رابطه بین گسل و زمین لرزه

گسل

گسل یا گسله‌ به شکستگی‌هایی اطلاق می‌شود که سنگ‌های دو طرف صفحه شکستگی نسبت به یکدیگر حرکت کرده باشند. این جابه‌جایی می‌تواند از چند میلی‌متر تا صدها متر باشد. انرژی آزاد شده به هنگام حرکت سریع گسل‌های فعال، عامل وقوع اغلب زمین‌لرزه‌ها است.‌

گسل‌های بزرگ در پوسته زمین نتیجه حرکت برشی زمین هستند و زمین‌لرزه‌ها نیز نتیجه نیروی رها شده در حین لغزش سریع لبه‌های یک گسل به هم هستند. بزرگ‌ترین نمونه‌های گسل، مرزهای میان ورقه‌های زمین‌ساختی کره زمین است. از آنجا که یک گسل معمولاً از یک شیار مستقیم و مرتب تشکیل نشده و ناحیه‌ای از تغییر شکل‌های پیچیده زمین را در بر می‌گیرد معمولاً بجای گسل از ‌منطقه گسلی‌ صحبت می‌کنند. بزرگ‌ترین گسل ایران گسل زاگرس است.

رابطه بین گسل و زمین لرزه

ساختار گسل

گسل‌ها نوعى ساختار خطى، همراه با جابه‌جايى هستند كه بر تحولات زمين ساختى و همچنين تكوين حوضه‌هاى ساختارى – رسوبى ايران اثر در خور توجه داشته‌اند. از اين ميان، اثر گسل‌هاى طولى عمده، همزمان با جنبش‌هاى كوه‌زايى كاتانگايى (پركامبرين پسين) به مراتب بيشتر است. روند اين گسل‌ها در بيشتر جاها با روندهاى زمين ساختى مربوط به چين خوردگى كاتانگايى همخوان است و در راستاى شمالى – جنوبى قرار دارد.

شناخت گسله‌ها و بررسی ويژگی‌های گسلی از دو ديدگاه مهم است. اول اين كه گسل‌های پوسته قارهای بدليل اينكه زون برشی ايجاد می‌كنند و به صورت مجموعه‌ای از سنگ‌های خرد شده ديده می‌شوند، خاستگاه مواد معدنی هستند. مطالعه گسله‌ها به شناسايی كانسارها، نحوه پراكندگی، اكتشاف و استخراج مواد معدنی كمك می‌كند.

مطالعه گسل‌ها از آنجائی كه توان لرزه زايی دارند، دارای اهميت است‌. شناسايی زون‌های گسلی فعال و برآورد توان لرزه زايی اين گسله‌ها می‌تواند در كاهش خسارت‌های جانی و مالی مهم باشد.

قرارگيرى كانون زمين لرزه‌هاى سده بيستم در درازاى بسيارى از گسل‌هاى ايران، نشان مى‌دهد كه بسيارى از گسل‌هاى ايران هنوز فعال هستند.

گسل‌ها در تحولات زمين ساختى گوناگون (دگرشيبى، چينخوردگى، ماگماتيسم) نقش مؤثرى داشته‌اند. براى نمونه، بسيارى از تكاپوهاى آتشفشانى شكافى ايران از طريق گسل‌ها و بازشدگى آنها به سطح زمين رسيده‌اند.

‌در ريخت زمين ساخت امروز ايران، گسل‌هاى طولى و عمده نقش سازنده داشته‌اند به گونه‌اى كه بسيارى از روندهاى ساختارى كنونى ايرانزمين نتيجه حركت افقى و قائم گسل‌ها است.

در طول يك گسل، مقدار و ساز و كار جابه‌جايى، يكسان و همانند نيست و ممكن است بخشى از يك گسل به صورت فشارى و بخش ديگر آن به صورت كششى عمل كند.

طبقه‌بندی بر اساس شیب سطح گسل

زمین‌شناسان، گسل‌ها را بر اساس لغزش به سه دسته تقسیم می‌کنند.

  1. در صورتی که لغزش کلی در جهت شیب گسل باشد، گسل شیب‌ لغز (Dip-slip fault) نامیده می‌شوند.

  2. در صورتی که لغزش کلی به موازات امتداد گسل باشد، گسل امتداد لغز (Strike-slip fault) نامیده می‌شوند.

