Cutremurele si fenomenele asociate

Cutremurele si fenomenele asociate

Marile cutremure se numara printre cele mai devastatoare calamitati naturale. Unele cutremure sunt localizate in zone active tectonic unde placile litosferice, ce transporta continente si bazine oceanice, reactioneaza mutual (fig. 8.2).

Rupturile din roca si miscarile in lungul faliilor produc unde seismice ce determina vibratiile solului si subsolului. Undele seismice sunt interne si superficiale (fig. 8.4), ambele cu elemente primare (P) si secundare (S). Undele interne primare sunt rapide si migreaza prin mediu solid (5,5 km/secunda in granite) si lichid (1,5 km/secunda in apa). Undele interne secundare migreaza numai prin medii solide si sunt mai lente (3 km/secunda in granite). Undele de suprafata sunt de doua tipuri, Love si Rayleigh, avand viteze mai reduse in raport cu cele interne. Undele care strabat rocile sunt reflectate si refractate la contactul dintre diferite formatiuni sau cand ating suprafata terestra, cauzand amplificari care favorizeaza zguduirea si chiar distrugerea imobilelor. De asemenea faliile si topografia locala influenteaza anizotrop modul de propagare a undelor. Cladirile si alte structuri au adesea frecvente naturale de vibratie asemanatoare cu cele ale undelor primare P, de tip compresional, si S, de tip forfecare (frecvente inalte) sau cu cele superficiale (frecventa joasa). Ca atare pericolul ce planeaza asupra constructiilor este si mai mare; cele joase sunt influentate mai mult de undele interne intrand in vibratie preferential, iar cele inalte sunt mai curand afectate de undele superficiale.

Punctul sau suprafata unde are loc prima miscare pe falie se numeste focus sau hipocentru al cutremurului. De obicei epicentrul este proiectia hipocentrului la suprafata (fig. 8.4).

Magnitudinea Richter a unui cutremur este masura cantitatii de energie eliberata si foloseste la compararea cantitativa a cutremurelor. Ea este determinata prin cea mai mare amplitudine a undei de forfecare inregistrata de seismograf. Mai recent a fost introdusa determinarea magnitudinii momentului seismic, cu rezultate oarecum similare cu cele oferite de scara Richter, dar cu o forma fizica mai precisa.

Intensitatea unui cutremur este determinata prin observatii personale referitoare la marimea zguduiturilor si variaza in functie de apropierea de epicentru sau de conditiile locale geologice si ingineresti. Caracteristicile acesteia sunt prezentate in tabelul 8.2, iar relatia magnitudine - intensitate in tabelul 8.3. Tipurile de falii din figura 8.7, atunci cand sunt active (de ex. falia San Andreas), pot determina cutremure. Faliile respective pot fi superficiale sau profunde, primele generand cutremure ca cel de la Skopje din 1961, celelalte, asociate de obicei planelor Benioff. caracterizand de ex. cutremurele din Chile.

Efectele primare ale cutremurului implica miscari violente ale pamantului, insotite de fracturi care duc la forfecarea sau prabusirea cladirilor, podurilor, tunelelor si a altor structuri rigide. Efectele secundare se traduc prin procese de scurta durata, cum ar fi incendii, alunecari de teren, tsunami, inundatii si procese de lunga durata marcate de subsidenta sau ridicare in bloc, modificari regionale la nivelul apelor subterane.

Tsunami sau valuri marine seismice, sunt rezultatul cutremurelor sau altor fenomene ce deplaseaza apa oceanica si genereaza valuri lungi, care se propaga cu viteze de pana la 800 km pe ora. Ele au 0,5 m la apa adanca, dar ating 15 m cand ajung la litoral. Majoritatea victimelor cutremurului din Alaska din 1964 sunt atribuite tsunami -ului.

Curgerea lenta tectonica datorata deplasarilor mici in lungul faliilor este un proces mai putin grav asociat cutremurelor, totusi influenta sa se traduce prin aparitia de crapaturi / fisuri la cladiri, drumuri si alte constructii.

