لرزه زمین ساخت

 گروه لرزه زمین ساخت سازمان در سال1350 با هدف شناخت ومطالعه گسله هاى جنباوپهنه هاى خطر آفرین ایران پایه گذارى شد.شناخت گسله هاى جنبا نخستین گام در راستاى کاهش خطرات زمین لرزه است ،بدین منظورشیوه ها  وابزارهاى گوناگون مطالعاتى وجود دارد که تنها با کاربرد همزمان وهماهنگ آنها مى توان به نتایج مطلوب دست یافت.  گروه لرزه زمین ساخت سازمان با بهره گیرى از روش هاى زیر به مطالعه گسله ها ولرزه خیزى کشور ى مى پردازد :  

   تصویر ۱: گسله ها و واحد هاى ساختارى اصلى ایران. بردارها دو بر آورد از جهت و میزان حرکت (میلیمتر در سال) صفحه عربى نسبت به آسیاى مرکزى را نشان مى دهد.

ایجاد شبکه هاى ژئودتیک ورفتار سنجى گسله ها:

  از حدود ۲۰ سال پیش گروه لرزه زمینساخت برخى گسله هاى بزرگ پیرامون شهر هاى پر جمعیت مانند تهران؛ تبریز و مشهد را زیر پوشش اینگونه مطالعات دارد.به کمک این شبکه ها مى توان هر گونه حرکت و تغییر شکل پوسته زمین پیرامون گسله ها را زیر نظر داشت و از آن در مطالعه چگونگى رفتار گسله ها و جنبش احتمالى آن بهره جست. بر داشت داده هاى این شبکه ها در آغاز با استفاده از ابزارهاى دقیق نقشه بردارى زمینى انجام مى گرفت سپس با استفاده از سیستم مختصات جهانی (GPS) ادامه یافت.

 مطالعه زمین لرزه هاى بزرگ :

 زمین لرزه هاى بزرگ اغلب با گسیختگى سطحى همراهند.این گسیختگى ها چنانچه در نخستین روزهاى پس از زمین لرزه مورد مطالعه قرار نگیرند در اثر عوامل فرسایشى به سرعت از بین مى روند .مطالعه گسیختگى سطحى همراه با زمین لرزه اطلاعات ارزشمندى را از سازوکار زمین لرزه در ژرفا در اختیار قرار مى دهد.

 

تصویر ۲: گسیختگى همراه با زمین لرزه ۱۳۷۳ سفیدابه در خاور ایران

 شبکه هاى لرزه نگارى محلى ومطالعه پس لرزه ها:

 گروه لرزه زمین ساخت بنا به نیاز شبکه لرزه نگارى موقت محلى را پیرامون گسله هاى مورد مطالعه ویا به منظور ثبت پس لرزه هاى زمین لرزه اى بزرگ طراحی  وراه اندازى مى نماید. به منظور ثبت خرد لرزه هاى پیرامون تهران شبکه  لرزه نگارى شبکه لرزه نگارى محدودى نیزبه تازگى در تهران راه  اندازى شده است.

 مطالعه زمین ریخت شناسى گسله هاى جنبا:

جنبش گسله ها اغلب بر حسب تغییرات در ریخت زمین همچون برخاستگى ها ورشد تاقدیس ها مى شود. با مطالعه این تغییرات مى توان به چگونگى رشد ،جنبا ویا جنبا نبودن نسبى گسله ها ونرخ جنبش آنها پى برد.مطالعات زمین ریخت شناسى امروزه بعنوان یکى از بهترین روش هاى بررسى رفتار دراز مدت گسله ها مورد توجه قرار گرفته اند.

