Terratrèmol

Distribució mundial d' epicentres del 1963 fins al 1998. Cal notar com es dibuixen les línies de les dorsals oceàniques.

Un terratrèmol, sisme (del grec "σεισμός", tremolor) o, simplement, tremolor de terra (en algunes zones es considera que un sisme és un terratrèmol de menor magnitud), és el resultat de l'alliberament brusc d' energia acumulada pels desplaçaments i les friccions de les diferents plaques de l'escorça terrestre (fenòmens reagrupats sota el nom de plaques tectòniques). Els més estranys són els sismes deguts a l'activitat volcànica o d'origen artificial (explosions per exemple). Es produeixen nombrosos sismes cada dia, però la majoria no són sentits pels humans. Aproximadament cent mil sismes són gravats anualment sobre el planeta. Els més poderosos d'ells compten entre les catàstrofes naturals més destructores.

La ciència que estudia aquests fenòmens és la sismologia, i l'aparell de mesura electrònica el sismòmetre, el qual disposa d'un rellotge precís i enregistra els moviments tant en amplitud i fase com en freqüència per identificar magnituds, distàncies de l'epicentre i tipus d'ona. Antigament es feia servir un l'instrument d'estudi gràfic anomenat sismògraf.

Característiques principals

Tipus de falles, de dalt a baix: Falla transformant, falla normal i falla inversa.
Un sismògraf en funcionament a l' Observatori Lick.

Els terratrèmols de major magnitud solen anar acompanyats d'altres de secundaris (però no necessàriament menys destructius) que segueixen el xoc principal i que reben el nom de rèpliques. Quan diversos esdeveniments ocorren simultàniament, o gairebé, poden haver estat induïts pel terratrèmol inicial en provocar altres fractures de la roca que ja era a prop del punt crític de la ruptura. L'origen del terratrèmol se situa generalment en una zona a l'interior de l' escorça terrestre, que en el cas dels terratrèmols més devastadors pot tenir una extensió de l'ordre d'un miler de quilòmetres, però generalment és possible determinar un punt precís com a origen de les ones sísmiques. Aquest punt es denomina hipocentre i és on s'origina el moviment d'una fractura preexistent (falla) o d'una nova fractura. La projecció vertical de l'hipocentre sobre la superfície de la Terra és el lloc que anomenem epicentre i és el punt on solen produir-se els danys més importants.

Les tres categories de terratrèmols

Un terratrèmol és una sotragada més o menys violenta del sòl que pot tenir tres orígens: ruptura d'una falla o d'un segment de falla (sismes tectònics); intrusió i desflamejat d'un magma (sismes volcànics); explosió, esfondrament d'una cavitat (sisme d'origen natural o deguts a l'activitat humana). A la pràctica es classifiquen els sismes en tres categories segons els fenòmens que els ha engendrat:

