UNDE SEISMICE Elevi: Toma VictorMarcu George Octavian

Cutremurul de Pmnt este unul din cele mai nspimnttoare i distrugtoare fenomene ale naturii de pe Terra. Potenialul enorm de distrugere este cauzat de energia cutremurului, care la un seism deosebit de puternic este de zece-douzeci de mii de ori mai mare dect energia primei bombe atomice aruncate peste Hiroshima.

Originea cutremurelor Distribuia geografic neuniform a seismelor pe suprafaa Terrei i gsete explicaia n teoria plcilor tectonice. Conform acesteia, nveliul extern rigid al Pmntului este format din cincisprezece plci tectonice mobile, de 60-100 km grosime. Aceste plci litosferice plutesc pe astenosfer, stratul de suprafa semitopit al mantalei Pmntului, i sub aciunea curenilor de convecie din manta se deplaseaz extrem de lent, cu o vitez de pn la 12 cm pe an.

Unele plci se mping reciproc, iar n anumite locuri o plac alunec i coboar sub o alt plac. Altele se ndeprteaz una de alta, spaiul dintre ele fiind completat cu magm solidificat, care ulterior formeaz crusta nou. La marginile dintre plci micarea este frnat de fora de frecare dintre ele, astfel c n aceste locuri se acumuleaz tensiuni enorme. Atunci cnd rocile care ntr n contact se rup sau alunec brusc, se produce o degajare sub form de unde seismice a energiei acumulate, adic se produce cutremurul propriu-zis. Intensitatea acestuia depinde de suprafaa de rupere, de adncimea la care se produce i de natura rocilor.

Energia eliberat brusc de un cutremur se rspndete n toate direciile, formand undele seismice. Pe msura ndeprtrii de locul perturbaiei iniiale, energia se repartizeaz pe tot mai multe particule efectele seismului sunt tot mai mici la distane mai mari. Undele seismice sunt un "amestec" de unde longitudinale si transversale.

Producerea undelor seismice Cand are loc o fisura sau o deplasare brusca in scoarta pamantului, energia radiaza in exterior sub forma unor unde seismice, la fel cum energia formata prin miscarea unei suprafete de apa radiaza sub forma unui val. In fiecare cutremur, exista mai multe tipuri de unde seismice. Undele interioare se deplaseaza in partea interioara a pamantului, iar undele superficiale se deplaseaza la suprafata acestuia. Undele superficiale uneori denumite unde L sunt responsabile pentru cele mai multe pagube asociate cutremurelor, deoarece cauzeaza cele mai intense vibratii. Undele superficiale se propaga din undele interioare care ajung la suprafata.

Se face distinctia intre doua tipuri principale de unde interioare:

1. Unde primare (longitudinale), denumite si unde P sau unde de comprimare, se propaga cu o viteza cuprinsa intre 2 si 8 km/s, depinzand de materialul prin care se deplaseaza. Aceasta viteza este mai mare decat cea a altor unde, astfel incat undele P ajung inaintea celorlalte la o anumita suprafata. Ele se pot deplasa prin substante solide, lichide si gazoase, si astfel vor patrunde prin scoarta pamantului. Atunci cand se deplaseaza prin roca, undele pun in miscare particule minuscule de roca, inainte si inapoi, indepartandu-le si apropiindu-le, pe directia pe care circula unda. Aceste unde ajung de obicei la suprafata sub forma unei bufnituri bruste

2. Unde secundare (transversale), denumite si unde S sau unde de taiere, ajung la suprafata putin in urma undelor P. In timp ce aceste unde sunt in miscare, ele deplaseaza in afar particule de roca, impingandu-le perpendicular cu calea undelor. Astfel rezulta prima perioada de ondulare asociata cutremurelor. Spre deosebire de undele P, undele S nu se deplaseaza direct prin pamant. Ele circula doar prin materiale solide, astfel incat sunt oprite de stratul lichid din interiorul pamantului.