   تصویر ۳: پدیده زمین ریختى صفحات سه گوش بیانگر وجود مولفه شاقولى گسله ى نهاوند (برگرفته از طالبیان و جکسون ۲۰۰۲) 

  

 مطالعه زمین لرزه اى تاریخى :

شبکه هاى لرزه نگارى در یکصد سال اخیر راه اندازى شده اند.پیش از آن رویداد زمین لرزه ها را تنها با بررسى یادداشت هاى تاریخ نویسان ، روزنامه نگاران وسفرنامه ها مى توان مورد بررسى قرارداد.مطالعه زمین لرزه اى تاریخى از آن نظر اهمیت دارند که دوره بازگشت زمین لرزه ها در ایران اغلب بیش از چند صد سال ویا هزار سال است بنابر این احتمال اینکه گسله اى جنبا در یکصد سال اخیر جنبشى نشان ندهد بسیار زیاد است.

تصویر ۴: بناى تاریخى با حدود ۹ قرن قدمت که به هنگام زمین لرزه آوج خسارت دید (تصویر از انصارى ۱۳۸۲)

پارینه لرزه شناسى :

بررسى هاى پارینه لرزه شناسى که با حفر ترانشه بر روى گسله همراه است بمنظور بررسى مستقیم رفتار گسلهها در بازه زمانى طولانى چند هزار تا چند ده هزار سال مورد استفاده قرار مى گیرند . در این روش چگونگى جنبشى گسله شامل سازوکار، میزان جابجایى وزمان جنبش ویا جنبش هاى آن بخش از گسله در گذشته تعیین مى شود.از این داده ها همراه با داده هاى بدست آمده از روش هاى دیگر مى توان براى محاسبه دوره بازگشت زمین لرزه ها ونرخ جنبش گسله استفاده نمود .

 مطالعات لرزه شناسى :

هنگامى که زمین لرزه ها با گسلش سطحى همراه نمى باشند تنها راه مطالعه آنها استفاده از داده هاى شبکه هاى لرزه نگارى است .گسله هاى زاگرس اغلب در زیر پوشش رسوبى پنهان بوده وبا وجود فراوانى زمین لرزه ها گسلش سطحى همرا با زمین لرزه بسیار نادر است. گسله هاى پنهان در سایر نقاط ایران نیز دیده مى شوند (زمین لرزه هاى آوج،طبس،سفیدابه و....). از آنجایى که گسله هاى پنهان اغلب جوان وجنبا هستند، شناخت آنها در برآورد خطر زمین لرزه بسیار با اهمیت است. به کمک بررسیهاى لرزه شناسى مى توان به سازوکار گسله وژرفاى زمین لرزه ها پى برد.

تصویر ۶: مدل سازى امواج درونى زمین لرزه ۱۹۹۷ زاگرس به منظور بدست آوردن ساز و کار؛ ژرفا و بزرگى زمین لرزه  

ریز پهنه بندى لرزه اى :(مطالعات مایکروترمور):

خسارات ناشى از زمین لرزه وویرانى سازه ها نه تنها بستگى به ویژگیهاى ساختمان وفاصله آن از کانون زمین لرزه دارد بلکه به مقدار زیادى وابسته به پاسخ زمینى در مقابل امواج زمین لرزه است.

اغلب شهرهاى بزرگ ایران بر روى رسوبات آبرفتى با مقدار زیاد واقع شده اند.ستبرا وویژگیهاى آبرفت از مکانى به مکان دیگر ودر فواصل کوتاه تغییر مى نماید بنابر پاسخ زمین نیز متفاوت است. یکى از روشهاى بررسى رفتار آبرفت استفاده از برداشت هاى مایکروترمور است .این برداشت ها بر روى شبکه اى از نقاط وبوسیله دستگاههاى  لرزه نگار کوتاه دوره انجام مى گیرند .طیف بدست آمده از این داده ها تقریب خوبى از طیف پاسخ زمین در محل است که مى توان از آن براى برنامه هاى توسعه شهرى وطراحى ساختمانى استفاده نمود.

