רצף רעידות האדמה העוצמתיות (7.8, 7.5, 5.6 בסולם ריכטר) שהיכו היום, (6.2.2023) בתורכיה וסוריה, ואשר גרמו לאלפי הרוגים ופצועים בשתי המדינות, מזכיר לנו להתייחס במעט יותר צניעות לכוחנו וליכולותינו בכל הנוגע לעוצמות האדירות של הטבע. הידע המדעי הרב שהצטבר עד כה בנושא, מאפשר לנו לנתח באופן מקצועי את מפת הסיכונים מרעידות אדמה וגלי צונאמי, ולהתאים את הצרכים התכנוניים ואת ההיערכות שלנו לקראת הרעידות הבאות באופן יעיל יותר.
קרום כדור הארץ הוא מעטפת קשיחה של סלעים מוצקים עליהם מתקיימים כל החיים. הקרום אינו אחיד והוא בנוי בין 9-11 לוחות מרכזיים ועוד לוחות קטנים יותר, הצמודים אחד לשני בדומה לפיסות המרכיבות כדורגל. היבשות והימים יושבים על גבי הלוחות הטקטוניים ונעים איתם. לעיתים, על לוח אחד יכולים להיות מונחים גם יבשות וגם ימים (כמו לדוגמא על הלוח האפריקאי).
בשל התנועה המתמדת אזורים שעל הלוחות הללו יכולים להימצא בשלושה מצבים שונים:
מצב ראשון: מוביליות: מצב של תנועה.
מצב שני: סטטיות: מצב יציב. מצב בו אזור אינו נמצא בתנועה ואינו משתנה כתוצאה מתנועה. אזורים אלו נקראים מגנים. למגינים שלוחות קטנות יותר יציבות גם כן המכונות מאסיבים. בעולם ידוע על תשעה מגינים:
-
- המגן הקנדי: בצפון מזרח קנדה. כולל את גרינלנד.
- המגן הדרום אמריקאי (ברזילאי גינאי וארגנטינאי): אזור האנדים, אזור האמזונס.
- המגן הבלטי: באזור פינלנד ושוודיה. בנוי כגיאוסינקלינה.
- המגן האפריקאי: הוא היציב ביותר המכיל אוצרות טבע רבים (בעיקר יהלומים), כאשר השלוחה הצפונית בונה את המסיב הערבו נובי – חצי האי ערב. הוא שוכן משני עברי ים סוף ואחרי בין היתר לשבר הסורי אפריקאי. הוא מסיב צעיר יחסית (פחות ממילארד שנה).
- המגן ההודי: בונה את רוב תת יבשת הודו.
- המגן האוסטרלי: בחצי המערבי של יבשת אוסטרליה.
- המגן הסיבירי: הוא הגרעין היציב את אסיה, רובו מכוסה בסלעים חדשים.
- המגן האנטארקטי: מרוכז בצד המזרחי של יבשת אנטארקטיקה.
- והמגן הסיני: מרכז יבשת אסיה.
מצב שלישי: אזורים יציבים למחצה: אזורים בעלי תנועה מוגבלת.
המוביליות (התנועה) של חלק מהלוחות, זו הגורמת לאדמה לרעוד, היא תוצר לוואי של תופעה המכונה זרמי קונווקציה, הנמצאים בחלק הפנימי יותר של כדור הארץ, מתחת לקרום, המכונה מעטפת. המעטפת ממוקמת בין גלעין כדור הארץ המהווה את ה"מנוע" של הכוכב, לבין הקרום, והיא מורכבת מחומר נוזלי – צמיגי שנקרא מגמה. ככל שנעמיק פנימה אל תוך כדור הארץ, תעלה הטמפרטורה ב-3 מעלות לכל 100 מטרים. כלומר מרכז כדור הארץ חם הרבה יותר מהשוליים שלו. ההשערה היא שטמפרטורת הגלעין עומדת על אלפי מעלות, טמפרטורת המעטפת על כמה אלפי מעלות, לא עמוק כל כך מתחת לפני הקרום. זו הסיבה שסלעים מתכות ומינרלים הבונים את כדור הארץ נמצאים במצב צבירה נוזל במעטפת. כך גם כאשר הם מתפרצים החוצה אל מחוץ לקרום בהתפרצות המכונה התפרצות געשית.
