پس لرزه و پیش لرزه
زمين لرزه ارتعاش پوسته زمين است كه در نتيجه آزاد شدن انرژي و حركت پوسته ها به وجود مي آيد. زماني كه انرژي به اندازه زياد در ميان صفحات لايه زمين ذخيره شود و مقاومت زمين قادر به تحمل آن نباشد، انرژي ذخيره شده آزاد شده و صفحات جابه جا مي شوند. اين حركت عظيم و مخرب غير قابل پيش بيني و كنترل است.
پوسته زمين در طول ميليون ها سال به صورت صفحات متعددي با شكل هاي غير هندسي و خواص فيزيكي و شيميايي مختلف برروي هسته مذاب مركز زمين به صورت شناور تشكيل شده است. بسياري از اين لايه ها در حركت بوده و سرعت برخي به آرامي است. تعدادي از آنها كه بر روي يكديگر و يا در مجاورت هم قرار دارند به حالت قفل شده و بدون حركت هستند. حدفاصل بين اين صفحات گسل ناميده شده است
يكي از مهيب ترين بلاهاي طبيعي زمين، لرزه هاي مخرب با آثار ناگوار باقيمانده از آن است. زمين لرزه حركت ناگهاني لايه هاي زمين است كه بر اثر آزاد شدن انرژي نهفته در آن كه در زمان هاي طولاني ذخيره شده به وجود مي آيد.
هرزلزله در مدت ارتعاش خود غالبا دارای سه مرحله می باشد:
مرحله اول:شامل حرکات بسیار ضعیف است(پیش لرزه)
مرحله دوم:حرکات متوسط و شدید ارتعاشی(زلزله اصلی)
مرحله سوم:مجددا حرکات زلزه خفیف و ضعیف شونده(پس لرزه)
هنگام وقوع زلزله دامنه حرکت زمین در روی سطح ابتدا شامل لرزه های جزئی است که یکباره افزایش می یابد و سپس از لحظه کوتاهی حرکت تدریجا فروکش می کند لرزه های جزئی بنام تکانهای اولیه و قسمت بعدی با دامنه های بزرگتر به نام لرزه های اصلی و آخرین قسمت بنام دنباله زلزله موسوم است دو نوع حرکت موجی در زمان وقوع زلزله در داخل پوسته زمین انتقال می یابد شامل امواج طولی و عرضی است البته علاوه بر این امواج حجمی دو نوع موج در سطح پوسته به وجود می اید که امواج سطحی نامیده می شوند.
وقتی انرژی آزاد می شود همزمان با امواج کروی امواج سطحی به وجود می آیند ولی از انجایکه سرعت امواج طولی بیشتر است زمان دریافت و ثبت ای امواج در ایستگاه ها نسبت به امواج عرضی زودتر صورت می گیرد لرزه های اولیه به طور کامل با این نوع امواج نسبت داده اما امواج عرضی که به دنبال امواج طولی منتشر می شوند نظیر امواج سطحی تا تمام شدن لرزه های اصلی ادامه دارد. پس پیش لرزه به موج طولی نسبت داده می شوند
قبل از وقوع یک زلزله بزرگ غالبا زمین لرزه های کوچک حکایت از فعال شدن منطقه می کند در محل حادث می شوند که تا حدودی انرژی های ذخیره شده را رها می سازد که مجموع این زلزله ها را پیش لرزه می نامند البته لازمه وقوع هر زلزله بزرگ وجود پیش لرزه نمی باشد چه بسا زلزله هایی بسیار شدید که بدون پیش لرزه رخ داده اند به عنوان نمونه زلزله طبس که در شهریور ماه سال 1357 به وقوع پیوست
در ضمن زمین لرزه های بزرگ معمولا با یک لرزه تمام نمی شوند و دامنه لرزه هابتدریج کاهش یافته و اغلب یک تعداد تکانهای بعدی با شدت کمتر و در فاصل زمانی مختلف (از چند دقیقه تا چند ماه )رخ می دهد شدید ترین تکان لرزه اصلی و تکانهای بعدی پس لرزه نامیده می شوند به عبارت دیگر: پَسلَرزه به زمین لرزه های کوچک تری گفته میشود که پس از یک زمینلرزه بزرگ تر قبلی، و در همان منطقه روی میدهد. اگر یک پسلرزه از زمینلرزه پیش از خود بزرگتر باشد، نام پسلرزه به زمینلرزه اصلی تغییر میکند و زمینلرزه اولیه، پیشلرزه نام میگیرد.
