Geológia
Forrás a földrengések okaira és gyakori helyeire
Ebben a részben megtudhatod, hogy mi okozza a földrengéseket és miért. Megismerheted a gyakori földrengések helyszíneit is.
Mit fogsz megtanulni
- A földrengések és jellemzőik leírása
- A földrengések okainak azonosítása
- A földrengések gyakori előfordulási helyeinek azonosítása
A földrengések természete
Seizmológia
A szeizmológia a szeizmikus hullámok tanulmányozása. A szeizmológia egyben a földrengések tanulmányozása is, elsősorban az általuk keltett hullámokon keresztül. A szeizmikus hullámok mérésével és elemzésével a szeizmológusok olyan információkat tudnak levezetni, mint például:
- A földrengés epicentruma
- A földrengés fókuszának mélysége
- A földrengés nagysága (ereje)
- A földrengést kiváltó törésmozgás típusa
- Az, hogy egy óceán alatti földrengés valószínűleg cunamit (óriási óceáni hullámok összessége)
A földrengésekre és törésekre vonatkozó információk mellett, a szeizmológia ismereteket nyújt a föld rétegeiről. A földkéregről, litoszféráról, asztenoszféráról, köpenyről és magról alkotott ismereteink nagy része a szeizmológiából származik. Lásd a Föld belseje Alapok oldalát.
A szeizmológia emellett információt ad a Föld bármely pontján zajló föld alatti nukleáris kísérletekről, lehetővé teszi a földkéregben található lehetséges olajtartalékok felkutatását, és segít megjósolni, mikor készül kitörni egy vulkán.
A szeizmográfok és a szeizmométerek a szeizmikus hullámok mérésére használt műszerek. A hagyományos analóg szeizmográf egy nehéz súlyba ágyazott tollat (stylus) használ, amely rugókra van felfüggesztve. Amikor egy földrengés során a föld mozog, a toll alatt gördülő papírlap a földdel együtt mozog, de a toll a rugókra felfüggesztett súlyával mozdulatlan marad, és vonalakat rajzol a papírlapra, amelyek a föld szeizmikus mozgását mutatják. Az alábbi USGS-fotó a kaliforniai Columbiában található szeizmográf szeizmogramját mutatja, amely az 1989-es Loma Prieta földrengést rögzítette.
A modern technológiával a tollakkal és guruló papírlapokkal ellátott szeizmográfokat felváltják az elektronikus érzékelőkkel és számítógépes képernyőkkel ellátott szeizmométerek. A szeizmográfok és a szeizmométerek egyaránt szeizmogramot készítenek, amely a szeizmikus hullámok grafikus felvétele, amelyet papíron vagy számítógépes monitoron lehet megtekinteni.
A földrengések okai
A következő videó a földrengések okát magyarázza el.
A rugalmas visszahatás elméletének áttekintése
A földrengés során azt a kezdeti pontot, ahol a kőzetek a kéregben megrepednek, fókusznak nevezzük. Az epicentrum az a pont a szárazföld felszínén, amely közvetlenül a fókusz felett van. A földrengések mintegy 75%-ában a fókusz a földkéreg felső 10-15 kilométeres magasságában van. A sekély földrengések okozzák a legtöbb kárt, mivel a középpont az emberek lakóhelyének közelében van. A tudósok és a média azonban a földrengés epicentrumáról számol be (1. ábra).
1. ábra. A kéreg függőleges keresztmetszetén két jellegzetesség van jelölve – a fókusz és az epicentrum, amely közvetlenül a fókusz felett található.
Nézze meg ezt a rugalmas visszapattanás elméletét összefoglaló animációt.
