نگاه اجمالی:

در هنگام وقوع زلزله بارها با کلمه مقیاس ریشتر مواجه می‌شویم. شاید کلمه مقیاس مرکالی هم به گوشتان رسیده باشد. هر چند که کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرد. این دو مقیاس قدرت یک زلزله را از دو جنبه مختلف بیان کنند. از مقیاس ریشتر برای بیان بزرگی یک زمین لرزه یعنی مقدار(انرژی آزاد شده طی یک زمین لرزه استفاده می‌شود.

مقیاس ریشتر:

اطلاعات مورد نیاز برای محاسبه بزرگی زمین لرزه را از لرزه نگار به دست می‌آورند. مقیاس ریشتر لگاریتمی است یعنی افزایش یک واحد در مقیاس ریشتر نشان دهنده افزایش ده واحدی در دامنه موج است. به عبارت دیگر دامنه موج در زلزله 6 ریشتری ده برابر دامنه موج زلزله 5 ریشتری است و دامنه موج 7 ریشتر 100 برابر زلزله 5 ریشتری است. مقدار انرژی آزاد شده در زلزله 6 ریشتری 7.21 برابر زلزله 5 ریشتری است.

بزرگترین زلزله ثبت شده:

بزرگترین زلزله ثبت شده 9.5 ریشتر شدت داشت، هرچند که مطمئناً زلزله‌های شدیدتری در تاریخ طولانی زمین روی داده است. عمده زلزله‌هایی که روی می‌دهد کمتر از 3 ریشتر قدرت دارند. زمین لرزه هایی که کمتر از 4 ریشتر شدت داشته باشند، نمی‌توانند ویرانی‌های چندانی به بار آورند. زلزله هایی که 7 ریشتر یا بیشتر قدرت داشته باشند، زلزله های شدیدی محسوب می‌شوند. مقیاس ریشتر فقط یکی از عواملی است که تبعات یک زلزله را بیان می‌کند.

قدرت زلزله:

قدرت تخریبی یک زلزله علاوه بر قدرت آن به ساختار زمین در منطقه مورد نظر و طراحی و مکان سازه‌های ساخت بشر بستگی دارد. میزان ویرانی‌های به بار آمده را معمولاً با مقیاس مرکالی بیان می‌کنند. دانشمندان می‌توانند درجه مقیاس ریشتر را درست پس از زمین لرزه و زمانی که امکان مقایسه اطلاعات از ایستگاه‌های مختلف زلزله نگاری به وجود آمده، معین کنند.

اما درجه مرکالی را نمی توان به این سرعت مشخص کرد و لازم است که محققان زمانی کافی برای بررسی اتفاقاتی که حین زمین لرزه روی داده است، در اختیار داشته باشند. هنگامی که تصور دقیقی از میزان خسارت های وارده به عمل آمد، می توان درجه مرکالی مناسب را تخمین زد.

پدیده های ناشی از زلزله

به هنگام وقوع زلزله پدیده های مختلفی روی می دهد:

لرزش زمین
در اثر زلزله زمین به ارتعاش در می آید و در مواردی که شدت این ارتعاشات زیاد باشد باعث تخریب ساختمان ها می شود.

معمولا قبل و بعد از زلزله ، ارتعاشات خفیق تری ایجاد می شود که به ترتیب پیشلرزه و پسلرزه نامیده می شوند.

مثلا قبل از زلزله 4 خرداد سال 1339 لار ، دو زلزله خفیف تر در دستگاه های لرزه نگار تهران و شیراز ثبت شد. و بعد از زلزله اصلی نیز در حدود 58 پسلرزه خفیف دیگر اندازه گیری شد.

معمولا لرزه های اولیه خفیف است و هرچه به زمان زلزله اصلی نزدیک می شویم ، شدت لرزه ها افزایش می یابد. این مساله در مورد تعداد لرزه ها نیر صادق است.

بایستی توجه داشت که تمام زلزله ها با پیشلرزه همراه نیستند. و نیز همیشه پیشلرزه ها را نمی توان مقدمه وقوع یک زلزله بزرگ دانست. در بسیاری موارد ، لرزش های خفیفی ثبت شده که حرکات شدیدی به دنبال نداشته اند. گاهی نیز یک زلزله مخرب خود پیشلرزه زلزله فوق العاده مخربی بوده .

صداهای زلزله
غالبا وقوع زلزله همراه با صداهایی است که در بعضی موارد به وسیله گوش انسان نیز قابل شنیدن است.

این صدا در بعضی موارد ماننپ صدای رعدو برق و گاهی شبیه صدای وزش باد ، انفجار گلوله بزرگ توپ و نظایر آنست که غیر از صدای تخریب ساختمان هاست.

نورهای زلزله
به هنگام وقوع بعضی از زلزله ها آثار نورانی مختلفی مثل نورافشانی در آسمان ،‌برق ، جرقه های نورانی و نظایر آن دیده شده است.
حتی در زلزله بزرگ ناحیه وژ در سپتامبر 1669 ، شعله های آتش در حال خروج از زمین دیده شده است.
هنوز پاسخ درستی برای آن در دست نیست!

حرکات آب دریاها

هنگامی که کانون زلزله در کف دریا یا نزدیکی آن باشد در اثر زلزله امواج متعددی در آب تولید می شود که به نام تسونامی معروف است.
زلزله مهمی که در 27 نوامبر 1946 در دریای عمان اتفاق افتاد باعث بالا آمدن شدید آب دریا و بروز خسارات زیاد در سواحل پاکستان و هندوستان شد.

تغییر مشخصات آب چشمه ها

در اثر زلزله در وضع آب چشمه ها و چاه ها تغییراتی به وجود می آید . زیرا در اثر ارتعاش مجاری زیرزمینی تنگ و یا گشاد شده و در بعضی موارد ممکن است کاملا مسدود شوند. همچنین دمای آب نیز مممن است تغییر کند.