הפרשי הטמפרטורה בין גלעין כדור הארץ, המעטפת והקרום גורמים לתנועה של החומר הנוזלי ממש מתחת לפני הקרום המוצק. התנועה היא תנועה סיבובית, בתוך שכבת המעטפת, בין גלעין כדור הארץ לקרום. התנועה מכונה "זרם קונווקציה" (זרם ערבול). כך הוא נוצר:
גלעין כדור הארץ הוא האזור החם ביותר. הקרום הוא האזור הקר ביותר. חומר נוזלי הנמצא במגע עם הגלעין מתחמם ומתחיל להתרחק ממנו לכיוון הקרום. ככל שהוא מתקרב לקרום הוא מתקרר עד שהוא מגיע לנקודה הקרה ביותר ממנה הוא מתחיל לשקוע בחזרה לעבר הגלעין, מתחמם שוב וחוזר חלילה. מחזור זרם אחד בו סמ"ק מגמה עובר מהגלעין אל הקרום ובחזרה אל הגלעין אורך 25 עד 200 מיליון שנים לערך.
כאשר נוזל זה נע, הוא מניע את הלוחות הצפים עליו, בכיוון תנועת הזרם. הדבר דומה לפיסת עץ הצפה על המים. כאשר הלוחות הטקטוניים נעים, הם מתחככים זה בזה, מתנגשים ונשחקים, בארבעה אזורי מפגש עיקריים:
- אזור הפחתה: זהו אזור מפגש בין שני לוחות טקטוניים הנמצאים בתנועה זה לעבר זה. כתוצאה מתנועה זו נדחק לוח אחד אל מתחת ללוח השני. אזורי מפגש אלו הם בדרך כלל בין לוחות עליהם מונחת יבשת לבין לוחות עליהם יש אוקיינוס או ים. הסיבה: ללוח ימי שעוביו צר יותר, קל להיכנס תחת לוח יבשתי. באזור הפחתה נכנס החומר הבונה את הלוחות בחזרה לפנים כדור הארץ, אל המעטפת, שם הוא הופך להיות צמיגי ורך. בשל החיכוך והלחצים הנמצאים באזור זה נמצא בו רעידות אדמה ופעילות געשית. על היבשה באזור זה נוצרים הרים גבוהים.
- אזור פתיחה / מתיחה: זהו אזור מפגש בין לוחות טקטוניים הנמצאים בתנועה נגדית, כלומר מתרחקים האחד מהשני. אזורי מפגש אלו הם בדרך כלל בין שני לוחות יבשתיים או שני לוחות ימיים. כאשר מדובר בלוחות ימיים ההתרחקות גורמת להתרחבות האוקיינוס. בנקודת החיבור בין הלוחות נוצר שבר, עמק או בור עמוק מאוד דרכו לעיתים עולה חומר מותך מהמעטפת וממלא אותו.
- אזור התנגשות: זהו אזור מפגש בין שני לוחות טקטוניים שבדומה לאזור הפחתה נמצאים בתנועה זה לעבר זה. רק כאן מדובר בשני אזורים יבשתיים בעלי גובה ועומק דומה. לכן לוח אחד לא נדחק תחת השני אלא שני הלוחות מתנגשים זה בזה בעוצמה רבה. הלחץ האדיר גורם לשני הלוחות להתכופף כלפי מעלה וכך נוצרים רכסי הרים גבוהים במיוחד כמו הרי ההימלאיה.