2. ábra. Töréstípusok
Tektonikus földrengések bárhol előfordulnak a földben, ahol elegendő tárolt rugalmas alakváltozási energia van ahhoz, hogy a töréssík mentén a törés terjedése meginduljon. Egy törés oldalai csak akkor haladnak el egymás mellett simán és aizmikusan, ha a törésfelület mentén nincsenek a súrlódási ellenállást növelő egyenetlenségek vagy egyenetlenségek. A legtöbb törésfelületnek vannak ilyen egyenetlenségei, és ez egyfajta ragadós-csúszós viselkedéshez vezet. Miután a törés rögzült, a lemezek közötti folyamatos relatív mozgás növekvő feszültséghez és ezáltal a törésfelület körüli térfogatban tárolt alakváltozási energiához vezet. Ez addig folytatódik, amíg a feszültség eléggé meg nem nő ahhoz, hogy áttörje az aszperitást, hirtelen lehetővé téve a hiba elzáródott részén való csúszást, felszabadítva a tárolt energiát.
Ez az energia a kisugárzott rugalmas alakváltozás szeizmikus hullámok, a hibafelület súrlódásos felmelegedése és a kőzet repedése kombinációjaként szabadul fel, így okozva földrengést. A feszültség és a feszültség fokozatos felhalmozódásának ezt a folyamatát, amelyet időnként hirtelen bekövetkező földrengés okozta törésszakadás szakít meg, a rugalmas-visszatérés elméletének nevezik. Becslések szerint a földrengés teljes energiájának legfeljebb 10 százaléka sugárzik ki szeizmikus energiaként. A földrengés energiájának nagy része a földrengés okozta törésnövekedést táplálja, vagy a súrlódás által termelt hővé alakul át. Ezért a földrengések csökkentik a Föld rendelkezésre álló rugalmas potenciális energiáját és emelik a hőmérsékletét, bár ezek a változások elhanyagolhatóak a Föld mélyebb belsejéből kiáramló hővezető és konvektív hőáramláshoz képest.
Földrengéses töréstípusok
A töréseknek három fő típusa van, amelyek mindegyike okozhat lemezközi földrengést: normál, fordított (toló-) és sztrájkcsúszásos. A normál és a fordított törések a dip-slip példái, ahol a törés mentén az elmozdulás a meredekség irányában történik, és a rajtuk történő mozgás függőleges komponenssel jár. A normál törések főként olyan területeken fordulnak elő, ahol a kéreg megnyúlik, például egy divergens határon. A fordított törések olyan területeken fordulnak elő, ahol a kéreg megrövidül, például egy konvergens határon. A sztrájk-csúszásos törések olyan meredek szerkezetek, ahol a törés két oldala vízszintesen csúszik egymás mellett; a transzformációs határok a sztrájk-csúszásos törések egy sajátos típusa. Sok földrengést olyan töréseken történő mozgás okoz, amelyeknek mind dip-slip, mind strike-slip összetevői vannak; ez az úgynevezett ferde csúszás.
A fordított törések, különösen a konvergens lemezhatárok mentén húzódó törések a legerősebb földrengésekkel, a megatöréses földrengésekkel, köztük szinte az összes 8-as vagy annál nagyobb erősségű földrengéssel kapcsolatosak. A sztrájk-csúszásos törések, különösen a kontinentális transzformációk, nagyjából 8-as erősségű földrengéseket okozhatnak. A normál törésekhez kapcsolódó földrengések általában 7-es erősségnél kisebbek. A magnitúdó minden egyes egységnyi növekedésével nagyjából harmincszorosára nő a felszabaduló energia. Például egy 6,0 erősségű földrengés körülbelül 30-szor több energiát szabadít fel, mint egy 5,0 erősségű földrengés, és egy 7,0 erősségű földrengés 900-szor (30 × 30) több energiát szabadít fel, mint egy 5,0 erősségű földrengés. Egy 8,6-os erősségű földrengés ugyanannyi energiát szabadít fel, mint 10 000 atombomba, például a II. világháborúban használtak.