پسلرزهها لرزشهای کوچک تر زمین هستند که در اثر جابهجا شدن و جاافتادن پوسته ی پس از وقوع زمینلرزه پدید میآیند. پسلرزهها ممکن است ساعتها، روزها و حتی ماهها به درازا بکشند.
پسلرزهها میتوانند بسیار خطرناک باشند زیرا قابل پیشبینی نیستند و میتوانند باعث فروریختن ساختمانهایی بشوند که در جریان زمین لرزه اصلی تنها هنوز فرونریخته بودند.
بررسی روند نرخ کاهش پسلرزه های رودبار، اردبیل، و زرند
در بحث مکانیسم زمینلرزه و لغزش آزاد شدن انرژی،به صورت یک حادثه لرزه ای عنوان میشود.تقریبا همه ی زمینلرزه های بزرگ با پس لرزه همراه می باشند .پسلرزه ها توصیفی از چشمه لرزه ای می باشند که معمولا بزرگترین پسلرزه ها یک واحد از زمین لرزه اصلی کوچکتر می با شند و در بعضی موارد خسارت ناشی از پسلرزه ها به ساختمان ها قابل توجه است.فعالیت پسلرزه ها ، مطالعات تئوری ، آزمایش های تجربی و مشاهدات انجام شده گویای این مطلب است که توزیع زمانی ومکانی پسلرزه ها مرتبط با زمین لرزه اصلی در هر منطقه از رفتار و الگوی خاص تبعیت می کند. بدون شک وضعیت ژئومکانیک در رفتار و لرزه زمین ساختی در هر منطقه زلزله خیز در استفاده از مدل های آماری کاربردی می تواند برای مطالعه شناخت الگوهای زمانی و مکانی پس لرزه ها بسیار مفید باشد.توزیع کانون سطحی زمینلرزه و پسلرزه ها، در شمال ایران نماینگر فعالیت عمده در ناحیه البرز و سیستم گسلی کپه داغ می باشد که در میان زمینلرزه های این منطقه زمینلرزه های بزرگ همراه با پسلرزه های چند ماهه نیز قابل مشاهده است.که بیشتربه صورت خوشه ای و در مرز بین خرد صفحه میانی رخ داده اند که مرزهای بلوک لوت را آشکار می سازد، بلوک لوت ایران مرکزی و بلوک خزر فعالیت کمتری بر خوردار می باشند و گسل شمال تبریز،گسل رودبار و حوالی بیرجند نبود لرزه را نشان می دهد.
به طور کلی میتوان گفت فعالیت های لرزه ای بالایی در اغلب مناطق ایران مشاهده می شود و زمینلرزه های بزرگ همراه با پسلرزه ها تطابق خوبی با گسل های عمده مناطق نشان می دهد. ناحیه زاگرس فعالترین و زلزله خیز ترین ناحیه می باشد که تراکم زمینلرزه ها در این قسمت زیاد و فعالیت لرزه ای منظم تری وجود دارد،ولی به علت کوچک بودن زمینلرزه ها،داده های پسلرزه ای کمی وجود دارد .
با وجود اینکه کاربرد مقیاس بزرگی یک روش مناسب برای طبقا بندی زمینلرزه ها بر اساس اندازه آنهاست، ولی بزرگی به طور مستقیم اطلاعاتی در باره اثرات زمینلرزه روی ساختمان ها و غیره نشان نمی دهد. به همین علت ایجاد رابطه ای بین پسلرزه های چشمه های لرزه ای ضروری به نظر می رسد . در بیشتر مناطق ،انرژی آزاد شده با توجه به پس لرزه ها تخمین زده می شود.برای مطالعه پسلرزه های ایران، داده های ایستگاه های محلی در ایران که تقریبا یک دوره چهل ساله را دارا می باشد مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. کلیه پسلرزه ها به صورت فیزیکی با هم ترکیب شدند و در نتیجه تابع زمانی پسلرزه ها در هر منطقه بر اساس پتانسیل موجود به دست آمد .به علت پوشش دستگاهی مناسب از سال 1369 به بعد زمین لرزه سال 1369 رودبار و آخرین زمینلرزه مخرب به وقوع پیوسته، زمینلرزه سال 1384 و مابین این دو زمینلرزه سال 1376 اردبیل مورد بررسی قرار گرفت.سپس با توجه یه روابط اموری،اتسو و موگی به ترتیب برای پسلرزه های زمین لرزه رودبار،اردبیل و زرند روابط کاهندگی پسلرزه به دست آمد.