- אזור של תנועה אופקית: החלקה: אזור בו שני לוחות טקטונים נעים על מישור אופקי לשני כיוונים שונים או שעל גבי אותו מישור, לוח אחד נותר יציב בעוד השני נוסע וחולף על פניו, כמו במקרה של השבר הסורי אפריקאי באזור ישראל.
תנועת הלוחות היא איטית מאוד ואינה מורגשת, אך מדיי פעם, כאשר מצטברת באזורי המפגש אנרגיה רבה, היא יכולה להשתחרר באחת ולגרום לתופעות הבאות:
- רעידות אדמה: רעידות אדמה הן אירוע שנוצר מתנועת הלוחות. מוקדי הרעידות נמצאים לרוב סמוך לגבולות הלוחות, כלומר לאזורי המפגש. הלוחות הנמצאים בתנועה מתחככים זה בזה ויוצרים את הרעידות. לעיתים בעקבות התנועה הלחץ נצבר בנקודת המגע בין הלוחות אך אינו מתפרק באופן מיידי. ההתפרקות באה רק כאשר נוצר מספיק לחץ המסוגל להניע את הלוחות. מצב זה גורר רעידות חזרות במיוחד. רעש אדמה יכול להיות מורגש על פני כדה"צ ויכול לגרום להרס רב: מפולות בתים, התמוטטות סכרים, שריפות וגלי ענק בים.
המקום בו התרחשה התנועה נקרא מוקד הרעידה. תנועה זו משחררת אנרגיה שהופכת לגלים סיסמיים – שהם גלי רעד בחומר – הנעים בכדור הארץ אל פני השטח, במעגלים הולכים ומתרחבים, הולכים ונחלשים.
גלי הדף: שטח (L), גזירה (S), דחיסה (P):
- גלים ראשוניים – או גלי לחץ הגלים הראשונים המשתחררים נקראים גלי P (גלים ראשוניים). התנועה שלהם היא תנועת לחיצה אורכית כמו תנועה של קפיץ.
- גלים שניוניים – הגלים הבאים כעבור שניות נקראים גלי S (גלים שניוניים). אלה הם גלי גזירה והם נעים כמו בד שמטלטלים אותו.
- גלי שטח – אחרונים להגיע הם גלי שטח המעלים ומורידים את פני האדמה. גלים אלה הם הגורמים העיקריים למרבית הנזקים.
את הרעידות ניתן למדוד ולמפות. הזעזועים הנגרמים עוברים את כדור-הארץ בצורת גלים (כמו גלים בבריכה). הם נקראים גלים סיסמיים וניתן לעקוב אחריהם באמצעות מכשיר המכונה סיסמוגרף. הרושם את עוצמת הרעידה ואת כיוונה.
עוצמת הרעידה נמדדת באמצעות סולם מדידה המכונה "סולם ריכטר": הסולם מציב את ערך העוצמה באופן בו דרגה אחת שווה לעוצמה של הדרגה לפניה כפול 10. מדרגה 4 הרעידה מורגשת על ידי בני אדם.
רוב רעידות האדמה בעולם אינן מורגשות. עוצמתן חלשה מאוד. מדיי פעם מורגשת רעידה חזקה שאינה גורמת לנזק רב בעיקר במקומות הערוכים אליה. פעם בכמה שנים, מתרחשת רעידת אדמה בעוצמה משמעותית הגוררת אחריה הרס עצום וקורבנות רבים בנפש. לא ניתן לחזות רעידת אדמה משום שלא ברור מתי הלחץ המצטבר יתפרץ. ניתן לאתר מקומות הסובלים באופן תמידי מרעידות אדמה ולהיערך אליהן מבעוד מועד. כיום במדינות המערב ינשם תקנים מחמירים בכל הנוגע לבניית מבנים באזורים מוכי רעידות אדמה. במקומות בהם אין יישוב צפוף של בני אדם נערכים פיצוצים מבוקרים בתת הקרקע על מנת לנסות ולפרוק את הלחץ המצטבר. אבל כנראה שהשיטה הטובה ביותר היא לצפות ולהרגיש את הדופק של הטבע. מדענים מחפשים סימנים לפעילות טקטונית באמצעות תצפיות על תנועת בעלי חיים, שינוי מפלס מים או נפט ואפילו שינויים מינוריים בקרקע עצמה.