3. ábra. Légi felvétel a San Andreas-törésről a Carrizo-síkságon, Los Angelestől északnyugatra
Ez azért van így, mert a földrengésben felszabaduló energia és így a földrengés nagysága arányos a törés felszakadó területével és a feszültségcsökkenéssel. Ezért minél hosszabb és minél szélesebb a törött terület, annál nagyobb a keletkező nagyságrend. A földkéreg legfelső, rideg része és a forró köpenybe leereszkedő tektonikus lemezek hűvös lemezei bolygónk egyetlen olyan részei, amelyek képesek rugalmas energiát tárolni és törésszakadásokban felszabadítani. A körülbelül 300 Celsius-foknál melegebb kőzetek a feszültség hatására áramlanak; ezek nem törnek fel földrengésekben. A törések és a feltérképezett törések (amelyek egyetlen törés során törhetnek el) legnagyobb megfigyelt hossza körülbelül 1000 km. Példaként említhetők az 1960-as chilei, az 1957-es alaszkai és a 2004-es szumátrai földrengések, amelyek mind szubdukciós zónákban történtek. A lecsúszó töréseken, mint a San Andreas-törés (1857, 1906), a törökországi észak-anatóliai törés (1939) és az alaszkai Denali-törés (2002), a leghosszabb földrengésszakadások körülbelül fele-harmada olyan hosszúak, mint a szubdukciós lemezperemek mentén, a normál törések mentén pedig még rövidebbek.
A legfontosabb paraméter, amely egy törésen a maximális földrengésnagyságot irányítja, azonban nem a maximálisan elérhető hossz, hanem az elérhető szélesség, mert ez utóbbi 20-szorosára változik. A konvergáló lemezperemek mentén a töréssík dőlésszöge nagyon sekély, jellemzően 10 fok körüli. Így a sík szélessége a Föld felső törékeny kérgén belül 50-100 km is lehet (Japán, 2011; Alaszka, 1964), ami a legerősebb földrengéseket teszi lehetővé.
A sziklacsúszásos törések általában közel függőlegesen tájolódnak, ami a törékeny kérgen belül megközelítőleg 10 km-es szélességet eredményez, így 8-nál sokkal nagyobb erősségű földrengések nem lehetségesek. Sok normál törés mentén a maximális nagyságok még korlátozottabbak, mivel sok közülük terjedési központok mentén helyezkedik el, mint például Izlandon, ahol a rideg réteg vastagsága csak kb. 6 km.
Ezeken kívül a három töréstípusban létezik egy feszültségszint-hierarchia. A tolótöréseket a legmagasabb, a sztrájkcsúszást a középső, a normál töréseket pedig a legalacsonyabb feszültségszintek hozzák létre. Ez könnyen megérthető, ha figyelembe vesszük a legnagyobb főfeszültség irányát, vagyis annak az erőnek az irányát, amely a törés során “tolja” a kőzettömeget. Normál törések esetén a kőzettömeget függőleges irányban nyomják lefelé, így a nyomóerő (legnagyobb főfeszültség) egyenlő magának a kőzettömegnek a súlyával. Nyomófeszültség esetén a kőzettömeg a legkisebb főfeszültség irányába, azaz felfelé “menekül”, felemelve a kőzettömeget, így a túlnyomó erő a legkisebb főfeszültséggel egyenlő. A sztrájk-csúszásos törés a fent leírt másik két típus között helyezkedik el. A három törési környezet feszültségszabályozásának ez a különbsége hozzájárulhat a törés során fellépő feszültségcsökkenés különbségeihez, ami a törés méretétől függetlenül hozzájárul a kisugárzott energia különbségeihez.
Földrengések a lemezhatároktól távol
Ahol a kontinentális litoszférán belül lemezhatárok fordulnak elő, a deformáció sokkal nagyobb területre terjed ki, mint maga a lemezhatár. A San Andreas-törés kontinentális transzformációja esetében sok földrengés a lemezhatártól távol történik, és a törésnyom nagyobb szabálytalanságai által okozott szélesebb deformációs zónában kialakult feszültségekhez kapcsolódik (pl. a “Nagy kanyar” régió). A Northridge-i földrengés egy ilyen zónán belüli vak tolófeszültségen belüli mozgáshoz kapcsolódott. Egy másik példa az arab és az eurázsiai lemezek közötti erősen ferde konvergens lemezhatár, ahol az a Zagrosz-hegység északnyugati részén halad keresztül. Az ehhez a lemezhatárhoz kapcsolódó deformáció a lemezhatárra merőlegesen egy széles délnyugati zónában csaknem tiszta toló-csúszó mozgásokra, valamint a tényleges lemezhatárhoz közeli Main Recent törés mentén zajló csaknem tiszta sztrájk-csúszó mozgásokra oszlik. Ezt mutatják a földrengések fókuszmechanizmusai.