Ambele feluri de unde interioare se deplaseaza de-a lungul Globului Pamantesc, si pot fi detectate pe partea opusa punctului din care a plecat cutremurul. In mod constant se produc unde seismice foarte slabe care se deplaseaza de-a lungul planetei. Undele superficiale sunt asemanatoare valurilor aparute intr-o suprafata de apa ele misca suprafata pamantului in sus si in jos. Acest fapt cauzeaza de obicei cele mai mari pagube deoarece miscarea undei zguduie temeliile edificiilor create de om. Undele L sunt cele mai lente dintre toate, astfel ca cea mai intensa zguduire se produce la sfarsitul cutremurului.

Analiza originii cutremurului In timp ce viteza exacta a undelor P si S variaza in functie de compozitia materialului prin care se deplaseaza, raportul dintre vitezele celor doua unde va ramane relativ constant in orice cutremur. Undele P se deplaseaza in general de 1,7 ori mai rapid decat undele S. Folosind acest raport, seismologii pot calcula distanta dintre orice punct de pe suprafata pamantului si epicentrul cutremurului, mai exact punctul unde vibratiile isi au originea. Seismologii reusesc acest lucru prin intermediul seismografului un aparat care inregistreaza undele. Pentru a afla distanta dintre seismograf si epicentru, seismologii trebuie sa cunoasca de asemenea si momentul in care au ajuns vibratiile.

Pe baza acestor informatii, ei pur si simplu noteaza cat timp a trecut intre aparitia celor doua unde iar dupa aceea verifica un tabel care le arata distanta pe care undele au parcurs-o, bazandu-se pe intarzierea undelor. Adunandu-se aceste informatii din trei sau mai multe puncte, se poate localiza epicentrul.

Energia eliberat n focarul unui cutremur se propag n toate direciile prin unde seismice de volum i de suprafa. Din undele seismice de volum fac parte undele longitudinale P i transversale S. Cele mai rapide sunt undele P care strbat zonele lichide i solide din interiorul Pmntului. Micarea particulelor se produce n acelai mod ca i n cazul undelor sonore, adic prin comprimri i dilatri succesive ale mediului pe direcia propagrii undei. n rocile tari se propag undele S, n care particulele mediului se deplaseaz perpendicular pe direcia de propagare a undei. Viteza undelor P este de 1,73 ori mai mare dect a undelor S, ambele fiind dependente de densitatea rocilor prin care se propag.

Undele de suprafa au vitez mai mic i la un cutremur puternic fac de cteva ori nconjurul Pmntului. Acest fapt permite staiilor seismice s nregistreze cutremure care se produc chiar i pe partea opus a Globului. Diferena dintre momentele de sosire la o staie seismic a undelor S i P servete la determinarea distanei epicentrale. Dei undele seismice provoac numeroase distrugeri i pierderi de viei omeneti, anume ele au oferit informaii preioase despre structura intern a Pmntului.

Intensitatea cutremurelorIntensitatea cutremurelor este reprezentata in diferite scale. Cele mai des utilizate sunt:-scara Richter, care exprima logaritmic energia eliberata la o anumita distanta epicentrala, este o scara logaritmica ce se exprima in numere zecimale cuprinse intre 1-9-scara Mercalli modificata, care descrie intensitatea cutremurului prin observarea efectelor sale in epicentru.

Instrumentarea seismic Pentru nregistrarea cutremurelor s-au construit seismografe speciale, care nregistreaz direct acceleraia, viteza sau deplasarea terenului pe trei direcii: Nord-Sud, Est-Vest i pe vertical. Seismografele moderne genereaz semnale electrice, care se amplific de mii sau chiar milioane de ori i se nregistreaz pe hrtie sensibil, band magnetic sau suport digital. n urma prelucrrii acestor nregistrri care se numesc seismograme, se determin parametrii cutremurelor: timpul producerii, momentele de sosire a undelor, coordonatele geografice ale epicentrului, adncimea focarului, magnitudinea etc.