ایجاد شکاف و گسله

در اثر زلزله ممکن است تعدادی شکاف در زمین به وجود آید و گاهی نیز گسله هایی تشکیل شود.
به عنوان مثال گسله معروف سان آندریاس واقع در ایالت کالیفرنیا .

مقدمه

بطور کلی ساختمانهای موجود در کشور را به سه دسته زیر می توان تقسیم کرد:

الف) ساختمانهایی که دارای اسکلت نیست.

این دسته از ساختمانها دارای سیستم دیوار باربر خشتی و یا آجری است که در برابر زلزله های نسبتا شدید مقاوم نیستند و در هنگام وقوع زلزله, ساکنان آنها به علت ریزش آوار در امان نخواهند بود.

ب) ساختمانهایی که دارای اسکلت فلزی و یا بتنی است ولی برای نیروهای افقی ناشی از زلزله محاسبه نشده اند.

این قبیل ساختمانها در صورت اجرای صحیح اسکلت و یکپارچگی سقفها در برابر زلزله های با بزرگی کم و متوسط تا حدی مقاومت می نمایند و خسارت های وارد بر آنها کمتر باعث آسیب دیدگی ساکنان آنها می شود. البته در این نوع ساختمانها باید ایمن سازی محیط داخلی ساختمان و یا به عبارتی مبلمان آن به نحوی باشد که در اثر حرکتهای ناشی از زلزله, آسیبی از طرف آنها به ساکنان وارد نشود.

ج) ساختمانهای ساخته شده با اسکلت فلزی یا بتنی که برای نیروهای افقی ناشی از زلزله محاسبه شده اند.

این دسته از ساختمانها در مقابل نیروهای جانبی ناشی از زلزله پیش بینی شده توسط آئین نامه 2800 مقاومت می نمایند. اصولأ چنین ساختمانهایی, در صورت اجرای صحیح نیازی به مقاوم سازی ندارد ولی باید مبلمان داخلی ساختمان به نحوی باشد که در اثر تکانهای شدید, آسیبی از این بابت به ساکنان آن وارد نگردد.

روش های موجود ایمن سازی ساختمانها در برابر زلزله

همانگونه که قبلاً عنوان شد بخش قابل توجهی از ساختمانهای کشور مقاومت لازم را در برابر زلزله های شدید ندارند. بطور کلی جهت ایمن سازی این نوع ساختمانها, دو راه حل کلی زیر وجود دارد:

الف) تخریب و بازسازی اصولی و مطابق ضوابط و آئین نامه ها

ب)مقاوم سازی این نوع ساختمانهابدون تخریب آنها

قطعاً از نظر مدیریت شهری که علاوه بر ایمن سازی بافتهای مسکونی در برابر زلزله, دیگر معیارها از قبیل شهرسازی, اصلاح بافتهای مسکونی, استفاده از مصالح نوین و استاندارد, اصلاح ساختار ترافیک، استفاده بهینه از انرژی و خدمات رسانی استاندارد نیز مهم هستند روش الف راه حل اصولی و نهایی جهت حل مشکل است. لیکن همانطور که قبلاً عنوان شد اجرای این روش به طور کامل به چند دهه زمان نیاز دارد و به عبارت دیگر راه حل بلندمدت است ودرکوتاه مدت مشکل را حل نمی نماید.

اما در خصوص روش ب، تاکنون محافل مختلف علمی و اجرایی, نظرات کارشناسی متعددی مطرح نموده اند و حتی روشهایی عملی نیز برای انجام این کار ارائه کرده اند. اما بدلیل عدم صرفه اقتصادی (روش ب)دربافتهای فرسوده تاکنون توفیق جامعی در این روش نیز مشاهده نشده است. حتی در ساختمانهای دولتی که طرح مقاوم سازی بعنوان یک سر فصل اجباری برای مدیران آنها طرح شده است نیز موفقیت قابل توجهی مشاهده نشده است. علت این امر را می توان پر هزینه بودن, گاهی غیر عملی بودن, طولانی بودن زمان اجرا و عدم وجود متخصص کافی عنوان کرد.

بدین ترتیب مشاهده می شود که هیچ یک از روشهای دوگانه فوق مسئله ایمن سازی واحدهای مسکونی در برابر زلزله را در حال حاضر حل نکرده است.

طرح اتاق امن

اتاق امن مربوط به ساختمان های قدیمی موجود در بافت های فرسوده است. این ساختمان ها عموماً دارای سیستم دیوار باربر بدون کلاف های قائم و افقی هستند که تخریب آنها در زمان وقوع زمین لرزه های ویرانگر, قطعی است.

در این روش بخشی از ساختمان که امکان حضور ساکنان در هنگام وقوع زلزله در آن فراهم است توسط ساخت و نصب یک سازه مقاوم, ایمن سازی می شود. نقش این سازه آن است که در هنگام بروز زلزله و در زمانی که ساختمان شروع به تخریب می کند از ریزش آوار به داخل محدوده امن جلوگیری می نماید و در واقع یک منطقه حفاظتی جهت مراقبت از جان ساکنان ایجاد می کند. منطقی است که یک یا دو اتاق که اعضاء خانواده حضور بیشتری در شبانه روز در آنها دارند به این امر اختصاص داده شود. البته در هنگام وقوع زلزله, معمولاً از زمان شروع لرزش تا تخریب, فرصت حیاتی (چند ثانیه) جهت انتقال ساکنین از نقاط دیگر ساختمان به داخل اتاق امن وجوددارد.

در این طرح یک قاب فلزی در داخل هر طبقه از این نوع ساختمانها پیش بینی شده است تا پس از وقوع زلزله و تخریب ساختمان, آوار بر سر افراد فرو نریزد. استفاده از این قاب ها در ساختمانهای تا سه طبقه پیش بینی شده است و روش کار به این صورت است که مطابق شکل یک این قاب ها در هر طبقه بر روی قاب طبقه زیرین خود قرار می گیرند تا این ساختمانها در زمان زلزله و همچنین پس لرزه ها دارای استحکام لازم جهت پیش گیری از صدمات جانی باشند.