 

تصویر ۷: پریود غالب زمین در کرمان بر اساس مطالعات مایکروترمور

بر آورد خطر زمین لرزه :

یکى از اهداف اصلى مطالعه گسلها وزمین لرزه ها ، کاهش میزان خطر پذیرى سازه ها وانسانها از زمین لرزه است. بدیهى است بر آورد خطر بدون شناخت کافى از عامل ایجاد زمین لرزه ها یعنى گسله ها امکان پذیر نیست.گروه لرزه زمین ساخت ، با بهره گیرى از تمامى روش هاى بالا ،گسله هاى جنبا  را شناسایى وبا استفاده از پارامترهاى لرزه خیزى بدست آمده براى آنها، خطر زمین را براى سازه ها، شهرها ویا هر نوع پروژه عمرانى دیگر برآورد مى نماید.

پارینه لرزه شناختى

پژوهشهاى پارینه لرزه شناختى نخستین تجربه سازمان در این زمینه همکارى در مطالعات پارینه لرزه شناختى بر روى گسله هاى اشتهارد , تبریز وکهریزک بود که در سالهاى گذشته با همکارى پژوهشگاه بین المللى زلزله ومهندسى زلزله انجام گرفت.سازمان زمین شناسى کشور پس از یک وقفه کوتاه بار دیگر فعالیت خود را در زمینه نوزمین ساخت و پارینه لرزه شناختى آغاز نموده است واین بار با حفر ترانشه بر روى گسله هاى شمال تهران, قزوین و فیروز کوه این مطالعات را به دست پژوهشگران سازمان وبا همکارى کارشناسان مونت پولیه II فرانسه انجام مى دهد. پارینه لرزه شناختى گسله ى شمال تهران  گسله هاى شمال تهران بزرگترین گسله هاى جنبایى تهدیدکننده شهرهاى تهران وکرج است.انتخاب محل ترانشه بر روى این گسله ها ره آورد مطالعات گسترده ریخت-نوزمین ساختى دو ساله اخیر در گستره البرزمرکزى است که در چهارچوب پروژه مشترک بین سازمان زمین شناسى ودانشگاه مونت پلیهII فرانسه انجام گرفت. حفارى ترانشه مذکور با طولى بیش از 70 متر و پهناى نزدیک به چهار متر و بیشینه ژرفاى حدود 5 متر در پائیز 82 آغاز شده است واینک به همراه ترانشه اى تکمیلى به درازاى 50 متر در سرى باخترى ترانشه اصلی لوگ بردارى شده و نمونه ها جهت تعیین سن به آزمایشگاه ارسال شده است. دستیابى به دوره بازگشت زمین لرزه های  کهن  با توجه به شواهد زمین لرزه هاى ثبت شده در نهشته هاى کواترزى (بویژه بخش هولوسن) به همراه محاسبه نرخ حرکات نوین وسازوکار گسله در طى کواترنرى از مهمترین اهداف پیش بینى شده در این گونه پژوهشها است.  پارینه لرزه شناختی  گسله های  طالقان و فیروز کوه  گروه لرزه زمین ساخت سازمان زمین شناسى کشور با همکارى دیگر پژوهشگران سازمان در ادامه بررسیهاى انجام شده برروى گسله ى شمال تهران که از پاییز سال 82 آغاز شده بود، دو ترانشه دیگررا در بلندیهاى البرز مرکزى بر روى گسله هاى طالقان و فیروز کوه حفر نموده است. گسله ى طالقان بزرگترین زمین لرزه تاریخى ایرانزمین با بزرگى 7/7 را به خود نسبت مى دهد.  بر اساس داده ها و ویژگیهاى ساختارى – چینه اى حاصل از پژوهشهاى پارینه لرزه شناختى ترانشه هاى یاد شده ، رویداد هاى لرزه ای  بزرگ زیر (بزرگتر از 5/6) در گستره ى ترانشه هاى تهران و طالقان قابل اشاره اند: کمینه ۴  رویداد زمین لرزه کهن  بر روی  گسله ى شمال تهران در ترانشه شماره 1 و ۲ رویداد در ترانشه شماره 2دیده میشود.  ترانشه هاى حفر شده بر روى گسله ى طالقان نیز دو رویداد کهن زمین لرزه اى را بر روى این گسله نشان میدهند.  بازسازى گذشته لرزهاى و ارایه دقیق تر دستاورد هاى یاد شده نیازمند دستیابى به نتایج آزمایشگاهى تعیین سن نمونه هاى بر داشت شده از ترانشه ها است.  این نمونه ها هم اکنون جهت تعیین سن به آزمایشگاه هاى خارج از کشور ارسال شده اند.

