ტექტონიკური ფილები ძალიან ნელა მოძრაობს, მაგრამ მათ მოძრაობას ზოგჯერ უეცარი და ძლიერი შერყევა მოჰყვება. მიწისძვრა უმეტესად მაშინ წარმოიქმნება, როდესაც რღვევის გარშემო დაგროვილი ძაბვა ქანების სიმტკიცესა და ხახუნის წინააღმდეგობას აჭარბებს. ქანები სწრაფად გადაადგილდება, ხოლო გამოთავისუფლებული ენერგიის ნაწილი სეისმური ტალღების სახით ვრცელდება.
მიწისძვრის „ძალა“ შეიძლება ორ განსხვავებულ მაჩვენებელს გულისხმობდეს. მაგნიტუდა მიწისძვრის წყაროს ზომას აღწერს და კონკრეტული მოვლენისთვის ერთი მნიშვნელობა აქვს. ინტენსივობა კი გვიჩვენებს, რამდენად ძლიერი იყო შერყევა და რა შედეგები გამოიწვია მან კონკრეტულ ადგილზე.
რატომ მოძრაობს რღვევა უეცრად?
დედამიწის მყარი გარე ნაწილი, ლითოსფერო, ტექტონიკურ ფილებად არის დაყოფილი. ფილები მუდმივად მოძრაობს და ერთმანეთთან ურთიერთქმედებს: ზოგან ერთმანეთს უახლოვდება, ზოგან შორდება, ზოგან კი გვერდულად მოძრაობს. ეს გადაადგილება ქერქში დეფორმაციასა და ძაბვას წარმოქმნის.
მიწისძვრების უმეტესობა ფილების საზღვრებთან და აქტიურ რღვევებზე ხდება, თუმცა ყველა მიწისძვრა უშუალოდ ორი ფილის საზღვარზე არ წარმოიქმნება. ძველი ან აქტიური რღვევები ფილების შიგნითაც შეიძლება არსებობდეს.
რღვევა მხოლოდ ზედაპირზე ხილული ბზარი არ არის. ის შეიძლება წარმოადგენდეს ქანებში არსებულ სიბრტყეს ან რთულ ზონას, რომლის ორ მხარესაც გადაადგილება ხდება. რღვევის უსწორმასწორო ზედაპირები ხახუნის გამო ხშირად დროებით „იკეტება“. ფართო ტექტონიკური მოძრაობა ამ დროს არ წყდება, ამიტომ ქანები თანდათან დეფორმირდება და ენერგიას აგროვებს.
როდესაც დაგროვილი ძაბვა ხახუნსა და ქანის სიმტკიცეს გადააჭარბებს, ჩაკეტილი მონაკვეთი სწრაფად იწყებს სრიალს. დეფორმირებული ქანები ნაწილობრივ უბრუნდება ადრინდელ მდგომარეობას — ამ პროცესს ელასტიკურ უკუცემას უწოდებენ. გამოთავისუფლებული ენერგიის მხოლოდ ნაწილი იქცევა სეისმურ ტალღებად; დანარჩენი ხახუნით გათბობას, ქანების გატეხვასა და დამსხვრევას ხმარდება.
ჰიპოცენტრი და ეპიცენტრი ერთი და იგივე არ არის
ჰიპოცენტრი, რომელსაც ფოკუსსაც უწოდებენ, დედამიწის შიგნით მდებარე ის ადგილია, სადაც რღვევა იწყება. ეპიცენტრი კი ზედაპირზე, ჰიპოცენტრის პირდაპირ ზემოთ მდებარე წერტილია.
ამიტომ ფრაზა „მიწისძვრა ეპიცენტრში დაიწყო“ ტექნიკურად არასწორია. მოძრაობა ჰიპოცენტრში იწყება, შემდეგ კი რღვევა შეიძლება დიდ მონაკვეთზე გავრცელდეს. განსაკუთრებით ძლიერი მიწისძვრა ერთ წერტილში მომხდარ აფეთქებას არ ჰგავს: ჰიპოცენტრი მხოლოდ პროცესის საწყისი ადგილია, ენერგია კი რღვევის ფართო ზონიდან შეიძლება გამოსხივდეს.