در طرح حاضر هیچگونه تغییری در ساختمان اصلی ایجاد نمی شود و فقط در داخل بخشی از آن یک قاب فلزی باربر قرار می گیرد. نحوه عملکرد این قاب به این صورت است که پس از وقوع زلزله و تخریب ساختمان, آوار بر سر افراد فرو نمی ریزد و بر روی این سازه جای می گیرد و همانطور که قبلا عنوان شد این سازه در برابر پس لرزه های متعارف هم مقاوم است. 

پیش بینی زلزله
منظور از پیش بینی زلزله یعنی اینکه زلزله در کجا و چه زمانی و با چه قدرتی ممکن است اتفاق بیافتد . اینکه زلزله ها در کجا رخ میدهند امروز کما بیش قابل پیش بینی است . اما اینکه کی و با چه قدرتی هنوز در پرده ابهام است . با اینکه انسان در صدد پیش بینی حوادث طبیعی از جمله زلزله با توجه به قرائن هست و از آروزهای بشر محسوب می شود اما هنوز دانشمندان نا امیدانه در تلاشند تا راهی برای پیش بینی حوادث کنترل نشدنی چون زلزله بیابند.
سابقه پیش بینی زلزله بر می گردد به زمان امپراطوریهای چین که از منجمین می خواستند تا زلزله ها را یش بینی نمایند چرا که در تصور مردم چین زلزله نشانه خشم خداوند بر امپراطور است.

امروز کشورهای پیشرفته و صاحب علم ودانش دانشمندان خود را موظف نموده اند تا دراین زمینه دست به کاوش بزنند ولی هنوز به نتایج امیدوار کننده نرسیده اند .در هر حال پژوهشگران با تحت نظر قرار دادن تغییرات ژئو فیزیکی ، ژئو شیمیایی ، زیست شناختی در مناطقی که احتمال زلزله می رود سعی کرده اندبه شواهد علمی دست یابند . اگر چه پاره ای از زلزله ها با توجه علائم از قبل پیش بینی شد واز خطرات ان کاسته شد اما وجود همان علائم در جای دیگر یا عدم وجود هر یک از علائم فوق نتوانسته موفقیت آمیز باشد.
یکی از علائمی که در پیش بینی مورد استفاده قرار می گیرد تجزیه و تحلیل پس لرزه ها است . چنانکه در شهر اورویل کالیفرنیا زلزله سنج ها تعداد زیادی از زلزله ها ی کوچک و معینی با بزرگی 4.7 را ثبت کرده بودند و تعداد زلزله های کوچک در حال افزایش بود و بر همین اساس متخصصان توانستند زلزله را پیش بینی نمایند و در اوت 1975 زلزله ای با بزرگی5.7 اتفاق افتاد .
با وجود این زلزله های مرگباری اتفاق افتاده اند که ازقبل زلزله های نداشته اند و یا درمناطقی که یک دوره آرامش فعال را پشت سر گذاشته اند زلزله ای اتفاق افتاده است.
در هر حال برای پیش بینی زلزله وجود علائمی لازم است :
کاهش لرزش های کوچک زمین :
لرزش های دائمی زمین توسط دستگاههای زلزله نگار ثبت می شوند. علت این امر افزایش حجم سنگ قبل از گسیختگی است که منجر به ایجاد درزها و شکافها در داخل سنگ می شود واین در باعث می شود تادر سنگ در معرض تنش خواص فیزیکی متفاوتی پدید آید که کاهش امواج زلزله وتغییر سرعت انتشار از اهم آنها است که بنا بر فرضیه انبساط است که سبب کاهش امواج زلزله می شود ولی هدایت الکتریکی و قابلیت نفوذ افزایش می یابد .
تغییر شکل پوسته زمین:
اکثر زلزله ها ی بزرگ در اثر شکستن ناگهانی بخشی از پوسته جامد زمین که مانع از حرکت آزاد ورقه های تشکیل پوسته شده اند ، ایجاد میگردد . لذا بر اساس نظریه فوق نقاط مشخصی روی زمین نسبت به یکدیگر تغییر مکان نسبی می دهند و هرچه به زمان شکستن سنگها نزدیکتر می شود دراین وضعیت تغییراتی ایجاد می شود .

تغییر سطح آب چاهها :
این تغییر بر اثر تغییر دما و در اثر کاهش یا افزایش فشار بر حفره های خاک بوده که باعث پائین رفتن سطح آب چاه یا فوران آب یا خشکیدن سطح چاه و چشمه یا تغییر دمای آن می شود .
افزایش فاصله زمین در محل شکستگی ها و گسل ها :
با اندازه گیری فاصله بین شکستگیها و کنترل شکاف گسل ها با استفاده از دستگاههای اندازه گیری دقیق یا عکس ها ی ماهواره ای و هوائی می توان به تغییرات درون زمین پی برد.
تغییر دمای زمین وخروج گازها :

تغییر دمای زمین وخروج گازهایی مثل رادون و آرگون که سبب خارج شدن حیوانات از سوارخها و لانه های خود می شود. تغییرات شیمیایی در آب چشمه ها و تغییرات شدید در گازهای طبیعی خروجی از زمین نیز می تواند از علائم زلزله باشد.
تغییر مقاومت الکتریکی در سطح زمین :
تغییر در ویژگیهای زمین مانند میدان مغناطیسی ومیدان الکتریکی
رفتار حیوانات :
مارها به سطح زمین می آیند . خرگوشها و موشها از لانه های خود فرار می کنند . حرکات عجیب و غریب اسب ها و خوکها غیره گرچه این حرکات از نظر علمی مشخص نیست . شاید ارتعاشات و امواج را حس می کنند.
 

