Βασικές έννοιες Σεισμολογίας

Εδώ δίνονται ορισμοί βασικών εννοιών που χρησιμοποιούμε στη Σεισμολογία και στη Γεωφυσική και μέσα από αυτό το λεξικό γίνεται περιήγηση σε αντίστοιχες εικόνες, φωτογραφίες και θεωρίες. Η ορισμοί δίνονται με αλφαβητική σειρά. 

Το εσωτερικό της Γης

Γεωτεκτονικές ζώνες

Εγκάρσια κύματα

Επιμήκη κύματα

Ρευστοποίηση

Τύποι ρηγμάτων και η αντίστοιχη αναπαράστασή τους με beach balls 

Σεισμόγραμμα, 1889, Potsdam

Σεισμογράφος Wiechert (μηχανική λειτουργία, 1900)

Σεισμόμετρο Sprengnether (ηλεκτρομαγνητική λειτουργία, 1964) 

Σεισμόμετρο μεγάλης περιόδου (WWSSN, 1965)

Σεισμοσκόπιο Willmot SR-100 (1965)

Επιταχυνσιογράφος SMA-1 (Kinemetrics, 1970)

Χάρτης ισοσείστων

Χάρτης αισθητότητας για το σεισμό της Κω (2017, Μ6.4)

Χάρτης με τους εστιακούς μηχανισμούς των σημαντικότερων σεισμών.

Ασθενόσφαιρα (Asthenosphere). Είναι το στρώμα που βρίσκεται κάτω από την άκαμπτη λιθόσφαιρα και έχει πάχος περίπου 300Km. Χαρακτηρίζεται από χαμηλές ταχύτητες σεισμικών κυμάτων και από σημαντική απόσβεση. Θεωρείται ότι βρίσκεται σε κατάσταση μερικής τήξης.

Αντισεισμικός Κανονισμός (Earthquake Resistant Code). Το σύνολο των νόμων που δίνουν οδηγίες και καθορίζουν τις ελάχιστες απαιτήσεις για τον αντισεισμικό σχεδιασμό των τεχνικών κατασκευών (Λεπτομέρειες).

Γεωτεκτονικές ζώνες της Ελλάδος (Geotectonic zones of Greece). Όρος, που χρησιμοποιείται για τον διαχωρισμό του Ελληνικού χώρου σε ζώνες κάθε μια από τις οποίες χαρακτηρίζεται από πετρώματα και σχηματισμούς με όμοια ηλικιακά, λιθοστρωματογραφικά και τεκτονικά χαρακτηριστικά.

Εγκάρσια κύματα ή κύματα S (secondary waves). Φθάνουν δεύτερα στους σεισμολογικούς σταθμούς γιατί η ταχύτητα διάδοσης είναι μικρότερη από την αντίστοιχη ταχύτητα των επιμήκων κυμάτων. Κατά την διάδοση τους τα υλικά σημεία του πετρώματος ταλαντώνονται κάθετα προς την διεύθυνση διάδοσης του κύματος (όρη και κοιλάδες) προκαλώντας μεταβολή στο σχήμα του πετρώματος (Λεπτομέρειες) .

Ένταση ( intensity). Η αποτίμηση των συνεπειών του σεισμού πάνω σε μια δωδεκαβάθμια κλίμακα (π.χ.Mercalli-Sieberg). Η ένταση διαμορφώνεται από διάφορους παράγοντες, όπως ο εστιακός μηχανισμός, η διαδρομή διάδοσης των σεισμικών κυμάτων, τα τοπικά εδαφικά χαρακτηριστικά, ο τύπος της κατασκευής. Δεδομένου ότι προέρχεται κύρια από την περιγραφή του παρατηρητή, η υποκειμενικότητα της παρατήρησης έχει επίσης σημαντικό ρόλο.

Επικεντρική απόσταση (Epicentral Distance). Η απόσταση μεταξύ μικροσεισμικού επικέντρου και σταθμού παρατήρησης (σεισμογράφου).