رودبار:
|
Omori:k=320.5 |
Utsu: n=825, p=-1.1 |
Mogi: n=790 , to=8.8 |
اردبیل:
|
Omori:k=320 |
Utsu: n=762, p= -1 |
Mogi: n=507, to=11.9 |
زرند:
|
Omori:k=413.5 |
Utsu: n=699, p=-1 |
Mogi: n=431 , to=10.7 |
و با توجه به نتایج به دست آمده از پسلرزه ها ،حالت فیزیکی پوسته و رفتار دینامیکی آن مشخص شد.با مطالعه مدلها و منحنی های کاهش پسلرزه ها مشاهده شد که منحنی پوش مدل اموری بیشترین برازش را نسبت به سایر مدل های دیگر پسلرزه ها دارا می باشد.
اموری در سال 1930 پسلرزه ژاپن را مورد بررسی قرارا داد و فرمول تجربی را برای فعالیت پسلرزه ها به عنوان قانون اموری معرفی نمود.اتسو رابطه اموری را کاملتر کرد و موگی رابطه را بر اساس توابع نمایی نشان داد.تابع اموری اصلاح شده مدل بسیار عالی برای بسیاری از پراکندگی های پسلرزه ها و نوع توزیع آنهاست و نتیجه خوبی در خیلی موارد دارد و این تابع برای بلند مدت می باشد زیرا تابع زمانی به صورت فیزیکی تعیین شده است.با توجه به فیزیک پسلرزه ها این پروسه خیلی خوب شناخته نشده است.در حالی که برای سایر موارد می توان از مدل موگی استفاده کرد.وقوع پسلرزه ها بستگی به مطالعه بر روی پدیده های فیزیکی را دارد که هدف اولیه یرای توصیف بهتر یک مدل فیزیکی، شناخت بهتره پسلرزه ها می باشد.تعیین روند پهنه های لرزه خیز،تعیین امتداد گسلهای پنهان فعال شده وروند مهاجرت پسلرزه ها از طریق توزیع مکانی و زمانی پسلرزه ها امکان پذیر است.
روابط کاهش پسلرزه ها به صورت زیر می باشد:
n =k/t (omori.1894)
n = (utsu.1961)
n = ) (mogi.1962)
با مطالعه منحنی های کاهش پسلرزه ای زمینلرزه مشاهده شد منحنی پوش مدل اموری بیشترین برازش را نسبت به مدل های دیگر دارا می باشد.
برای مطالعه لرزه خیزی ایران، از شمال و جنوب ایران شروع کردیم.پسلرزه های 1369 رودبار ،1376 اردبیل و 1384 زرند را مورد تجزیه و تحلیل قرار دادیم و با توجه به روابط کاهش پسلرزه ها ،منحنی های مربوط ترسیم و مدل اموری بهترین برازش را برای این سه زمینلرزه دارد
شکل (1-2-3) با روند کاهش پسلرزه های مورد مطالعه می توان نتیجه گرفت که تخلیه انرژی در این منطقه در ابتدا بسیار زیاد بوده و سپس کاهش یافته و ایم نشان می دهد که این منطقه،منطقه فعالی می باشد و دارای پتانسیل لرزه خیزی است.
