TRZĘSIENIE ZIEMI I TSUNAMI - JAPONIA 11 MARCA 2011

Krystian PROBIERZ, Marek MARCISZ, Łukasz GAWOR

Trzęsienie ziemi - zjawisko wywołane przechodzeniem prze Ziemię fal
sejsmicznych czyli nagłe, gwałtowne wstrząsy wywołane w skorupie lub
w górnym płaszczu ziemskim w wyniku wyzwolenia energii odkształcenia
sprężystego, nagromadzonej w skałach.
Energia ta rozchodzi się od ogniska w postaci fal sejsmicznych
(podłużnych, poprzecznych i powierzchniowych).
Główną przyczyną gromadzenia naprężeń tektonicznych są ruchy
poziome (np. przemieszczenia płyt litosfery) i pionowe (np. ruchy
izostatyczne) wielkich elementów strukturalnych lub przejścia fazowe
minerałów .Bezpośrednim miejscem skupienia i/lub wyładowania
naprężeń jest zwykle dyslokacja tektoniczna.

1. Nasza planeta zbudowana jest ze skorupy czyli litosfery, płaszcza i jądra.
W płaszczu Ziemi wyróżniamy część górną (astenosfera, warstwa
“słabowita”) i dolną (mezosfera).
Jądro Ziemi dzieli się natomiast na zewnętrzne (ciekłe) oraz wewnętrzne
(stałe).

2. Zjawiska tektoniczne zachodzą w litosferze i w górnym płaszczu.

3. Litosfera zbudowana jest z płyt.

4. Płyty przemieszczają się względem siebie. M
- zbliżać (np. w strefach subdukcji, kolizji),
- oddalać (w strefach rozrostu - spreadingu),
- bądź przesuwać (uskok St. Andreas - Kalifornia, USA).

ogą się one do siebie:

5. Trzęsienia ziemi zachodzą najczęściej na granicach płyt litosfery.

6. W czasie trzęsienia ziemi powstają fale sejsmiczne, których przebieg
pozwala na zlokalizowanie trzęsienia ziemi.
Wyróżnia się fale pierwotne, podłużne P i fale wtórne, poprzeczne S.
Największe zniszczenia w czasie trzęsienia ziemi wywołują jednakże fale
powierzchniowe L.
Fale podłużne są najszybsze, pierwsze dochodzą do miejsca obserwacji na
przykład sejsmografu i dlatego oznaczane są symbolem P - primae.
Fale poprzeczne rozchodzą się tylko w ciałach sztywnych/stałych, mają
prędkość pośrednią, docierają do sejsmografu po falach podłużnych
i dlatego oznaczane są symbolem S - secundae.
Fale powierzchniowe docierają do sejsmografu ostatnie, gdyż rozchodzą
się nie wprost z ogniska trzęsienia ziemi lecz wzdłuż powierzchni Ziemi,
a więc dopiero po wzbudzeniu wstrząsów w epicentrum. Ze względu na
znaczną długość oznacza się je symbolem L - longae.

7. Miejscem, z którego fale się rozchodzą nazywamy hipocentrum (ognisko, focus).
Jest to punkt w głębi Ziemi stanowiący teoretyczne źródło fal sejsmicznych emitowanych
podczas trzęsienia ziemi (w rzeczywistości źródłem fal jest pewna przestrzeń).
Punkt do którego fala dotarła najwcześniej nazywa się epicentrum, obszar zaś wokół
niego leżący, w którym trzęsienie jest najsilniej odczuwalne, nosi nazwę obszaru
epicentralnego. Epicentrum jest to zatem punkt na powierzchni Ziemi leżący
bezpośrednio nad hipocentrum (rzut prostopadły).

8.Fale sejsmiczne rozchodzą się zatem wewnątrz i na powierzchni naszej planety.
Nie dochodzą jednakże do wszystkich miejsc na powierzchni.
Obszar, który podczas trzęsienia ziemi jest niemal całkowicie wolny od fal podłużnych
i poprzecznych, wskutek ich odbicia lub ugięcia na granicy płynnego jądra zewnętrznego
Ziemi, nazywamy strefą cienia sejsmicznego (shadow zone).

9. Strefa cienia (shadow zone) obejmuje przestrzeń między 103 a 143 stopniem
odległości kątowej (szerokość geograficzna) od epicentrum.

10. Przyrządy służące do automatycznego rejestrowania wstrząsów (drgań) sejsmicznych
to sejsmografy. Natomiast zapis wstrząsów sejsmicznych uzyskany za pomocą
sejsmografu to sejsmogram.
Im dalej od epicentum tym fale sejsmiczne przychodzą później.
Zwiększa się także na sejsmogramie odległość pomiędzy falą P i S.

P

S

11. Fale sejsmiczne można wykorzystywać w poszukiwaniach geologicznych
do rozpoznawania budowy geologicznej, lokalizacji miejsc występowania kopalin
(np. ropy naftowej i gazu ziemnego) a także do kontroli prób jądrowych.
Falę sejsmiczną wywołuje się sztucznie za pomocą wybuchu małego ładunku materiałów
wybuchowych (MW) zaś wygenerowaną falę rejestruje się za pomocą geofonów - G
(rejestrator/odbiornik fali sprzężony z systemem komputerowym).

G G

MW

G

Tsunami - samotna fala przemieszczająca się z prędkością ponad 600 km/h
spowodowana zwykle podmorskim trzęsieniem ziemi.

Lokalizacja trzęsienia ziemi z 11.03.2011 r.

Intensywność odczuwania trzęsienia ziemi

w sąsiedztwie rejonu zdarzenia

Lokalizacja trzęsień ziemi w sąsiedztwie

rejonu zdarzenia na mapie i na przekroju

(kolorem fioletowym i czerwonym

zaznaczono lokalizację głębokich trzęsień

ziemi, poniżej 200 km)

Obszar generowania fali tsunami

Czas propagacji fali tsunami w obszarze Pacyfiku

Propagacja fali tsunami wraz z informacją o jej

wysokości na podstawie punktów pomiarowych

Data

Miejsce

Intensywność ,

I

Magnituda , M

31.1.1259

Kraków

~8

~5

5.6.1445

Wrocław

~9

~6

9.8.1662

Tatry

~8

~6

22.8.1735

Barania Góra

~8

~6

27.2.1756

okolice

Cieszyna

~8

~6

3.12.1784

Myślenice

7,5

5,7

11.6.1895

Sudety,

Wzg. Strzelińskie

6

4,5

21.10.1901

Pieniny

>6

>4,5

23.3.1935

Czarny Dunajec

6

4,5

29.6-6.7. 1992

Krynica (seria )

6

4,2

1.3 –

3.3. 1995

Krynica (seria )

7

4,6

24.9.2004

okolice

Kaliningradu

7,5

5,3

30.11.2004

Podhale , Czarny Dunajec

7

4,7

Lokalizacja ognisk trzęsień ziemi w obszarze

Morza Śródziemnego

Lokalizacja ognisk trzęsień ziemi w obszarze

ziem Polski w latach 1000 - 1995

Ważniejsze trzęsienia ziemi w obszarze ziem Polski