1ο Γυμνάσιο Γέρακα

Σεισμοί

Πώς δημιουργούνται οι σεισμοί;

Ο σεισμός ορίζεται ως η αισθητή ανατάραξη της επιφάνειας ενός ουράνιου σώματος που συνοδεύεται από σεισμικά κύματα που μεταφέρουν την ενέργεια του σεισμού. Σε πλανήτες με στερεό φλοιό όπως η Γη οι σεισμοί προκαλούν ανατάραξη της επιφάνειας του φλοιού και ο σεισμός γίνεται έτσι αισθητός από τους ανθρώπους. Ο σεισμός ορίζεται και σε άλλα ουράνια σώματα όπως η Σελήνη, ο Άρης και ο Ήλιος, σε κάποιο άλλο άστρο, πλανήτη ή δορυφόρο πλανήτη, σε ένα αστέρα νετρονίων κλπ. Ο σεισμός σε κάθε τέτοια περίπτωση έχει διαφορετική προέλευση και τα σεισμικά κύματα μπορεί να είναι διαφορετικού τύπου από τα γήινα ελαστικά, όπως για παράδειγμα τα σεισμικά κύματα ενός μαγνητικού σεισμού σε ένα αστέρα νετρονίων ή μάγναστρο. Τα σεισμικά κύματα, στην περίπτωση που είναι ελαστικά, οδεύουν μεταβάλλοντας την πυκνότητα ή παραμορφώνοντας το σχήμα του μέσου από το οποίο διέρχονται και ταξιδεύουν στο εσωτερικό, στην επιφάνεια ή και στην ατμόσφαιρα ενός πλανήτη σαν τον δικό μας, μεταφέροντας την ενέργεια του σεισμού, η οποία τελικά απορροφάται στο μέσο διάδοσης.

Διάδοση βαρυτικών σεισμικών κυμάτων έχουμε και στο «κενό» του διαστήματος με τα βαρυτόνια. Παρατηρούνται επιδράσεις από ισχυρούς γήινους σεισμούς στη Σελήνη και σε τεχνητούς δορυφόρους γύρω από τη Γη[1]. Στο σύστημα Γης - Σελήνης μάλιστα, οποιαδήποτε ξαφνική μεταβολή της απόστασης των δύο θα προκαλέσει σεισμούς και στα δύο ουράνια σώματα καθώς το ένα βρίσκεται εντός του βαρυτικού πεδίου του άλλου. Ένα τέτοιο σεισμό στη Γη θα προκαλούσε η σύγκρουση ενός κομήτημε τη Σελήνη για παράδειγμα.

Τέλος, στο «κενό» του διαστήματος έχουμε και διάδοση κυμάτων που αντιστοιχούν σε ισχυρές μεταβολές μαγνητικού πεδίου που παράγονται στα μάγναστρα, ικανές να προκαλούν σεισμούς σε ουράνια σώματα εντός της εμβέλειάς τους που περιέχουν σε επαρκείς ποσότητες υλικά ικανά να αντιδράσουν μαγνητικά. Οι μαγνητικοί σεισμοί στα μάγναστρα παράγουν και σεισμικά κύματα που ταξιδεύουν ως τη Γη με τη μορφή εκλάμψεων ακτίνων γ και ακτίνων χ [2] [3].

Ο σεισμός στον πλανήτη μας συνήθως προκαλείται από ξαφνική απελευθέρωση συσσωρευμένης ενέργειας στο φλοιό της Γης. Τον αντιλαμβανόμαστε στην επιφάνειά της καθώς μέρος της ενέργειας μεταφέρεται εκεί με τα σεισμικά κύματα. Τα κύματα αυτά διαδίδονται στο φλοιό με ταλαντώσεις των πετρωμάτων και φθάνοντας στην επιφάνεια προκαλούν τις αναταράξεις του εδάφους που αισθανόμαστε. Τα σεισμικά κύματα προκαλούν με τις ταλαντώσεις και διαφορές ηλεκτρικού δυναμικού στα πετρώματα του φλοιού καθώς οδεύουν μέσα από αυτά (σεισμικό-ηλεκτρικ φαινόμενο δευτέρου είδους). Άλλη μια εκδήλωση των σεισμών, που προκαλείται από τη μετακίνηση των πετρωμάτων της λιθόσφαιρας, είναι η δημιουργία τσουνάμι στη θάλασσα όταν ο σεισμός είναι υποθαλάσσιος και έχει αποτέλεσμα ικανή κατακόρυφη ανάταξη του βυθού. Οι περισσότεροι σεισμοί σχετίζονται με τον τεκτονικ χαρακτήρ της Γης και ονομάζονται τεκτονικοί σεισμοί. Ένας σεισμός όμως μπορεί να οφείλεται και στο απότομο γλίστρημα ενός παγετώνα.

Ως σεισμός χαρακτηρίζεται και το άμεσο αποτέλεσμα από μία μη φυσική διεργασία, όπως για παράδειγμα μία έκρηξη, μία υπόγεια πυρηνική δοκιμή ή την τομογράφηση μέρους του φλοιού με σεισμικά κύματα που προκαλούμε με κτυπήματα του εδάφους. Σεισμός μπορεί να παραχθεί και από μία έκρηξη στην ατμόσφαιρα της Γης. [εκκρεμεί παραπομή].

Η απορρόφηση της ενέργειας που μεταφέρουν τα ελαστικά κύματα, συμβαίνει με διάφορους μηχανισμούς ανάλογα με την κατάσταση ρευστότητας του μέσου που διατρέχουν:

Στερεά: Η θραύση και οι μικροθραύσεις στα πετρώματα, αλλά και στις ανθρώπινες κατασκευές, προκαλούν είτε διάρρηξη των δεσμών συνοχής είτε μόνιμη (πλαστική) παραμόρφωση του υλικού και τελικά παράγεται θερμότητα. Ακόμα, λόγω του σεισμικού-ηλεκτρικού φαινομένου που εμφανίζεται στα πορώδη στερεά που περιέχουν ποσοστό υγρού, μέρος της ενέργειας του οδεύοντος σεισμικού κύματος μετατρέπεται από μηχανική σε ηλεκτρική και κατόπιν αντίστροφα και η ενέργεια μετατρέπεται σε θερμότητα, είτε κατά τις ωσμωτικές διαδικασίες, είτε λόγω της ηλεκτρικής αντίστασης των πετρωμάτων κατά τη διέλευση των ηλεκτρικών ρευμάτων ή δινορευμάτων (ρευμάτων Φουκώ).
Ρευστά με οριακή την ιδιότητα διάδοσης εγκάρσιων κυμάτων:[Σημ. 1] Το υλικό παραμορφώνεται προσωρινά (για χρόνο μερικά πολλαπλάσιο της περιόδου ταλάντωσης του κύματος) και τελικά η ενέργεια γίνεται θερμότητα (ρευστοποιείται περαιτέρω το υλικό του μέσου).
Ρευστά: Μπορούν να οδεύσουν μόνο σεισμικά κύματα που διαφοροποιούν τοπικά την πυκνότητα του μέσου και απορροφώνται αυξάνοντας τη θερμοκρασία του.

Από τον Εράλντ Μετσάι