Minden tektonikus lemeznek vannak belső feszültségmezői, amelyeket a szomszédos lemezekkel való kölcsönhatásuk és az üledékes terhelés vagy tehermentesítés (pl. deglaciáció) okoz. Ezek a feszültségek elegendőek lehetnek ahhoz, hogy a meglévő töréssíkok mentén tönkremenetelt okozzanak, ami lemezen belüli földrengésekhez vezet.
Mélyfókuszú és mélyfókuszú földrengések
4. ábra. Összeomlott Gran Hotel épület San Salvador metropoliszban, az 1986-os sekély San Salvador-i földrengés után.
A tektonikus földrengések többsége a tűzgyűrűn keletkezik, több tíz kilométert meg nem haladó mélységben. A 70 km-nél kisebb mélységben bekövetkező földrengéseket sekély fókuszú földrengéseknek, míg a 70 és 300 km közötti fókuszmélységűeket általában középfókuszú vagy közepes mélységű földrengéseknek nevezik. A szubdukciós zónákban, ahol az idősebb és hidegebb óceáni kéreg egy másik tektonikus lemez alá süllyed, a mélyfókuszú földrengések sokkal nagyobb mélységben (300 és 700 km között) is előfordulhatnak.
A szubdukció ezen szeizmikusan aktív területeit Wadati-Benioff-zónáknak nevezik. A mélyfókuszú földrengések olyan mélységben következnek be, ahol a magas hőmérséklet és nyomás miatt a szubdukált litoszféra már nem lehet törékeny. A mélyfókuszú földrengések keletkezésének egyik lehetséges mechanizmusa a spinel szerkezetűvé váló fázisátalakuláson áteső olivin okozta törések.
Földrengések és vulkáni tevékenység
A földrengések gyakran fordulnak elő vulkanikus régiókban, és ott mind a tektonikus törések, mind a vulkánokban lévő magma mozgása okozza őket. Az ilyen földrengések a vulkánkitörések korai előrejelzésére szolgálhatnak, mint például a Mount St. Helens 1980-as kitörésekor. A földrengésrajok a vulkánokban áramló magma helyét is jelezhetik. Ezeket a rajokat szeizmométerek és billenésmérők (a talaj lejtését mérő eszköz) rögzíthetik, és érzékelőként használhatók a közelgő vagy közelgő kitörések előrejelzésére.
Ruptúra dinamika
A tektonikus földrengés a törésfelszín egy pontján bekövetkező kezdeti töréssel kezdődik, ezt a folyamatot nevezik nukleációnak. A nukleációs zóna nagyságrendje bizonytalan, egyes bizonyítékok, például a legkisebb földrengések törésméretei arra utalnak, hogy 100 m-nél kisebb, míg más bizonyítékok, például egyes földrengések alacsony frekvenciájú spektrumai által kimutatott lassú komponens, arra utalnak, hogy nagyobb. Azt a lehetőséget, hogy a magképződés valamilyen előkészítő folyamatot foglal magában, alátámasztja az a megfigyelés, hogy a földrengések mintegy 40%-át előrengések előzik meg. Miután a törés megindult, elkezd terjedni a törésfelszín mentén. Ennek a folyamatnak a mechanikája kevéssé ismert, részben azért, mert a nagy csúszási sebességeket nehéz laboratóriumban rekonstruálni. Az erős talajmozgások hatásai is nagyon megnehezítik az információk rögzítését a nukleációs zóna közelében.