آثار زلزله:
هنگامی که زلزله اتفاق می افتد از خود آثاری به جا می گذارد ،این آثار به شرح زیر است :
لرزش زمین وتخریب ساختمانها :
در اثر زلزله زمین به ارتعاش در می آید وهنگامی که ارتعاشات شدید باشد ،باعث تخریب ساختمانها
می گردد.
میزان تخریب ساختمانها تابع کیفیت کارهای ساختمانی ، ترکیب خاک ،خصوصیات تکانهای زمین لرزه ، نیرو وجهت تکان می باشد. تکانهای قائمی که درمرکز بیرونی در نزدیکیهای آن مشاهده می شود ، کمتر از قطار امواجی که از مشخصات نواحی مجاور است ، موجب خسارت می گردد .امواج تولید شده به شدت به ساختمانهای ، بویژه دیوارهایی که به موازات آن است آسیب می رساند . این امواج دیوارها را بالا برده وبه آنها پیچ وتاب می دهد . امواجی که تحت زاویه 45 تا55 درجه به زمین می رسند خرابیهای شدیدی معمولاًبه بار می آورد.
سرعت موج در سنگهای سخت خیلی بیشتر از سنگهای سست ونرم است . امواج در طبقات ضخیم سنگهای سست ونرم مانند آبرفتهای دره ها ضعیف می گردند و حتی ممکن است از بین بروند .اما طبقه نازکی از سنگهای سست بر روی سنگهای سخت نمی تواند لرزه ها وامواج را مستهلک کند لذا طبقه مزبور ازروی سنگی که برروی آن قرار گرفته است بطور ناگهانی جستن می کند .در این صورت میزان تخریب بیشتر از ساختمانهایی است که روی طبقه سخت است . ساختمان سنگ نیز برروی موج می تواند بدینگونه تاثیر داشته باشد که امواج در جهت چین ها وطبقات سریعتر از جهت عمود بر آن انتشار می یابند. معمولاًخطرناکتر ازهمه کهریزهای سنگ ، طبقات نازک آبرفتها در ته دره ها ،سپس باتلاقها ، توربزارها ودر یاچه هایی که گیاهان آن را فراگرفته اندمی باشد . خطر زمین های خشک از زمین های اشباع شده از آب کمتر است.جنس مصالح ساختمانی نیز موثر است . ساختمانهای خشتی در مقابل ساختمانهایی که از آجر وملاط خوب ساخته شده باشندمقاومت کمتری از دارند. اسکلت بندی ، نوع مصالح ساختمانی ،طراحی ساختمان نیز از عوامل موثر در میزان تخریب ساختمان هستند.
معمولاً تخریب ساختمانها به صورتهای مختلف صورت می گیرد مثل فرو افتادن کتیبه ها ، دود کش ها ، بالکن ها ، تیغه ها تغییر شکل و فروافتادن بام پوش ها ، جابجائی تیرهای اصلی بام، ستونها ، چدا شدن اتصالات ، ترک خوردن دیوارها بصورت افقی،عمودی، قطری ، فروریختن راه پله ها ،بالکن ها و غیره.
تخریب ساختمانها ممکن است همراه با ایجاد حریق و آتش سوزی بر اثر انفجار لوله های گاز ،اتصالات برقی باشد.
بنابراین آثار تخریبی ساختمانها در هنگام زلزله نتیجه ارتعاشات سطح زمین ومربوط به نتایج غیر مستقیم آن است . چراکه اگر مرکز زلزله در مکانهای بسیار دور از مکانهای جمعیتی اتفاق افتد هیچ تخریب وحسارتی نخواهد داشت. همه تلفات وخسارات نتیجه آثار ثانوی زلزله است یا نتیجه تخریب ساختمانها و زیر آوار ماندنها است یا حریقهای بعداز زلزله است .
صداهای زلزله :
دراغلب موارد زلزله ها با صداهای خاصی همراه است که ایجاد وحشت می کند البته این صداها به غیر از صدای ناشی اززلزله است. تولید صداهای زلزله بخاطر ایجاد امواج ارتعاشی است که در اثرزلزله بوجود می آیند .صداهای زلزله در بعضی موارد شبیه رعد ، صدای صفیر باد یا خمپاره ، غلغل آب جوش ، انفجار گلوله های بزرگ توپ ، چرخهای قطار می باشد .صداهای زلزله گاهی جلوتر از موجهای زلزله است ولی ممن است نسبت به آن تاخیر داشته باشد .ممکن است صدای شدید زیر زمین هیچ زلزله ای را در پی نداشته باشد یا همراه زلزله ای خفیف باشد
نورهای زلزله :
در هنگام وقوع بعضی زلزله ها آثار نورانی مختلفی از خود مثل نور افشانی آسمان برق ، جرقه های نور وامثال ان دیده شود. اگر چه پاسخ مناسبی برای آن داده نشده ویا نیافته اند همانند نورهای که در مناطق کوهستانی ویا سطح دریا ها که جمعیت نیست مشاهده شده است ولی به عقیده دانشمندان این نورها اثرات ثانوی زلزله است به خصوص در سطح مراکزمسکونی وشهرها.
لرزش های دریا یا تسونامی :
