CUTREMURELE DE PAMINT - Originea cutremurelor

CUTREMURELE DE PAMINT

Un cutremur este cauzat de o alunecare brusca pe o falie. O falie este o ruptura in crusta Pamantului de-a lungul careia roca de pe o parte s-a miscat fata de rocile de pe cealalta parte. Tensiunile din scoarta externa a Pamantului care imping partile faliei sa stea impreuna, cresc iar rocile aluneca brusc, eliberand energia in valuri care se transmit prin roca cauzand tremurul pe care-l simtim in timpul unui cutremur.

Cutremurele tind sa se concentreze in zone inguste. Exista 7 platouri de crusta majore pe Pamant, de vreo 80 km (50 mile) grosime, toate in miscare constanta una fata de alta. Se misca intre 10 si 130 mm (de la mai putin de o jumatate de inch la 5 inch) pe an.

Se estimeaza ca, in toata lumea, sunt cateva milioane de cutremure in fiecare an. Multe din acestea nu sunt detectate pentru ca apar in zone departate sau au magnitudine foarte mica. USGS Centrul de Informatii privind Cutremurele localizeaza intre 12 000 pana la 14 000 de cutremure in fiecare an (vreo 35 pe zi). In medie, aproximativ 60 de cutremure din an sunt clasificate ca semnificative, cu 19 clasificate ca majore. Un cutremur semnificativ este unul de magnitudine 6.5 grade sau mai mare sau unul de magnitudine mai mica ce cauzeaza pierderi de vieti omenesti sau pagube majore. Cutremurele majore au magnitudinea mai mare de 7.0 grade.

Cutremurul de Pamint este unul din cele mai inspamantatoare si distrugatoare fenomene ale naturii de pe Terra. Potentialul enorm de distrugere se datoreaza energiei cutremurului, care la un seism deosebit de puternic este de zece-douazeci de mii de ori mai mare decat energia primei bombe atomice aruncate peste Hiroshima.

Mai mult, acest fenomen se poate produce prin surprindere, in orice conditii climaterice, in orice timp al anului si al zilei. De aceea, miscarile seismice au efecte psihologice negative asupra oamenilor, obisnuiti sa considere Pamantul ca un suport sigur. In momentul, cand totul in jur se zguduie violent, cad obiecte, trosnesc peretii si se prabusesc cladiri, oamenii sunt cuprinsi de o spaima cumplita, dupa care isi revin cu greu.

Pe     Glob exista arii imense unde cutremurele nu se produc. Aceste regiuni numite aseismice sunt urmatoarele: scutul baltic, canadian, brazilian, african, australian, platforma rusa, Groenlanda s.a. Dar sunt si teritorii in care seismele se manifesta puternic si frecvent:

• centura de foc a Pacificului, careia ii revin circa 80% din cutremurele puternice globale si 90% din toata energia seismica anuala;
• braul Mediteranean-Himalaian, care cuprinde si muntii Carpati cu zona seismogena Vrancea ce afecteaza si teritoriul Republicii Moldova.

Celelalte zone seismice, Oceanul Atlantic, partea interioara a Oceanului Pacific, Riftul Est-African s.a. au o activitate seismica mult mai redusa.

Originea cutremurelor

Distributia geografica neuniforma a seismelor pe suprafata Terrei isi gaseste explicatia in teoria placilor tectonice. Conform acesteia, invelisul extern rigid al Pamantului este format din cincisprezece placi tectonice mobile, de 60-100 km grosime, pe unele dintre care se afla si continentele. Aceste placi litosferice "plutesc" pe astenosfera, stratul de suprafata semitopit al mantalei Pamantului, si sub actiunea curentilor de convectie din manta se deplaseaza extrem de lent, cu o viteza de pana la 12 cm pe an. Unele placi se imping reciproc, iar in anumite locuri o placa aluneca si coboara sub o alta placa, penetrand la adancimi cu temperaturi si presiuni inalte unde se topeste consumandu-se. Altele se indeparteaza una de alta, spatiul dintre ele fiind completat cu magma solidificata, care ulterior formeaza crusta noua. Unele blocuri imense de crusta terestra aluneca unul fata de altul.

La marginile dintre placi miscarea este franata de forta de frecare dintre ele, astfel ca in aceste locuri se acumuleaza tensiuni enorme. Atunci cand rocile care intra in contact se rup sau aluneca brusc, se produce o degajare sub forma de unde seismice a energiei acumulate, adica se produce cutremurul propriu-zis. Intensitatea acestuia depinde de suprafata de rupere, de adancimea la care se produce si de natura rocilor.

Cutremurele de origine tectonica reprezinta circa 90% din numarul total de cutremure care se produc intr-o anumita perioada de timp. Pe Terra se mai produc cutremure la eruptia vulcanilor, carora le revin circa 7% din numarul total de seisme. Zguduirile vulcanice, in unele cazuri, sunt puternice, dar se manifesta intr-o arie restransa.

Alunecarile de teren, prabusirea tavanelor unor pesteri si galerii de mine sau alte goluri subterane provoaca si ele cutremure, insa sunt slabe si au numai efecte locale. Magnitudinea acestora nu depaseste 4 grade pe scara Richter si le revin mai putin de 3% din numarul total de cutremure.

Undele seismice

Energia eliberata in focarul unui cutremur se propaga in toate directiile prin unde seismice de volum si de suprafata. Din undele seismice de volum fac parte undele longitudinale P si transversale S. Cele mai rapide sunt undele P care strabat zonele lichide si solide din interiorul Pamantului. Miscarea particulelor se produce in acelasi mod ca si in undele sonore, adica prin comprimari si dilatari succesive ale mediului pe directia propagarii undei. In rocile tari se propaga undele S, in care particulele mediului se deplaseaza perpendicular pe directia de propagare a undei. Viteza undelor P este de 1 ori mai mare decat a undelor S, ambele fiind dependente de densitatea rocilor prin care se propaga.