  • Els sismes tectònics són de lluny els més freqüents i devastadors. Una gran part dels sismes tectònics es produeix als límits de les plaques, on existeix una lliscada entre dos mitjans rocosos. Aquesta lliscada, localitzada sobre una o diverses falles, és bloquejada durant els períodes intersísmics (entre els sismes), i l' energia s'acumula per la deformació elàstica de les roques. Aquesta energia i la lliscada són bruscament relaxades en el moment dels sismes. A les zones de subducció, els sismes representen la meitat dels destructors de la Terra, i dissipen un 75% de l'energia sísmica del planeta. És l'únic indret on es troben sismes profunds (de 300 a 645 quilòmetres). A les dorsals mig-oceàniques, els sismes tenen llars superficials (0 a 10 quilòmetres), i corresponen a un 5% de l'energia sísmica total. Igualment, a les grans falles de desenganxament, tenen lloc els sismes que tenen llars de profunditat intermediària (de 0 a 20 quilòmetres de mitjana) que corresponen a un 15% de l'energia. L'afluixament de l'energia acumulada no es fa generalment en una sola sotragada, i poden produir-se diversos reajustaments abans de trobar una configuració estable. Així, es comproven rèpliques en resposta a la sotragada principal d'un sisme, d'amplitud decreixent, i sobre una duració anant d'alguns minuts amb més d'un any. Aquestes sotragades secundàries són de vegades més devastadores que la sotragada principal, ja que poden fer desplomar-se els edificis que només havien estat malmesos, mentre que els socorsos són a l'obra. Es pot produir també una rèplica més poderosa encara que la sotragada principal sigui quina sigui la seva magnitud. Per exemple, un sisme de 9,0 pot ser seguit d'una rèplica de 9,3 diversos mesos més tard fins i tot si aquest encadenament es queda extremadament rar. En teoria moviment relatiu entre ambdues superfícies de la falla seria suau, no produiria sismes, si no existissin asperitats en les superfícies de falla que causen en realitat les sotragades durant el moviment relatiu. En l'estudi dels terratrèmols tectònics, encara que no representi el model acurat en general, s'han estudiat sovint els moviments relatius de les superfícies com a exemple del fenomen de stick-slip, que s'estudia també en el cas de moviment relatiu entre dues peces sotmeses a fricció en l'àmbit de l'enginyeria mecànica. Aquests models són adaptables a determinades mostres de dades de sismes i també donen lloc a l'explicació de determinades reaccions sísmiques sobre la base dels seus estudis de laboratori com a efecte de la fricció en falles. En altres casos els estudis basats en stick-slip sobre dades de laboratori presenten una adaptabilitat limitada i precisen estudis més detallats. [1] [2]
  • Els sismes d'origen volcànic són resultat de l'acumulació de magma a la cambra magmàtica d'un volcà. Els sismògrafs graven llavors una multitud de microsismes deguts a ruptures en les roques comprimides o al desflamejat del magma. La pujada progressiva dels hipocentres (vinculada a la pujada del magma) és un indici provant que el volcà és en fase de despertar i que una erupció és imminent.
  • Els sismes d'origen artificial (o "sismes induïts") són deguts a certes activitats humanes tals que preses, bombaments profunds, extracció minera, explosions subterrànies o proves nuclears, que poden comportar sismes de feble a mitjana magnitud.

Els terratrèmols engendren de vegades tsunamis, la potència destructora dels quals amenaça una part creixent de la humanitat, instal·lada a les ribes del mar. També poden amenaçar les instal·lacions petrolieres i relatives al gas extraterritorials i dispersar les descàrregues submarines que contenen deixalles tòxiques, deixalles nuclears i municions immerses. S'intenta preveure'ls, per protegir-se'n, amb l'ajuda d'una xarxa mundial d'alerta, que s'estableix a Indonèsia i Àsia del Sud, sobretot.

En certs casos, els sismes provoquen la liqüefacció del sòl: un sòl tou i ric en aigua perdrà la seva cohesió sota l'efecte d'una sotragada.

Magnitud i intensitat

Magnitud i intensitat són dos conceptes diferents que no han de ser confosos, malgrat que els mitjans de comunicació acostumin a utilitzar-los com a sinònims. La magnitud d'un terratrèmol es refereix a un valor numèric que quantifica l'estimació de l' energia alliberada. La intensitat descriu els efectes del terratrèmol en funció del punt d'observació.

Magnitud

Escala de Richter i energia alliberada
Magnitud TNT equivalent Freqüència
0 1 quilogram uns 8.000 per dia
1 31,6 quilograms
1,5 178 quilograms
2 1 tona uns 1.000 per dia
2,5 5,6 tones
3 31,6 tones uns 130 per dia
3,5 178 tones
4 1.000 tones uns 15 per dia
4,5 5.600 tones
5 31.600 tones 2-3 per dia
5,5 178.000 tones
6 1 milió de tones 120 per any
6,5 5,6 milions de tones
7 31,6 milions de tones 18 per any
7,5 178 milions de tones
8 1.000 milions de tones 1 per any
8,5 5.600 milions de tones
9 31.600 milions de tones 1 cada 20 anys
10 100000 milions de tones desconegut

La potència d'un terratrèmol pot ser quantificada per la seva magnitud, aquest concepte va ser introduït el 1935 pel sismòleg Charles Francis Richter. La magnitud es calcula a partir dels diferents tipus d'ones sísmiques tenint en compte paràmetres com la distància a l' epicentre, la profunditat de l' hipocentre, la freqüència del senyal, el tipus de sismògraf utilitzat, etc. Basant-se en aquest càlcul de caràcter logarítmic, quan l'amplitud del moviment o l' energia alliberada pel sisme varien d'un factor 10, la magnitud canvia d'una unitat. Així, un sisme de magnitud 7 serà deu vegades més fort que un esdeveniment de magnitud 6, cent vegades més fort que un de magnitud 5. Tanmateix els científics van abandonar aviat la idea de Richter de la proporcionalitat amb l'energia, i s'utilitzen escales diferents en funció del tipus de terratrèmol. [3]

