Cutremure

Cutremurul este unul dintre cele mai terifiante fenomene care se produc in natura. In general credem ca pamantul pe care stam este extrem de solid si stabil. Un cutremur poate spulbera instantaneu acest mod de gandire, de cele mai multe ori intr-un mod extrem de violent.
Pana cu putin timp in urma, oamenii de stiinta au avut doar banuieli lipsite de o baza reala referitoare la ceea ce cauzeaza cu adevarat cutremurele. Chiar si in zilele noastre mai exista inca o oarecare doza de mister care inconjoara acest fenomen.
In secolul trecut, s-au facut mai progrese: oamenii de stiinta au identificat fortele care cauzeaza cutremurele si au dezvoltat tehnologia necesara pentru a afla magnitudinea si originea acestora. Urmatorul pas este gasirea unui mod de a prezice cutremurele, astfel incat acest fenomen sa nu mai surprinda intr-un mod neplacut.
Cutremurul consta intr-o vibratie care circula prin stratul superior al pamantului. Spre exemplu, un camion de mare tonaj care circula cu zgomot pe strada cauzeaza un mini-cutremur. Cutremurele pot avea diverse cauze: eruptii vulcanice, impactul cu meteoriti, explozii subterane (un test nuclear subteran, de exemplu), edificii care se surpa (de exemplu o mina).
Insa majoritatea cutremurelor naturale sunt cauzate de placile tectonice.
Putem auzi despre producerea unui cutremur doar din cand in cand la stiri, dar totusi pe planeta noastra astfel de fenomene naturale se produc zilnic. Conform statisticilor, in fiecare an au loc peste trei milioane de cutremure. Aceasta inseamna peste 8000 de cutremure pe zi sau unul la fiecare 11 secunde!
Marea majoritate a acestor 3 milioane de cutremure sunt de o magnitudine extrem de mica. Legea probabilitatii face ca un numar mare de cutremure mai puternice sa se produca in zone nelocuite, in care nu le poate simti nimeni. Cutremurele mari care se produc in regiuni cu populatie foarte ridicata sunt cele care ne atrag atentia.
Cutremurele au cauzat mari pagube materiale de-a lungul anilor si au produs numeroase victime. Doar in ultimii o suta de ani, au existat mai bine de 1,5 milioane de morti provocate de cutremure. De obicei, nu insusi faptul ca pamantul se cutremura este cel care cauzeaza victime, ci distrugerea, asociata acestui fenomen, a structurilor create de om, cat si determinarea altor dezastre naturale, cum ar fi tsunami-uri, avalanse si alunecari de teren.

Astazi, intelegem acest fenomen mult mai bine decat am facut-o cu 50 de ani in urma, dar inca nu putem sa ne impotrivim cutremurelor. Ele sunt provocate de procese geologice puternice si fundamentale, care nu pot fi controlate. Aceste procese sunt destul de imprevizibile, astfel incat nu este posibil in acest moment ca oamenii sa fie anuntati exact cand va avea loc un cutremur. Primele unde seismice detectate ne vor spune ca vor sosi vibratii mai puternice, insa acest fapt ne avertizeaza cu cel mult cateva minute inainte de momentul producerii cutremurului.

Seismologii pot prezice unde este probabil sa se produca cutremure puternice, bazandu-se pe miscarea placilor tectonice si a localizarii zonelor cu falii. Ei pot de asemenea sa faca presupuneri in termeni generali despre momentul producerii cutremurului intr-o anumita zona, prin studierea istoriei seismice a regiunii si detectarea locurilor in care se acumuleaza presiunea, de-a lungul faliilor. Totusi, aceste predictii sunt extrem de vagi – de obicei, de ordinul decadelor.
Seismologii au avut mai mult succes in prezicerea replicilor – cutremure subsecvente care se produc in urma cutremurului initial. Aceste predictii se bazeaza pe cercetari extinse ale modului in care se produc replicile. Seismologii pot stabili modul in care un cutremur care isi are originea intr-o anumita falie, va cauza alte cutremure in alte falii legate de falia initiala.

Un alt domeniu de studiu il constituie relatia dintre descarcarile magnetice si electrice din roci si cutremure. Unii oameni de stiinta au emis ipoteza ca aceste campuri electromagnetice se modifica intr-o anumita maniera, chiar inaintea producerii cutremurului. Seismologii studiaza de asemenea scurgerile de gaze si inclinatia solului, acestea fiind considerate semne care avertizeaza despre producerea cutremurului. Totusi, de cele mai multe ori, aceste semne nu pot prezice cutremurele cu prea multa precizie.

Deci, ce putem face in ceea ce priveste problema cutremurelor? Cele mai mari realizari din ultimii 50 de ani privesc vigilenta – mai ales in domeniul proiectarii de constructii. In 1973, Codul Uniform privind constructiile, un set international de reguli privind realizarea cladirilor, a prevazut reguli noi pentru fortificarea edificiilor impotriva fortei undelor seismice. Acestea includ intarirea fundatiilor, ca si proiectarea unor cladiri suficient de flexibile pentru a absorbi vibratiile fara sa cada sau sa se deterioreze. Este foarte importanta proiectarea unor structuri care sa reziste in urma unui cutremur, mai ales in zonele in care riscul producerii unui asemenea fenomen este mai mare.