زمانی که کانون زلزله در کف دریا یا نزدیک آن باشد ، امواج متعددی را درآب تولید می کند که به نام تسونامی معروف است . این امواج به بدنه کشتی ها برخورد وموجب ارتعاش آنها می گردد.اگر تکان قائم باشد ، کشتی ناگهان بالاآمده وبعد پایین می رود وتحدبی درآب مشاهده می شود . اگر مرکز بیرونی نزدیک کرانه باشد ، درهنگام نخستین تکان آب دریا عقب می رود وسپس با موجی قوی به ساحل می ریزد وموجب تخریب و زیانهای شدید می شود .
تغییر مشخصات آب چشمه ها :
به علت وقوع زلزله معمولاً در وضع چشمه ها وچاهها تغییراتی بوجود می آید . چراکه بر اثر ارتعاش مجاری زیررمینی آب تنگ یا گشاد ویا مسدود می گردد . چراکه هنگام زلزله طبقات زمین جابجا می گردد . ممکن است چشمه ها ی جدید ایجاد گردد یا به علت لغزش های زمین ممکن است مجاری قدیمی آب بسته شود ودر جائی دیگر جاری شود یا طبقات نفوذ ناپذیری که طبقات آبدار روی آنها قرار دارد شکاف بردارد وآب به اعماق زمین رفته وموجب خشکیدن چشمه ها گردد.
دمای آب چشمه ها ممکن است براثر مخلوط شدن با چشمه های معدنی دیگر تغییر نماید چنانکه در سوئیس اتفاق افتاد.
ایجاد شکاف وگسل :
هرنوع زلزله ای ، هراندازه کم اهمیت باشدباز شکافهایی در پوسته زمین ایجادمی کند ودر ناحیه مرکز زلزله بیشتر مشاهده می شود .شکافها گاهی بصورت شعاعی از یک مرکز می باشد اما بیشتر بی نظم بوده ودر جهات مختلف پراکنده است.شکاف دردامنه کوهها در جهت دامنه ودر کرانه ودر طول آن ایجاد می شود . پهنای شکافها از 20سانتیمتر تا 10یا15 متر هم مشاهده شده است وطول چند کیلومتر .این شکافها با نخستین تکانها بوجود می آید وممکن است در تکانهای بعدی بیشتر شود .گاهی گسله ها ی هم ایجاد شده است نمونه گسل سن اندریاس 1906.
اگر شکافها از آبرفتهای کف دره یا دشت عبور کند در عمقی از این آبرفت آب وجود داشته باشد با خود گل وگاهی گازهایی راکه در هوا مشتعل می گردد ،خارج می شود.
زمین لغزش :
این پدیده عمدتاً توسط زلزله ایجاد می شود ودر اثرآن حجم بزرگی از خاک وسنگ در مناطق دارای شیب تند به سمت پائین حرکت می کند البته بعضی از آنها ناشی از اشباع منطقه از آب می باشد . این پدیده می تواند خطرات زیادی مثل مدفون نمودن روستاها یا شهرها زیر خروارها خاک وسنگ ایجاد نماید .( زمین لغزه پورت رویال جامائیکا 1962 )در بعضی مناطق زمین لرزه منجر به فرونشستن زمین به عمق 60 متر هم شده است در لیسبون در 1755اسکله ای با جمعیت زیاد فرو نشست . سنگریزش هم گاهی وقتها ناشی از زلزله است.
آبگونگی یا روانگرایی:
اگر در عمق کمتر از 8 متری سطح زمین خاک از ماسه های یکدست سستی که ازآب اشباع است تشکیل شده باشد ، ممکن است در اثر زلزله شدید رفتار این خاک مانند رفتار یک سیال باشد. یعنی خاک بصورت فوران وجوشش گل وماسه در سطح زمین پدیدار می گردد ، درنتیجه اگر ساختمانی بر روی این زمین واقع باشد ، فرو می ریزد.
رویداد زلزله در شهرهای بزرگ مثل تهران می تواند یک تراژدی غم انگیز ایجادنماید که خاطره این تراژدی برای سالها دراذهان باقی بماند .زیرا زلزله می تواند تاسیسات حیاتی مهم مانند بیمارستانها مراکز آتشفشانی ،امداد وغیره را بخطر اندازدویامنجر به به قطع برق ،آب، تلفن، گاز ویاویرانی ساختمانها ،راهها ، خیابانها وبسته شدن آنها شود.که خود این عوامل می تواند خسارات اقتصادی ،اجتماعی ،روانی مهلکی ایجادنماید.
چند عامل وجود دارد که شهرها رادرمقابل زلزله آسیب پذیر می نماید.نوع ساختمانها ومصالح وفرم واسکلت بندی بکاررفته درآنها ،نوع جنس وساختمان زمین زیر شهر ،تراکم جمعیت شهر . درعوض وجود عواملی می تواندخطرات وخسارات ناشی ازرلزله را کاهش دهد مثل پارکها ، فضاهای باز، وجود مراکز امدادی مناسب ، بیمارستانها ، آتش نشانیها ، شبکه های حمل وارتباطی مناسب ، همکاری مناسب بین مردم وآموزشهای لازم قبل از زلزله . استفاده مناسب از مراکز امدادی ،آموزشی ، تفریحی برای اسکان زلزله زدگان.
 