La magnitud, sovint dita magnitud sobre l' escala de Richter, el terme més conegut pel gran públic, és generalment calculada a partir de l'amplitud o de la duració del senyal gravat per un sismògraf. Diversos valors poden així ésser calculats (Magnitud local ML, de duració MD, de les ones de superfícies MS, de les ones internes MB). [3] Però aquests diferents valors, només són fiables dintre de certs intervals i no són massa fiables en el cas dels terratrèmols molt intensos. A partir de l'estudi del terratrèmol de San Francisco del 1906 H.F. Reid va proposar mecanisme per explicar la generació d'un terratrèmol conegut com a rebot elàstic, [3] [4] segons aquest concepte un terratrèmol és una dislocació de material a la que un costat es desplaça respecte de l'altre. [5] Es pot demostrar que el sistema de forces equivalent d'una dislocació de cisallament és un doble parell de forces sense moment resultant que es pot caracteritzar pel moment d'un dels parells de forces. [3] Els sismòlegs prefereixen aquesta magnitud de moment sísmic (notada MW) que està relacionada directament amb l'energia alliberada pel sisme, en estar directament relacionat amb els paràmetres del trencament i a més aquests paràmetres es poden deduir a partir dels sismogrames. [6]

A causa de les limitacions esmentades de les escales de magnitud el 1977 es va introduir una nova escala per representar la mida dels terratrèmols, coneguda com a escala de magnitud de moment [7] (MW) i creada per Thomas C. Hanks i Hiroo Kanamori. El moment sísmic dóna l'estimació més fiable de la magnitud d'un sisme, en particular per als més grans. Això és així perquè aquest concepte es deriva del que a la física es coneix com a parell de forces i dóna una idea de la magnitud física del terratrèmol, la mida de la ruptura de la falla i del desplaçament que l'acompanya, i l'energia alliberada.

Intensitat

La magnitud d'un sisme no ha de ser confosa amb la intensitat macrosísmica que es funda en l'observació dels efectes i de les conseqüències del sisme en un lloc donat: vibració de les finestres, moltes persones que senten les sotragades, amplitud dels danys, etc. Les escales d'intensitat impliquen graus anotats en nombres romans, de I a XII per a les escales més conegudes (mercalli, MSK o EMS). Entre les diferents escales, es pot citar:

  • L'escala Rossi-Forel (també RF).
  • L'escala Medvedev-Sponheuer-Karnik (també MSK).
  • L' escala de Mercalli (MM en la seva versió modificada).
  • L'escala de Shindo de l'agència meteorològica japonesa.
  • L' escala macrosísmica europea (també EMS98).

Les relacions entre magnitud i intensitat són complexes. La intensitat depèn del lloc d'observació dels efectes. Disminueix generalment quan un s'allunya de l'epicentre basant-se en l'atenuació introduïda pel mitjà geologia travessat per les ones sísmiques, però eventuals efectes d'indret (eco, amplificació local, per exemple) poden pertorbar aquesta llei mitjana de decreixement.