Επιμήκη κύματα ή κύματα P (primary waves). Τα κύματα που αναγράφονται πρώτα από τα σεισμόμετρα. Κατά την διάδοση τους, τα υλικά σημεία των πετρωμάτων ταλαντώνονται κατά διεύθυνση παράλληλη προς την διεύθυνση διάδοσης του κύματος δημιουργώντας διαδοχικά πυκνώματα και αραιώματα. (Λεπτομέρειες).

Επιφανειακά κύματα (surface waves). Τα κύματα που δεν διαδίδονται προς όλες τις διευθύνσεις αλλά ακολουθούν ορισμένα στρώματα του επιφανειακού τμήματος της γης. Διακρίνονται σε κύματα Rayleigh και κύματα Love. Τα επιφανειακά κύματα έχουν μικρότερες ταχύτητες από τα κύματα χώρου για αυτό και καταγράφονται μετά από αυτά από τα σεισμόμετρα. Τα κύματα Rayleigh τα νιώθουμε τελευταία και πιο έντονα από όλα τα σεισμικά κύματα και είναι αυτά που προκαλούν τις περισσότερες καταστροφές στα κτίσματα. (Λεπτομέρειες)

Εστιακό βάθος (focal depth). Η απόσταση μεταξύ της εστίας και του επικέντρου.

Ζώνη καταβύθισης (subduction zone). Η περιοχή στην οποία μια ωκεάνια λιθοσφαιρική πλάκα βυθίζεται προς το εσωτερικό της Γης. Είναι περιοχή όπου εμφανίζονται σεισμοί ενδιαμέσου και μεγάλου εστικακού βάθους οι οποίοι και οριοθετούν τη λεγόμενη ζώνη Benioff.

Θαλάσσια κύματα βαρύτητας (tsunamis). Θαλάσσια κύματα μεγάλου μήκους κύματος που προκαλούνται από μετακινήσεις του ωκεάνιου πυθμένα λόγω ενός σεισμού και προξενούν μεγάλες καταστροφές όταν φθάνουν στις ακτές (Λεπτομέρειες).

Κατολίσθηση (Landslide). Μετακίνηση εδαφικών μαζών ή πετρωμάτων που λαμβάνει χώρα σε κεκλιμένες μορφολογικές επιφάνειες ή τεχνητά πρανή και οφείλεται στην επίδραση της βαρύτητας. Λόγω των σεισμικών δονήσεων μειώνεται η τριβή των επιφανειακών εδαφικών στρωμάτων τα οποία και χάνουν τη συνοχή τους.

Λιθόσφαιρα (Lithosphere). Είναι το εξωτερικό, σκληρό και άκαμπτο σφαιρικό κέλυφος της γης, πάχους περίπου 80 Km. Στο εσωτερικό της λιθόσφαιρας οι παραμορφώσεις είναι πολύ μικρές. Αποτελείται από τον φλοιό και τον ανώτερο μανδύα.

Λιθοσφαιρικές πλάκες (tectonic or lithospheric plates). Μεγάλα, σχετικά στερεά, τεμάχη της γήινης λιθόσφαιρας που κινούνται το ένα σχετικά προς το άλλο πάνω από τη γήινη ασθενόσφαιρα.

Μακροσεισμικά αποτελέσματα ονομάζονται οι επιπτώσεις των σεισμών στο έδαφος, τα νερά (υπόγεια και επιφανειακά), στις κάθε είδους κατασκευές και, εμμέσως, στους ανθρώπους και τα ζώα. Τα μακροσεισμικά αποτελέσματα καθορίζουν την ένταση του σεισμού σε ένα τόπο και περαιτέρω τους χάρτες ισοσείστων.

