איך נוצרת רעידת אדמה?
20/03/2011

מבוסס על: 

בעקבות רעידת האדמה החזקה ביפן שהתרחשה החודש (מרס 2011), נקדיש הפעם מדור זה לתיאור תופעה זו.

רעידת אדמה נוצרת כתוצאה משחרור אנרגיה פתאומי בקרום (מעטה) כדור הארץ, שיוצר גלים סייסמים (גלים המתקדמים דרך האדמה). למעשה, ישנן כחצי מליון רעידות אדמה בשנה, ומתוכן ניתן להרגיש כמאה אלף.

כידוע, מורכב קרום כדור הארץ מלוחות טקטוניים עליהם יושבים היבשות והימים. לוחות אלו נעים כל הזמן. אחת הסיבות המרכזיות לרעידות אדמה היא תוצאה מתזוזה זו של הלוחות הטקטוניים על פני כדור הארץ.  אם ישנו מצב שהלוחות אינם חלקים, הם יכולים להתחכך האחד בשני וחיכוך זה גורם לפרץ האנרגיה הגדול. הרעידה ביפן התרחשה מסיבה זו: יפן נמצאת באזור הנקרא "טבעת האש" – אזור דמוי טבעת בהיקף של כ-40,000 ק"מ שבו מתרחשות כתשעים אחוז מרעידות האדמה בעולם, וכשמונים אחוז מהרעידות החזקות בעולם. שם נמצאים הגבולות של הלוח הטקטוני של האוקיינוס השקט עם הקצה המערבי של הלוח האמריקאי ועם הקצה המזרחי של הלוח האסיאתי. לכן, אזור יפן והאזור הדרום מערבי של ארה"ב (קליפורניה) מועדים לרעידות אדמה חזקות.

הלוחות הטקטוניים אחראים גם להתרוממות של הרי ההימלאיה, שם נמצא הגבול בין הלוח האסיאתי ללוח ההודי. הלוחות נדחפים זה לעבר זה וכך "דוחפים" את ההרים למעלה. למעשה, הרי ההימלאיה גובהים כל שנה בכ-5 מ"מ.

עצמתה של רעידת אדמה נמדדת באופן דומה לסולם ריכטר. סולם ריכטר מודד  את המשרעת של ההעתק המקסימאלי של האדמה מעל לנקודת האפס, והסולם הנהוג כיום מודד למעשה את היחס בין האנרגיה שהשתחררה ברעידת האדמה לאנרגיה במצב סטנדרטי. הסולם מודד ערכים שבין 0 ל – 10.

סולם המדידה הוא סולם לוגריתמי, כך שההבדל בין עצמה של 8 בסולם לעצמה של 9 בסולם הוא פי 1015. רעידת האדמה שהתרחשה ביפן  במרס 2011 הייתה בעצמה של 9 בסולם זה.

המקום בו מתחילה הרעידה נקרא מוקד הרעש. הגלים הנוצרים מתרחקים ממוקד זה בצורה מעגלית. ברעידת אדמה יכולים להיווצר שלושה סוגי גלים:

א.   גלי אורך (P-waves) המתפשטים כמו גלים בקפיץ מתוח שמקבל מכה מקבילה לאחד מקצותיו.

ב.   גלי רוחב (S-waves)  המתפשטים כמו גלים בקפיץ מתוח שמקבל מכה אנכית לאחד מקצותיו.

ג.   גלים משטחיים (Surface Waves) שנעים על פני  כדור הארץ (בניגוד לשני הגלים הקודמים המתפשטים במעבה כדור הארץ).

כל אחד משלושה סוגים אלו מתקדם במהירות שונה. גלי ה-P , למשל, מתקדמים במהירות של 6-7 ק"מ לשנייה,  פי 1.7 מגלי ה-S. על פי ההבדל בין זמני ההגעה של סוגי הגלים השונים למקום בו הם נמדדים, ניתן לחשב את מיקומו של מוקד הרעש.

 אם מוקד הרעש ממוקם בים, קרקעית הים יכולה להיות מועתקת אנכית כך שייווצרו גלי צונאמי.  כאשר הקרקעית מועתקת למעלה, היא משחררת אנרגיה לתוך המים, וכך נוצר גל הצונאמי. מסיבות של סימטריה הגל נוצר כך שהוא נע בשני כיוונים מנוגדים. לגלים הנוצרים ישנה אמפליטודה נמוכה ואורך גל גדול (כמאתיים ק"מ). כאשר הגלים הנעים בכיוון החוף מתקרבים אליו, האמפליטודה שלהם גדלה. הסיבה לכך היא שמהירות חזית הגל יורדת כאשר העומק נעשה רדוד יותר, ועל מנת לשמור על שטף אנרגיה (אנרגיה ליחידת שטח) קבוע, הגל "מפצה" על הירידה במהירות בעלייה בצפיפות האנרגיה על ידי הגדלת האמפליטודה. אמפליטודה זו יכולה להגיע לגובה של כמה עשרות מטרים ולעיתים אף יותר. אורך הגל באזור החוף, לעומת זאת,  קטן פי עשרה לערך מאשר במקום ההיווצרות.