  3. در صورتی که لغزش دارای هر دو مؤلفهٔ امتدادی و شیبی باشد، گسل مورب‌ لغز (Oblique-slip fault یا Diagonal-slip fault) نامیده می‌شوند.‌

گسل شیب‌ لغز‌

گسل‌های شیب‌ لغز هم می‌توانند ‌عادی‌‌ و هم ‌معکوس باشند. گسل‌های عادی هنگامی ایجاد می‌شوند که پوستهٔ زمین تحت کشش باشد. در گسل‌های شیب‌ لغز عادی، فرادیواره نسبت به فرودیواره به سمت پایین حرکت کرده‌ است. وضعیت گسل‌های معکوس، خلاف گسل‌های عادی است. بدین معنی که فرادیواره نسبت به فرودیواره به سمت بالا حرکت می‌کند. گسل‌های معکوس هنگامی ایجاد می‌شوند که پوستهٔ زمین تحت فشار باشد. شیب گسل‌های معکوس نسبتاً زیاد و بیش از ۴۵ درجه است.‌

گسل‌های رانده جابه‌جایی‌ای همانند گسل‌های معکوس دارند منتها شیب صفحهٔ گسل کمتر ار ۴۵ درجه است.‌

گسل امتداد لغز‌

در گسل‌های امتداد لغز جابه‌جایی به موازات امتداد گسل صورت می‌گیرد. ‌در این نوع گسل‌ها سطح گسل تقریباً عمودی است. گسل‌های امتداد لغز راست‌بر را گسل‌های راست‌ لغز و گسل‌های امتداد لغز چپ‌بر را گسل‌های چپ‌لغز نیز می‌نامند.

گسل مورب‌ لغز‌

گسلی که هم مؤلفهٔ لغزشی امتدادی داشته باشد و هم مؤلفهٔ لغزشی شیبی، گسل مورب‌ لغز نام دارد.‌ تقریباً همهٔ گسل‌ها هر دو مؤلفه را دارند، ولی کوچک. در نتیجه برای اینکه همهٔ گسل‌ها در این دسته جای نگیرند، لازم است که هر دو مؤلفهٔ گسل‌های مورب‌ لغز قابل اندازه‌گیری و درخور توجه باشند.

دسته‌بندى گسل‌هاى ايران

گسل‌هاى ايران را مى‌توان بر اساس زمان پيدايش، زمان آخرين حركت و پراكندگى جغرافيايى دسته‌بندى كرد. در نقشه لرزه‌ زمين ساخت ايران، ‌گسل‌هاى ايران به سه دسته عمده زير تقسيم شده‌اند.

گسل‌هاى زمين‌لرزه‌اى جوان

كه در طى رويدادهاى زمين‌لرزه‌اى و مخرب زمان حال به وجود آمده‌اند و يا دوباره فعال شده‌اند مانند گسل ايپك، گسل دشت بياض.

گسل‌هاى كواترنرى

گسل‌هايى هستند كه در دو ميليون سال گذشته حركت داشته‌اند (مانند گسل كلمرد) ولى به ظاهر زمين لرزه تاريخى و ثبت شده ندارند.

گسل‌هاى پيش از كواترنرى

اين گسل‌ها سنى بيش از دو ميليون سال دارند ولى به احتمال از زمان جنبش‌هاى آلپ پايانى تاكنون حركتى نداشته‌اند. با اين حال، نبايد اين گسل‌ها را مرده تصور كرد چرا كه ممكن است حركت‌هاى جوان آنها ناشناخته باشد. در ضمن، در بسيارى از حالات، ممكن است در اثر فرسايش، پوشش گياهى‌ يا عملكرد انسان، نشانه حركت‌هاى جوان اين گسل‌ها از بين رفته باشد. لذا، هرگز نبايد اهميت اين گسل‌ها را ناديده گرفت.

زمین لرزه یا زلزله

زمین‌ لرزه یا زلزله لرزش و جنبش زمین است که به علت آزاد شدن انرژی ناشی از گسیختگی سریع در گسل‌های پوستهٔ زمین در مدتی کوتاه روی می‌دهد. محلی که منشأ زمین‌ لرزه است و انرژی از آنجا خارج می‌شود را کانون ژرفی، و نقطهٔ بالای کانون در سطح زمین را مرکز سطحی زمین‌ لرزه گویند. پیش از وقوع زمین‌لرزهٔ اصلی معمولاً زلزله‌های نسبتاً خفیف‌تری در منطقه روی می‌دهد که به پیش‌لرزه معروفند. به لرزش‌های بعدی زمین‌ لرزه نیز پس‌ لرزه گویند که با شدت کمتر و با فاصلهٔ زمانی گوناگون میان چند دقیقه تا چند ماه رخ می‌دهند.