O alta componenta a vigilentei este educarea publicului. United States Geological Survey si alte agentii guvernamentale au editat mai multe brosuri care explica procesele ce se produc in timpul unui cutremur si care dau instructiuni despre cum trebuie sa va pregatiti casa pentru un posibil cutremur, si de asemenea ce sa faceti atunci cand cutremurul loveste. Pentru a afla ce trebuie sa faceti pentru a va pregati, consultati acest ghid online al Crucii Rosii.

In viitor, ameliorarea predictiilor si a vigilentei ar trebui sa minimizeze chiar mai mult pierderile de vieti si pagubele materiale, asociate cutremurelor. Dar va trece multa vreme, daca acest lucru se va intampla vreodata, pana cand vom fi pregatiti sa intampinam fiecare cutremur care se va produce. La fel ca si vremea rea sau ca si bolile, cutremurele sunt o forta care nu se poate evita, generata de puternicele procese naturale care influenteaza planeta noastra. Tot ceea ce putem face este sa cunoastem in profunzime acest fenomen si sa dezvoltam metode mai eficiente pentru a-l combate.

In momentul in care se declanseaza cutremurul, din epicentru, adica din punctul situat deasupra vatrei cutremurului, vor porni unde de soc. Primele valuri care vor porni, se numesc unde primare sau unde P. Acestea sunt valuri longitudinale, care se propaga asemanator cu undele sonore: produc miscari in sens inainte – inapoi, in directia de propagare. Undele primare sunt urmate de undele secundare, sau altfel zis undele S. Sub efectul acestora, rocile se vor zgudui perpendicular pe directia de mers. Al treilea tip, undele de suprafata, provoaca unduirea solului si accentueaza efectul distrugator al undelor secundare.

1. unda p - este o unda longitudinala, de compresie
- determina miscarea particulelor solului paralel cu directia de propagare
- deplasarea acestei unde este similara cu cea a unei rame (compresie-dilatare) in directia de mers
- are viteza de 7,8 km/s (pentru structura geologica Vrancea)
- amplitudinea acestei unde este direct proportionala cu magnitudinea (energia cutremurului)
- este perceputa la suprafata de catre oameni ca pe o saltare, un mic soc in plan vertical
- nu este periculoasa pentru structuri (cladiri) deoarece contine (transporta) aproximativ 20% din energia totala a cutremurului

2. unda s - este o unda transversala, de forfecare
- determina miscarea particulelor solului perpendicular (transversal) fata de directia de propagare
- deplasarea acestei unde este similara cu inaintarea unui sarpe (miscari ondulatorii stanga-dreapta fata de directia de inaintare)
- are viteza de 4,6 km/s (pentru structura geologica Vrancea)
- ajunge, din acest motiv, la suprafata solului intotdeauna dupa unda p
- este resimtita la suprafata sub forma unei miscari de forfecare, de balans in plan orizontal
- este periculoasa, deoarece transporta aproximativ 80% din energia totala a cutremurului
- determina distrugeri proportionale cu magnitudinea cutremurului si cu durata de oscilatie
- cladirile cad datorita intrarii in rezonanta a frecventei proprii de oscilatie a structurii cladirii cu frecventa undei incidente, in acest caz efectul distructiv fiind puternic amplificat

Severitatea unui cutremur poate fi exprimata in mai multe feluri, atat prin intermediul magnitudinilor cat si prin cel al intensitatilor. Cu toate ca acesti doi parametri sunt foarte diferiti, ei sunt de foarte multe ori confundati.

Magnitudinea unui cutremur, exprimata de obicei pe scara Richter, este o masura a tariei cutremurului sau a energiei eliberate din focar sub forma de unde seismice. Este o marime specifica unui cutremur, si se determina instrumental folosind amplitudinea maxima si frecventa oscilatiilor, masurata pe seismogramele inregistrate.
Intensitatea, exprimata de obicei pe scara Mercalli modificata , este o masura subiectiva care descrie cat de puternic a fost simtit un soc intr-un loc dat. Ea se bazeaza pe efectele observate ale miscarilor produse de un cutremur asupra oamenilor, cladirilor, terenului etc.

Scara Richter de magnitudini, numita astfel dupa Dr. Charles F. Richter de la California Institute of Technology este cea mai cunoscuta scara de masura a magnitudinilor. Richter a inventat aceasta scara in 1935 ca instrument matematic pentru compararea marimilor cutremurelor. Scara este logaritmica, astfel incat o inregistrare de gradul 7 (de exemplu) indica o miscare a solului de 10 ori mai mare decat cea corespunzatoare unui cutremur de grad 6, respectiv o energie de circa 30 de ori mai mare. Cutremurele de magnitudine mai mica decat 2 sunt numite microcutremure, nu sunt simtite de oameni si sunt inregistrate doar de seismografele locale. Cutremurele cu magnitudinea mai mare sau egala cu 4,5 sunt destul de puternice pentru a putea fi inregistrate de seismografele sensibile de pe intregul glob, fiind simtite de oameni de cele mai multe ori. Cutremurele cu magnitudinea mai mare de 6 sunt considerate cutremure mari, iar cele mai mari de 8 grade, majore. Cu toate ca scara Richter nu are, teoretic, limita superioara, exista totusi o limita si anume aceea a celui mai mare cutremur produs pana in prezent: 8,8.

