Cutremurele

Cutremurele

Din când în când, scoarta terestra se pune brusc în miscare si îsi modifica suprafata: acest fenomen este cutremurul, unul dintre cele mai înspaimântatoare fenomene naturale. În orasele mari, cutremurele sunt cu adevarat distrugatoare.

Forte naturale uriase

Cutremurul este unul din cele mai distrugatoare fenomene naturale de pe Pamânt. Poate provoca distrugeri de zece mii de ori mai mari decât bomba atomica aruncata în 1945 peste Hiroshima.

Multe cutremure produc o miscare a solurilor, asemanatoare cu leganatul unui vapor. În functie de intensitatea cutremurului, solul este miscat în valuri fine sau smucit cu putere. Uneori unduirile solului sunt vizibile si la suprafata: martori oculari sustin ca în timpul cutremurului din San Francisco din anul 1906 solul facea valuri înalte de un metru. Pâna la oprirea cutremurului, locul de declansare al acestuia, linia de refractie St Andrei s-a deplasat cu 6 metri.

Majoritatea cutremurelor dureaza doar câteva secunde, dar sunt unele care tin pâna la un  minut, sau mai mult. Cutremurul din San Francisco din 1906 de exemplu a durat doar 40 717f513h de secunde, iar cel din Alaska, din 24 ianuarie 1964 peste 7 minute.

Cutremurul principal este urmat de altele cu intensitate din ce în ce mai mica. Acestea sunt provocate de faptul ca rocile dislocate încep sa se reaseze într-o pozitie stabila, ceea ce poate din nou provoca distrugeri enorme. În anul 1985, în centrul orasului Mexico, un cutremur de gradul 11 pe scara Mercalli a provocat pagube imense. Replica din ziua urmatoare, de intensitatea 10 pe scara Mercalli a distrus si ceea ce a mai ramas. Cele doua cutremure împreuna au provocat moartea a aproximativ zece mii de oameni si ruinarea cladirilor din oras.

Scara Mercalli, numita dupa italianul Giuseppe Mercalli ia în considerare efectul cutremurului într-un punct sau în altul de pe Pamânt, stabilind 12 grade. De exemplu:

Gradul 2: foarte slab. mici trepidatii. Obiectele suspendate penduleaza fin

Gradul 5: destul de puternic. Efectele pot fi mai bine observate. Lichidele se varsa, geamurile se sparg.

Gradul 7: foarte puternic, tiglele cad de pe acoperis.

Gradul 8: distrugator structurile mai slabe, statui si ziduri se pot darâma

Gradul 10: dezastruos, multe cladiri sunt distruse, solul se crapa. Sunt posibile alunecari de teren si cunami

Gradul 12: catastrofal. Solul se deformeaza, se modifica. Din epicentru se raspândesc valuri de pamânt. Obiectele sunt aruncate în aer.

Linia de refractie

Tensiunea este eliberata de-a lungul rupturii. Liniile de rupere se pot întinde pe distante de mai multi kilometri, la suprafata sau în profunzimea Pamântului. Cutremurul se produce atunci când rocile de pe marginea liniilor de refractie sunt îndoite sub presiunea ciocnirii placilor.

Marginile placilor tectonice

Desi cutremurele se pot produce peste tot în lume, sunt mai frecvente în regiunile apropiate de marginile placilor tectonice. Una din cele mai celebre este linia de refractie Sf. Andrei; aceasta se întinde de-a lungul coastei de vest a Statelor Unite, fiind locul de pornire al cutremurelor din California.

Formarea cutremurului

Cutremurele sunt declansate adânc sub scoarta terestra. Învelisul extrem al Pamântului este format din placi tectonice mobile. Cele mai puternice cutremure se produc în interiorul pamântului, la marginile acestor placi. Miscarea placilor nu este uniforma, se acumuleaza o tensiune de-a lungul marginilor, pâna când rocile se rup, iar placile intra în balans. Energia acumulata se elibereaza sub forma unor cutremure mai mici sau mai mari.

Efectul depinde de intensitatea cutremurului, de adâncimea la care se produce si de natura rocilor de la suprafata. Pamântul se poate ridica, deschide sau surpa.

În munti se pot produce avalanse, alunecari de teren, si chiar si pe pantele mai putin abrupte, solul argilos se poate scurge asemenea lavei topite. Amestecul afânat de nisip si argila este supus unei forte atât de mari, încât se lichefiaza si se transforma în nisipuri miscatoare. Aceasta s-a întâmplat la cutremurul din Alaska din 1964.