A törés terjedését általában törésmechanikai megközelítéssel modellezik, amely a törést egy terjedő vegyes módusú nyírási repedéshez hasonlítja. A törési sebesség a törési energia függvénye a repedés csúcsa körüli térfogatban, és a törési energia csökkenésével nő. A repedés terjedési sebessége nagyságrendekkel gyorsabb, mint a törésen keresztüli elmozdulás sebessége. A földrengésszakadások jellemzően az S-hullám sebességének 70-90%-a közötti sebességgel terjednek, és ez független a földrengés méretétől. Úgy tűnik, hogy a földrengésszakadások egy kis részhalmaza az S-hullám sebességénél nagyobb sebességgel terjedt. Ezek a szupernyíró földrengések mindegyike nagy sztrájkcsúszásos események során volt megfigyelhető. A 2001-es Kunlun földrengés által okozott szokatlanul széles kozeizmikus károsodási zónát az ilyen földrengések során kialakuló hangrobbanás hatásának tulajdonították. Egyes földrengésszakadások szokatlanul alacsony sebességgel haladnak, és lassú földrengéseknek nevezik őket. A lassú földrengések különösen veszélyes formája a cunami földrengés, amely ott figyelhető meg, ahol az egyes nagy földrengések lassú terjedési sebessége miatt viszonylag alacsony érzett intenzitás nem riasztja a szomszédos partvidék lakosságát, mint az 1896-os Sanriku földrengés esetében.
Földrengéscsoportok
A legtöbb földrengés egy sorozat részét képezi, amely hely és idő szerint kapcsolódik egymáshoz. A legtöbb földrengéscsoport kis rengésekből áll, amelyek alig okoznak károkat, de van egy elmélet, amely szerint a földrengések szabályos mintázatban ismétlődhetnek.
Az utórengések
Az utórengés olyan földrengés, amely egy korábbi földrengés, a főrengés után következik be. Az utórengés a főrengéssel azonos régióban történik, de mindig kisebb erősségű. Ha egy utórengés nagyobb, mint a főrengés, akkor az utórengést főrengésnek, az eredeti főrengést pedig előrengésnek nevezik át. Az utórengések akkor keletkeznek, amikor az elmozdult töréssík körüli kéreg alkalmazkodik a főrengés hatásaihoz.
Földrengésrajok
A földrengésrajok egy adott területen rövid időn belül bekövetkező földrengések sorozata. Abban különböznek az utórengések sorozata által követett földrengésektől, hogy a sorozatban egyetlen földrengés sem nyilvánvalóan a fő rengés, ezért egyiknek sincs észrevehetően nagyobb erőssége, mint a másiknak. A földrengésrajra példa a Yellowstone Nemzeti Parkban 2004-ben bekövetkezett aktivitás. 2012 augusztusában földrengésraj rázta meg a dél-kaliforniai Imperial-völgyet, amely az 1970-es évek óta a legnagyobb feljegyzett aktivitást mutatta a térségben.
Néha földrengések sorozata következik be az úgynevezett földrengésviharban, amikor a földrengések csoportosan csapódnak be egy törésbe, és mindegyiküket az előző földrengések rengése vagy a feszültség újraelosztása váltja ki. Az utórengésekhez hasonlóan, de a törés szomszédos szakaszain, ezek a viharok évek alatt következnek be, és a későbbi földrengések némelyike ugyanolyan káros, mint a koraiak. Ilyen mintázatot figyeltek meg a törökországi észak-anatóliai törésen a 20. században bekövetkezett mintegy tucatnyi földrengés sorozatában, és a Közel-Keleten régebbi nagy földrengések rendellenes csoportjaira is következtettek.
A földrengések gyakori helyszínei
Földrengések és lemezhatárok
A legtöbb, de nem minden földrengés a lemezhatárokon vagy azok közelében történik. Azokon a helyeken, ahol két lemez egymáshoz képest eltér, átalakul vagy konvergál, nagy mennyiségű feszültség koncentrálódik, és nagy mennyiségű alakváltozás – nagyrészt a föld törése formájában – zajlik.