Μακροσεισμικό επίκεντρο (Meizoseismal region). Περιοχής της επιφάνειας της γης στην οποία τα αποτελέσματα του σεισμού (βαθμός αισθητότητας, βλάβες κλπ) είναι μέγιστα. Το μακροσεισμικό επίκεντρο ενός σεισμού δεν συμπίπτει πάντοτε με το μικροσεισμικό επίκεντρο αυτού.

Μανδύας (Mantle). Είναι το τμήμα της γης μεταξύ στερεού φλοιού και πυρήνα, από τους οποίους διαχωρίζεται από τις ασυνέχειες Mohorovicic και Gutenberg αντίστοιχα. Έχει συνολικό πάχος 2900 χιλιομέτρων και διαχωρίζεται με την ασυνέχεια Repetti στον εξωτερικό μανδύα (πάχος 900 Km) και στον εσωτερικό μανδύα (πάχος 2000 Km). Αποτελείται από πυριτικά άλατα μεγάλης πυκνότητας.

Μέγεθος Μ (magnitude). Η ποσότητα που εκφράζει το ποσό της ενέργειας που εκλύεται από την εστία του σεισμού. Το μέγεθος ενός σεισμού μετριέται με την κλίμακα Richterαπό το όνομα του Αμερικανού σεισμολόγου που την πρότεινε το 1935. (Λεπτομέρειες).

Μεσοωκεάνια ράχη (Mid-oceanic ridge). Είναι ένα μεγάλο υποθαλάσσιο ύβωμα, που εκτείνεται για αρκετές εκατοντάδες χιλιομέτρων στο μέσον περίπου των ωκεανών. Ομοιάζουν με οροσειρές οι οποίες στο μέσον τους διατρέχονται από μια κοιλάδα. Οι μεσοωκεάνιες ράχες αποτελούν περιοχές σεισμικής και ηφαιστειακής δραστηριότητας και κατά τη θεωρία των λιθοσφαιρικών πλακών θεωρούνται όρια μεταξύ των πλακών και περιοχές δημιουργίας νέου φλοιού. Στις περιοχές αυτές ο φλοιός έχει μικρότερο πάχος από τις περιοχές σύγκλισης των ηπείρων.

Μηχανισμός γένεσης (focal mechanism). Ο προσανατολισμός του σεισμικού ρήγματος και η διεύθυνση της σχετικής ολίσθησης των δυο πλευρών του ρήγματος κατά τη γένεση του σεισμού. (Λεπτομέρειες).

Μικροσεισμικό επίκεντρο (epicenter). Η προβολή της μικροσεισμικής εστίας στην επιφάνεια της γης. (Προσδιορισμός)

Μικροσεισμική εστία (focus) ή μικροσεισμικό υπόκεντρο (hypocenter). Το σημείο στο εσωτερικό της γης από όπου αρχίζει η διάρρηξη των πετρωμάτων που προκαλεί τον σεισμό.

Πανγαία (Pangaea). Πρόκειται για μία μεγάλη ενιαία ήπειρο, η οποία κατά τη θεωρία του Wegener (1915) αποτελείτο από τις σημερινές Ευρασία, Αφρική, Βόρεια και Νότια Αμερική, Ινδία, Αυστραλία και Ανταρκτική. Ο κατακερματισμός της Παγγαίας άρχισε κατά το τέλος του Ιουρασικού πριν από 160 εκατομ. χρόνια.

Πρόγνωση (Prediction). Η γνώση εκ των προτέρων των τριών παραμέτρων ενός σεισμού: του χώρου όπου θα συμβεί ο σεισμός, του χρόνου γένεσης και του μεγέθους του σεισμού. (Λεπτομέρειες)

Πρόδρομο φαινόμενο (precursory phenomenon). Το φαινόμενο που συμβαίνει πριν από τον κύριο σεισμό και είναι μέρος της φυσικής διαδικασίας προετοιμασίας της διάρρηξης των πετρωμάτων στο εσωτερικό της Γης που προκαλεί το σεισμό.