شکل 1- کاهش پیشلرزه های زمینلرزه 1369 رودبار(ثبت شده در شبکه لرزه نگاری تهران)
و منحنی پوش اموری ، اتسو و موگی
شکل 2- کاهش پیشلرزه های زمینلرزه1376 اردبیل(ثبت شده در شبکه لرزه نگاری تهران)
و منحنی پوش اموری ، اتسو و موگی
شکل 3- کاهش پیشلرزه های زمینلرزه 1384 زرند(ثبت شده در شبکه لرزه نگاری تهران)
و منحنی پوش اموری ، اتسو و موگی
زمينلرزه هاي بيست و يكم مرداد 1391 ورزقان- اهر ( استان آذربايجان شرقي)
در ساعت 16:53:15 روز شنبه، 21 مرداد 1391 برابر با 12:23:15 به وقت بينالمللي روز يازدهم آگوست 2012 زمين لرزهاي با بزرگاي 6.2 (موسسه ژئوفيزيك) در حد فاصل شهرهاي اهر و ورزقان در آذربايجان شرقي روي داد (جدول 1). اين زمينلرزه استانهاي آذربايجان شرقي، آذربايجان غربي، كردستان، اردبيل، گيلان و زنجان را به لرزه در آورد. تا زمان تهيه اين گزارش (6/6/1391) اين زمينلرزه توسط 57 ايستگاه شتابنگاري شبكه شتابنگاري زلزله به ثبت رسيده است (نقشه 1). حداكثر شتاب ثبت شده از اين رويداد حدود 478 سانتي متر بر مجذور ثانيه در ايستگاه سد ستارخان 3 (تاج سد) بوده است(جدول 2).
حدود 6 دقيقه بعد از زمين لرزه اول، پسلرزه اي با بزرگاي 4.9 (موسسه ژئوفيزيك) در محل روي داد (جدول 3) كه توسط 15 ايستگاه شتابنگاري به ثبت رسيد (نقشه 2). بيشينه شتاب اين پسلرزه 159 سانتي متر بر مجذور ثانيه و در ايستگاه ورزقان به ثبت رسيد (جدول 4).
حدود 11 دقيقه بعد از زمين لرزه اصلي زمين لرزه ديگري در ناحيه كلان لرزه اي با بزرگاي 6.0 (موسسه ژئوفيزيك) روي داد (جدول 5). اين زمين لرزه توسط 75 ايستگاه شتابنگاري به ثبت رسيد (نقشه 3). بيشينه شتاب ثبت سده از اين رويداد برابر با 534 سانتيمتر بر مجذور ثانيه و در ايستگاه ورزقان به ثبت رسده است (جدول 6).
جدول 1: گزارش مشخصات زمين لرزه اول توسط سازمان هاي بين المللي
|
نام |
بزرگي |
طول جغرافيايي |
عرض جغرافيايي |
عمق (km) |
|
مركز تحقيقات راه، مسكن و شهرسازي |
- |
46.86 |
38.52 |
- |
|
موسسه ژئوفيزيك |
Mn6.2 |
46.865 |
38.495 |
10 |
|
پژوهشگاه بين المللي زلزله شناسي و مهندسي زلزله |
Ml6.1 |
46.87 |
38.55 |
15 |
|
مركز ملي اطلاع رساني زلزله آمريكا |
M6.4 |
46.888 |
38.322 |
9.5 |
نقشه 1: ايستگاه هاي ثبت كننده زمين لرزه اول
ركورد هاي ثبت شده از زمين لرزه اول در دو ايستگاه اهر و ورزقان
جدول 2: ايستگاه هاي ثبت كننده زمين لرزه اول
|
ايستگاه |
شماره ركورد |
مختصات جغرافیایی |
شتاب تصحیح نشده (cm/s/s) | |||
|
طول |
عرض |
L |
V |
T | ||
|
5588/01 |
46.899 |
38.456 |
378 |
478 |
333 | |
|
5579/01 |
46.64 |
38.507 |
427 |
249 |
372 | |
|
5547/01 |
46.589 |
38.154 |
217 |
97 |
281 | |
|
5587/01 |
46.915 |
38.457 |
268 |
247 |
248 | |
|
5520/01 |
47.059 |
38.474 |
194 |
100 |
262 | |
|
5586/01 |
46.9 |
38.455 |
192 |
196 |
249 | |