زمین لرزه نتیجهٔ رهایی ناگهانی انرژی از داخل پوسته زمین است که امواج ارتعاشی را ایجاد می‌کند. زمین لرزه‌ها توسط دستگاه زلزله سنج یا لرزه نگار ثبت می‌شوند. مقدار بزرگی یک زلزله متناسب با انرژی آزاد شده زلزله است. ‌

در نزدیکی سطح زمین، زلزله به صورت ارتعاش یا گاهی جابجایی زمین نمایان می‌شود. زمانی که مرکز زمین‌ لرزه در داخل دریا باشد، در صورت تغییر شکل زیاد و سریع بستر دریا، باعث ایجاد سونامی می‌شود که معمولاً در زلزله‌های بزرگتر از‌ هشت ریشتر اتفاق می‌افتد. ارتعاشات زمین باعث ریزش کوه و همین طور فعالیت‌های آتشفشانی می‌شوند.

در حالت کلی کلمه زمین لرزه هر نوع ارتعاشی را در بر می‌گیرد، چه ارتعاش طبیعی چه مصنوعی توسط انسان. ‌همچنین موجب ایجاد امواج ارتعاشی می‌شود. زمین لرزه‌ها اغلب نتیجه حرکت گسل‌ها هستند، و‌ می‌تواند حاصل فعالیت‌های آتشفشانی، ریزش کوه‌ها، انفجار معدن‌ها، و آزمایش‌های هسته‌ای باشند. نقطهٔ آغازین شکاف لرزه را کانون می‌نامند. مرکز زمین‌لرزه نقطه‌ای در راستای عمودی کانون و در سطح زمین است.

انواع گسل‌

سه نوع عمده از گسل وجود دارد که ممکن است موجب زلزله بشوند.

نرمال

گسل‌های نرمال و معکوس نمونه‌هایی از شیب – لغزش هستند، که در آن جابه جایی در امتداد گسل در جهت شیب و حرکت بر روی آنها شامل مولفهٔ عمودی می‌شود. گسل نرمال عمدتاً در حوزه‌هایی رخ می‌دهد که پوسته مانند مرز واگرا در حال تمدید شدن است.

معکوس (محوری)

گسل معکوس در مناطقی که پوسته مانند مرز همگرا در حال کوتاه شدن است رخ می‌دهد.

ضربه‌ای – لغزشی

گسل‌های ضربه‌ای – لغزشی ساختمان‌های شیب داری دارند که دو طرف گسل به صورت افقی در کنار یکدیگر می‌لغزند. مرزهای تبدیلی نوع خاصی از گسل ضربه‌ای – لغزشی هستند. زلزله‌های بسیاری ناشی از جنبش در گسل‌هایی هستند که شامل هر دو نوع شیب – لغزش و ضربه‌ای – لغزشی است، این لغزش به عنوان مورب شناخته شده‌است.

آثار زمین لرزه‌

برخی از آثار زلزله به شرح زیر است.

لرزاندن و گسیختگی زمین‌

لرزاندن و گسیختگی زمین، اثرات اصلی ایجاد شده توسط زمین لرزه هستند. اساساً منجر به آسیب زیاد یا کم ساختمان‌ها و دیگر سازه‌های سفت و سخت می‌شود. شدت عوارض بستگی به ترکیب پیچیدهٔ بزرگی زلزله، فاصله از مرکز زلزله، شرایط زمین‌شناسی و geomorpholical محل دارد که باعث تقویت یا کاهش انتشار امواج می‌شود. تکان زمین را با شتاب زمین اندازه‌گیری می‌کنند. ویژگی‌های خاص زمین‌شناسی، geomorphological و geostructurall محل می‌توانند میزان لرزش زمین را حتی در زلزله‌های کم شدت افزایش دهند. این اثر، سایت یا تقویت محلی نامیده شده‌ است.

اصولاً به دلیل انتقال حرکت لرزه‌ای از خاک سخت به خاک سطحی نرم، تمرکز و ذخیرهٔ انرژی لرزه‌ای در کانون به علت نوعی تنظیم هندسی است. گسیختگی زمین در واقع شکستن آشکار و جابه جایی سطح کره زمین در طول گسل است که ممکن است در مورد زلزله بزرگ، مترها باشد. گسیختگی زمین خطر بزرگی برای سازه‌های مهندسی بزرگ مانند سدها، پل‌ها و ایستگاه‌های قدرت هسته‌ای است در نتیجه نیاز به نقشه برداری دقیق از گسل‌های موجود برای شناسایی هر گونه احتمال شکستن سطح زمین در طول مدت عمر سازه وجود دارد.