Cutremure subacvatice

Cutremurele marine pot provoca niste valuri imense, numite cunami. Acestea pot avansa pe ocean cu viteza de 790 km/h, dar acolo sunt abia vizibile. Apropiindu-se catre mal, valurile încetinesc, dar în acelasi timp se si ridica.

Când valurile se apropie de mal, marea initial se retrage, apoi inunda tarmul cu o serie de valuri.

Valurile care patrund în golfuri înguste, se pot ridica pâna la înaltimea de 20 de metri, maturând totul în cale.

În 1775 dupa un cutremur, deasupra Lisabonei s-a abatut un val de 17 metri înaltime, iar replica cutremurului a provocat alunecari de teren si incendii. Au fost distruse trei sferturi din cladiri si 60 de mii de oameni si-au pierdut viata.

Pamântul este în miscare permanenta, dar din fericire, cutremurele catastrofale sunt rare. Specialistii în cutremure, seismologii, înregistreaza anual în jur de 500 de mii de cutremure, adica un cutremur pe minut. Majoritatea acestor vibratii ramân neobservate, fiind detectate doar de seismologi, cu ajutorul unui aparat sensibil, numit seismograf.

Mai demult, seismologii au masurat intensitatea cutremurelor - cantitatea de energie eliberata - pe scara Richter. Aceasta a fost numita dupa cercetatorul american C.F. Richter, fiind introdusa de catre el în 1935.

Astazi se foloseste mai mult scara Mercalli; aceasta a fost conceputa de catre seismologul Giuseppe Mercalli, în anul 1902.

În momentul în care se declanseaza cutremurul, din epicentrul, adica di punctul situat deasupra vatrei cutremurului, vor porni unde de soc. Primele valuri care vor porni, se numesc unde primare sau unde P. Acestea sunt valuri longitudinale care se propaga asemanator cu undele sonore: produc miscari în sens înainte - înapoi, în directia de propagare. Undele primare sunt urmate de undele secundare, sau altfel zis undele S. Sub efectul acestora, rocile se vor zgudui perpendicular pe directia de mers. Al treilea tip, undele de suprafata, provoaca unduirea solului si accentueaza efectul distrugator al undelor secundare.

Zone seismice

Oameni de stiinta au început sa cartografieze locurile în care sunt frecvente cutremurele înainte de a întelege motivul cutremurelor. Cutremurele se pot întâlni în orice loc în care rocile se misca de-a lungul liniilor, dar majoritatea cutremurelor mari se produc în anumite zone, bine determinate. Sunt deosebit de frecvente în regiunile vulcanice, de exemplu în cercul de foc din jurul oceanului Pacific.

Pe masura ce metodele de determinare a localizarii cutremurelor au devenit mai precise, si hartile au fost îmbunatatite, conturându-se o imagine mult mai clara despre activitatea seismica.

Seismologia de fapt s-a "maturizat" doar pron anii 60, când au început sa studieze felul în care se poate respecta conventia referitoare la interzicerea experimentelor nucleare. Cercetatorii au fost însarcinati sa studieze daca se pot detecta micile explozii nucleare subterane; ei au instalat câteva statii de detectare seismica, si au analizat toate vibratiile percepute de aparate. Harta activitatii seismice formata în acest fel, a aratat ca cel mai frecvent cutremurele se produc în scoarta oceanica si santurile oceanice, respective de-a lungul liniilor de refractie, lanturilor muntoase tinere si în zonele vulcanice.

Aceste date au venit în sprijinul teoriei conform careia litosfera Pamântului - scoarta de 100 de km grosime si stratul superficial solid - este formata din 15placi tectonice care plutesc deasupra stratului intern semitopit al Pamântului, numit astenosfera.

Miscare placilor tectonice

Acest produs este extrem de lent, si nicidecum uniform. Multa vreme s-ar parea ca nu se întâmpla nimic dar datorita faptului ca frecarea rocilor mentine placile la locul lor. Atunci când tensiunea depaseste forta de rezistenta a rocilor, placile se misca, provocându-se brusc o crapatura - un cutremur.

