شدت زلزله و مقیاس ریشتر چیست؟

برای آگاهی از میزان تاثیر هر پدیده لازم است تا بتوانیم به نحوی آن را بصورت کمی بیان کنیم. برای کمی کردن اندازه زلزله، از دو رهیافت مختلف استفاده می­شود؛ یک رهیافت بر اساس اندازه گیری دستگاهی (بزرگای زلزله[۱]) و دیگری بواسطه تاثیر پذیری دست سازهای بشر از زلزله (شدت زلزله[۲]). شدت زلزله در هر مکان متفاوت است و با دور شدن از کانون زلزله کم می شود، در حالی که بزرگای زلزله همواره ثابت است و ربطی به دور شدن از کانون ندارد (چرا که با کل انرژی آزاد شده مرتبط است).

شدت زمین لرزه
شدت یک زلزله در یک مکان خاص بر مبنای اثرهای قابل مشاهده زمین لرزه در آن مکان تعیین می شود. دقت در تعیین شدت زلزله به دقت مشاهده کننده وابسته است. تخمین شدت وسیله مفیدی برای تخمین اندازه زلزله های تاریخی است، بویژه در ناحیه هایی نظیر کشور ما که کشوری باستانی و با میراث تاریخی و فرهنگی کهن است و لذا اطلاعات مهمی می توان از زلزله های رویداده در زمانی که ثبت تاریخی وجود دارد به دست آورد. مقیاسهای مختلفی برای تعیین شدت زمین لرزه همانند مقیاس مرکالی اصلاح شده، MSK، EMS98 و … ارائه شده است.

نحوه تعیین شدت زلزله با روش مرکالی اصلاح شده

تعیین شدت زمین لرزه بدین ترتیب است که برای هر کدام از مقیاسها جدولی تهیه شده است و بر اساس آن میزان آسیبهای ناشی از زلزله بر سازه های مختلف ارائه گردیده است و مشاهده گر با تطبیق خسارتهای بوجود آمده از زلزله با موارد ذکر شده در جدول، شدت زلزله را تعیین می­کند. برای تعیین شدت زلزله به روش مقیاس اصلاح شده مرکالی سازه ها بر اساس مقاومت و کیفیت ساخت به چهار دسته تقسیم میشوند:

۱-نوع A : طراحی خوب، اجزاء خوب، همراه با بتن و تیرآهن و ملات خوب، طراحی شده برای نیرو های جانبی زلزله.
۲-نوع B: دارای تیرآهن و بتن و ملات خوب می باشد. طراحی بر اساس محاسبات، اما در مقابل نیروهای جانبی مقاوم نیست و برای نیروی جانبی زلزله طراحی نشده است.
۳-نوع C: طراحی و اجزاء معمولی است. در سازه، از سیمان استفاده شده ولی در مقابل نیروهای جانبی مقاوم نیست.
۴- نوع D: بدون طراحی ساخته شده و سیمان و فلز ندارند و از نظر نیروی جانبی پایدار نیست؛.