ეპიცენტრი არც აუცილებლად ყველაზე ძლიერად შერყეული ადგილია. ზედაპირზე მოძრაობის განაწილებაზე გავლენას ახდენს რღვევის ზომა და მიმართულება, მიწისძვრის სიღრმე, ადგილობრივი ქანები და ნიადაგი.
როგორ ვრცელდება სეისმური ტალღები
რღვევის სწრაფი მოძრაობა ქანებში ელასტიკურ რხევებს წარმოქმნის. ეს რხევები სეისმური ტალღების სახით გადაადგილდება. სეისმოლოგებისთვის განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია სამი ძირითადი ჯგუფი:
- P ტალღები — პირველადი და ყველაზე სწრაფი სხეულებრივი ტალღებია. ისინი ქანებს გავრცელების მიმართულების პარალელურად შეკუმშავს და აფართოებს, ამიტომ სეისმურ სადგურამდე პირველად აღწევს.
- S ტალღები — P ტალღებზე ნელა მოძრაობს. ამ დროს ნაწილაკები ტალღის გავრცელების მიმართულების პერპენდიკულარულად ირხევა.
- ზედაპირული ტალღები — დედამიწის ზედაპირის გასწვრივ ვრცელდება. ისინი ხშირად უფრო ხანგრძლივ და ნაგებობებისთვის განსაკუთრებით საზიანო მოძრაობას იწვევს.
P და S ტალღების სადგურზე მისვლის დროებს შორის სხვაობა მეცნიერებს მიწისძვრამდე მანძილის შეფასებაში ეხმარება. მხოლოდ ერთი სადგური მიმართულების საიმედოდ დასადგენად საკმარისი არ არის. მრავალი სადგურის ჩანაწერების, ტალღების სიჩქარეებისა და დედამიწის აგებულების მოდელების გაერთიანებით ითვლიან მოვლენის დროს, მდებარეობასა და სიღრმეს.
ეს გამოთვლები აბსოლუტურად ზუსტი არ არის. შედეგს ყოველთვის ახლავს გარკვეული ცდომილება, განსაკუთრებით ჰიპოცენტრის სიღრმის განსაზღვრისას.
როგორ მუშაობს სეისმომეტრი
სეისმომეტრი მიწის ძალიან მცირე მოძრაობასაც აფიქსირებს. მისი მუშაობის ძირითადი პრინციპი მიწასთან დაკავშირებული კორპუსისა და ინერციული მასის შედარებითი მოძრაობის გაზომვაა. როდესაც მიწა და მოწყობილობის კორპუსი ირხევა, შიგნით მოთავსებული მასა ინერციის გამო განსხვავებულად რეაგირებს.
სენსორი ამ განსხვავებას ელექტრულ სიგნალად გარდაქმნის. თანამედროვე ინსტრუმენტებში უკუკავშირის სისტემა მასას თითქმის უცვლელ მდგომარეობაში ინარჩუნებს, ხოლო ამისთვის საჭირო ელექტრული ძალა მიწის მოძრაობის გამოსათვლელად გამოიყენება.
ამ თემაზე სამი მსგავსი ტერმინი გვხვდება:
- სეისმომეტრი — მიწის მოძრაობის სენსორი;
- სეისმოგრაფი — სენსორისა და ჩამწერი მოწყობილობებისგან შემდგარი სისტემა;
- სეისმოგრამა — დროში გაწერილი ჩანაწერი, რომელსაც სისტემა ქმნის.
სეისმოგრამაზე შეიძლება გამოჩნდეს P და S ტალღების მოსვლის დრო, მოძრაობის ამპლიტუდა და რხევის ხანგრძლივობა. ერთი სადგურის მონაცემი მნიშვნელოვანი ნაწილია, მაგრამ მიწისძვრის სრული სურათისთვის სხვადასხვა ადგილას განთავსებული სეისმომეტრების ქსელია საჭირო.