درباره زمین لرزه

زلزله حالت خاصى از تغییر شکل توده هاى سنگى است که در آن پدیده گسیختگى در مقیاس متفاوت رخ مى دهد. یا هر نوع لرزش زمین در اثر عبور امواج لرزه اى زلزله است. عامل ایجاد مواج لرزه اى پاسخ زمین به انرژى هاى اندوخته است. نظریه Elastic rebound که پس از زلزله 1906 سن فرانسیسکو توسط راید (Reid) ارائه گردیده و قادر است نحوه بروز زلزله را به وسیله اعمال تنش به طرفین یک گسل، به صورت ذیل توجیه نمایند: اجسام در برابر نیرو تا حد الاستیک مقاومت کرده و انرژى را در خود ذخیره مى کنند اما با افزایش تنش در بیش از حدالاستیک، سنگ مى شکند و امواج لرزه اى را آزاد مى کند و بعد به شکل اولیه خود برمى گردند. اگر این نیرو در اعماق به سنگ وارد شوند سنگ خاصیت شکل پذیر از خود نشان مى دهند. عمقى که در آن زمین لرزه رخ مى دهد زون لرزه زا) (schisosphere نامیده مى شود.

   مشخصات زلزله

   کانون ژرفى یا مرکز زلزله ( Hypocenter) یا (Focus): جایى است که در اثر گسیختگى در پوسته امواج لرزه اى آزاد مى شود.

   کانون سطحى زلزله (Epicenter): نزدیکترین فاصله کانون به سطح زمین است که به طور طبیعى داراى بیشترین شدت لرزش است

   ژرفاى زلزله (Focal Depth): فاصله بین کانون ژرفى زلزله تا سطح زمین است.

   فاصله زلزله (?): فاصله بین مرکز سطحى تا ایستگاه ثبت زلزله است.

   زلزله ها بر پایه ژرفا به انواع زیر تقسیم مى شوند:

   - زلزله هاى کم ژرفا: با عمق کمتر از 70 کیلومتر

   - زلزله هاى با ژرفا متوسط: عمق 300-100 کیلومتر

   - زلزله هاى باژرفاى بیشتر از 300 کیلومتر

   Earthquake groupگروه زلزله

   زلزله یک لرزش واحد نیست بلکه به صورت دسته اى از لرزشها ست.اگر نمودار گروه زلزله را در طول زمان رسم وجود دارد که بزرگترین لرزش است .زمین لرزه هایى قبل از لرزش اصلى Main shock کنیم یک لرزه شاخص یا را پیش لرزه و لرزه بعد از زلزله اصلى را پس لرزه گویند.معمولا پس لرزه ها فراوان ترند.

    عوامل موثر در ایجاد زلزله

   الف) زلزله هاى مصنوعى

   به طور خلاصه عوامل زیر باعث ایجاد این زلزله ها مى شوند:

   1- پر و خالى کردن مخازن و دریاچه هاى سدهاى بزرگ با طول تاج بیشتر 100 m

   2- ایجاد چاههاى بهره بردارى و تزریق آب

   3- انفجارات هسته اى

   4- انفجارات معادن و باربردارى از آنها به صورت برداشتن حجم زیادى از سنگها

   ب ) زلزله هاى طبیعى

   1- فورانهاى آتشفشانى

   2- فروریختن غارهاى زیرزمینى

   3- زمین لرزه هاى تکتونیکى : که 90% زلزله ها از این نوعند.

