A földrengésről általánosan


A földrengés számos kérdéskörének analizáló vizsgálatával a földtudományoknak egy korunkban egyre önállóbbá váló tudományágazata, a szeizmológia foglalkozik.
A földrengés gyűjtőfogalom: azonos tüneteket többféle természeti előidéző ok is kiválthat. A régi történelmi időkben, amikor a
legtöbb természeti jelenséget az átlagemberek még csak misztikus magyarázatokkal tudták értelmezni, az ókor nagy bölcselői már a földrengések valódi okait keresték. Anaxagorász és Anaximenész szerint a földrengéseket egyes barlangok beszakadása idézi elő. Arisztotelész másként gondolkodott. Szerinte a Föld mélyében egyes üregekben vízpára és különböző gázok vannak. Amikor ezek az anyagok időnként felszínre törnek, akkor megrázzák a felszínt, vagyis földrengés következik be. Hérakleitosz viszont azon a véleményen volt, hogy a rengések a vulkáni kitörésekkel vannak kapcsolatban. Suess a XIX. Század vége és XX. Század elejének nagy tudós egyénisége volt az első, aki a vulkánizmushoz kötött magyarázatot elvetve kereste annak az okát, hogy olyan területeken, ahol jelenleg nincs vulkáni tevékenység, miért pattannak ki mégis földrengések.


Korszintű tudományos megfogalmazásban ma földrengésnek a szilárd földkéreg kisebb-nagyobb részleteinek (esetleg egészének) rövid időtartamú, azaz gyors lefolyású rugalmas mozgásjelenségeit nevezzük. Földrengés alkalmával a kőzetburokban valahol egy nagy energiájú (robbanásszerű) megrázkódtatás keletkezik, amely azután a Föld belsejében és felszínén rugalmas hullámzás formájában szétterjed.
Attól függően, hogy a földrengést kiváltó
ok milyen eredetű, exogén vagy endogén rengéseket különböztetünk meg.

Exogén földrengést a Föld felszínén jelentkező nagy tömegű, vagy különösen nagy energiájú tömegmozgások okozhatnak. Az exogén földrengések sajátos csoportját alkotja az ún. talajnyugtalanság is, amely alatt a nagyobb gépek, járművek, különböző légköri jelenségek, hullámverés okozta talajrezgést értjük.


Endogén
földrengésről olyankor beszélünk, amikor a rengés kiváltódásának helye, a földrengés fészke nem a felszínen, hanem kisebb-nagyobb mélységben a felszín alatt, a kéregben ill. a litoszférában található. A rengést okozó tényezők szerint az endogén földrengésnek négy csoportja van:

1, tektonikus rengések (földszerkezeti mozgások következtében felhalmozódó rugalmas feszültségek felszaba
dulásakor keletkeznek.)

2, vulkánok működésével kapcsolatos rengések (helyi jelentőségű, enyhe rengések)

3, beszakadásos rengések (karsztos területeken, barlangüregek beomlásával járó gyenge rengések)

4, mesterséges (antropogén) rengések (nukleáris és b
ányarobbantások, egyéb hagyományos robbantás okozta rengések)

A különböző okokra visszavezethető földrengések gyakorisága nagyon különböző. Legritkábban az exogén földrengések fordulnak elő. A tektonikus földrengések azonban az összes földrengések 95%-át adják.
A természetes rengések körül a vulkánok működését kísérő rengések fejezhetők még ki százalékos nagyságrenddel. De a vulkáni rengéstevékenység nehezen választható el a tektonikus mozgásjelenségektől, hiszen a vulkanizmus is a tektonizmus egyik megnyil
vánulási tünete.
Tektonikus földrengések a Föld kőzetövében akkor és ott pattannak ki, ahol az egymáshoz képest állandó elmozdulásban lévő és helyről-helyre különböző mértékben súrlódó és fékeződő merev litoszféra lemezekben felhalmozódó rugalmas kéregfesz
ültségek meghaladják a kőzetek plasztikus deformálódó képességének és rugalmasságának mértékét. A földrengés tehát egy hosszabb időtartatamban felhalmozódott, lassan fokozódó kéregfeszültség robbanásszerű kiegyenlítődése.
A földrengés kipattanásának helyét
, ahol a rengés pillanatában maradandó alakváltozás, roncsolódás jön létre, a földrengés fészkének nevezzük. A rengés fészke egy mélybeli ponttal helyettesíthető, ezt nevezzük hipocentrumnak. A hipocentrum felszínre vonatkozó merőleges vetülete az epicentrum. A hipocentrum és az epicentrum távolságát a rengés fészekmélységének hívjuk.
A földrengés alkalmával a legerősebb hatások általában az epicentrális területeket érik. Ettől a területtől különböző irányokban távolodva, a fészekmélységtől, valamint a geol
ógiai, más távolságra fogjuk ugyanazt a földrengés intenzitást érezni. Az azonos intenzitású helyeket összekötve kapjuk meg az ún. izoszeizta vonalakat, melyeknek alakja, lefutása fészekmélység és az epicentrum helyének közelítő meghatározásához nyújt segítséget.
A földrengés fészkének az alakja és mélysége is jelentősen befolyásolja a hullámok keletkezését és szétterjedésének módját. Mindezek hatására az izoszeizták alakjai annál jobban eltérnek a kör alakjától, minél messzebb találhatóak a fészektől. Ezt
a deformált alakot mindig az adott terület földtani felépítése határozza meg.

