View
416
Download
2
Category
Preview:
Citation preview
1. OPĆENITO O POTRESIMA
Do nedavno se raznim teorijama nastojalo prikazati uzroke nastanka potresa.
Danas je najpoznatija i široko prihvaćena teorija tektonskih ploča. Prema toj teoriji
Zemljina kora i gornji dio plašta nisu cjeloviti već razlomljeni i sastoje se od 15 ploča
debljine 50-150 km koje se međusobno pomiču kao kruta tijela. Pomaci mogu biti
razmicanje, tlačenje - sudaranje, kliženje i podvlačenje.
Slika 1: Podjela litosfere na ploče
plavo – granice globalnih tektonskih ploča
crveno – aktivni vulkani
žuto – epicentri najjačih potresa u posljednjih 20 godina
Možemo rezimirati da je potres je endogen proces do kojeg dolazi uslijed
pomicanja tektonskih ploča, a posljedica je podrhtavanje Zemljine kore zbog
oslobađanja velike količine energije. Kinetička energija koja se oslobodi slomom
materijala u žarištu potresa, širi se u okolinu u vidu elastičnih valova, tj. seizmičkih
valova (jer se idealizira medij kroz koji se širi kinetička energija kao elastičan
homogeni i izotropan materijal). U unutrašnjosti zemlje djeluju prostorni valovi, na
površini djeluju površinski valovi. Prostorni seizmički valovi mogu biti primarni,
1
uzdužni ili longitudinalni valovi (P), čestice osciliraju oko ravnotežnog položaja u
pravcu širenja samih valova.
Brzina širenja ovakvih valova dana je izrazom:
gdje je Poissonov koeficijent materije kroz koji se val širi, a gustoća te
materije.
Druga vrsta valova je posljedica posmičnih napona u materijalu, nazivamo ih
sekundarni, poprečni ili posmični valovi (S), a njihova brzina je dana izrazom:
Važno je napomenuti da su, kao što smo naveli, sekundarni valovi posljedica
posmičnih napona, te da se prenose samo kroz čestice, ali ne i kroz tekućine.
Brzina sekundarnih valova je nešto malo veća od polovine brzine primanih valova.
No, najveći utjecaj na građevine imaju upravo sekundarni valovi, a njihova brzina vs
je zapravo najvažnije seizmička karakteristika tla. Što je brzina sekundarnih valova
veća, to je u seizmičkom pogledu takvo tlo pogodnije za građevinsku aktivnost. U
Hrvatskoj su važeći propisi (Eurokod 8), tj. zadano seizmičko opterećenje na
građevinu u direktnoj funkciji s brzinom prostiranja sekundarnih valova (S).
2
2. „MJERENJE“ POTRESA – RICHTEROVA I MCS SKALA
Dvije najpoznatije potresne skale danas, su Richterova i MCS skala. Prema
Richteru, kvantitativna mjera za jačinu potresa je magnituda M izražena
oslobođenom energijom, neovisno o mjestu opažanja koju je definirao 1935. godine,
a koja indirektno daje vrijednost energije potresa.
Moderni seizmološki instrumenti zapisuju gibanje tla kao funkciju vremena u
digitalnom obliku. Podaci se od mjernog instrumenta, seizmografa, prenose
satelitskim vezama izravno do središnjeg računala, pa se epicentar potresa, dubina
žarišta i magnituda mogu dobiti kratko vrijeme nakon prestanka potresa.
Iako zapisivanje potresa seizmografima potječe iz devedesetih godina 19. stoljeća,
tek je tridesetih godina 20. stoljeća američki seizmolog Charles Richter1 uveo
koncept magnitude potresa. Richterova magnituda proračunava se po formuli:
ML = log (A/A0)
A – amplituda zapisana standardnim Wood-Andersonovim seizmografom na
udaljenosti 100 km od žarišta
A0 – amplituda dogođenog potresa u 1/1000 mm
ML – lokalna amplituda
1 Charles Richter rođen je u Hamiltonu, Ohio. Studij je pohađao na sveučilištu Stanford gdje je diplomirao 1920. godine. 1928. godine počeo je s radom na doktorskoj tezi iz teorijske fizike na Caltechu (Kalifornijskom tehnološkom institutu), no prije no što je doktorirao ponuđen mu je posao na Institutu Carnegie u Washingtonu. U to doba posao je fasciniran seizmologijom. Potom, radio je u novoosnovanom seizmološkom laboratoriju u Pasadeni, čije je voditelj bio Beno Gutenberg. 1932. godine Richter i Gutenberg su razvili standardnu ljestvicu za mjerenje relativnih veličina izvora potresa, i nazvali su je Richterova ljestvica. Richter se 1937. godine vratio na Kalifornijski tehnološki institute gdje je radio do mirovine, profesor seizmologije je postao 1952. godine.
3
Slika 2: Seizmogram potresa u Južnom Jadranu od 15. travnja 1979. Godine,
lokacija Petrovac
Napomenimo i da se magnituda često, naročito u sredstvima javnog informiranja,
naziva i stupanj Richterove ljestvice. Najveća do sada registrirana magnituda iznosi
M = 8,9.