رانش زمین و بهمن‌

زلزله، همراه با طوفان شدید، فعالیت آتشفشانی، برخورد موج ساحلی، و آتش سوزی بزرگ، می‌تواند منجر به عدم ثبات شیب زمین و خطر بزرگی در زمین‌شناسی شود. خطر زمین لغزش حتی ممکن است در حالی که پرسنل اورژانس اقدام به نجات می‌کنند باقی بماند.

روانگرایی خاک‌

روانگرایی خاک یا شبیه به مایع عملکردن خاک وقتی رخ می‌دهد که، به خاطر تکان‌ها، دانه‌های مواد اشباع شده با آب (مانند شن و ماسه) به طور موقت استحکام خود را از دست داده و از شکل جامد به حالت روان تبدیل شوند. روانگرایی خاک می‌تواند ساختارهای سفت و سخت، مانند ساختمان‌ها و پل‌ها را، کج کند یا به ساختارهای فرورونده تبدیل کند. برای مثال، در زلزله ۱۹۶۴۴ آلاسکا، روانگرایی خاک باعث شد ساختمان‌های بسیاری در زمین فروروند و در نهایت به روی خود فرو بریزند.

رابطه گسل و زلزله

‌اصولاً گسل‌ها دارای توان لرزه‌ای نهفته و لرزه‌زا هستند و در صورت رها سازی انرژی ذخیره شده، زلزله‌های کوچک و بزرگی را به وجود می‌آورند. بدون تردید بین گسل و زلزله رابطه نزدیکی برقرار است و قسمت اعظم زلزله‌ها بر روی گسل‌های قدیمی متمرکز هستند. این مسئله هم در گسل‌های بزرگ و هم در گسل‌های کوچک تقریباً صادق است. اگر گسل قبل از وقوع زلزله موجود باشد، پس لرزه در ایجاد آن نقشی نداشته و در این صورت زلزله تنها در فعال سازی مجدد گسل دخالت می‌کند.

به طور کلی می‌توان ابراز داشـت کـه شکـستگی یـک گـسل موجـب شکـستگی گـسل دورتـر نمـی‌شـود و شکستگی یک گسل ممکن است موجـب تحـرک گـسل‌هـای منـشعب از خـود شـود. ولـی حتمـاً بـر روی گـسل‌هـای دوردست تأثیری ندارد. بررسی منا‌طق گسلی بعد از وقوع زمین لرزه نـشان مـی‌دهـد کـه مقـدار جابجـایی‌هـای حاصـل از زلزله از یک سانتی متر تا بیست متر تغییر می‌کند و هیچگاه زیاد‌تر از این حد نیست. پهنای منطقه تحت تأثیر ده‌ها تا صد‌ها متر و طول آن از یک تا هزار کیلو‌متر در نوسان است. اصولاً در یک زلزله، تمام منطقۀ گسلی شکسته نمی‌شود، بلکـه بعضی از بخش‌ها در هم می‌شکنند و در عوض بخش‌های دیگر مقا‌ومت می‌کنند.

رابطه گسل و زلزله دو طرفه است. وجود گسل‌های زیاد در یک منطقه جدید موجب بروز زلزلـه جدیـد اسـت. زلزلـه مزبور گسل جدیدی را بوجود می‌‌آورد و در نتیجه تعداد شکستگی‌ها زیاد‌تر شده و به این ترتیب قا‌بلیـت زلزلـه‌زایـی منطقه افزایش می‌یابد. ادغام و تر‌کیب گسل‌های کو‌چک در طی زمان به ساختمان اصلی گـسل‌هـا در مکـان مـرتـبط است.

‌گسل‌ها همیشه خسارت ومصیبت برای انسان به ارمغان نمی‌آورند، بلکه بعضاً اثرات مثبتی هـم بـه دنبال دارند. به عنوان مثال گسل‌ها در بسیاری از نقاط، عامل انتقال آب به سطح زمین بوده، لـذا پیـدایش برخـی آبادی‌ها و شهر‌ها‌ی امروزی در کنار گسل‌ها و همچنین وجود ذخایر معدنی ارزشمند را در محل گسل‌ها می‌تـوان ناشی از نقش مثبت گسل‌ها دانست.

بررسی‌ توان لرزه‌زايی گسل‌ها و برآورد تلفات انسانی ناشی از زلزله

ايران يكی از زلزله خیزترين كشورهای دنيا محسوب می‌شود و شهرهای آن در رابطـه بـا ايـن پديده طبيعی آسيب‌های فراوان ديده است. برای كاهش آثار و پيامدهای ناگوار اين پديده نياز به طراحی برنامه‌هايی برای كاهش ميزان آسيب پـذيری شـهرها در برابـر زلزلـه اسـت، كـه مهمترين هدف اين برنامه‌ها حفظ حيات و زندگی ساكنين است.