کانون زلزله
اغلب زمین لرزه ها بر اثر ایجاد گسل یا حرکت و جابجائی سنگها در امتداد گسل های قدیمی تر ایجاد می شوند ، بنابراین امواج زلزله در یک صفحه تولید می شوند نه یک نقطه . ولی دانشمندان برای سهولت مطالعه خاستگاه موج را یک نقطه فرض می کنند که البته فرضی دور ازواقعیت نمی باشد ، چرا که فاصله بین ایستگاههای اندازه گیری و محل وقوع زلزله بیشتر از طول یک گسل است . بنابراین نقطه ای را که امواج ازآن منتشر می شوند “ کانون زلزله ” می نامند. این همان محل داخل زمین است که سنگها شکسته می شوند و منجر به آزاد شدن انرژی و انتشار به اطراف می شود.
مرکز زلزله
اگر از کانون زلزله که درداخل زمین قرار داردخطی قائم به سمت سطح زمین رسم نمائیم ، محل برخورد این خط با سطح زمین را “ مرکز زلزله ”می نامند.
  

عمق زلزله
فاصله بین مرکز و کانون زلزله به “ عمق زلزله ” معروف است .
زلزله هااز نظر عمق معمولاً به سه دسته تقسیم می شود:
زلزله های عمیق:
که عمق کانون آن بیش از 300 کیلومتر است.
زلزله های متوسط :
که عمق کانون آن بین 70 تا 300 کیلو متر است.
زلزله های کم عمق :
که عمق آنها از 60 کیلومتر کمتر است.
هر چه عمق زلزله ها کمتر باشد خرابیهای بیشتری دارد. زلزله ها معمولاً از عمق 5 کیلومتری تا عمق 300 کیلومتری هم مشاهده شده است. اثرات زلزله های با عمق بالای 300 کیلومتر بر روی زمین ناچیز است . هرچه بزرگی یک زلزله بیشتر وکانون آن به سطح زمین نزدیکتر خطرات بیشتری دارد . لرزه شناسان دریافته اند که تقریباً تمام زمین لرزه ها ی با عمق متوسط و عمیق از مناطق دراز گودالهای اقیانوسی منشاء گرفته اند ،جائی که صفحه ها به زیر رانده می شوند.
زمین لرزه های که بگونه ای غیر عادی عمیق اند به چند طریق قابل تشخیص است ، اولاً امواج سطحی این زلزله ها بطور غیرمعمولی ضعیف اند ، ثانیاً زلزله در منطقه خیلی وسیعی احساس می شود با لرزش های که تقریباً در تمام نقاط به یک اندازه شدید است . در زلزله های کم عمق معمولاً شدت تکانها به سرعت از مرکز زلزله کاهش می یابد.
برای تعیین موقعیت مرکز زلزله از منحنی های زمان سیر ( فاصله – زمان ) استفاده می شود . اگر موقعیت دقیق یک زمین لرزه و زمان وقوع آن معلوم باشد می توان از روی لرزه نگاشتی که در فاصله ای معلوم ازکانون زلزله ثبت شده ، زمان رسیدن اولین پالس موج (طولی P )را تعیین کرد .
این کار توسط زلزله شناسان درمناطق عمده زلزله خیز انجام و بمرور اصلاح گردیده است . برای تعیین موقعیت زمین لرزه ها از این منحنی سیر استفاده می نمایند . برای اینکار ابتدا باید اولین امواج P و S( Sموج برشی است) را در روی لرزه نگاشتهای حداقل سه ایستگاه تشحیص داد ، آنگاه باید مشخص کرد که موج S چه مدت بعد از موج P به ایستگاه وارد شده است . اختلاف زمان بین رسیدن دو موج در روی منحنی های زمان سیر بوسیله قائم منحنی مشخص می شود بنا براین می توان فاصله بین مرکز زلزله از یک لرزه نگار را با توجه به منحنی های زمان سیر بدست آورد . برای این کار باید دید که درچه فاصله ای اختلاف زمانی بین دو منحنی همان مقداری است که در لرزه نگاشت اندازه گیری شده است .
برای تعیین موقعیت مرکز زلزله حداقل باید فاصله مرکز زلزله از سه ایستگاه معلوم باشد . روی نقشه ای به مرکز هر ایستگاه و به شعاع فاصله بین ایستگاه و مرکز زمین لرزه دایره ای رسم می نمائیم از برخورد دایره ها نقطه تقاطعی بوجود می آید که مرکز زلزله رامشخص می نماید .
برای اندازه گیری عمق کانون زلزله اختلاف زمان رسیدن فازهای موج P را که مسیرهای مختلفی در درون طی کرده اند مورد استفاده قرار می دهند . بنابراین با اندازه گیری فاصله زمانی رسیدن دو فاز زلزله و با دانستن تغییرات سرعت نسبت به عمق ، عمق کانون زلزله قابل محاسبه است . این روش در زلزله های عمیق دقیقتر است ،عمق بدست آمده با 15+یا-15 کیلومتر خطا همراه است.
 

ارتعاشاتی که توسط دستگاههای ثبات درایستگاههای بر روی کاغذ رسم می شود “ لرزه نگاشت ” نام دارد . لرزه نگارها دائم در حال کارند ، لذا در فاصله بین زمین لرزه ها روی لرزه نگاشتها خطوط ممتدی رسم می شود که امواج خیلی کوچک که می تواند ناشی از عوامل مختلف مثل تغییرات فشار اتمسفر ، حرکت قطارها ، برخورد درختان و غیره باشد را ثبت می نماید
که این ارتعاشات کوچک را “ کهلرزه ” می گویند که همیشه ودر هر حال در زمین وجود دارند. اولین نشانه وجود زمین لرزه مهم در یک ناحیه عبارت از شروع ناگهانی یک سری امواج بزرگتر از حد متوسط است .راجع به امواج که در لرزه نگاشتها ثبت می شود قبلاً در بخش امواج توضیح داده شد . امواج یا مستقیم به زمین می رسند یا طی مسیری پیچیده و پس از انعکاس و انکسار در مرزهای مختلف به لرزه نگار می رسند. امواج اینگونه بصورت “ پالس ” مجزا در لرزه نگاشتها ظاهر می شوند.
 
امواج طولی ( P ) ابتدا به لرزه نگاشتها می رسندوبعدازاینکه این امواج تا حدودی از بین رفت امواج عرضی ( S ) آغاز می شوند ، آغاز این امواج ناگهانی است . امواج دیگری که بطور تدریجی به دامنه ارتعاش آنها افزوده می شود به مقدار ما کزیمومی می رسد و سپس کاهش می یابند که همان امواج سطحی با دامنه بلند است .
ژئوفیزیکدانان با مطالعه تغییر روند امواج ثبت شده در لرزه نگاشتها قادرند مشخصات زمین لرزه ها مثل فاصله ، عمق ، زمان وقوع وبزرگی آن را تعیین کنند.
 

موج زلزله موجی است که از طریق زمین حرکت می کند، که اغلب سبب ایجاد زمین لرزه یا انفجار می شود. امواج زلزله توسط زلزله شناسان مطالعه میشوند، و توسط لرزه نگار و زلزله سنج اندازه گیری می شوند.

بطور کلی پس از اینکه در داخل زمین زلزله ای به وجود آمد و انرژی زمین آزاد شد، این انرژی آزاد شده به صورت امواج ارتعاشی در کلیه جهات منتشر شده و انرژی زلزله را با خود منتقل مینمایند.