Az eltérő lemezhatárokon a feszültség a domináns feszültség. A normál törések és a hasadékvölgyek, mint a földrengésekkel kapcsolatos domináns struktúrák a divergens lemezhatárokon. A divergens lemezhatárokon a földrengések általában viszonylag sekélyek, és bár károsak lehetnek, a divergens lemezhatárokon a legerősebb földrengések közel sem olyan erősek, mint a konvergens lemezhatárokon a legerősebb földrengések.
A transzformációs lemezhatárok olyan zónák, ahol a vízszintes nyírás dominál, a legjellemzőbb töréstípus a csuszamlásos törés. A legtöbb transzformációs lemezhatár viszonylag vékony óceáni kérget vág át, amely az óceánfenék szerkezetének része, és viszonylag sekély, csak ritkán nagy erejű földrengéseket okoz. Ahol azonban a transzformációs lemezhatárok és a sztrájkcsúszásos törések a szigetek vastagabb kérgén vagy a kontinensek még vastagabb kérgén vágnak keresztül, ott nagyobb feszültségnek kell kialakulnia ahhoz, hogy a vastagabb kőzettömegek felszakadjanak, és így a földrengések erőssége nagyobb lehet, mint a vékony óceáni kéregre korlátozódó transzformációs lemezhatárzónákban. Ez olyan helyeken nyilvánvaló, mint például a kaliforniai San Andreas törésvonal, ahol egy transzformációs törés vágja át a kontinentális kérget, és az ottani földrengések erőssége néha meghaladja a 7,0-t.
A konvergens lemezhatárokon a kompresszió dominál. A konvergens lemezhatárokon található főbb törések általában fordított vagy tolótörések, beleértve egy fő tolótörést a két lemez közötti határon, és általában több nagyobb tolótörést, amelyek nagyjából párhuzamosan futnak a lemezhatárral. Az eddig mért legerősebb földrengések szubdukciós földrengések, akár 9,0-nál nagyobb erősségűek is lehetnek. A világ összes szubdukciós zónájában fennáll a szubdukciós földrengések veszélye, amelyek erőssége szélsőséges esetben eléri vagy meghaladja a 9,0-es erősséget, és valószínűleg szökőárat okozhatnak. Ide tartozik a Cascadia szubdukciós zóna Észak-Kaliforniában és a part menti Oregonban és Washingtonban, az Aleut-szigetek szubdukciós zónája Alaszka déli részén, a Kamcsatkai szubdukciós zóna a csendes-óceáni Oroszországban, az Acapulco szubdukciós zóna Mexikó déli részén, a közép-amerikai szubdukciós zóna, az Andok szubdukciós zónája, a nyugat-indiai vagy karibi szubdukciós zóna, valamint Indonézia, Japán, a Fülöp-szigetek és számos további szubdukciós zóna a Csendes-óceán nyugati és délnyugati részén.
Platten belüli földrengések
Néhány földrengés a lemezhatároktól távol történik. Földrengések bárhol előfordulhatnak, ahol a földkéregben elegendő feszültség van ahhoz, hogy a kőzeteket törésre késztesse.
Hawaii például több ezer kilométerre van bármelyik lemezhatártól, de a szigeteket alkotó vulkánok olyan gyorsan halmozódtak fel, hogy még mindig gravitációs stabilizáción mennek keresztül. A hawaii szigetek egyes részei időnként normál törések mentén beomlanak, ami lemezen belüli földrengéseket okoz. A legtöbb földrengés Hawaii nagy szigetén történik, amely a legfiatalabb, legújabban épült vulkánokból áll. A geológiai feljegyzések azt mutatják, hogy a régebbi szigetek egyes részei az elmúlt néhány millió évben jelentős összeomlásokon mentek keresztül, és a szigetek egyes részei sekély normál töréseken nyugvó földcsuszamlásokban csúsztak le a tengerfenékre.
