Lär dig grunderna om jordbävningar

Jordbävningar är naturliga markrörelser orsakade när jorden frigör energi. Vetenskapen om jordbävningar är seismologi, "studie av skakningar" på vetenskapligt grekiskt.

Jordbävningsenergi kommer från spänningarna från plattaktonik. När plattorna rör sig deformeras klipporna på deras kanter och tar upp belastningen tills den svagaste punkten, ett fel, brister och släpper belastningen.

Jordbävningstyper och rörelser

Jordbävningshändelser finns i tre grundtyper, som matchar de tre grundläggande typerna av fel. Felrörelsen under jordbävningar kallas glida eller kososism.

• Strike-slip händelser involverar rörelse i sidled - det vill säga att slipen är i riktning mot felets strejk, linjen den gör på markytan. De kan vara höger-lateral (dextral) eller vänster-lateral (sinistral), som du berättar genom att se vilken väg landet rör sig på andra sidan av felet.
• Vanligt händelser involverar rörelse nedåt på ett lutande fel när felets två sidor rör sig isär. De betecknar förlängning eller sträckning av jordskorpan.
• Omvänd eller tryck händelser involverar rörelse uppåt, i stället när felets två sidor rör sig tillsammans. Omvänd rörelse är brantare än en 45-graders lutning och tryckrörelsen är grundare än 45 grader. De betyder komprimering av jordskorpan.

Jordbävningar kan ha en sned glid som kombinerar dessa rörelser.

Jordbävningar bryter inte alltid markytan. När de gör det skapar deras slip en offset. Horisontell offset kallas hävning och vertikal offset kallas kasta. Den faktiska vägen för felrörelse över tid, inklusive dess hastighet och acceleration, kallas förälskelse. Slip som inträffar efter en jordbävning kallas postseismisk slip. Slutligen kallas långsam slip som uppstår utan jordbävning krypa.

Seismisk bristning

Den underjordiska punkten där jordbävningsbrottet börjar är fokus eller hypocenter. De epicentrum av en jordbävning är punkten på marken direkt ovanför fokus.

Jordbävningar brister en stor zon med ett fel runt fokus. Denna brottzon kan vara i lopande sida eller symmetrisk. Brott kan spridas jämnt ut från en central punkt (radiellt) eller från ena änden av brottzonen till den andra (lateralt) eller i oregelbundna hopp. Dessa skillnader styr delvis effekterna som en jordbävning har på ytan.

Storleken på brottzonen - det vill säga området för felytan som brister - är det som bestämmer storleken på en jordbävning. Seismologer kartlägger sprickzoner genom att kartlägga omfattningen av efterskocken.

Seismiska vågor och data

Seismisk energi sprider sig från fokus i tre olika former:

• Kompressionsvågor, precis som ljudvågor (P-vågor)
• Skjuvvågor, som vågor i ett skakat hopprep (S vågor)
• Ytvågor som liknar vattenvågor (Rayleigh vågor) eller i sidled skjuv vågor (Love vågor)

P- och S-vågor är kroppsvågor som reser djupt i jorden innan de reser sig upp till ytan. P-vågor kommer alltid först och gör liten eller ingen skada. S-vågor reser ungefär hälften så snabbt och kan orsaka skador. Ytvågorna är långsammare och orsakar större delen av skadan. För att bedöma det grova avståndet till en jordbävning, tiden mellan klyftan mellan P-vågens "dumma" och S-vågen "fnys" och multiplicera antalet sekunder med 5 (för miles) eller 8 (för kilometer).

seismografer är instrument som gör seismograms eller inspelningar av seismiska vågor. Seismogram med stark rörelse är gjorda med robusta seismografer i byggnader och andra strukturer. Data med stark rörelse kan anslutas till tekniska modeller för att testa en struktur innan den byggs. Jordbävningens storlek bestäms av kroppsvågor registrerade av känsliga seismografer. Seismiska data är vårt bästa verktyg för att undersöka jordens djupa struktur.