انواع امواج زلزله
امواج زمین لرزه با توجه به حرکتشان در داخل یا سطح زمین به دو دسته تقسیم میشوند:

امواج داخلی یا پیکری
دسته ای از امواح لرزه ای هستند که در درون زمین حرکت کرده و در تمامی جهات منتشر میشوند و با سرعتی بیش از موجهای سطحی حرکت می نمایند. امواج داخلی نیز به دو گروه امواج طولی یا اولیه و امواج عرضی یا ثانویه قابل تقسیم هستند.

امواج سطحی
سرعت امواج سطحی از امواج عرضی کمتر است وشدت آن نسبت به عمق و نسبت به فاصله از مرکز به سرعت کاهش می یابد . این امواج درتحت شرایط خاص ودر فصل مشترک دو محیط گازی ومایع ،در اثر ارتعاشات ناشی از زلزله بوجود می آید .

بیشترین انرژی ناشی از تکانهای کم عمق را دارا بوده و عامل اصلی خرابی های ناشی از زمین لرزه بخصوص در مناطق مسکونی میباشند. این گروه از امواج پس از تداخل موجهای داخلی در امتداد حدفاصلها، شروع به ارتعاش کرده و عمق نفوذ محدودی دارند، از این رو همواره در نزدیکی سطح های ناپیوستگی متمرکز میشوند. بدین جهت در محیطهای همگن موجهای سطحی نخواهیم داشت. این امواج که به نامهای موجهای محدود شده و یا موجهای هدایت شده نیز معروفند خود به گروههای مختلفی چون موج لاو و امواج رایلی تفکیک میگردند. حرکت این دو موج بسیار پیچیده و قدرت تخریبی این امواج و موج S بسیار زیادتر از امواج P است .

این امواج توسط ویژگیهایی چون سرعت، دامنه، طول موج، دوره تناوب و فرکانس از یکدیگر تمییز داده میشوند.

در فاصله ای در حدود 120 کیلومتری مرکز زلزله ،اولین موجی که ازکانون زلزله ( با عمق 18 کیلومتر ) به ایستگاه زلزله نگار می رسد موج P است . سرعت این موج 6 تا 6.5 کیلومتر است . بعداز آن موج sوسپس موجهای L و R می رسند . سرعت امواج P در حدود 1.73 برابر امواج S است.

بررسی انواع موج زلزله
در زیر به تفصیل به بررسی این چهار نوع موج می پردازیم:

امواج طولی(P) :
این امواج باعث کشش ها و انقباضهای متوالی درامتداد حرکت موج می شود . سرعت انتشار این امواج زیادتر ازامواج دیگر است و اولین امواجی هستند که به ایستگاه لرزه نگار می رسد .
امواج تراکمی از همه محیطهایی که توان تحمل فشار را دارند از جمله گازها، جامدات و مایعات عبور می کنند. ذراتی که تحت تاثیر موج P قرار میگیرند در جهت انتشار موج به جلو یا عقب نوسان میکنند. در صورتی که بخشی از یک فنر را جمع کرده و به طور ناگهانی رها کنیم، فشردگی تمام طول فنر را طی خواهد کرد تا به انتهای آن برسد. در این مثال فنر در راستای حرکت موج به ارتعاش درآمده است که بسیار شبیه به نحوه انتشار امواج P است. دلیل نامگذاری این امواج به نام امواج اولیه سرعت بالای این امواج میباشد، چرا که اولین موجی که از زلزله احساس میشود امواج P میباشد. این امواج با وجود سرعت بالای انتقال، چون بسیار سریعتر از سایر امواج دیگر میرا میشوند (یعنی انرژی خود را از دست میدهند) باعث ایجاد خرابی زیادی در زلزله نمیشوند.

امواج برشی(S) :
این امواج باعث می شود که سنگ خم شود و شکل خود را از دست بدهد . این امواج فقط ازجامدات می گذر ند. .
تقریباً اثر تخریبی تمام زلزله ها بر اثرامواج برشی است و به این معنی که وقتی لحظه شکستن سنگ فرا برسد سنگ شکاف بر میدارد ونقاط مجاور شکاف بطور جانبی نسبت بهم حرکت می نمایند . در این زمان است که دو نوع موج P وS ایجاد می شوند.
این امواج تنها در محیطهایی که میتوانند در برابر تغییر شکل جانبی مقاومت کنند - مانند محیطهای جامد - منتشر میگردند. این امواج در مایعات و گازها نمیتوانند منتقل شوند. در صورتی که یک طناب را به دیواری متصل کرده و سر دیگر آن را در دست گرفته و به صورت قائم حرکت دهیم، در طناب موجی ایجاد میشود شبیه امواج S میباشد. در این امواج ارتعاش ذرات محیط عمود بر جهت حرکت موج میباشد (همانطور که مثال طناب دیده میشود، موج در امتداد طول طناب حرکت میکند در حالی که ذرات طناب در جهت عمود بر طول طناب ارتعاش میکنند

امواج لاو (love) :
حرکت زمین توسط موج لاو، تقریبا شبیه موج S است با این تفاومت که ذرات ماده به موازات سطح زمین و در جهت عمود بر انتشار موج حرکت کرده و ذرات در صفحه قائم حرکت ندارند. انتشار این امواج مانند تکانهایی است که بر اثر حرکت طناب به سمت چپ یا راست ایجاد میشود. موجهای لاو قدری سریعتر از امواج رایلی حرکت کرده و زودتر بر روی لرزه نگاشت ظاهر میشوند.

امواج رایلی LR
این امواج به نحو خاصی حرکت می کنند. بدین ترتیب که حرکت ذرات در امتداد مدارهای دایره ای (یا بیضوی) صورت میگیرد. درست مانند حرکت امواج در سطح اقیانوس البته جهت حرکت دایره ها برخلاف حرکت امواج اقیانوس است به عبارتی حرکات ذرات سنگ، مدار بیضوی پسگرد را در صفحه قائمی به طرف منشاء زمین لرزه طی میکنند.