Egy másik példa az Egyesült Államok nyugati részén található Basin and Range régió, beleértve Nevadát és Utah keleti részét, ahol a kéreg feszültségnek van kitéve. A földrengések ott normál töréseken következnek be, a nyugati parton lévő lemezhatároktól messze a szárazföld belsejében. A Basin and Range tartomány kérgének feszültsége részben egy óceánközépi gerincrendszernek tudható be, amely Kalifornia alá süllyedt, és most a Basin and Range alatt helyezkedik el, ami feszültséget okoz a litoszférában.
A Yellowstone Nemzeti Park körüli régióban is előfordulnak alkalmanként nagy földrengések normál töréseken. Az ottani földrengések oka az lehet, hogy a Yellowstone forró pontja a forró pont központja körüli széles zónában a litoszféra eltérő hőtágulását okozza.
Az elmúlt két évszázadban több keleti parti városban, köztük Bostonban, New Yorkban és a dél-karolinai Charlestonban is pusztító földrengések történtek. Az e városok alatt húzódó törések a Pangea hasadására és az Atlanti-óceán mintegy 200 millió évvel ezelőtt kezdődő megnyílására vezethetők vissza.
A Mississippi folyó mentén, Missouri állam délkeleti részén és Tennessee állam nyugati részén fekvő New Madrid város környékén 1811-1812-ben nagy földrengések történtek. Kisebb vagy közepes erejű földrengések továbbra is előfordulnak ott, aktívan fenntartva annak lehetőségét, hogy a jövőben ismét károkat okozó földrengések következzenek be. Az e terület alatt húzódó törésrendszer a távoli földtörténeti múlt kontinentális ütközések és kontinentális hasadékok idejéből származhat, és a New Madrid környéki kéregben a közelmúltban keletkezett feszültségek a Mississippi folyó deltavidékének hatalmas üledékfelhalmozódásából eredhetnek, amely ettől a területtől délre húzódik.
Földrengések és vulkánok
A földrengések és a vulkánok közötti kapcsolatok nem mindig nyilvánvalóak. Amikor azonban a magma felfelé mozog egy vulkán alatt, és amikor egy vulkán kitör, az földrengéseket okoz. A vulkáni földrengések különböznek a gyakrabban előforduló földrengések típusától, amelyek a törések mentén történő rugalmas visszapattanás révén jönnek létre.
A szeizmológusok a vulkánok alól érkező földrengések mintázatai és jelei alapján meg tudják jósolni, hogy a vulkán hamarosan kitör, és a szeizmikus hullámok segítségével akkor is észrevehetik, hogy egy vulkán kitörés alatt áll, ha a vulkán távoli helyen van, sötétben vagy viharfelhőkben rejtőzik.
A vulkánkitörések és általában a vulkánok általában törések mentén vagy több törés metszéspontjában helyezkednek el. A kéregben már meglévő nagyobb törések természetes utak lehetnek a felszálló magma becsatornázására. A nagyobb vulkáni építményeknél azonban a sekélyebb törések a vulkán fejlődésének termékei. A kéregben a magma felhajtóerejének felfelé irányuló nyomása, a vulkáni zónákban a törések növekedése és a vulkánok kiengedése között visszacsatolási hatások vannak, amelyek még nem teljesen tisztázottak.
Amint e fejezet elején megjegyeztük, nem egészen minden földrengés a szilárd kőzettömbök törések mentén történő elcsúszása miatt következik be. Amikor egy vulkán erőteljes piroklasztikus kitörésen megy keresztül – más szóval, amikor egy vulkán felrobban -, akkor a föld megremeg. A robbanásszerű vulkánkitörés okozta földrengések más szeizmikus jelet adnak, mint a törések mentén történő elcsúszás okozta földrengések.
A másik példa azokra a földrengésekre, amelyeket legalább részben a magma mozgása okoz, nem pedig a teljesen szilárd kőzet törések mentén történő elcsúszása, a földrengések, amelyeket a magma felfelé irányuló mozgása vált ki egy vulkán alatt, vagy a kéreg magasabb szintjeire, függetlenül attól, hogy van-e vulkán a tetején vagy sem. A magma ilyen felfelé irányuló mozgását a kéregben néha magmainjekciónak nevezik. A szeizmológusok még mindig kutatják a magma kéregben történő mozgása és az ezzel kapcsolatos, a magma nyomása és mozgása által okozott törések mentén történő elcsúszás közötti kölcsönhatásokat.