მაგნიტუდა: რამდენად დიდი იყო მიწისძვრის წყარო
მაგნიტუდა მიწისძვრის წყაროს ზომის ინსტრუმენტული შეფასებაა. ის ლოგარითმული მაჩვენებელია, ამიტომ მისი ერთეულები ჩვეულებრივი ხაზოვანი სკალის მსგავსად არ უნდა გავიგოთ.
ისტორიულად ფართოდ გახდა ცნობილი ჩარლზ რიხტერის მიერ 1935 წელს შექმნილი ლოკალური მაგნიტუდა — ML. ეს მეთოდი კონკრეტული ტიპის სეისმოგრაფზე დაფიქსირებულ მაქსიმალურ ამპლიტუდასა და ეპიცენტრულ მანძილს ეფუძნებოდა და თავდაპირველად სამხრეთ კალიფორნიის ადგილობრივი მიწისძვრებისთვის შემუშავდა.
დიდი მიწისძვრების შემთხვევაში ზოგი ძველი სკალა მაღალ მნიშვნელობებზე სათანადოდ ვეღარ განასხვავებდა მოვლენებს. თანამედროვე ანგარიშებში დიდი მიწისძვრებისთვის ჩვეულებრივ გამოიყენება მომენტის მაგნიტუდა — Mw. ის სეისმურ მომენტს ეფუძნება, რომელიც დაკავშირებულია ქანების სიმტკიცესთან, რღვევის ფართობსა და საშუალო გადაადგილებასთან.
ამიტომ ყველა თანამედროვე მაგნიტუდის „რიხტერის სკალად“ მოხსენიება ზედმეტად ზოგადია. ყოველდღიურ მეტყველებაში ეს სახელწოდება ჯერ კიდევ გვხვდება, მაგრამ სამეცნიერო ანგარიშში მნიშვნელოვანია მითითება, კონკრეტულად რომელი მაგნიტუდაა გამოყენებული.
მაგნიტუდის ერთი ერთეულით მატება ტრადიციულ ამპლიტუდურ ურთიერთობაში დაახლოებით ათჯერ დიდ ჩაწერილ ამპლიტუდას და დაახლოებით 32-ჯერ მეტ ენერგიას შეესაბამება. შესაბამისად, მაგნიტუდა 7-ის მიწისძვრა მაგნიტუდა 6-ის მოვლენაზე უბრალოდ „ერთი საფეხურით“ ძლიერი არ არის — განსხვავება ბევრად დიდია.
ინტენსივობა: რას განიცდის კონკრეტული ადგილი
ინტენსივობა აღწერს, რამდენად ძლიერი იყო შერყევა კონკრეტულ ადგილზე და რა დაკვირვებადი შედეგები მოჰყვა მას. ითვალისწინებენ, იგრძნეს თუ არა მოძრაობა ადამიანებმა, როგორ გადაადგილდა საგნები, როგორ რეაგირებდა გარემო და რა დაზიანება მიიღო შენობებმა.
ერთ-ერთი ცნობილი სისტემაა მოდიფიცირებული მერკალის ინტენსივობის სკალა — MMI, რომელიც I-დან XII-მდე რომაული ციფრებით გამოისახება. ერთი მიწისძვრის მაგნიტუდა ერთია, მაგრამ სხვადასხვა ქალაქსა და სოფელში ინტენსივობა განსხვავებული შეიძლება იყოს.
ზიანის მასშტაბს მხოლოდ მაგნიტუდა არ განსაზღვრავს. მნიშვნელოვანია:
- ჰიპოცენტრის სიღრმე და დაშორება რღვევის აქტიურ მონაკვეთამდე;
- რღვევის გავრცელების მიმართულება და მოძრაობის ხანგრძლივობა;
- ადგილობრივი ნიადაგი და გეოლოგიური აგებულება;
- შენობების კონსტრუქცია, ხარისხი და სეისმური მდგრადობა.