در طول تاریخ حیات بشر زلزله های زیادی رخ داده است که همین امر باعث شده تا بشر دلایلی برای چرایی وقوع زلزله ذکر نماید . در دوره های قدیم وباستان که علم ودانش بشری اندک بوده ونسبت به پدیده های مختلف طبیعی جهل داشته و در عین حال بدنبال منشاءآنها هم بوده است و چون علتی را نمی دیده منشاء حواذث طبیعی مثل زلزله را به نیروهای ناشناس غیرطبیعی و ماوراء طبیعی نسبت می دادند . زلزله را خشم خدایان بر بشر یا خشم پلوتون می دانستند. با افزایش علم وبالا رفتن سطح دانش انسان بتدریج بدنبال منشاء و علل حوادث طبیعی در خود طبیعت رفت .
ارسطو معتقد بود که در حفره های زیر زمین گازهای وجود دارد ، زمانی که این گازها رها می شوند باعث ایجاد زلزله می شود . البته این نظریه را می توان در زلزله هایی که اطراف آتشفشانها رخ می دهد تا حدودی بکار برد.
به استثنای زلزله هایی که اطرف آتشفشانها رخ می دهد زلزله نتیجه عکس العمل ناگهانی وسریع پوسته زمین در مقابل نیروهای شدید، کند ولی مداومی است که در درون زمین تدریجاً از بین می روند، این عکس العمل در ساختمان زمین شناسی موجب ایجاد گسل می شود . بعبارت دیگر سنگهای تشکیل دهنده زمین ، در طول عمر خود ، سخت تحت تاثیر نیروهای مختلف قرار می گیرند و نتیجه اعمال این نیروها ، تولید نیروهای داخلی در آنهاست که شدت آنها بر واحد سطح “ تنش ” خوانده می شود . تا زمانی که تنش موثر برسنگ از حد تحمل سنگ تجاوز نکند سنگ پایدار می ماند، هنگامی که تنش موثر برسنگ از حد تحمل تجاوز کند سنگ گسیخته و گسل ایجاد می شود . ضمن ایجاد گسل ارتعاشاتی بوجود می آید که منجر به زلزله می شود.

 اگر نیروی کند ومداوم که مقدارجابجائی ناشی ازآن بر حسب سانتی متر در سال قابل اندازه گیری باشد،سنگهای سخت ومستحکم را تحت تاثیر قرار دهد، سنگهای مزبور با سرعت چندین متر در هزارم ثانیه شکسته می شوند ، که همان گسل است . جابجائی زمین بر اثر زلزله ممکن است افقی ،قائم ،مایل یا مورب باشدومیزان آن ممکن است ازیک سانتی متر تا بیست مترتغیر کند . پهنای منطقه گسل دهها تا صدها متر بوده وطول آن از یک تا هزارکیلومترمی تواند باشد .
اگر چه ایجاد گسل نتیجه زمین لرزه ها است اما اکثر زلزله ها روی گسل های قدیمی متمرکزند.
زلزله پدیده انفجاری است که در آن میلیونها گسیختگی کوچک به دنبال هم بکار می افتند ومانند یک انفجار شیمیایی میلیونها واکنش شیمیایی بدنبال هم درآن نقش دارند. رابطه گسلـ زلزله رابطه ای دوطرفه است . وجود گسل های زیاد دریک منطقه موجب بروز زلزله است .زلزله گسل جدیدی را بوجود می آورد ودر نتیجه تعداد شکستها زیادتر شده وبه این ترتیب قابلیت زلزله در این منطقه افزایش می یابد.
بنابراین می توان نتیجه گرفت نیروهای مختلف مجموعه سنگی را تحت تاثیرقرارمی دهند . مجموعه مزبور کمی تغییر شکل می دهد ولی با توجه به خاصیت پلاستیکی خود مقاومت می کند. دراین حال کشش های درونی در مجموعه مزبور متمرکز می شوند ، هنگامی که این نیرو خیلی زیاد شود و از آستانه مقاومت سنگ تجاوز کند سنگ شکسته شده وتنشها را آزاد می کند در این حالت دوطرف شکستگی دچار جابجائی شده تا حدی که نیروهای مزبور را خنثی نماید . این همان فرضیه پلاستیکی “ رِد ” است .
البته غیراز شکست وجابجائی سنگها عواملی مثل فروریختن سقف غارهای زیرزمینی ، انفجارهای هسته ای ، انفجارهای آتشفشانی نیز می تواند ایجاد زلزله نماید.

مناطق زلزله خیز کره زمین:
مهمترین مناطق زلزله خیز دنیا درسه منطقه پراکنده اند:
کمر بند چین خورده آلپ – هیمالیا :
جائی که پوسته آسیا – اروپا(اوراسیا) به صفحه آفریقا – هند برخورد می کند .در کشورهای ایتالیا ، یونان ، ترکیه ، ایران ، شمال هند …..

  کمر بند اطراف اقیانوس آرام :
جائی که صفحه اقیانوس آرام به صفحه قاره آسیا – اروپا ـ آمریکای جنوبی ـ استرالیا و امریکای شمالی برخورد می کند. در این ناحیه از کامچاتکا تا هکایدو شدیدترین زلزله ها اتفاق می افتد . عمق کانون زلزله در این منطقة به حدود 60 کیلومتر می رسد وامواج تسونامی در اثر زلزله دراین منطقه ایجاد می شود.
کمربند میانی اقیانوس اطلس :
جائی که صفحه اقیانوس اطلس در حال گسترش است این زلزله ها نسبتاً ملایم وآرامش مردم را چندان بهم نمی زند.به استثنای گودالهای اقیانوسی کانون زمین لرزه ها در عمق 50 کیلومتری پوسته زمین است . در گودالهای اقیانوسی کانون زلزله ها در عمق 300 تا 700 کیلومتر مشاهده شده است جائی که به صفحه ای موربی بنام “ سطح بنیوف ” وجود دارد.البته زلزله ها در طول گسلهای تغییرشکل دهنده ( جائی که صفحه ها درامتداد هم می لغزند )نیز وجود دارند مثل زلزله ای که در طول گسل سن آندریاس اتفاق افتاد . (سان فرانسیسکو 1906 )