A Tűzgyűrű
A Tűzgyűrű egy olyan terület, ahol nagyszámú földrengés és vulkánkitörés történik a Csendes-óceán medencéjében. A 40 000 km (25 000 mérföld) patkó alakú területhez óceáni árkok, vulkáni ívek és vulkáni övek és/vagy lemezmozgások szinte folyamatos sorozata kapcsolódik. 452 vulkánja van, és a világ aktív és szunnyadó vulkánjainak több mint 75%-a itt található. Néha a Csendes-óceán körüli övnek is nevezik.
5. ábra. A csendes-óceáni tűzgyűrű
A világ földrengéseinek mintegy 90%-a és a világ legnagyobb földrengéseinek 81%-a a tűzgyűrű mentén történik. A következő szeizmikusan legaktívabb régió (a földrengések 5-6%-a és a világ legnagyobb földrengéseinek 17%-a) az Alpidea-öv, amely Jávától Szumátráig, a Himaláján, a Földközi-tengeren és az Atlanti-óceánon át húzódik. A Közép-atlanti gerinc a harmadik legjelentősebb földrengés-öv.
A Tűzgyűrű a lemeztektonika és a litoszférikus lemezek mozgásának és ütközésének közvetlen eredménye. A gyűrű keleti szakasza a Nazca-lemez és a Cocos-lemez süllyedésének eredménye a nyugat felé mozgó Dél-amerikai-lemez alá. A Kókusz-lemez a Karib-tengeri lemez alá süllyed Közép-Amerikában. A Csendes-óceáni lemez egy része és a kis Juan de Fuca-lemez az Észak-Amerikai lemez alá süllyed. Az északi rész mentén az északnyugat felé mozgó csendes-óceáni lemez az Aleut-szigetek íve alá süllyed. Nyugatabbra a Csendes-óceáni lemez a Kamcsatka-félsziget ívei mentén süllyed, délre Japán mellett. A déli rész összetettebb, számos kisebb tektonikus lemez ütközik a Csendes-óceáni lemezzel a Mariana-szigetek, a Fülöp-szigetek,Bougainville, Tonga és Új-Zéland felől; ez a rész kizárja Ausztráliát, mivel az a tektonikus lemez közepén fekszik. Indonézia az Új-Guineával szomszédos és azt is magában foglaló északkeleti szigetek mentén húzódó Tűzgyűrű és a Szumátrától, Jávától, Balitól, Florestől és Timortól délre és nyugatra húzódó Alpide-öv között fekszik. A híres és nagyon aktív San Andreas törésvonal Kaliforniában egy transzformációs törés, amely a Csendes-óceán keleti emelkedésének egy részét az Egyesült Államok délnyugati része és Mexikó alatt tolja el. A törés mozgása számos kisebb földrengést generál, naponta többször is, amelyek többsége túl kicsi ahhoz, hogy érezhető legyen. A kanadai Haida Gwaii nyugati partvidékén (Brit Columbia, Kanada) található aktív Queen Charlotte törés három nagy földrengést okozott a 20. században: 1929-ben egy 7-es erősségű, 1949-ben egy 8,1-es erősségű (Kanada legnagyobb feljegyzett földrengése) és 1970-ben egy 7,4-es erősségű.
Check Your Understanding
Válaszolj az alábbi kérdés(ek)re, hogy lásd, mennyire érted az előző fejezetben tárgyalt témákat. Ez a rövid kvíz nem számít bele az órai jegybe, és korlátlan számú alkalommal ismételheti meg.
A kvíz segítségével ellenőrizheti a megértését, és eldöntheti, hogy (1) tovább tanulmányozza-e az előző részt, vagy (2) áttérjen a következő részre.