Scara intensitatilor; Mercalli modificata
Efectele unui cutremur la suprafata Pamantului sunt reprezentate numeric prin termenul numit intensitate seismica. Cu toate ca de-a lungul ultimelor secole s-au realizat numeroase scari de intensitati pentru evaluarea efectelor cutremurelor, cea mai folosita este Scara Mercalli modificata (in Statele Unite ale Americii) si o varianta adaptata a acesteia corespunzatoare tipurilor de cladiri specifice in Europa: Scara Europeana a intensitatilor macroseismice. Prima scara mentionata mai sus este rezultatul scarii realizate de Mercalli in 1902 si al modificarilor efectuate ulterior de alti seismologi. Aceasta scara cuprinde 12 niveluri crescatoare de intensitati, de la miscari imperceptibile la distrugeri catastrofice si este reprezentata de obicei prin cifre romane. Scara intensitatilor nu are o baza matematica, fiind aranjata arbitrar doar pe baza efectelor observate. Evaluarea intensitatii unui cutremur poate fi facuta doar dupa rapoartele martorilor oculari si dupa studierea si interpretarea rezultatelor cercetarilor din teren. Scara de intensitati este mai folositoare persoanelor care nu lucreaza in domeniu decat scara de magnitudini, deoarece intensitatea se refera la efectele reale de la suprafata locului de interes.

Semne care prevestesc cutremurele

Dezastrele naturale sunt dificil de prezis si pana in ziua de azi multi oameni de stiinta continua sa caute masuri care pot prezice producerea acestora. Desi nu exista semne evidente care prevestesc cand s-ar putea petrece un cutremur major, urmatoarele indicii au fost observate din timp in timp.

Primul semn: comportamentul neobisnuit al animalelor

Animalele cum sunt serpii, sobolanii, cainii etc au manifestat un comportament diferit, inaintea unui cutremur masiv. De-a lungul istoriei au aparat multe marturii ale acestui gen de anticipare a unei catastrofe. Multi cred ca animalele pot simti vibratiile pamantulului inaintea oamenilor. Altii cred, de asemenea, ca animalele pot detecta gazele eliberate de pamant sau sarcinile electrice din aer inaintea unui mare seism. Cu toate acestea, continua sa ramana un mister la ce reactioneaza animalele mai exact, iar acesta este un subiect de studiu pentru numerosi cercetatori.

Al doilea semn: cutremurele mici dinaintea unuia mai mare

Multe cutremure mari sunt adesea precedate de zguduieli mai mici. Desi aceste miscari insesizabile nu insemna mare lucru, pot duce la seisme devastatoare, asadar le pot prezice. Oamenii sunt astfel sfatuiti sa se pregateasca pentru ca la un moment dat, un cutremur mai mare ii poate lovi.

Al treilea semn: folosirea seismografelor stiintifice

Seismografele sunt instrumente care inregistreaza miscarea pamantului in timpul unui cutremur. Aceste sisteme sunt instalate subteran si sunt conectate la alte sisteme din intreaga lume, ca parte a unei retele seismografice. Aceste instrumente inregistreaza miscarea pamantului pe un grafic si oamenii de stiinta pot folosi datele pentru a prezice cand si cat de mare va fi urmatorul cutremur.

Al patrulea semn: prezicerile celor „sensibili"

Multi oameni, asa numitii „sensibili" au anumite simptome clare inaintea producerii unui seism. Acestea includ atacuri de migrena, tiuit in urechi sau sunete ascutite. Aceste simptome dispar dupa ce trece cutremurul. Desi s-au manifestat la unele persoane, este dificil de prezis epicentrul sau data si ora exacta a cutremurelor. Multi „sensibili" incearca sa-si coordoneze simptomele pentru a anticipa dezastrul.

Al cincilea semn: eruptia unui vulcan

Activitate vulcanica dintr-o regiune poate pune, de asemenea, presiuni pe placile tectonice care se afla la baza unui vulcan, ceea ce poate duce la producerea unui cutremur. Putini experti cred ca, daca este mai usor sa prezica eruptiile vulcanilor decat producerea cutremurelor, datele obtinute de la primele ar putea ajuta la strangerea de informatii pentru cele din urma.

Cutremurele sunt dezastre naturale si sunt dificil de prevazut. In timp ce multi oameni de stiinta continue eforturile de a putea prezice cand si unde se va produce urmatorul seism, iar interpretarile datelor nu sunt intotdeauna corecte, anticiparile sunt mai degraba presupuneri. Prin urmare, este in interesul tuturor sa fie pregatiti pentru astfel de dezastre. Cu toate acestea, prin continuarea eforturilor, intr-o zi acest lucru va fi posibil cu siguranta. Si atunci, multe vieti vor fi salvate de efectele oribile ale acestor dezastre.