המחזור הסייסמי

מתוך אנציקלופדיה, המכון למדעי כדור הארץ, האוניברסיטה העברית

(הופנה מהדף מחזור סייסמי)
קפיצה אל: ניווט, חיפוש

רצף השלבים של תהליך הצימוד המכני בגבול בין לוחות טקטוניים, הכולל את רעידת_האדמה. אופיו של המחזור הסייסמי בגבול בין לוחות מושפע באופן ישיר ממבנה הליתוספירה הבונה את הלוחות הטקטוניים באזור ההעתק ואופי הכוחות המסיטים את הלוחות. לכל מקטע גבול בין לוחות טקטוניים מחזור סייסמי ייחודי, המושפע ממאפייני הלוחות הטקטוניים בקרבתו, ולו תדירות ומגניטודות רעידה אופייניות. המחזור הסייסמי מורכב מארבעה שלבים:

1. שלב בין רעידות (Inter-Seismic)

2. שלב טרום-סייסמי (Pre-Seismic)

3. שלב קו-סייסמי (Co-Seismic) – שלב זה כולל את רעידת האדמה העיקרית

4. שלב בתר-סייסמי (Post-Seismic)


שלבי המחזור הסייסמי

השלב האינטר-סייסמי במהלך שלב זה מחליקים הלוחות בעומק משני צדי ההעתק, תוך נעילה של ההעתק הרדוד כתוצאה מהחיכוך בין הלוחות. חלקיהם המרוחקים של הלוחות מוסטים, על מישור ההעתק מצטבר מאמץ גזירה, והמסלע הסמוך למישור ההעתק מעוות באופן אלסטי. בשלב זה חוזק ההעתק (Fault Strength) גדול מן המאמצים המופעלים עליו, ולכן ההעתק נותר נעול, לא מתרחשת לאורכו תנועה, ולא משתחררת לאורכו אנרגיה.

השלב הטרום-סייסמי בשלב זה ממשיכה התנועה של הלוחות בחלק הרחוק מן ההעתק, וכן בחלקים העמוקים של הלוחות בקרבת ההעתק. בשלב זה המסלע הסמוך למישור ההעתק מתחיל להיכנע למאמץ הגזירה הפועל עליו, ומתחיל להיסדק בקרבת ההעתק. במהלך שלב זה מופיעות רעידות אדמה מטרימות (foreshock), המציינות את ההתפרצות הקרבה. רעידות אלו בדרך כלל חלשות משמעותית מהרעידה הגדולה המלווה את השלב הקו-סייסמי.


השלב הקו-סייסמי בשלב זה משתחררת האנרגיה שנאגרה בדמות המעוות האלסטי במסלע הצמוד למישור ההעתק בשל החיכוך הסטטי על מישור ההעתק, והלוחות הטקטוניים מחליקים באופן פתאומי לאורך מישור ההעתק תוך קריעה של המסלע. השחרור הפתאומי של המעוות, והתגברות מאמץ הגזירה על חוזק ההעתק גורמים לתנועה חדה של הקרקע ושחרור של האנרגיה בדמות גלים סייסמיים שגורמים לתאוצות הקרקע ולנזק בנפש וברכוש. שלב זה אורך שניות עד דקות, והוא האחראי לשחרור האנרגיה והמעוות שמצטברים במסלע משני צידיו של גבול הלוחות לאורך מישור ההעתק במהלך השלב הטרום-סייסמי.

השלב הבתר-סייסמי בשלב זה מתרחש שחרור מתון של אנרגיה אלסטית שמצטברת במעוות של המסלע הסמוך למישור ההעתק. שחרור זה מתאפשר בשל ההחלקה של מישור ההעתק ושחרור הנעילות בין הלוחות הטקטוניים במהלך השלב הקו-סייסמי. בשלב זה החלק הרדוד הסמוך להעתק יכול לנוע בקפיצות מתונות שגורמות לאחרזועים (Aftershocks). מגניטודת האחרזועים בדרך כלל קטנה משמעותית, בדרגת מגניטודה אחת או יותר, מהרעידה המרכזית שהתרחשה במהלך השלב הקו-סייסמי. החלקים העמוקים של הלוחות עשויים לנוע במהירות גבוהה מהרגיל והחלק הרחוק ממשיך לנוע, ומסמן את המעבר לשלב האינטר-סייסמי הבא.

























חשיבות ומשמעויות

המחזור הסייסמי מאפשר למדענים ולחוקרים לזהות את השלבים בהם מצויה הליתוספירה באזורים הסמוכים להעתקים וכך להעריך את מידת הסיכון וההיתכנות של רעידות_אדמה בקרבת ההעתק. מידע זה חיוני במיוחד באזורים מיושבים הנמצאים בקרבתם של גבולות לוחות טקטוניים, בהם רעידות אדמה יכולים להביא לנזק רב בנפש וברכוש.

בהנחה שקצב הצטברות המאמץ בגבול בין הלוחות קבוע וניתן לחישוב, ניצבות שתי אפשרויות מתקבלות על הדעת להערכת הסיכון הכרוך ברעידות אדמה, ולכן דעות החוקרים בנושא נחלקות לשתי אסכולות עיקריות:

א. גישת הזמן החזוי (Time Predictable) 

ב. גישת מידת ההחלקה הצפויה (Slip Predictable)


גישת הזמן החזוי (Time Predictable)

לפי גישה זו, רעידת אדמה משמעותית מתרחשת כאשר היקף המאמץ שמצטבר על ההעתק מכריע את חוזק ההעתק (T1), שגודלו קבוע בקרוב עבור כל מקטע בהעתק. בהתאם להנחה זו, במידה וקצב הצטברות המאמץ על ההעתק קבוע וניתן לחישוב, שימוש בנתוני הגמניטודות של רעידות אדמה קודמות על ההעתק מאפשר לחזות את מועד הרעידה הקרבה.


גישת כמות ההחלקה הצפויה (Slip Predictable)

מודל זה מאפשר לחשב את מידת ההחלקה הצפויה ברעידת אדמה בכל זמן נתון, אך מבלי לחזות מתי תתרחש. לפי גישה זו, חוקרים רואים באירועי רעידות אדמה לאורך ההעתק מנגנון לשחרור המאמץ על מישור ההעתק עד לרף מינימום של מאמץ המצטבר על ההעתק (T2). בהנחה שקצב צבירת המאמץ על ההעתק קבוע וידוע, שימוש בנתוני מדידות של רעידות אדמה קודמות מאפשר להעריך את מידת ההחלקה הצפויה על ההעתק ואת מגניטודת הרעידה שתתרחש. מאחר ולפי גישה זו אין רף מקסימלי של מאמץ שההעתק יכול להכיל, אין גורם המגביל את מגניטודת הרעידה הבאה.


נושא זה נחקר במכון למדעי כדור הארץ באוניברסיטה העברית בירושלים http://earth.huji.ac.il



לקריאה נוספת ולעיון

Di Toro, G., Mittempergher, S., Ferri, F., Mitchell, T. M., and Pennacchioni, G., 2012, The contribution of structural geology, experimental rock deformation and numerical modelling to an improved understanding of the seismic cycle Preface to the Special Volume "Physico-chemical processes in seismic faults": Journal of Structural Geology, v. 38, p. 3-10.

http://tremor.nmt.edu/activities/stick-slip/canpredict.htm

http://www.youtube.com/watch?v=pRoA7gC--no

נושא זה נחקר במכון למדעי כדור הארץ באוניברסיטה העברית בירושלים http://earth.huji.ac.il

כלים אישיים