Πυρήνας (Core). Είναι το τμήμα της Γης κάτω από την ασυνέχεια Gutenberg αρχίζει ο πυρήνας ο οποίος έχει πάχος περίπου 3450 χιλιομέτρων. Αποτελείται από εξωτερικό και εσωτερικό πυρήνα. Σύμφωνα με τις σημερινές απόψεις, ο εξωτερικός πυρήνας θεωρείται ότι βρίσκεται σε κατάσταση τήξης, ενώ ο εσωτερικός σε στερεά κατάσταση. Η γενική σύστασή του είναι κύρια από ενώσεις σιδήρου.

Ρευστοποίηση (Liquefaction). Διεργασία του εδάφους (αργιλλώδους ή αμμώδους) κατά την οποία συμπεριφέρεται περισσότερο ως παχύ ρευστό και λιγότερο ως στερεό, κατά τη διάρκεια ενός σεισμού. Οι ρευστοποιήσεις είναι υπεύθυνες για σημαντικές βλάβες γιατί μειώνεται η ικανότητα του εδάφους να υποστηρίξει τις θεμελιώσεις των τεχνικών κατασκευών.

Ρήγμα (fault). Η επιφάνεια θραύσης ενός πετρώματος κατά την οποία κινούνται τα δυο τεμάχη του πετρώματος, το ένα σχετικά ως προς το άλλο. Στις περιοχές δυνάμεων συμπίεσης (πχ περιοχές σύγκρουσης λιθοσφαιρικών πλακών) το ρήγμα είναι ανάστροφο (thrust fault) και το τέμαχος πάνω από την επιφάνεια διάρρηξης κινείται ανοδικά. Στις περιοχές δυνάμεων εφελκυσμού (πχ μεσο-ωκεάνιες περιοχές) το ρήγμα είναι κανονικό (normal fault) και το τέμαχος πάνω από την επιφάνεια διάρρηξης κινείται καθοδικά. Ένας τρίτος τύπος ρήγματος είναι αυτός της οριζόντιας ολίσθησης (strike-slip fault). Ο τύπος του ρήγματος περιγράφεται από το μηχανισμό γένεσης του σεισμού και συμβολίζεται με τις λεγόμενες beach balls.

Σεισμική ακολουθία (Seismic sequence). Το σύνολο των σεισμών μιας περιοχής για κάποιο χρονικό διάστημα κατά το οποίο η συχνότητα των σεισμών είναι μεγαλύτερη από τη συνηθισμένη σεισμική δραστηριότητα της περιοχής. Σε μία ακολουθία ξεχωρίζει συνήθως ένας σεισμός, του οποίου το μέγεθος είναι σημαντικά μεγαλύτερο από των υπολοίπων και είναι ο κύριος σεισμός. Όσοι σεισμοί προηγούνται του κύριου σεισμού καλούνται προσεισμοί ενώ όσοι ακολουθούν μετασεισμοί.

Σεισμική επικινδυνότητα (seismic hazard). Η πιθανότητα του να συμβεί μέσα σε δεδομένη χρονική περίοδο και σε δεδομένη περιοχή σεισμός ίσος ή μεγαλύτερος από ένα ορισμένο μέγεθος.

Σεισμικό κενό (seismic gap). Είναι το τμήμα μιας σεισμικής ζώνης, στο οποίο παρατηρείται ασυνέχεια όσον αφορά τη χωρική κατανομή των μεγάλων σεισμών της ή ασυνέχεια όσον αφορά τη συχνότητα εμφάνισης των μικρών σεισμών της.

Σεισμικός κίνδυνος (seismic risk). Ο αναμενόμενος βαθμός σεισμικών βλαβών που πρόκειται να υποστεί μια τεχνική κατασκευή ή και γενικότερα το σύνολο των επιπτώσεων στις ανθρώπινες δραστηριότητες εξαιτίας ενός σεισμού. Ο όρος μπορεί να συναντηθεί και ως "σεισμική διακινδύνευση".