بزرگی شدت شدت زلزله بر اساس مقیاس مرکالی اصلاح شده 
  I احساس نمی شود, مگر در شرایط ویژه.تنها توسط دستگاه های لرزه نگار قابل ثبت است.
۳ II توسط افراد در حال استراحت و در طبقات بالای ساختمان ها حس می شود.برخی اشیاء آویزان ممکن است نوسان کنند.
  III در فضای باز و در طبقات بالایی ساختمان ها کاملا قابل احساس است.مردم آنرا بصورت زلزله شناسایی نمی کنند .ارتعاش مانند عبور کامیون است. مدت زمان لرزش قابل تخمین است.
۴ IV در طی روز در فضای بسته توسط افراد زیادی حس می شود و در فضای باز عده معدودی حس می کنند.در شب عده ای را از خواب بیدار می کند .بشقاب ها ،پنجره ها و درب ها تکان خورده و صدا می کنند. در ماشین های ایستاده ارتعاش قابل درک است.
  V زلزله توسط هر فردی قابل احساس است. بسیاری ازخواب بیدار میشوند. برخی از پنجرهها, بشقابها و غیره شکسته میشوند. گچکاریهای ساختمانها ترک میخورند. اشیاء ناپایدار، واژگون می گردند. سر و صدای درختان و سایر اشیاء مرتفع شنیده می شود و آونگ ساعتها متوقف میگردند. دربها باز و بسته می شوند و امتداد حرکت زمینلرزه قابل درک است.
۵ VI زلزله توسط بسیاری از افراد حس می شود و بسیاری از مردم وحشت زده به فضای باز پناه می آورند. اشیای سنگین جابجا میشوند و قطعات از گچکاری کنده می شود. دودکشها فرو می ریزند و خسارات جزئی به بار می آید. افراد به حالت نامتعادل قدم می زنند و یا می ایستند. پنجرهها, دربها و بشقابها شکسته می شوند. ساختمانهای خشتی و ضعیف ترک برمی دارند. زنگهای کوچک به صدا در می آیند.
۶ VII مردم وحشت زده به فضای باز فرار می کنند. خسارت بسیار کمی در ساختمانهایی که خوب طراحی و ساخته شده اند وارد می شود. به ساختمانهای متوسط و معمولی خسارات جزیی و متوسط وارد می گردد. خسارات قابل ملاحظه ای در ساختمانهای ضعیف و بد طراحی شده وارد میشود. خسارت به ساختمانهای نوع (D)  شامل ترک و فرو افتادن گچکاری ها است و آجرهای سست ، لق می شوند. ترکهایی در ساختمانهای نوع (C) به وجود می آید. ایستادن مشکل می شود و اثاثیه شکسته میشوند. زنگهای بزرگ به صدا در می آیند. زهکشهای سیمانی آبرسانی خسارت می بینند. لغزشهای کوچک اتفاق می افتد.
  VIII

خسارت در ساختمانهایی که طراحی ویژه شده اند, بسیار جزیی است و در ساختمانهای معمولی نوع (C )  با فروریزشهای جزیی همراه است و در ساختمانهای ضعیف نوع (D) بسیار شدید است. دیوارهای جداکننده به خارج از قاب ساختمان پرتاب می شوند.

دودکشها, ستونها, دیوارها و دودکشهای کارخانه ها و سنگهای یاد بود سقوط میکنند. اشیاء سنگین واژگون می گردند. تغییراتی در سطح آب چاه ها ایجاد می شود. ماسه و گل به مقدار کم بیرون زده می شوند. رانندگی مشکل می گردد. ترکهایی در زمینهای مرطوب و شیبهای ملایم ایجاد می شود. تغییراتی در آب و درجه حرارت چشمه ها و چاه ها ایجاد می شود. خانه های اسکلت دار بر روی سطح پی حرکت میکند. شاخه های درختان شکسته می شوند.

۷ IX خسارت قابل ملاحظه ای در ساختمانهایی که طراحی ویژه شده اند, ایجاد می شود. ساختمانهای اسکلتی خوب طراحی شده کج می شوند. ساختمان بر روی پی تغییر مکان می دهد. ترکهایی آشکار در زمین ایجاد می گردد. خطوط لوله زیر زمینی شکسته می شوند. وحشت عمومی بر مردم غالب  می شود. ساختمانهای نوع (D) ویران می گردند و بر ساختمانهای نوع(C ) خسارت سنگین وارد می گردد و گاهی کاملاً فرو می ریزند. ساختمانهای نوع (B) خسارت جدی می بینند و خسارت اساسی به پی وارد می گردد. در مناطق آبرفتی ماسه و گل بیرون می آیند.
۸ X سازه های چوبی خوب ساخته شده ویران می شوند. بسیاری از سازه های اسکلتدار بنایی به همراه پی ویران می شوند. در زمین ترکهای بزرگی ایجاد میگردد. خطوط راه آهن کج می شوند. زمین لغزشهای قابل ملاحظه ای در کنار رودخانه ها و شیبهای ملایم اتفاق می افتد. آب سر و صداهای زیادی (چلپ و چلوپ) می کند. خسارات جدی به سدها و مخازن وارد می گردد. در زمین , لغزشهای بزرگ اتفاق می افتد و آب از مخازن و کانالها و رودخانه ها و دریاچه ها و غیره بیرون ریخته می شود.
  IX ساختمانهای کمی, استوار باقی می مانند. پلها ویران می گردند. خطوط لوله زیرزمینی کاملاً غیر قابل استفاده می شوند. خطوط راه آهن به شدت کج می شوند. زمین باتلاقی می شود. لغزشهایی در زمینهای نرم ایجاد می شود.
  XII خسارت کلی, امواج برروی سطح زمین مشاهده می شوند. اشیاء به هوا پرتاب می شوند و سنگهای بزرگ جابجا می شوند.