A földrengések típusai

A földrengés fészkében felszabadult hatalmas energia kétfajta hullám formájában tud terjedni. Az egyik hullámforma a longitudinális, vagy nyomáshullám. A longitudinális hullámban a terjedés irányában anyagsűrűsödések és ritkulások váltják egymást. A másik esetben a hullám terjedésének irányában térfogatváltozás nem lép fel, csupán a haladási irányra merőleges elmozdulások jönnek létre. Az ilyen hullámfajtát transzverzális vagy nyíróhullámnak nevezzük.
Ezt a két hullámtípust, minthogy a földbelső gömbszférikus határain és a kéreg különböző mélységű rétegein is áthaladnak és a tér minden irányába terjednek, közös névvel térhullámoknak nevezzük. Mindkét térhullá
m terjedési sebessége az azt vezető kőzeg rugalmas állandóitól és sűrűségétől függ, a longitudinális hullám sebessége azonban általában mintegy kétszerese a transzverzális hullám sebességének. Ennek a fizikai tulajdonságnak köszönhető, hogy az ugyanabból a fészekből kiinduló longitudinális és transzverzális hullámok közül a megfigyelőkhöz először a longitudinális hullám érkezik be. Ezért ezt a hullámfajtát P (undae primae = első hullám) betűvel jelölik, míg a transzverzális hullám betűjele az S (undae secundae = második hullám). A folyadékokban nyírási feszültség nem léphet fel, így természetesen ilyen közegben transzverzális hullám sem alakulhat ki, vagy nem terjedhet tovább. A földrengéshullámok kőzetspecifikusak, különböző kőzetekben más-más a terjedési sebességük.

A földrengések észlelése

A rengéshullámok az eltérő fizikai sajátosságú anyagok határfelületén való megtörése és visszatükrözése rengeteg információt közvetít számunkra a földbelső gömbszférikus és egyéb strukturáltságáról.
Ma már a Föld minden országában több állandó helyű földrengésészlelő állomás (szeizmikus obszervatórium) működik, melyek folyamatosan, éjjel-nappal szeizmográfok segítségével rögzítik az egyes földrengések során létrejövő és beérkező hullámok által keltett talajrezgések képét.
A szeizmográf által készített rajzolat a szeizmogram.
Mivel a talaj elmozdulása vektormennyiség, így egyértelmű meghatározásához három komponensét, általában két horizontális és egy vertikális összetevőjét kell regisztrálni. Egy-egy rendszeren belül tehát
a szeizmográfok észlelik a rengés É-D-i, K-Ny-i és függőleges összetevőjét. A feldolgozott adatok összesítéséből határozzák meg a földrengés fészekmélységét, epicentrumának földrajzi helyét, de jellemezhetővé válik a rengéshullám genetikai típusa sőt a hullámfajták aránya is.

A földrengések tapasztalatai fokozatai

A földrengések nagysága igen különböző. A csupán műszerekkel észlelhető rengések tanulmányozásával a mikroszeizmológia foglalkozik. Ezeknek a rengéseknek elsősorban tudományos kutatásokban van felbecsülhetetlen gyakorlati jelentőségük. Az emberek szubjektív érzékelésküszöbét is meghaladó nagyságú földrengések vizsgálata már a makroszeizmológiához tartozik.
Minél erősebb a földrengés annál pusztítóbb a hatása. A pusztítás mérete viszont nemcsak a f
öldrengés erősségétől függ, hanem a földfelszín szerkezetétől, szilárdságától is. Ugyanolyan rengéserősség mellett laza talajon a pusztítás 12-szerese is lehet a nagy szilárdságú grániténak. A földrengés erősségét (intenzitását) egy arra jellemző skála fokozati értékszámával lehet jellemezni, amely azt fejezi ki, hogy egy adott rengés során a földfelszín különböző területein milyen romboló hatású volt a rengés.
A Richter skálának nevezett magnitudó skála a szeizmológiában ma is használatos mind a földrengés intenzitására jellemző, helyről-helyre változó erősséget jelentő MSK-skála, mind pedig a földrengés energiájával kapcsolatban levő Richter-magnitudó. A két mennyiség ugyanis nem helyettesítheti egymást, mert a földrengés két különböző fizikai jellemzőjét
adja meg.

A földrengések földrajzi területi eloszlása és fészekmélységi rendszere

A földrengéseknek a földrajzi térben való eloszlása egyenlőtlen. Földünk azon részeit, ahol gyakran pattannak ki földrengések szeizmikus zónáknak nevezzük. Azok a térségek viszont, amelyeken ritkák, vagy gyakorlatilag nincsenek földrengések, az aszeizmikus területek.
A fészekmélységek előfordulási rendszerét vizsgálva, kitűntek az alábbi törvényszerűségek:
1, a divergens (egymástól távolodó) lemezszegélyekhez kötődő föl
drengések mindig sekély fészekmélységűek (max. 100 km)
2, a konvergens lemezszegélyekhez kötődő földrengések közt viszont egyaránt előfordulnak sekély és mély fészkű földrengések.
3, a mély fészkű rengések főleg a mélytengeri árkok körzetére jellemzőek és
a kontinens alá lejtő ferde sík, az ún. "Benioff-sík" mentén pattannak ki.

A földrengések előrejelzése


A földrengések előrejelzése ma még a szeizmológia megoldatlan problémája, holott roppant jelentősége lenne annak, ha az események előtt meg lehetne jövendölni a földrengés bekövetkezését és várható nagyságát. Ma még inkább csak annak megállapítására van igazolt tudományos lehetőség, hogy egy adott körzetben átlagosan hány évenként fordulhat elő egy meghatározott nagyságú földrengés. Az ilyen statisztikai
következtetések azonban nem elegendőek az emberi életekben okozott pusztítások visszaszorításához, de még az anyagi javakban keletkező károk csökkentéséhez sem. A legracionálisabb, amit ma tehetünk, hogy a földrengésveszélyes körzetekben lehetőleg rengésbiztos építési technológiák alkalmazásával építkezünk (acélvázas építmények).