Activitatea umana a favorizat cresterea gradului de risc seismic pe trei cai: incarcarea crustei pamantului prin constituirea de mari rezervoare: stocarea de reziduuri lichide in mari silozuri subterane, determinand cresterea presiunii hidrostatice in roci si facilitarea deplasarilor pe fracturi; executarea de explozii nucleare in subteran.

Limitarea riscului de cutremur ar trebui sa reprezinte un program multilateral, cu includerea recunoasterii faliilor active si a materialului sensibil la zguduiri, pe de o parte, precum si dezvoltarea unor cai imbunatatite de prevedere, control si adaptare la cutremur, pe de alta parte. Fig. 8.29 arata geologia generalizata a orasului Mexico City si a regiunii limitrofe, unde a avut loc puternicul cutremur din 1985 (10000 morti si 1000 cladiri prabusite). Desi epicentrul a fost in Oceanul Pacific, iar unele case de pe litoral au suferit mai putin, aceasta regiune a fost mai afectata deoarece orasul este construit pe aluviuni lacustre care au intensificat elementul seismic natural de 4 -5 ori. Cele mai afectate au fost cladirile cu mai multe etaje, avand o frecventa naturala in acord cu cea a undelor seismice in curs de propagare. Principala lectie a acestui cutremur este limpede - cladirile construite din materiale ce pot accentua miscarea seismica sunt foarte vulnerabile la cutremur, chiar daca evenimentul are loc la sute de km distanta. O situatie geologica si inginereasca oarecum similara ofera si Bucurestii, cu constructiile de blocuri

respective si cu substratul constituit din depozite aluviale care amplifica undele seismice.

Un caz analog ar fi si Sacramento sau Menlo Park in raport cu falia San Andreas (fig. 8.33). Codurile de proiectare in astfel de zone trebuie sa respecte aceste considerente vizand relatia dintre substrat si tipul de cladiri / blocuri ce se construiesc.

Prevederea si controlul cutremurelor constituie acum obiectul unor importante cercetari, intr-un context mai optimist se spera sa se ajunga in final la previziuni pe timp scurt, mediu si lung. Se considera ca prevederile respective au la baza experienta informationala a cutremurelor anterioare, cuplata cu frecventa seismelor, lacunele intraseismice, miscarile anormale de subsidenta - ridicare in bloc, monitorizarea miscarilor de basculare ale terenului, tensiunile din roci, activitatea microcutremurelor, activitatea magnetica, concentratia de radon, modificarile de rezistivitate electrica in roci si sol si chiar comportamentul anormal al animalelor. Oamenii de stiinta spera sa controleze cutremurele prin manipularea presiunii fluidelor in roci de-a lungul faliilor, provocand mici cutremure care sa poata neutraliza un cutremur catastrofal, de anvergura mare. A fost, de asemenea, sugerat ca explozia nucleara corelata cu manipularea presiunii fluidelor, ar putea fi folosita pentru eliberarea tensiunii naturale tectonice in mod gradat inaintea unui mare cutremur.

In ansamblu, previziunile sunt pe termen mediu - lung si analizele de probabilitate au dat mai multe roade in raport cu prezicerile pe termen scurt, oferind informatii semnificative pentru proiectari de lucrari de amenajare a teritoriului sau de constructie / sistematizare.

Sistemele de avertizare si prezicerile anti-cutremur nu reprezinta inca o alternativa trainica. Dar tot mai multe comunitati dezvolta planuri de operatiuni de urgenta in cazul unor cutremure catastrofale ( de ex. fig. 8.45 si tabel 8.6). Zonarea seismica si alte metode de reducere a riscului se practica de asemenea in diferite situatii.

Riscul cutremurelor in regiuni de potentiala calamitate este inca slab perceput de catre locuitorii din ariile respective. Lipsa de constientizare este probabil explicata prin faptul ca o asemenea catastrofa are loc, de obicei, la nivel de generatii. Ca atare, programele educationale si legislative sunt chemate sa induca mai multe responsabilitati in cadrul maselor.