Σεισμικότητα (Seismicity). Ονομάζεται ο αριθμός των σεισμών στο χρόνο και στο χώρο.

Σεισμόμετρο (Seismometer)

Σεισμογράφος (Seismograph) (Λεπτομέρειες). 

Σεισμολογία (seismology). Η επιστήμη που μελετάει τους σεισμούς.

Σεισμόγραμμα (seismogram). Η πιστή αναγραφή της σεισμικής κίνησης από το σεισμόμετρο και η αποτύπωσή της υπό μεγέθυνση σε κάποιο μέσον (χαρτί, φιλμ, ψηφικό μέσον).

Σεισμολογικοί χάρτες (Seismological maps). Χάρτες που προκύπτουν από τη χρήση σεισμολογικών δεδομένων και είναι χρήσιμοι στους επιστήμονες διαφόρων ειδικοτήτων Ένας από τους βασικούς στόχους της σεισμολογίας είναι να εφοδιάσει τους επιστήμονες (γεωλόγους, μηχανικούς) και τις διάφορες υπηρεσίες. Διακρίνουμε: χάρτες σεισμικότητας, χάρτες μακροσεισμικών εντάσεων (ισοσείστων), χάρτες σεισμικής ενέργειας, χάρτες σεισμικού κινδύνου, χάρτες σεισμικών ζωνών, σεισμοτεκτονικοί χάρτες, νεοτεκτονικοί χάρτες κλπ. Σήμερα για επιχειρησιακούς λόγους υπάρχουν οι χάρτες αισθητότητας (Shake Maps), οι οποίοι ενσωματώνουν πληροφορίες από τις μέγιστες τιμές της εδαφικής επιτάχυσνης (ενόργανες μετρήσεις από τα σεισμογραφικά όργανα) και τις τιμές της μακροσεισμικής έντασης (από πληροφορίες παρατηρητών).

Σεισμοί (earthquakes). Οι εδαφικές δονήσεις οι οποίες γεννιούνται κατά τις διαταράξεις της μηχανικής ισορροπίας των γήινων πετρωμάτων από φυσικά αίτια που βρίσκονται στο εσωτερικό της γης. Στις θέσεις διατάραξης της μηχανικής ισορροπίας των πετρωμάτων απελευθερώνεται μηχανική ενέργεια η οποία διαδίδεται μέσα στη γη με τη μορφή σεισμικών κυμάτων, και εκδηλώνεται με τη μορφή δονήσεων του εδάφους.

Σμηνοσειρά (Swarm earthquakes). Είναι ακολουθία σεισμών μικρού κατά κανόνα μεγέθους που διαρκεί για σημαντικό χρονικό διάστημα. Κανένας σεισμός της σμηνοσειράς δεν ξεχωρίζει για το σημαντικά μεγαλύτερο μέγεθός του.

Υποκεντρική απόσταση (Hypocentral distance). Η απόσταση μεταξύ μικροσεισμικής εστίας και σταθμού παρατήρησης (σεισμογράφου).

Χρόνος γένεσης (origin time). Η χρονική στιγμή κατά την οποία αρχίζει η διάρρηξη των πετρωμάτων στην εστία και η διάδοση των σεισμικών κυμάτων προς όλες τις κατευθύνσεις.

Φλοιός (Crust). Το εξωτερικό περίβλημα της γήινης σφαίρας, του οποίου το πάχος κάτω από μια ήπειρο μπορεί να φθάσει τα 80 Km, ενώ στους ωκεανούς στα 4 - 8 Km. Το σύνολο του φλοιού αντιστοιχεί στο 1% του όγκου και στα 0,5% της μάζας της Γης. Διακρίνονται δύο στοιβάδες η Sial (σιαλική) και η Sima (σιματική). Χωρίζεται από τον υποκείμενο μανδύα με την ασυνέχεια Mohorovicic.