Monitorizarea seismic global este realizat de o reea de staii seismice, n care intr i reelele naionale ale multor ri. Informaia despre producerea unui cutremur este transmis la centrele mondiale: Centrul Euromediteranean, Frana; Centrul Internaional Seismic din Newbury, Anglia; Centrul Informaional al CSI din Obninsk, Rusia. Pentru fiecare zon seismic sunt alctuite cataloage ce cuprind informaii despre cutremurele produse, inclusiv cele care au avut loc cu mult nainte de existena instrumentelor de nregistrare. Cel mai vechi catalog este cel chinezesc (3000 ani) i japonez (1600 ani). Cataloagele cutremurelor pentru zona noastr au fost elaborate de seismologii romni C. Radu, L. Constantinescu i V. Mrza i conin date ncepnd cu anul 984. Aceste cataloage sunt utilizate n studiul relaiilor dintre seismicitate i geologia planetei, la alctuirea hrilor seismice, la evaluarea hazardului seismic pe teritoriul unor ari, la evaluarea riscului seismic al construciilor etc.

Magnitudinea i intensitateaPuterea unui cutremur este caracterizat prin magnitudinea sau intensitatea acestuia exprimat n grade. Deoarece puterea cutremurului variaz ntr-un interval foarte larg, Charles Richter a introdus, n 1931, scara logaritmic a magnitudinilor care-i poart numele i care e bazat pe msurarea amplitudinii maxime a undelor seismice nregistrate. Creterea magnitudinii cu o unitate corespunde creterii amplitudinii undei de 10 ori. Din punct de vedere matematic, scara magnitudinilor nu are o limit superioar, ns practic limita ei superioar e determinat de rezistena rocilor. Cele mai puternice cutremure care s-au produs n epoca msurrilor instrumentale snt cele de pe continentul american: cutremurul din Chile, 1960 (magnitudinea 9,5) i din Alaska, 1964 (M = 9,2). Majorarea magnitudinii cu o unitate corespunde creterii de 31 de ori a energiei seismice. Astfel, energia cutremurului din Vrancea din 10 noiembrie 1940 (M = 7,4) a fost de aproape 1000 ori mai mare dect energia seismului produs la 28 aprilie 1999 (M = 5,4), cel mai important din ultimii ani i care s-a resimit destul de bine i n Republica Moldova.

Energia seismic ce se degaj n focarul cutremurului difer de energia seismului de la suprafaa Pmntului. Spre deosebire de magnitudine, intensitatea seismului, exprimat i ea n grade, are la baz gradul de aciune a oscilaiilor subterane asupra diferitelor construcii i obiecte, asupra oamenilor. De fapt, pentru oameni pericolul l reprezint nu nsei oscilaiile seismice, ci urmrile acestora: avarierea cldirilor, gazoductelor i liniilor electrice, deformarea suprafeei terestre, alunecrile de teren, etc.

Seismicitatea n RomniaRomnia este o ar seismic, anual producndu-se cca. 500 de cutremure, dintre care n ultimele dou secole 50 au avut magnitudinea de peste 5 grade pe scara Richter. Teritoriul Romniei este afectat n proporie de peste 50% de seisme puternice sau moderate. n raport cu Japonia ns, cantitatea de energie seismic eliberat anual este de 400 de ori mai mic. Studiul seismicitii a dus la conturarea mai multor regiuni epicentrale: vrncean, fgrean, bnean etc. Dintre acestea, cutremurele vrncene sunt singurele de tip intermediar (cu adncimi situate sub 170 km). Ele elibereaz periodic cea mai mare cantitate de energie, provoac cele mai mari distrugeri i se resimt pe areale ce se extind pn la Moscova i Marea Egee.

Sichuan - China

Chile Valdivia 19609,5 grade pe scara Richter

Alaska 19649,2 grade pe scara Richter

************************