وجود گسل‌های پيرامونی و سابقه لرزه‌خيزی آنها می‌تواند سندی بـرای وقـوع زلزله در زمان‌های آتی باشد كه به عنوان يك عامل تهديد كننده مطرح است. جهت مقابلـه اصولی با اين پديده و كاستن از ميزان آسـيب‌هـای آن نيـاز بـه انجـام سلسـله مطالعـاتی در خصوص وضعيت لرزه‌خيزی و توان لرزه زايی گسل‌های فعال پيرامونی و تخمين ميزان خسارت مالی و جانی به وجود آمده در اثر زلزله‌های احتمالی است تـا بـا روشـن شـدن وضـعيت لرزه‌خيزی و ميزان آسيب‌ها، به بررسی عوامل آسيب زا و شناخت نقاط ضعفی كه باعث تشديد آسيب‌ها می‌شود، پرداخت.

وجود يا عدم وجود گسل‌ها و شكستگی‌های زمين و فعاليت‌های اخير آنها و جوان بودنشان از جمله شاخص‌هايی است كه در فعاليت‌های آتی آن می‌تواند اثرگذار باشد. در واقع رابطه گسل – زلزله دو طرفه بوده، يعنی گسل‌های فراوان در يك منطقه سبب بروز زلزله می‌شود. زلزله نيز به نوبه خود سبب ايجاد گسل‌های جديدی شده و در نهايت، تعداد شكستگی‌ها زيادتر شده و به اين ترتيب قابليت لرزه‌خيزی منطقه افزايش می‌يابد.

برآورد تلفات انسانی ناشی از زلزله

تعداد تلفات انسانی ناشی از زلزله، تابعی از شرايط تراكم جمعيت، نوع و كيفيت سازه‌ها، قـدرت، شـتاب، زمـان وقـوع زلزله و نحوه امدادرسانی بعد از وقوع آن است. تلفات انسانی ناشی از فروريزی ساختمان‌ها يك پديـده كلـی در همـه مناطق زلزله‌زده مطرح است. بعد از رخداد زلزله‌های با قدرت تخريب بالا، آماری به عنوان تعداد تلفات انسـانی يـا تعـداد كشته‌ها منتشر می‌شود.

روش برآورد تلفات انسانی

مهمترين هدف برنامه‌های كاهش آسيب‌پذيری شهرها در برابر زلزله، حفظ حيات و زندگي ساكنين است. برای مطالعات تخمين آسيب، ارزيابی ميزان احتمالی تلفات انسانی (مجروحان و مردگان) ناشی از زلزله ضروری است. معمولاً عمده‌ترين تلفات انسانی زلزله ناشی از آسيب وارده به ساختمان‌ها و سازه‌ها بوده و طبق برآوردهای انجام شده در زلزله‌های به وقوع پيوسته در جهان بالای ۷۵ درصد از مرگ و ميرها در زلزله ناشی از ريزش مستقيم ساختمان‌ها بوده و اگر حوادث ثانويه زلزله را هم به آن اضافه كنيم بيش از ۹۰ درصد مرگ و ميرها به ريزش ساختمان‌ها بر می‌گردد.

آسيب‌های به بار آمده در اثر‌ زلزله می‌تواند اثرات سوء زيادی در ابعاد مختلف زندگي جوامع داشته باشد. اين اثرات گاهی ممكن است طی ساليان متمادی، زندگی اين جوامع را دستخوش تغييرات اساسی نمايد. از جمله ابزارهای نوين كه توانايی زيادی در تحليل داده‌های مكانی دارد سيستم اطلاعات جغرافيايی است كه مطالعات مبنی بر ابزارهای آن، برآورد خطرات ناشی از زلزله در مناطق شهری را گسترش داده است. وقوع زلزله در مناطق شهری به دليل شرايط پيچيده حاكم بر آن می‌تواند تبعات به مراتب ناگوارتری در پی داشته باشد. تبعاتی كه با سرنوشت ساكنين آن می‌تواند در ارتباط كامل باشد. از اين رو تمامی تلاش‌ها و مطالعات در ارتباط با زلزله هدفی جز بالا بردن ضريب ايمنی ساكنين مناطق شهری و روستايی‌ و متقابلاً كاهش تلفات، خسارت و زيان‌های اقتصادی ناشی از آن ندارد. از آنجايی كه ارزيابی تمامی عوامل دخيل در آسيب‌پذيری شهر به طور يكجا امكان‌پذير نیست.

منبع : عمران سافت

از انتشار مطالب و فایلهای این سایت با ذکر منبع استقبال میکنیم