|
5558/01 |
46.47 |
38.248 |
191 |
88 |
218 | |
|
5585/01 |
46.481 |
38.224 |
212 |
67 |
132 | |
جدول3: گزارش مشخصات پسلرزه 12:30:12 توسط سازمان هاي بين المللي
|
نام |
بزرگي |
طول جغرافيايي |
عرض جغرافيايي |
عمق (km) |
|
موسسه ژئوفيزيك |
Mn4.9 |
46.777 |
38.44 |
4 |
|
پژوهشگاه بين المللي زلزله شناسي و مهندسي زلزله |
Ml4.9 |
46.75 |
38.46 |
15 |
|
مركز ملي اطلاع رساني زلزله آمريكا |
mb5.0 |
46.78 |
38.44 |
4 |
نقشه 2: ايستگاه هاي ثبت كننده پسلرزه 12:30:12
جدول 4: ايستگاه هاي ثبت كننده پسلرزه 12:30:12
|
ايستگاه |
شماره ركورد |
مختصات جغرافیایی |
شتاب تصحیح نشده (cm/s/s) | |||
|
طول |
عرض |
L |
V |
T | ||
|
5579/02 |
46.64 |
38.507 |
159 |
39 |
83 | |
|
5588/04 |
46.899 |
38.456 |
81 |
54 |
78 | |
|
5520/02 |
47.059 |
38.474 |
80 |
27 |
78 | |
|
5587/03 |
46.915 |
38.457 |
67 |
74 |
42 | |
|
5532/02 |
47.373 |
38.123 |
56 |
18 |
49 | |
|
5586/02 |
46.9 |
38.455 |
27 |
22 |
54 | |
|
5584/02 |
46.479 |
38.224 |
45 |
21 |
19 | |
|
5544/02 |
47.369 |
38.858 |
24 |
9 |
17 | |
|
5585/02 |
46.481 |
38.224 |
15 |
6 |
20 | |
|
5540/02 |
47.119 |
38.247 |
19 |
17 |
10 | |
|
5602/02 |
47.667 |
38.394 |
15 |
8 |
13 | |
|
5547/02 |
46.589 |
38.154 |
15 |
6 |
12 | |
|
5545/02 |
47.039 |
38.87 |
14 |
14 |
14 | |
|
5583/02 |
46.479 |
38.223 |
14 |
4 |
7 | |
|
5558/02 |
46.47 |
38.248 |
14 |
4 |
11 | |
جدول5: گزارش مشخصات زمين لرزه دوم توسط سازمان هاي بين المللي
|
نام |
بزرگي |
طول جغرافيايي |
عرض جغرافيايي |
عمق (km) |
|
مركز تحقيقات راه، مسكن و شهرسازي |
- |
46.75 |
38.45 |
- |
|
موسسه ژئوفيزيك |
Mn6.0 |
46.731 |
38.449 |
10 |
|
پژوهشگاه بين المللي زلزله شناسي و مهندسي زلزله |
Ml6.1 |
46.78 |
38.58 |
14 |
|
مركز ملي اطلاع رساني زلزله آمريكا |
M6.3 |
46.759 |
38.209 |
9.5 |
نقشه 3: ايستگاه هاي ثبت كننده زمين لرزه دوم
ركورد هاي ثبت شده از زمين لرزه دوم در دو ايستگاه اهر و ورزقان
جدول 6: ايستگاه هاي ثبت كننده زمين لرزه دوم
|
ايستگاه |
شماره ركورد |
مختصات جغرافیایی |
شتاب تصحیح نشده (cm/s/s) | |||
|
طول |
عرض |
L |
V |
T | ||
|
5579/04 |
46.64 |
38.507 |
532 |
216 |
530 | |
|
5588/06 |
46.899 |
38.456 |
241 |
442 |
352 | |
|
5520/04 |
47.059 |
38.474 |
239 |
205 |
422 | |
|
5587/05 |
46.915 |
38.457 |
308 |
282 |
338 | |
|
5586/04 |
46.9 |
38.455 |
319 |
169 |
273 | |
|
5584/03 |
46.479 |
38.224 |
302 |
264 |
268 | |
|
5540/03 |
47.119 |
38.247 |
105 |
73 |
271 | |
|
5547/03 |
46.589 |
38.154 |
176 |
82 |
240 | |
|
5585/03 |
46.481 |
38.224 |
235 |
73 |
170 | |
|
5532/03 |
47.373 |
38.123 |
168 |
88 |
192 | |