דרכי התמודדת:
- בנייה נכונה– במדינות המערב ישנם תקנים גבוהים לבניה של מבנים באזורים רגישים. כיום, נבנים מגלים שיש להם יכולת לספוג תנועות חזקות בקרקע ע"י בולמי זעזועים ומבנים העשויים מפלדה. בנוסף, אם בעבר היה נהוג להטמין באדמה צינורות גז ומים לכבות אותן כיום גז מחולק במיכלים וצוברים.
- חיזוק מבנים- ניתן לחזק מבנים ישנים ולמנוע את הקריסה שלהם בעת רעידת אדמה. בארץ יש מספר דרכים לחזק מבנים: ת.מ.א 38 (תוכנית מתאר ארצי), תוכנית המאפשרת לחיזוק מבנים ע"י חיבור בין דיירי הבניין לקבלן. בבניינים בהם אין אפשרות לחזק את המבנה או לחילופין אין כדאיות כלכלית לבנות קומות נוספות ניתן להפעיל תוכנית של פינוי- בינוי בה הורסים את הבניין ובונים במקומו מגדלים חדשים.
- הקמת מערך טיפולי- מערך טיפולי שיודע להתמודד עם התוצאות של רעידת האדמה. בארץ ישנה יחידה בפיקוד העורף העוסקת בחילוץ ניצולים מהריסות ובהענקת טיפול בבתי חולים המוקמים בשדה.
- מערכת התרעה- במקומות בעולם ניתן להקים מערכת של סיסמוגרפים היודעת לבדוק ולהתריע על רעידות אדמה קרבות. במקומות קטנים כמו בישראל קשה יותר להתריע על רעידות אדמה אבל כן ניתן למפות אזורים בעיתיים ורגישים ולהתכונן מבעוד מועד.
- צונאמי: גלי חוף עצומים בגודלם, הנוצרים עקב רעידות אדמה בקרקעית הים. הגלים עשויים לנוע מרחק רב ולגרום לנזקים גדולים. הם מגיעים לגובה של 40 מטרים ונעים במהירות גבוהה מאוד. הם אינם בהכרח מורגשים בים אך כאשר הם מגיעים לאזור החוף הם עולים במהירות על הקרקע ושוטפים כל שבדרכם. גלים אלו נוצרים כאשר תנועה מהירה ועוצמתית בקרקעית הים מכה במים ויוצרת את הגל, בדומה לסלע גדול הנופל בעוצמה אל תוך בריכה. בעת פגיעת הצונאמי בחוף הים הוא סוחף איתו כל מה שבדרכו.
- התנזלות: תופעה בה תנועת הקרקע גורמת לגרגרים ולסלעים המרכיבים אותה להסתדר מחדש, להתהדק ולצמצם את הרווחים ביניהם. הדבר דומה לגרגרי סוכר הנשפכים לתוך כוס. אם נרעיד את הכוס, גרגרי הסוכר יסתדרו מחדש ויצמצמו את הנפח שהם תופסים. כתוצאה מכך נוזלים הנמצאים בקרקע נדחקים כלפי מעלה והחוצה והופכים את הקרקע לבוצית וטובענית. גם מבנים הנמצאים על הקרקע עלולים לשקוע כלפי מטה. כך לדוגמא, בעקבות רעידת האדמה הגדולה שהתרחשה ביפן בשנת 2011, שקעו חלק מהמבנים שהוקמו לאורך חופי הים במטרה לבלום את גלי הצונאמי המכים באי, והגלים חלפו מעל המכשול והיכו במדינה באחד האסונות הגדולים שידעה.
מקור התמונה:
https://pixabay.com/photos/earthquake-rubble-collapse-disaster-1665878/