Seismiska åtgärder

Seismisk intensitet mäter hur dålig en jordbävning är, det vill säga hur allvarlig skakning är på en viss plats. Den 12-punkts Mercalli-skalan är en intensitetsskala. Intensitet är viktig för ingenjörer och planerare.

Seismisk storlek mäter hur stor en jordbävning är, det vill säga hur mycket energi som frigörs i seismiska vågor. Lokal eller rikare storlek M_L baseras på mätningar av hur mycket marken rör sig och momentstorlek M_o är en mer sofistikerad beräkning baserad på kroppsvågor. Storheter används av seismologer och nyhetsmedier.

Fokalmekanismen "beachball" -diagrammet summerar glidrörelsen och felets orientering.

Jordbävningsmönster

Jordbävningar kan inte förutsägas, men de har vissa mönster. Ibland föregår förstödsskalv, även om de ser ut som vanliga jordbävningar. Men varje stort evenemang har ett kluster av mindre efterskockar, som följer känd statistik och kan förutsägas.

Plattaktonik förklarar framgångsrikt var jordbävningar kommer sannolikt att inträffa. Med tanke på god geologisk kartläggning och en lång historia av observationer kan jordbävningar förutsägas i allmän mening och farokartor kan göras som visar vilken grad av skakning en viss plats kan förvänta sig över en byggnads genomsnittliga livslängd.

Seismologer gör och testar teorier om jordbävningsprognos. Experimentella prognoser börjar visa blygsam men betydande framgång när det gäller att påpeka förestående seismicitet under perioder av månader. Dessa vetenskapliga triumfer är många år från praktisk användning.

Stora jordbävningar gör ytvågor som kan utlösa mindre jordbävningar stora avstånd bort. De ändrar också spänningar i närheten och påverkar framtida jordbävningar.

Jordbävningseffekter

Jordbävningar orsakar två huvudeffekter: skakning och glidning. Ytförskjutning i de största jordbävningarna kan nå mer än 10 meter. Slip som inträffar under vattnet kan skapa tsunamier.

Jordbävningar orsakar skador på flera sätt:

• Jordförskjutning kan klippa livslinjer som korsar fel: tunnlar, motorvägar, järnvägar, kraftledningar och vattenledningar.
• Skakning är det största hotet. Moderna byggnader kan hantera det väl genom jordbävning, men äldre strukturer är benägna att skada.
• Förvätskning uppstår när skakning förvandlar den fasta marken till lera.
• skalv kan avsluta strukturer skadade av huvudchocken.
• sättningar kan störa livslinjer och hamnar; invasion vid havet kan förstöra skogar och grödor.

Jordbävning Förberedelse och begränsning

Jordbävningar kan inte förutsägas, men de kan förutses. Beredskapen sparar elände; jordbävningsförsäkring och utförande av jordbävningsborrar är exempel. Mätning räddar liv; att stärka byggnader är ett exempel. Båda kan göras av hushåll, företag, stadsdelar, städer och regioner. Dessa saker kräver ett långsiktigt åtagande av finansiering och mänsklig ansträngning, men det kan vara svårt när stora jordbävningar kanske inte inträffar i årtionden eller till och med århundraden i framtiden.

Stöd för vetenskap

Jordbävningsvetenskapens historia följer anmärkningsvärda jordbävningar. Stöd för forskningsökningar efter stora jordbävningar och är starkt medan minnen är färska men gradvis minskar tills nästa Big One. Medborgarna bör säkerställa ett stabilt stöd för forskning och relaterade aktiviteter som geologisk kartläggning, långsiktiga övervakningsprogram och starka akademiska avdelningar. Andra bra jordbävningspolitiker inkluderar eftermontering av obligationer, starka byggkoder och regleringsförordningar, skolplaner och personlig medvetenhet.