რბილმა ნალექებმა ზოგ ადგილას მიწის მოძრაობა შეიძლება გააძლიეროს. ამიტომ ერთნაირი მაგნიტუდის მიწისძვრები განსხვავებულ დასახლებებში სრულიად განსხვავებულ შედეგებს იწვევს.
გავრცელებული მცდარი წარმოდგენები
- „მიწისძვრა ეპიცენტრში იწყება“ — სინამდვილეში ის ჰიპოცენტრში იწყება, ეპიცენტრი კი ზედაპირული პროექციაა.
- „მაგნიტუდა ზიანის ზომაა“ — მაგნიტუდა წყაროს ზომას აღწერს; ადგილობრივი შერყევა და შედეგები ინტენსივობას უკავშირდება.
- „ეპიცენტრში ყოველთვის ყველაზე ძლიერად ირყევა“ — ამას რღვევის გეომეტრია, სიღრმე, ნიადაგი და სხვა ფაქტორებიც განსაზღვრავს.
- „ერთნაირი მაგნიტუდა ერთნაირ ზიანს ნიშნავს“ — შენობების მდგრადობა და ადგილობრივი პირობები შედეგს მნიშვნელოვნად ცვლის.
- „ყველა მიწისძვრა ფილის საზღვარზე ხდება“ — უმეტესობა იქ იყრის თავს, თუმცა ფილების შიგნითაც არსებობს აქტიური რღვევები.
შესაძლებელია თუ არა მიწისძვრის წინასწარმეტყველება?
მეცნიერებს შეუძლიათ სეისმურად საშიში ზონების გამოვლენა და ხანგრძლივი პერიოდისთვის მიწისძვრის ალბათობის შეფასება. თუმცა კონკრეტული მოვლენის ზუსტი დროის, ადგილისა და მაგნიტუდის საიმედოდ წინასწარ დასახელება ჯერჯერობით შეუძლებელია. ცხოველთა უჩვეულო ქცევა ან გარემოში ცალკეული ცვლილება განმეორებად და სანდო პროგნოზირების მეთოდად არ ითვლება.
ადრეული გაფრთხილება წინასწარმეტყველება არ არის. ასეთი სისტემა უკვე დაწყებული მიწისძვრის სწრაფ P ტალღებს აფიქსირებს და ცდილობს შეტყობინების გაგზავნას უფრო ძლიერი მოძრაობის მოსვლამდე. ხელმისაწვდომი დრო სადგურების ქსელზე, კავშირის სიჩქარესა და ადამიანის ან ობიექტის მიმდინარე რღვევიდან დაშორებაზეა დამოკიდებული.
სეისმური მონიტორინგი საშუალებას გვაძლევს დავადგინოთ, სად დაიწყო რღვევა, როგორ გავრცელდა ტალღები და რა ზომის იყო წყარო. სხვა გასაგები სამეცნიერო ახსნისთვის შეგიძლიათ წაიკითხოთ, რატომ იცვლება წელიწადის დროები.
მოკლედ რომ შევაჯამოთ
მიწისძვრა იწყება მაშინ, როდესაც რღვევის გარშემო დაგროვილი ძაბვა წინააღმდეგობას აჭარბებს და ქანები სწრაფად გადაადგილდება. ჰიპოცენტრი რღვევის დაწყების მიწისქვეშა ადგილია, ეპიცენტრი კი მისი ზედაპირული პროექცია. წარმოქმნილ P, S და ზედაპირულ ტალღებს სეისმომეტრები აფიქსირებს.
მაგნიტუდა მიწისძვრის წყაროს ზომას გვიჩვენებს, ინტენსივობა კი კონკრეტულ ადგილზე შერყევასა და მის შედეგებს. სწორედ ამ განსხვავების ცოდნა გვეხმარება გავიგოთ, რატომ შეიძლება ერთი მაღალი მაგნიტუდის მიწისძვრა შედარებით მცირე ზიანით დასრულდეს, ხოლო სხვა, უფრო მცირე მოვლენა დასახლებულ და მოწყვლად ტერიტორიაზე მძიმე აღმოჩნდეს.
