ΣΕΙΣΜΟΙ: Κατηγοριοποίηση, κλίμακες, όργανα μέτρησης - Βίντεο
του Κωνσταντίνου Αθ. Οικονόμου δασκάλου - συγγραφέα
ΚΑΤΗΓΟΡΙΟΠΟΙΗΣΗ ΣΕΙΣΜΩΝ ΑΝΑ ΒΑΘΟΣ: Η ακριβής θέση στην οποία συμβαίνει ένας σεισμός ονομάζεται εστία [κέντρο]. Αν η εστία θεωρηθεί ως σημείο, αυτό ονομάζεται υπόκεντρο. Η προβολή του υπόκεντρου, μέσω νοητής ευθείας, την επιφάνεια της Γης, ονομάζεται επίκεντρο. Ανάλογα με την απόσταση του υποκέντρου από την επιφάνεια της Γης (εστιακό βάθος), οι σεισμοί χαρακτηρίζονται ως: Επιφανειακοί ή σεισμοί μικρού βάθους (0 - 30 km), σεισμοί ενδιαμέσου βάθους (30 - 70 km) και σεισμοί μεγάλου βάθους (άνω των 70 km). Το εστιακό βάθος είναι σημαντικό χαρακτηριστικό ενός σεισμού, ως προς τις καταστροφές που αυτός μπορεί να επιφέρει στις ανθρώπινες κατασκευές. Π.χ. ένας επιφανειακός σεισμός μεγέθους 6,5 Ρίχτερ, είναι καταστρεπτικότερος από ένα σεισμό ενδιάμεσου βάθους μεγέθους 7 Ρίχτερ. Αυτό συμβαίνει διότι, όσο αυξάνεται το βάθος, αυξάνεται και η απόσταση μεταξύ εστίας και επιφανείας της Γης, επιφέροντας έτσι εξασθένηση στα σεισμικά κύματα, ενώ η διασπορά των σεισμικών κυμάτων είναι μεγαλύτερη. Το μεγαλύτερο εστιακό βάθος που έχει καταγραφεί ποτέ είναι 750 km και είναι το σημείο εκείνο όπου ο γήινος φλοιός καταβυθίζεται στον ανώτερο μανδύα.
ΟΡΓΑΝΑ ΜΕΤΡΗΣΗΣ ΣΕΙΣΜΩΝ: Το όργανο που χρησιμοποιούμε για την μέτρηση των σεισμικών δονήσεων στην επιφάνεια του εδάφους ή του θαλάσσιου πυθμένα στο Γήινο φλοιό ονομάζεται σεισμόμετρο. Ένα σεισμόμετρο με δυνατότητα καταγραφής και αποτύπωσης των δονήσεων ονομάζεται σεισμογράφος. Ο όρος σεισμογράφος έχει παραμείνει σε καθημερινή χρήση και σήμερα, παρόλο που πλέον τα σήματα μεταδίδονται μέσω τηλεπικοινωνιακών δικτύων και καταγράφονται σε μεγάλη απόσταση από τους αισθητήρες. Η λειτουργία του σεισμομέτρου βασίζεται στην αρχή της αδράνειας. Ένα σεισμόμετρο είναι ρυθμισμένο να χρησιμοποιείται εντός του βαρυτικού γήινου πεδίου και σε απόσταση από το κέντρο της, όση έχει και η επιφάνεια του φλοιού. Άρα μετρά σωστά, στερεωμένο στο έδαφος ή στο θαλάσσιο βυθό και όχι λ.χ. σε μια ταράτσα. Κι αυτό γιατί δεν πρέπει να βρίσκεται τοποθετημένο σε σχηματισμούς που ταλαντώνουν με άλλη συχνότητα, όπως ένα κτήριο. Το σεισμόμετρο αποτελείται από: Α΄το περίβλημα, το οποίο στερεώνει τη διάταξη και ακολουθεί τις κινήσεις του εδάφους, Β΄τη λεγόμενη μάζα [αδρανειακό υποσύστημα], που τείνει να παραμένει ακίνητη σε σχέση με τις κινήσεις του περιβλήματος και του εδάφους και τέλος Γ΄ από το σύστημα ανάρτησης, που επιτρέπει την ταλάντωση της μάζας σε μια σταθερή διεύθυνση ανάλογα με τον τύπο προσανατολισμού της καταγραφόμενης μεταβολής. Έτσι, για οριζόντιο σεισμογράφημα, χρειάζεται ένα ελατήριο στηριγμένο σταθερά στο περίβλημα στη μία άκρη του και ανάρτηση της μάζας στην άλλη του άκρη. Η μάζα τροχιοδρομεί σε οριζόντια διεύθυνση κίνησης και συνδέεται με αποσβεστήρες της ενέργειας ταλάντωσης. Στους παλιούς σεισμογράφους συνηθιζόταν εκκρεμές με δυνατότητα κίνησης της μάζας σε καμπύλη που προσέγγιζε την ευθεία της οριζόντιας κίνησης. Όταν έχουμε κατακόρυφη μορφή σεισμογραφήματος, τότε το ελατήριο όπου αναρτάται η μάζα μοιάζει με δυναμόμετρο [κανταράκι] και η τροχιοδρόμηση γίνεται στην κατακόρυφη διεύθυνση. Τέλος σ' όλους τους τύπους σεισμομέτρων υπάρχει ένα σύστημα καταγραφής που με διάφορα ηλεκτρομαγνητικά ή οπτικά συστήματα καταγράφει και αποστέλλει για αποτύπωση στο σταθμό συλλογής τη σχετική θέση της αναρτημένης μάζας ως προς το περίβλημα της συσκευής. Στους σεισμογράφους χρησιμοποιείται επιτόπια καταγραφή με γραφίδα στηριγμένη στη μάζα που αφήνει ίχνος σε ρολό χαρτιού κυλιόμενο κάθετα στη διεύθυνση ταλάντωσης της μάζας. Για να υπάρχει αξιόπιστο αποτέλεσμα μέτρησης των σεισμών σε κάθε θέση πρέπει να εγκαθίστανται τρία μαζί σεισμόμετρα με τους άξονες μέγιστης ευαισθησίας κάθετους μεταξύ τους, ώστε να καταγράφονται όλες οι συνιστώσες του σεισμικού κύματος.