   نحوه آزاد شدن انرژى :

   - پیشلرزه :

   گاهى پیش از بروز زلزله اصلى , لرزه هایى با بزرگى کمتر از زلزله اصلى به وقوع مى پیوندد که معمولا فراوانى آنها با نزدیک شدن به زمان وقوع لرزه اصلى افزایش مى یابد.

   - لرزه اصلى :

   در اینجاست که بیشترین انرژى ذخیره شده در محیط به یکباره آزاد مى شود .

   -پسلرزه :

   لرزه هاى خفیفى است که اغلب پس از لرزه اصلى در پیرامون کانون زلزله روى میدهند.فراوانى آنها با گذشت زمان کاهش مى یابد.

   - دسته لرزه :

   مجموعه اى از لرزه هاى رویداده در یک منطقه که در مقطع زمانى هفته یا ماه به وقوع مى رسد. فراوانى آنها پس از رسیدن به یک حد بیشینه کاهش مى یابد

و در نهایت مطالعه و بررسی زمین لرزه در علمی به نام لرزه زمین ساخت بحث می شود.

اطلس لرزه خیزى ایران

گروه لرزه زمینساخت

طرح اطلس لرزه خیزى ایران

سازمان زمین شناسى و اکتشافات معدنى کشور افزون بر بررسى هاى سیستماتیک زمین شناسى و معدنى ایرانزمین؛ دستیابى به داده هایى که به کمک آن امکان مبارزه با رویدادهاى طبیعى حاصل از پدیده هاى زمین میسر گردد را در دستور کار خود دارد. گروه لرزه زمین ساخت با انجام طرح اطلس لرزه خیزى ایران در تلاش است تا گام ها ى شتابنده اى در این زمینه بردارد؛ زیرا با توجه به اجراى برنامه هاى نوسازى و ایجاد صنایع و سازه هاى بزرگ و کوچک؛ بررسى هاى لرزه شناسى و لرزه زمین ساختى کمک شایانى براى طراحان سازه هاى گوناگون ودر نتیجه ایمنى و پایدارى سازه ها و منابع مالى و انسانى خواهد بود.

طرح اطلس لرزه خیزى به بررسى لرزه شناسى و خطر زمین لرزه در قالب چهارگوشهاى ۱:۲۵۰۰۰۰ و پیرامون شهر هاى بزرگ مى پردازد. نتیجه آن بصورت گزارش و نقشه هاى پهنه بندى خطر زمین لرزه و گسلش به چاپ مى رسد. از این مجموعه تا کنون چها گزارش مربوط به گستره هاى تهران؛ قزوین؛ سمنان و مشهد-نیشابور به چاپ رسیده است. 

 

پژوهش و بررسى نو زمین ساخت؛ لرزه زمینساخت و خطر زمین لرزه - گسلش در گستره ى قزوین بزرگ و پیرامون

(پژوهش و بررسى لرزه زمین ساخت ایران: بخش ششم)

نگارش: مانویل بربریان؛ منوچهر قرشى؛ بهرام ارژنگ روش و ارسلان مهاجر اشجعى

گزارش شماره ۶۱ ؛ ۱۳۷۱

پژوهش و بررسى نو زمین ساخت؛ لرزه زمینساخت و خطر زمین لرزه - گسلش در گستره ى سمنان 

(پژوهش و بررسى لرزه زمین ساخت ایران: بخش هفتم)

نگارش: مانویل بربریان؛ منوچهر قرشى؛ مرتضى طالبیان و جعفر شجاع طاهرى

گزارش شماره ۶۳ ؛ ۱۳۷۵

منبع:http://www.gsi.ir