|
5558/03 |
46.47 |
38.248 |
124 |
72 |
148 | |
|
5583/03 |
46.479 |
38.223 |
117 |
51 |
125 | |
|
5544/03 |
47.369 |
38.858 |
116 |
42 |
64 | |
|
5545/03 |
47.039 |
38.87 |
103 |
90 |
110 | |
|
5602/03 |
47.667 |
38.394 |
83 |
56 |
98 | |
|
5533/02 |
46.229 |
38.86 |
80 |
42 |
68 | |
|
5546/02 |
46.166 |
38.688 |
68 |
61 |
71 | |
|
5572/02 |
46.298 |
38.078 |
67 |
43 |
57 | |
|
5604/02 |
47.648 |
39.114 |
56 |
20 |
29 | |
|
5573/02 |
46.327 |
38.102 |
50 |
19 |
43 | |
|
5565/02 |
47.101 |
37.887 |
44 |
24 |
37 | |
|
5528/02 |
46.471 |
37.996 |
40 |
23 |
44 | |
|
5550/02 |
46.432 |
37.833 |
38 |
23 |
36 | |
|
5566/02 |
45.487 |
38.174 |
35 |
10 |
37 | |
|
5601/02 |
47.031 |
39.153 |
36 |
11 |
30 | |
|
5551/02 |
47.826 |
38.507 |
36 |
20 |
31 | |
|
5574/02 |
46.388 |
38.017 |
35 |
26 |
32 | |
|
5538/02 |
45.662 |
38.839 |
33 |
14 |
29 | |
|
5567/02 |
45.708 |
38.176 |
32 |
12 |
16 | |
|
5526/02 |
47.801 |
37.734 |
19 |
16 |
31 | |
|
5564/02 |
47.541 |
37.935 |
30 |
20 |
30 | |
|
5576/02 |
47.391 |
37.579 |
25 |
13 |
30 | |
|
5599/02 |
45.398 |
39.088 |
10 |
10 |
29 | |
|
5548 |
48.062 |
37.918 |
22 |
6 |
27 | |
|
5582/02 |
45.834 |
38.585 |
26 |
11 |
26 | |
|
5522/02 |
45.891 |
37.485 |
19 |
9 |
24 | |
|
5570/02 |
45.98 |
38.284 |
23 |
13 |
21 | |
|
5561/02 |
45.063 |
37.544 |
22 |
7 |
20 | |
|
5529/02 |
44.999 |
37.498 |
21 |
5 |
16 | |
|
5581/02 |
45.366 |
38.456 |
21 |
11 |
18 | |
|
5554/02 |
45.774 |
38.445 |
20 |
13 |
21 | |
|
5523/02 |
46.156 |
38.231 |
20 |
11 |
17 | |
|
5577/02 |
46.953 |
37.731 |
16 |
9 |
19 | |
|
5557/02 |
45.373 |
36.962 |
18 |
6 |
13 | |
|
5571/02 |
45.039 |
38.361 |
18 |
9 |
17 | |
|
5562/02 |
47.924 |
39.655 |
18 |
5 |
18 | |
|
5556/02 |
46.75 |
37.35 |
18 |
7 |
17 | |
|
5537 |
48.057 |
39.05 |
13 |
7 |
17 | |
|
5539/02 |
47.05 |
37.475 |
16 |
9 |
15 | |
|
5559 |
47.993 |
38.032 |
16 |
7 |
15 | |
|
5560 |
48.158 |
39.302 |
16 |
6 |
14 | |
|
5575/02 |
45.361 |
38.314 |
15 |
6 |
15 | |
|
5580/02 |
45.403 |
38.672 |
15 |
11 |
13 | |
|
5578 |
48.206 |
38.403 |
15 |
6 |
11 | |
|
5536/02 |
45.036 |
37.989 |
15 |
6 |
14 | |
|
5553 |
46.105 |
36.966 |
15 |
5 |
13 | |
منابع:
- مقاله( بررسی روند نرخ کاهش پسلرزه های رودبار، اردبیل، وزرند )
نوشته شده توسط
خانم زهره ریاضی: دانشجوی دکتری ژئو فیزیک دانشگاه آزاد اسلامی علوم وتحقیقات تهران
آقای محمد رضا قیطانچی :عضو هیئت علمی موسسه ژئو فیزیک دانشگاه تهران
- سایت پژوهشگاه بین اللمی زلزله شناسی و مهندسی زلزله (www.iiees.ac.ir )