ΚΛΙΜΑΚΕΣ ΜΕΤΡΗΣΗΣ ΣΕΙΣΜΩΝ: Για την μέτρηση μιας σεισμικής δόνησης χρησιμοποιούνται κυρίως δύο κλίμακες:
Α΄ Η ΚΛΙΜΑΚΑ ΡΙΧΤΕΡ (RICHTER): Στην κλίμακα αυτή μετράται το μέγεθος ενός σεισμού στην εστία του, κι όχι το πως γίνεται αυτός αισθητός στην επιφάνεια. Ουσιαστικά στην κλίμακα μετράται η ενέργεια που εκλύεται στον εστιακό χώρο με τη σεισμική θραύση και την ολίσθηση των πετρωμάτων. Παρότι η κλίμακα δεν έχει ανώτατο όριο, σεισμοί μεγαλύτεροι από 9,5 Ρίχτερ δεν έχουν παρατηρηθεί ουδέποτε στη Γη. Η κλίμακα Ρίχτερ είναι λογαριθμική. Αύξηση του μεγέθους του σεισμού κατά μία ακέραια μονάδα της κλίμακας, αντιπροσωπεύει δεκαπλασιασμό του πλάτους των δονήσεων που καταγράφονται από ένα σεισμογράφο και 31,5 φορές μεγαλύτερη έκλυση ενέργειας. Συνεπώς ένας σεισμός 7 βαθμών ρίχτερ είναι σχεδόν 32 φορές καταστροφικότερος από έναν 6 βαθμών!! Ως «βαθμός 0», επελέγη συμβατικά η ασθενέστερη δόνηση που μπορούσε να καταγραφεί την εποχή που καθιερώθηκε η κλίμακα [1900-1905]. Οι σύγχρονοι σεισμογράφοι καταγράφουν και ασθενέστερες δονήσεις από εκείνες που αρχικά είχαν επιλεγεί για να ορίσουν το «0» (οι οποίες ορίζονται με αρνητικές τιμές). Πρακτικά, η ασθενέστερη δόνηση που μπορεί να υπάρξει είναι - 1,5 Ρίχτερ, που ισοδυναμεί με το σπάσιμο μίας πέτρας. Αν και η κλίμακα δεν έχει θεωρητικά ανώτατο όριο, οι 5 μεγαλύτεροι σεισμοί που έχουν καταγραφεί από το 1900 έως σήμερα1, κυμάνθηκαν ανάμεσα στην τιμή 9 έως και 9,5 της κλίμακας. Μολονότι στην επιστημονική φαντασία έχουν αποτυπωθεί και ακόμα μεγαλύτεροι, στην πραγματικότητα δεν υπάρχει τόσο μεγάλο σεισμογόνο ρήγμα στη Γη για να προκαλέσειέναν σεισμό 10 Ρίχτερ, π.χ.
Β΄ ΚΛΙΜΑΚΑ ΜΕΡΚΑΛΙ (MERCALLI): Στην κλίμακα αυτή μετράται η ένταση ενός σεισμού σε μία περιοχή στην επιφάνεια του φλοιού της Γης. Η ένταση αντιστοιχεί στο μέγεθος που θα είχε ένας επιφανειακός σεισμός με επίκεντρο την περιοχή εκείνη, και ο οποίος θα είχε τα ίδια καταστροφικά αποτελέσματα. Η κλίμακα είναι περισσότερο εμπειρική απ' ότι η κλίμακα Ρίχτερ, και προσπαθεί να εκτιμήσει την ένταση του σεισμού σύμφωνα με τις επιπτώσεις του σεισμού σε κτίρια, υποδομές κλπ. Είναι δωδεκαβάθμια και προσμετρά κυρίως τις καταστροφές που προκαλούνται σε ανθρώπινες κατασκευές. Αυτό σημαίνει ότι ένας σεισμός που πλήττει ακατοίκητη περιοχή, δεν είναι δυνατό να αξιολογηθεί ικανοποιητικά με αυτή την κλίμακα.
ΣΕΙΣΜΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ: Τα σεισμικά κύματα μεταφέρουν την ενέργεια μακριά από τον εστιακό χώρο του σεισμού, μέχρι αυτή σταδιακά να απορροφηθεί εντελώς και τότε σταματούν. Τα σεισμικά κύματα διακρίνονται σύμφωνα με τον τρόπο με τον οποίο ταξιδεύουν. Ο τρόπος εξαρτάται από το μέσο στο οποίο τα κύματα ταξιδεύουν, που επιτρέπει να διαδίδονται ή όχι συγκεκριμένα είδη ταλάντωσης, ανάλογα με το είδος της ταλάντωσης και το μήκος του σεισμικού κύματος.
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ: William L. Ellsworth (1991), The Richter Scale (ML), USGS.
Άκης Τσελέντης (1997). Σύγχρονη Σεισμολογία. 2. Αθήνα: Παπασωτηρίου.
Konstantinosa.oikonomou@gmail.
ΒΙΝΤΕΟ: https://www.youtube.
1. Πιο πρόσφατος μεγάλος σεισμός ήταν αυτός των 9,0 Ρίχτερ στο Σενταί της Ιαπωνίας [11/3/2011].