Nimeni nu poate pronostica exact momentul declansarii cutremurului. Prin cartografierea si observarea temeinica a activitatii seismice, oamenii de stiinta au reusit sa identifice zonele seismice si au reusit sa stabileasca frecventa evenimentelor mai importante. Câteva cutremure mari si-au "anuntat" sosirea printr-o serie de cutremure mai mici, iar cercetatorii rusi au observat ca înainta de cutremurele majore se schimba viteza undelor P ale cutremurelor mai mici. Modificarile fine ale formelor de suprafata, precum si unduirile locale ale câmpului magnetic al Pamântului sunt studiate ca posibile prevestitoare ale cutremurelor

Semnale de avertisment

Schimbarea comportamentului animalelor poate semnala apropierea unui cutremur. Câinii scheauna, caii se sperie, pasarile devin nelinistite si zboara în cerc. În 1975, locuitorii unui oras chinezesc au observat mai multe semne ale cutremurului, printre care comportamentul ciudat al animalelor, parasindu-si locuintele cu câteva ore înainte de cutremur.

Cercetatorii studiaza si apele fântânilor în zonele seismice. Imediat ce rocile subterane se sfarma în bucati, structura lor cristalina devine deschisa, apoi se deschide din nou, eliberând radon în apele freatice; radonul ajunge si în fântâni. Cresterea concentratiei radonului în apele de fântâna, poate fi un semnal de avertizare al cutremurului.

Imediat înainte de seism se pot elibera si gaze cu încarcare electrica. Acestea sunt slab incandescente; se numesc "lumini seismice". Cercetatorii au observat ca înainte de cutremur, concentratia de hidrogen este de zece ori mai mare lânga liniile de refractie. Din pacate , nu toate cutremurele sunt însotite de asemenea fenomene. Din acest motiv, oamenii de stiinta au dezvoltat diferite tehnici pentru o pronosticare exacta.

S-au folosit aparte de masura speciale pentru detectarea unor cresteri de tensiune deasupra liniilor de refractie. Aceste crapaturi imense se pot întinde pe o lungime de câtiva kilometri la suprafata pamântului sau în profunzime.

Aparatele de masura a înclinarii - acestea seamana cu nivela folosita de dulgheri si zidari - care urmaresc miscarile produse la suprafata pamântului, iar aparatele de masurare a alunecarii - cabluri întinse de-a lungul liniilor de refractie - semnaleaza miscarile laterale.

Detectoare de cutremur

Seismografele sunt cele mai precise aparate de avertizare în cazul unor cutremure. Acest aparat sensibil sesizeaza si masoara cele mai mici vibratii subterane pe care le transforma în semnale electrice si le înregistreaza într-un grafic. Din citirea diagramei, seismologii pot observa imediat si cea mai mica tensiune produsa în roci.

O alta metoda de observare a miscarilor pamântului este trimiterea unor semnale de pe sateliti la diferite statii de receptie terestre.

Din reteaua de semnale prin satelit, oamenii de stiinta pot sa-si dea seama daca s-a schimbat pozitia una fata de cealalta a satelitilor de receptie.

Seismograful

Seismograful este un aparat special, conceput pentru masurarea undelor seismice. Este format din doua componente: o greutate suspendata pe arc si un cilindru actionat de un ceas. Scheletul aparatului este scufundat într-un pat de roca. Undele seismice provocate de un posibil cutremur, provocând o miscare orizontala, miscând aparatul înainte si înapoi. Penita fixata la pendul se va deplasa în aceeasi directie si va marca pe hârtie aceasta schimbare: asa se formeaza seismograma.

Diminuarea efectului distrugator

Desi nici una dintre metodele enumerate nu este infailibila, ele au contribuit foarte mult la îmbogatirea cunostintelor noastre despre seisme. Cercetatorii studiaza posibilitatile de diminuare a efectului distrugator al cutremurelor. Dupa unii, cu mici explozii se pot provoca cutremure de intensitate scazuta, slabind astfel tensiunea rocilor care determina cutremurele puternice.

În câteva locuri au injectat apa în liniile de refractie, provocând cutremure mai mici. De aici au tras concluzia ca prin cutremure mici se pot elibera de-a lungul liniilor de refractie tensiuni acumulate.

Constructorii din America si Japonia studiaza metode de constructie rezistente le cutremure. În timpul cutremurelor peretii care se prabusesc reprezinta unul din cele mai mari pericole. Aceasta se poate evita prin proiectarea unor cladiri fara ornamente grele si cosuri. Casele de locuinte si cladirile administrative trebuie construite pe un fundal special, care reduce cu o treime declinatiile în timpul seismului.