotężniejsze trzęsienia ziemi mogą mieć więcej niż 9 stopni w skali Richtera i pochłonąć setki tysięcy ofiar.
Zdarzają się takie kataklizmy, które niszczą w okolicy wielu kilometrów od epicentrum całe miasta. Oto jedne z największych trzęsień ziemi jakie miały miejsce:
- 1995 - Meksyk,
- 1988 - Armenia,
- 1985 - Meksyk,
- 1976 - Chiny.
Podłoże
Kolejnym czynnikiem mającym wpływ na wielkość zniszczeń jest podłoże, na którym stoją budynki. Podłoże miękkie, luźne sprawia, że efekt trzęsienia ziemi jest większy i zniszczenia poważniejsze. Jeżeli jeszcze teren o na przykład ilastym podłożu jest otoczony twardymi skałami, fale mogą się od nich odbijać i wzmacniać (zachodzi interferencja fal sejsmicznych w wyniku nakładania się fali padającej i odbitej). Miasto Meksyk jest w dużej części położone na dnie dawnego jeziora. W 1995 roku epicentrum trzęsienia ziemi znajdowało się aż 400 km od miasta. Gdy fale sejsmiczne dotarły do miasta, napotkały na luźniejsze podłoże, otoczone twardymi skałami. Skutki tego zdarzenia dla miasta były opłakane.
Rezonans
W opisanym wyżej przypadku w Meksyku nie zawaliły się ani małe, ani wielkie budynki, a jedynie te o średniej wielkości, a ścisłej mówiąc takie budowle, których częstotliwość drgań własnych wynosiła około 0,5 Hz. Taką częstotliwość miały właśnie wstrząsy sejsmiczne. Jest to to samo zjawisko fizyczne, które umożliwia śpiewaczce operowej za pomocą odpowiedniego dźwięku doprowadzić do rozbicia kieliszka. Mniejsze budynki mają większą częstotliwość rezonansową, wyższe zaś mają mniejszą wartość częstotliwości drgań własnych. Zatem wpływ na zmieszczenia budowli ma także sama konstrukcja budowli.
Tsunami
Jeżeli trzęsienie ziemi ma swoje epicentrum pod wodą, to jego skutkiem może być tak zwane tsunami. To fala oceaniczna, która porusza się z ogromną prędkością przez ocean. Jej wysokość jest zwykle niewielka (do kilkudziesięciu centymetrów). Gdy tsunami zbliża się do brzegu, może osiągać wysokość nawet kilkudziesięciu metrów, a skutki zniszczeń mogą być niewyobrażalne.
Ostatnio opublikowane w Pytajniku
Zobacz też
Interferencja
Interferencja fal jest to nakładanie się fal o tej samej częstotliwości na siebie, w wyniku czego amplituda fali wypadkowej rośnie lub maleje w różnych punktach ośrodka w zależności od różnicy faz fal składowych.
Rezonans
Rezonans jest to zjawisko narastania amplitudy drgań układu drgającego w przypadku, w którym częstotliwość siły wymuszającej te drgania jest zbliżona do częstości własnej układu, czyli częstości drgań swobodnych tego układu.
© medianauka.pl, 2022-02-12, A-4386