بزرگای زلزله
بمنظور اندازه گیری زمین لرزه و بدست آوردن معیاری برای مقایسه و سنجش زمین لرزه ها، از بزرگای زلزله استفاده می­شود که می توان آن را با در نظر گرفتن دامنه نوسانات روی نگاشت محاسبه نمود. مقیاسهای متفاوتی برای اندازه گیری بزرگای زلزله وجود دارد. اولین مقیاس بزرگا، توسط چارلز ریشتر در سال ۱۹۳۵ برای زلزله های جنوب کالیفرنیا تعریف شد که بزرگای محلی یا ML نامیده می شود.

در این رابطه M بزرگی (درجه ریشتر) و A دامنه بیشینه لرزه نگاشتی است که از یک دستگاه لرزه نگار وود-اندرسن در فاصله صد کیلومتری مرکز زلزله بدست آمده باشد (A برحسب میکرون)، چون امکان اینکه همیشه در فاصله صد کیلومتری مرکز زلزله ایستگاهی داشته باشیم کم است از رابطه زیر استفاده میشود:

A دامنه بیشینه لرزه نگاشت در یک ایستگاه دلخواه برای زلزله مورد نظر و A0 نظیر A اما برای زلزله معینی است که به عنوان استاندارد برگزیده شده است. اشکال درجه ریشتر این است که اولا برای کالیفرنیا تنظیم شده است و استهلاک امواج زلزله در مناطق دیگر میتواند متفاوت باشد و ثانیا با دستگاه وود اندرسون با پریود ۰.۸ ثانیه بدست می آید که فقط زلزله های محلی با پریودهای کوچک را ثبت می کند و به همین جهت آنرا درجه محلی ML نامند.
علاوه بر مقیاس ریشتر، مقیاس های مختلف دیگری نیز وجود دارند که هر کدام کاربردهای خاص خود را در مهندسی زلزله و زلزله شناسی ایفا می­ کنند. هر زلزله فقط و فقط یک بزرگا دارد و بزرگا با فاصله از محل وقوع زلزله تغییر نمی ­یابد.
ذکر این نکته ضروری است که بزرگای زلزله، به تنهایی نمی ­تواند معیاری برای سنجش میزان خرابی در زلزله باشد. همانطور که گفته شد، بزرگای زلزله فقط بر اساس میزان انرژی آزاد شده در زلزله محاسبه می­گردد و عمق و یا سایر پارامتر­ها در محاسبه آن دخیل نمی باشد. از این رو دو زلزله با بزرگاهای یکسان ولی عمق های متفاوت میزان خرابی های متفاوتی را ببار می ­آورند. چرا که با عمیق تر شدن کانون زلزله، امواج لرزه ای فاصله بیشتری را تا سطح زمین طی می­کنند که در این فاصله مقداری از انرژی آزاد شده کاهیده شده و از بین می­رود. در قسمت قبل بیان شد که زلزله های ایران، اغلب از نوع کم عمق می­باشند، لذا انتظار می­رود میزان خرابی و آسیب ناشی از این زلزله­ ها بیشتر باشد.

___________________________________
۱- Earthquake Magnitude
۲- Earthquake Intensity

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

*
*