  . unda p - este o unda longitudinala, de compresie
- determina miscarea particulelor solului paralel cu directia de propagare
- deplasarea acestei unde este similara cu cea a unei rame (compresie-dilatare) in directia de mers
- are viteza de 7,8 km/s (pentru structura geologica Vrancea)
- amplitudinea acestei unde este direct proportionala cu magnitudinea (energia cutremurului)
- este perceputa la suprafata de catre oameni ca pe o saltare, un mic soc in plan vertical
- nu este periculoasa pentru structuri (cladiri) deoarece contine (transporta) aproximativ 20% din energia totala a cutremurului
  . unda s - este o unda transversala, de forfecare
- determina miscarea particulelor solului perpendicular (transversal) fata de directia de propagare
- deplasarea acestei unde este similara cu inaintarea unui sarpe (miscari ondulatorii stanga-dreapta fata de directia de inaintare)
- are viteza de 4,6 km/s (pentru structura geologica Vrancea)
- ajunge, din acest motiv, la suprafata solului intotdeauna dupa unda p
- este resimtita la suprafata sub forma unei miscari de forfecare, de balans in plan orizontal
- este periculoasa, deoarece transporta aproximativ 80% din energia totala a cutremurului
- determina distrugeri proportionale cu magnitudinea cutremurului si cu durata de oscilatie
- cladirile cad datorita intrarii in rezonanta a frecventei proprii de oscilatie a structurii cladirii cu frecventa undei incidente, in acest caz efectul distructiv fiind puternic amplificat

Hipocentrul si epicentrul

Focarul seismului este locul in care acesta se naste, iar epicentrul, punctual de la suprafata Pamantului situate pe verticala fata de acest focar. Focarele seismelor sunt situate:

in crusta terestra, pana la o adancimede 20 km in regiunile continentale si la cativa kilometric sub fundul marii (la nivelul faliilor transformate sau al dorsalelor oceanice); ele se afla deci, oarecum la suprafata.

in interiorul placilor in curs de subductie, unde seismele se produc chiar si la o adancime de 700 km.

Focarul seismic, in general, nu este o explozie in scoarta terestra care sa poata fi considerata punctiforma. Cercetarile asupra mecanismului de producere a cutremurelor au demonstrat ca acestea sint generate de formarea unor fisuri, iar in cazul seismelor puternice - a nenumarate fracturi ale rocilor. Punctul initial al ruperii e numit focar sau hipocentru si poate fi situat atit aproape de suprafata, cit si la adancimi mari. Punctul de pe suprafata Pamantului, situat pe verticala ce trece prin focar, este numit epicentru.

Magnitudinea si intensitatea

Puterea unui cutremur este caracterizata prin magnitudinea sau intensitatea acestuia exprimata in grade. Deoarece puterea cutremurului variaza intr-un interval foarte larg, Charles Richter a introdus, in 1931, scara logaritmica a magnitudinilor care-i poarta numele si care e bazata pe masurarea amplitudinii maxime a undelor seismice inregistrate. Cresterea magnitudinii cu o unitate corespunde cresterii amplitudinii undei de 10 ori. Din punct de vedere matematic, scara magnitudinilor nu are o limita superioara, insa practic limita ei superioara e determinata de rezistenta rocilor.

In prezent, se utilizeaza mai multe scari de intensitate: scara de 12 grade Mercalli modificata (MM), scara de 12 grade Medvedev-Sponhauer-Karnic (MSK) (mai frecvent aplicata in tarile est-europene, inclusiv Republica Moldova), precum si scari adaptate la conditiile sociale si tehnice ale unor tari, ca de exemplu Japonia (7 grade), China (12 grade). Acestea fiind scari descriptive, aprecierea intensitatii se bazeaza pe cercetarea fenomenelor reale in zonele afectate.

In August 1999, un cutremur de grad 7,4 pe scala Richter deschisa, a lovit Turcia, omorand mai mult de 15 000 de oameni. Luna urmatoare, un cutremur ce a inregistrat 7 a lovit Taiwanul. Mai tarziu in aceeasi luna, un cutremur de 7 a lovit Mexicul. In Noiembrie, Turcia a fost lovita din nou de un cutremur ce a inregistrat 7 .

Cel mai puternic cutremur inregistrat vreodata a fost in Chile in 1960: a avut magnitudinea de 9.5 grade.

Cutremurul din 1977 (Cutremurul din '77) a fost un puternic cutremur care s-a produs la ora 21:22 in data de 4 martie 1977, cu efecte devastatoare asupra Romaniei. A avut o intensitate de 7,2 grade pe Scara Richter si a facut in timp de circa 55 de secunde, 1.578 de victime, din care 1.424 numai in Bucuresti. La nivelul intregii tari au fost circa 11.300 de raniti si aproximativ 35.000 de locuinte s-au prabusit. Majoritatea pagubelor materiale s-au concentrat la Bucuresti unde peste 33 de cladiri si blocuri mari s-au prabusit.

Tot orasul Zimnicea a fost distrus, si s-a trecut la reconstruirea sa din temelii.

Epicentrul cutremurului a fost localizat in zona Vrancea, cea mai activa zona seismica din tara, la o adancime de circa 100 km. Unda de soc s-a simtit aproape in toti Balcanii.

In tabelul urmator, USGS indica valori medii ale numarului total de seisme ce au loc pe glob.