Descripció Magnitud Richter Efectes del terratrèmol
Micro Menys de 2,0 Microterratrèmols, no es noten.
Molt petit 2,0-2,9 Normalment no es noten però es registren.
Petit 3,0-3,9 Normalment es nota però no acostuma a causar danys.
Lleuger 4,0-4,9 Els objectes es mouen perceptiblement, sorolls repetitius. Improbable que hi hagi grans destrosses.
Moderat 5,0-5,9 Pot causar grans destrosses a edificis mal construïts. A edificis ben construïts, com a màxim petits danys.
Fort 6,0-6,9 Pot ser destructiu fins a 100 milles en àrees poblades.
Molt fort 7,0-7,9 Pot produir grans destrosses a grans extensions.
Gran 8,0 o superior Pot produir moltes destrosses a zones allunyades centenars de quilòmetres.
Altres idiomes
Afrikaans: Aardbewing
Alemannisch: Erdbeben
aragonés: Tierratremo
Ænglisc: Eorþbeofung
العربية: زلزال
অসমীয়া: ভূমিকম্প
asturianu: Terremotu
azərbaycanca: Zəlzələ
башҡортса: Ер тетрәү
Boarisch: Eadbebm
žemaitėška: Žemės kustiejėms
Bikol Central: Linog
беларуская: Землетрасенне
беларуская (тарашкевіца)‎: Землятрус
български: Земетресение
भोजपुरी: भुँइडोल
Bahasa Banjar: Lindu
বাংলা: ভূমিকম্প
brezhoneg: Kren-douar
bosanski: Zemljotres
Mìng-dĕ̤ng-ngṳ̄: Dê-cīng
Cebuano: Linog
corsu: Terramotu
čeština: Zemětřesení
Чӑвашла: Çĕр чĕтрени
Cymraeg: Daeargryn
dansk: Jordskælv
Deutsch: Erdbeben
Zazaki: Erdlerz
डोटेली: भूकम्प
Ελληνικά: Σεισμός
emiliàn e rumagnòl: Taramòt
English: Earthquake
Esperanto: Tertremo
español: Terremoto
eesti: Maavärin
euskara: Lurrikara
estremeñu: Terremotu
Võro: Maavärrin
føroyskt: Jarðskjálvti
français: Séisme
Nordfriisk: Eerdbeewrin
Frysk: Ierdbeving
Gaeilge: Crith talún
贛語: 地震
Gàidhlig: Crith-thalmhainn
galego: Terremoto
ગુજરાતી: ધરતીકંપ
客家語/Hak-kâ-ngî: Thi-thûng
हिन्दी: भूकम्प
hrvatski: Potres
Kreyòl ayisyen: Tranblemanntè
magyar: Földrengés
Հայերեն: Երկրաշարժ
interlingua: Seismo
Bahasa Indonesia: Gempa bumi
Ilokano: Gingined
íslenska: Jarðskjálfti
italiano: Terremoto
ᐃᓄᒃᑎᑐᑦ/inuktitut: ᓴᔪᑉᐱᓛᕗᖅ
日本語: 地震
Patois: Oertkwiek
Basa Jawa: Lindhu
ქართული: მიწისძვრა
қазақша: Жер сілкіну
ភាសាខ្មែរ: រញ្ជួយផែនដី
ಕನ್ನಡ: ಭೂಕಂಪ
한국어: 지진
Ripoarisch: Äädbevve
Kurdî: Erdhej
Кыргызча: Жер титирөө
Latina: Terrae motus
Lëtzebuergesch: Äerdbiewen
Limburgs: Eerdsjók
lingála: Moningí
latviešu: Zemestrīce
македонски: Земјотрес
മലയാളം: ഭൂകമ്പം
मराठी: भूकंप
Bahasa Melayu: Gempa bumi
Mirandés: Sismo
မြန်မာဘာသာ: ငလျင်လှုပ်ခြင်း
Napulitano: Tarramute
Plattdüütsch: Eerdbeven
Nedersaksies: Eardbewing
नेपाली: भुईंचालो
नेपाल भाषा: भुखा
Nederlands: Aardbeving
norsk nynorsk: Jordskjelv
norsk: Jordskjelv
Diné bizaad: Kéyah haʼdéísná
occitan: Tèrratrem
ଓଡ଼ିଆ: ଭୂମିକମ୍ପ
ਪੰਜਾਬੀ: ਭੁਚਾਲ
Papiamentu: Terremoto
پنجابی: بھونچال
پښتو: رېږدله
português: Sismo
Runa Simi: Pacha kuyuy
rumantsch: Terratrembel
română: Cutremur
русиньскый: Землетрясїня
Kinyarwanda: Umutingito
संस्कृतम्: भूकम्पः
саха тыла: Сир хамсааһына
sardu: Terremotu
sicilianu: Tirrimotu
Scots: Yirdquauk
srpskohrvatski / српскохрватски: Potres
සිංහල: භූචලන
Simple English: Earthquake
slovenčina: Zemetrasenie
slovenščina: Potres
Soomaaliga: Dhulgariir
shqip: Tërmeti
српски / srpski: Земљотрес
Sranantongo: Grontapubeyfi
Basa Sunda: Lini
svenska: Jordbävning
తెలుగు: భూకంపం
тоҷикӣ: Заминларза
Tagalog: Lindol
Türkçe: Deprem
татарча/tatarça: Җир тетрәү
ئۇيغۇرچە / Uyghurche: يەر تەۋرەش
українська: Землетрус
اردو: زلزلہ
oʻzbekcha/ўзбекча: Zilzila
vèneto: Teremoto
Tiếng Việt: Động đất
West-Vlams: Eirdbevienge
Winaray: Linog
吴语: 地震
მარგალური: დიხაშნწალუა
Vahcuengh: Deihdoengh
中文: 地震
Bân-lâm-gú: Tē-tāng
粵語: 地震