Najveći dio oslobođene energije u potresu potroši se na pomake stijenskih
masiva i njihovo zagrijavanja pa se samo manji dio energije seizmičkih valova dopre
do površine i uzrokuje osjetni potres na površini Zemlje. Navedena energija u formi
seizmičkih valova koja dospije do površine Zemlje uzrokuje gibanja tla i štete na
građevinama, te ju nazivamo energijom seizmičkih valova. Za izračun energije
seizmičkih valova danas se najčešće koristi formula Gutenberga i Richtera:
Log E = 4,8 + 1,5M [J]
Nakon Richtera, seizmolozi su uveli nove mjere za magnitudu koje su
zasnovane na amplitudi (P) valova (oznaka mb) i na amplitudi površinskih valova
(oznake Msur). Tako je Richterova magnituda nazvana lokalnom magnitudom, te je 4
dobila oznaku ML. Pitate se zašto su uvedene nove mjere za magnitudu? Iz razloga
što su seizmolozi ustanovili da je magnituda zasnovana na amplitudi površinskih
valova (Msur) pogodna za mjerenje plitkih potresa na velikoj udaljenosti (preko 1000
km) od epicentra, jer su dugotrajnim promatranjima zaključili da kod seizmograma
takvih potresa prevladavaju površinski valovi. Dok su seizmogrami dubokih potresa
pokazali da duboki potresi ne generiraju značajne površinske valove, te je takve
potrese pogodnije iskazati magnitudom zasnovanom na amplitudi (P) valova (mb).
Također valja napomenuti, da je Msur ljestvica podijeljena tako da se podudara
s ML ljestvicom za vrijednosti magnituda između 6 i 6,5, dok je kod jači potresa Msur
uvijek veća od ML. Za odnos između magnituda Msur i mb ustanovljena je sljedeća
veza:
mb = 2,5 + 0,63Msur
Obično se magnituda za mjerenje potresa (do magnitude 6,5) u javnosti daje
kao lokalna (Richterova) magnituda M = ML, dok se za jače potrese koristi magnituda
zasnovana na amplitudi (P) valova M = Msur.
Za razliku od magnitude intenzitet potresa nije podatak dobiven mjerenjem na
nekom instrumentu, već se on procjenjuje na osnovu vanjskih učinaka (posljedica)
potresa. Naime, za stanovništvo je najznačajnije kolike je štete potres prouzročio na
5
građevinama te kakve su promjene nastale u prirodi radi djelovanja potresa. Iz svega
prije navedenog proizlazi da ako se u jednom potresu, gledano hipotetično, sruši u
nekom području više građevina nego u drugom potresu u istom području, prirodno
zaključujemo da je prvi potres bio većeg intenziteta. Zbog toga, ukoliko potres,
odnosno njegov intenzitet „mjerimo“ MCS (Mercalli – Cancani – Sieberg) skalom,
zapravo izražavamo posljedice njegovih efekata na građevinama, u prirodi te na živa
bića. Intenzitet potresa, znači, ne zavisi samo od količine oslobođene energije, već i
o udaljenosti od hipocentra te od lokalnih geomehaničkih, geoloških i topografskih
mjesta, kao i od vrste gradiva i tipa konstrukcija građevina.
U Hrvatskoj je MCS skala u službenoj upotrebi od 1964. godine. Naziv je dobila po
inicijalima seizmologa Mercalli, Cancanija i Sieberga, koji su je i definirali.
Najveća razlika MCS skale u odnosu na Richterovu skalu je da kod jednog
istog potresa (jednom potresu odgovara samo jedna magnituda) možemo imati
različite intenzitete potresa, koji međusobno ovise o području u kojem djeluje potres.
Općenito, možemo reći da je intenzitet potresa najveći u blizini epicentra i da opada s
udaljenošću od epicentra.
Intenzitet u stupnjevima MCS (Mercali-Cancani-Sieberg)
Magnituda (Ljestvica po Richteru)
I 0,0 – 1,5 II – III 1,5 – 2,5 III – IV 2.5 – 3,0 IV – V 3,0 – 3,5 V – VI 3,5 – 4,0
VI – VII 4,0 – 4,5 VII – VIII 5,0 – 5,5 VIII – IX 5,5 – 6,0 IX – X 6,0 – 6,5 X – XI 6,5 – 7,0
XI – XII 7,0 – 7,5 XII 7,5 – 10,0
Tablica 1: Usporedba intenziteta potresa (I) i magnitude potresa (M)
MCS skala ima 12 stupnjeva koji se za razliku od magnitude potresa, koja se
određuje instrumentom (seizmografom), određuju pomoću intenziteta potresa, tj.
promatranjem posljedica potresa i na osnovu anketiranja stanovništva. Nakon
6
određivanja intenziteta potresa za pojedina područja nacrtaju se izoseiste – linije koje
dijele šire područje u zone različitih intenziteta. Kao što smo naveli, u pravilu
intenzitet potresa najveći u epicentru i opada s udaljenošću, ali valja napomenuti da
ponekad, iznimno zbog lokacijskih uvjeta, može doći i do izuzetka ovog pravila.
Najzorniji primjer je potres u Meksiku 1985. godine, kada je najveća šteta
zabilježena, zbog lokalnih uvjeta u Meksiko Cityju, koji je od epicentra potresa bio
udaljen 360 km.
Da bi pobliže shvatili termin izoseiste poslužit ćemo se primjerom potresa koji
se dogodio 1979. godine u području južnog Jadrana. Dakle, na slici su prikazane
izoseiste potresa koji je 1979. godine pogodio područje Južnog Jadrana. Magnituda
potresa iznosila je M = 7,2 po Richteru. Važno je napomenuti da izoseiste na
prikazanoj slici nemaju oblik koncentriranih kružnica, već su izdužene u pravcu
rasjeda zbog različitog prostiranja valova i različitim pravcima.
Međutim, u hrvatskim pravilnicima za građenje u seizmičkim područjima su na
poseban način uvedene seizmološke karte Hrvatske, u kojima se na cijelim
područjima države propisuje potres određenog intenziteta. To ne smijemo dovoditi u
vezu s izoseistama, koje predstavljaju linije jednakih intenziteta područja.
7
Slika 3: Izoseiste potresa u Južnom Jadranu od 15. travnja 1979. Godine, M = 7,2
8
Recommended